Beeinflusst der Abgasdruck die Leistung von Schmalband-Lambdas?

Heutzutage werden derzeit zwei Arten von Schmalbandsensoren verwendet: Titanoxidsensoren (NTK) und Zirkonoxidsensoren (Bosch). Diese Antwort bezieht sich nur auf die am häufigsten verwendeten Zirkonoxid-Sensoren.

In Bezug auf das Diagramm (das von Michael Handrich erstellt und unter einer Creative Commons-Lizenz geteilt wurde) ist der Sensor eine galvanische Zelle, die die sogenannte Nernst-Spannung erzeugt , die proportional zum natürlichen Logarithmus des Verhältnisses der beiden verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen ist. Konkret ist dies die Nernstsche Spannungsgleichung:

dU = -T*k_B/e_0 * ln(c1/c2)

Dabei ist k_B die Boltzmann-Konstante in J/K, T die Temperatur in K, e_0 die Ladung eines Elektrons in C. c1 und c1 sind beides Ionenkonzentrationen.

Ein weiteres wichtiges physikalisches Gesetz ist das Gesetz von Dalton, das besagt, dass der Gesamtdruck einer Mischung aus idealen Gasen gleich der Summe der Partialdrücke ist.

p_gesamt = p_1 + p_2 + p_3 + ... + p_n

Das Verhältnis des Sauerstoffpartialdrucks auf der einen Seite der Zelle zum Sauerstoffpartialdruck auf der anderen Seite ist also identisch mit dem Verhältnis der Ionenkonzentration. Es sollte offensichtlich sein, dass der Partialdruck eines bestimmten Gases direkt proportional zum Gesamtdruck ist (alle anderen Dinge sind gleich).

Dies bedeutet, dass ein höherer Gesamtdruck auf der Abgasseite eine höhere Sauerstoffkonzentration und damit eine höhere Spannung bedeuten sollte, verglichen mit der Spannung, die anliegen würde, wenn keine Druckdifferenz vorhanden wäre. Genau das sagt Ihre Gleichung aus (obwohl sie eher mit dem Strom als mit der Spannung in dieser Gleichung zusammenhängt).

Ich kann keine maßgebliche Quelle finden, die die genauen Koeffizienten für einen Schmalband-Zirkonoxidsensor angibt, aber ich würde erwarten, dass sie mit der von Ihnen angegebenen Gleichung identisch ist, wobei der einzige Unterschied die Werte für die Konstanten sind.

Da wir in diesem Fall von einem Schmalbandsensor sprechen, würde sich die Wirkung auch nur auf den schmalen linearen Bereich des Sensors auswirken - "zu magere" oder "zu fette" Spannungen würden unverändert bleiben. Lediglich die Punkte, an denen die Kurve von Flatline zu Linear wechselt, würden sich geringfügig verschieben.