Czujniki temperatury spalin są kluczowym elementem nowoczesnych układów wydechowych, które monitorują temperaturę gazów spalinowych wychodzących z silnika. Dzięki tym czujnikom możliwe jest precyzyjne zarządzanie procesami spalania, co ma bezpośredni wpływ na emisję spalin, efektywność pracy silnika, a także trwałość i sprawność podzespołów związanych z układem wydechowym, takich jak katalizatory czy filtry cząstek stałych (DPF).

Czym są czujniki temperatury spalin?

Czujniki temperatury spalin to urządzenia, które mierzą temperaturę gazów wydobywających się z silnika przez układ wydechowy. Są umieszczane w różnych punktach układu wydechowego, w tym przed i za katalizatorem, a także w pobliżu filtra DPF (diesel particulate filter), aby monitorować warunki pracy tych komponentów. Czujniki te pełnią rolę zabezpieczającą, informując system sterowania silnikiem o zbyt wysokiej temperaturze spalin, co może wskazywać na niewłaściwe spalanie paliwa lub uszkodzenie niektórych elementów układu wydechowego.

Jak działają czujniki temperatury spalin?

Czujniki temperatury spalin działają na zasadzie pomiaru temperatury gazów spalinowych przepływających przez układ wydechowy. Najczęściej wykorzystują technologie takie jak:

• Czujniki termoelektryczne – działają na zasadzie różnicy temperatur, wykorzystując materiały, które zmieniają swoje właściwości elektryczne w zależności od temperatury. W wyniku tego procesu czujnik może generować sygnał elektryczny, który jest odczytywany przez system sterowania silnikiem.

• Czujniki opornościowe – w których oporność materiału zmienia się w zależności od temperatury. Zmiana ta jest następnie przetwarzana na sygnał, który pozwala określić temperaturę spalin.

Czujnik ten przekazuje informację do jednostki sterującej silnikiem (ECU), która na jej podstawie może dostosować parametry pracy silnika lub uruchomić systemy ochrony, takie jak regulacja wtrysku paliwa, ograniczenie obrotów silnika, czy aktywacja układów odprowadzania ciepła.

Zastosowanie czujników temperatury spalin

Czujniki temperatury spalin znajdują szerokie zastosowanie w różnych typach pojazdów, szczególnie w nowoczesnych samochodach z silnikami benzynowymi oraz wysokoprężnymi (diesel). Oto główne obszary ich zastosowań:

1. Monitoring układu wydechowego

Czujniki temperatury spalin monitorują temperaturę gazów wydobywających się z silnika i przekazują dane do sterownika silnika. Dzięki temu, możliwe jest odpowiednie dostosowanie parametrów pracy silnika, co ma na celu ochronę układu wydechowego przed przegrzaniem i przedwczesnym zużyciem komponentów takich jak katalizatory, filtry DPF, czy turbosprężarki. Zbyt wysoka temperatura spalin może bowiem prowadzić do uszkodzeń tych podzespołów, co skutkuje nieefektywną pracą silnika i zwiększonymi kosztami napraw.

2. Wspomaganie systemów oczyszczania spalin

Czujniki temperatury spalin odgrywają również istotną rolę w systemach oczyszczania spalin, w tym w zarządzaniu pracą katalizatorów i filtrów DPF. Działają one na rzecz poprawy efektywności katalizatorów, które rozkładają szkodliwe substancje chemiczne, oraz filtrów cząstek stałych, które usuwają cząstki stałe z gazów spalinowych. Optymalna temperatura spalin pozwala na prawidłowe działanie tych układów, a czujnik monitoruje, czy temperatura nie przekracza wartości granicznych, które mogą prowadzić do ich uszkodzenia.

3. Zwiększenie efektywności paliwowej i zmniejszenie emisji

Dzięki czujnikom temperatury spalin możliwe jest precyzyjne dostosowanie parametrów spalania paliwa, co pozwala na zmniejszenie emisji spalin i poprawę efektywności paliwowej silnika. Działanie czujników zapewnia optymalne warunki pracy silnika, co prowadzi do mniejszej ilości szkodliwych gazów w spalinach (tlenki azotu – NOx, tlenki węgla – CO, cząstki stałe). W szczególności w silnikach wysokoprężnych, czujniki temperatury spalin są niezbędne do utrzymania prawidłowej pracy układów oczyszczania spalin, spełniając wymagania norm emisji spalin, takich jak Euro 5 czy Euro 6.

4. Wsparcie systemów zarządzania silnikiem

Czujniki temperatury spalin stanowią część systemu zarządzania silnikiem, który automatycznie reguluje parametry pracy jednostki napędowej, aby zapewnić optymalną moc, moment obrotowy oraz emisję spalin. Dzięki czujnikom temperatura spalin jest monitorowana na bieżąco, co pozwala na szybszą reakcję układu sterującego w przypadku wykrycia nieprawidłowości. Może to obejmować m.in. korekcję ilości wtryskiwanego paliwa czy modyfikację czasu wtrysku.

5. Systemy ochrony przed przegrzaniem

Czujniki temperatury spalin są również wykorzystywane w systemach ochrony przed przegrzaniem, które są szczególnie ważne w pojazdach o dużych silnikach wysokoprężnych, w pojazdach terenowych oraz w maszynach przemysłowych i rolniczych. Dzięki tym czujnikom możliwe jest uruchomienie odpowiednich procedur awaryjnych, takich jak zmniejszenie obrotów silnika lub uruchomienie systemów chłodzenia, które chronią silnik przed uszkodzeniem.

Rodzaje czujników temperatury spalin

Czujniki temperatury spalin dostępne na rynku różnią się konstrukcją oraz technologią pomiaru. Wśród popularnych rodzajów czujników wyróżnia się:

• Czujniki temperatury typu NTK – powszechnie stosowane w pojazdach osobowych, które charakteryzują się szybkim czasem reakcji i wysoką precyzją pomiaru.
• Czujniki typu BOSCH – znane z wysokiej niezawodności i trwałości, są wykorzystywane w nowoczesnych silnikach, zarówno benzynowych, jak i wysokoprężnych.
• Czujniki typu DENSO – wykorzystywane głównie w pojazdach japońskich producentów, zapewniające wysoką dokładność pomiaru oraz odporność na ekstremalne warunki pracy.

Podsumowanie

Czujniki temperatury spalin są istotnym elementem nowoczesnych silników spalinowych, w tym silników benzynowych i wysokoprężnych. Odpowiadają za monitorowanie temperatury gazów spalinowych, co pozwala na precyzyjne zarządzanie procesem spalania, ochronę układu wydechowego przed przegrzaniem oraz zapewnienie optymalnej efektywności paliwowej. Dzięki tym czujnikom możliwe jest także spełnianie restrykcyjnych norm emisji spalin, co jest kluczowe w dobie rosnących wymagań ekologicznych.