Lambda (λ) rappresenta il rapporto aria-carburante nei motori a combustione rispetto all'ideale stechiometrico. Calcolato come \( \lambda = \frac{\text{Rapporto Aria-Carburante Effettivo}}{\text{Rapporto Stechiometrico}} \), questo valore adimensionale è cruciale per la gestione del motore e il controllo delle emissioni.
Il valore ottimale di λ è 1.0 (rapporto massa aria-carburante 14.7:1 per la benzina), dove tutto il carburante brucia completamente con l'ossigeno disponibile. Questo equilibrio massimizza l'efficienza del catalizzatore riducendo al minimo le emissioni.
Differenze fondamentali nella combustione creano requisiti distinti per il lambda:
Tipo Motore | λ Ottimale | Principio Operativo | Vincoli Principali |
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Benzina | 1.0 (esatto) | Combustione stechiometrica | Efficienza catalizzatore a tre vie |
Diesel | 1.4 - 4.0 | Sempre magra (eccesso d'aria) | Limiti formazione fuliggine |
Motori a Benzina: * Richiedono λ=1.0 esatto per i catalizzatori (CAT) a tre vie per ridurre simultaneamente NOx, CO e HC * Funzionamento temporaneamente ricco (λ≈0.8-0.9) solo ad alto carico per prevenire battito in testa * Funzionamento magro (λ>1) limitato a condizioni di basso carico specifiche
Motori Diesel: * λ minimo ≈1.4 a pieno carico (previene fumo visibile) * λ al minimo ≈4.0 (massimizza l'aria per combustione completa) * Richiedono complessi sistemi di post-trattamento (DPF+SCR) a causa dello scarico ricco di ossigeno
I motori moderni utilizzano sonde lambda a larga banda per il monitoraggio in tempo reale di λ. Le unita-di-controllo regolano l'iniezione di carburante fino a 100 volte/secondo per mantenere il lambda target in base a: * Temperatura motore * Richieste di carico * Requisiti emissioni * Stato post-trattamento
* Avviamento a freddo benzina: λ≈0.9 (ricco per riscaldamento catalizzatore) * Rigenerazione diesel: λ<1.5 temporaneamente (aumenta temperatura scarico) * Motori ibridi: λ>1.0 durante le fasi di assistenza elettrica
La gestione lambda rimane critica per soddisfare gli standard Euro 7/ULEV, con differenze benzina-diesel che guidano strategie di controllo emissioni distinte.