Luchtkwaliteitssensor

Onderwerpen:

  • Inleiding
  • Automatische regeling
  • Inbouwplaats
  • Werking

Inleiding:
Voertuigen met een automatisch geregelde airconditioning zijn vaak voorzien van een luchtkwaliteitsssensor. Deze sensor meet de kwaliteit van de aangezogen lucht, nog voordat deze door de opening van het kachelhuis (en daarmee door het interieurfilter) wordt gezogen.

Op het moment dat de luchtkwaliteitssensor een overschrijding van het aantal schadelijke gassen in de buitenlucht detecteert, stuurt de sensor een digitaal signaal naar de ECU van de airconditioning. Deze ECU stuurt vervolgens de recirculatieklep in het kachelhuis aan: door het sluiten van de recirculatieklep komt er geen buitenlucht meer in het interieur terecht.

De onderstaande tekening toont de elementen in de luchtkwaliteitssensor. Aan de linkerzijde stroomt de buitenlucht de sensor in. Via het filter komt de lucht bij het sensorelement aan. Door middel van een elektrische weerstandmeting “meet” hij de luchtverontreiniging in de aangezogen buitenlucht. De sensorelektronica vertaalt de weerstandwaarde naar een digitaal signaal en verstuurt dit signaal naar de ECU. De sensor heeft een voedingsspanning en massa nodig om te kunnen werken. Dit maakt de sensor een actieve sensor.

Automatische regeling:
De sensor begint met werken na het inschakelen van het contact. De ECU ontvangt te allen tijde de sensorwaarde, maar doet er niets mee als de automatische recirculatiestand is uitgeschakeld.

Op het bedieningspaneel van de interieurventilatie (verwarming / airco) vinden we, in het geval een voertuig is uitgerust met een dergelijke luchtkwaliteitssensor, een automatische stand. In de volgende twee afbeeldingen is de knop van de automatische recirculatiestand met groene pijlen aangegeven.

Met deze recirculatieknop kan de permanente recirculatiestand worden ingeschakeld, de automatische recirculatiestand, of hij kan permanent worden uitgeschakeld. Als er géén lampjes branden, wordt het signaal van de luchtverontreinigingssensor niet gebruikt om de recirculatieklep te bedienen.

We kunnen dus het beste de automatische stand (A) altijd ingeschakeld laten.

Inbouwplaats:
De luchtkwaliteitssensor bevindt zich nabij de instroomopening van de buitenlucht naar het interieur. De sensor is vaak afgedekt door beplating boven de parafan, zoals in de volgende afbeelding (linksonder) van een Volkswagen is te zien. Na het verwijderen van deze beplating is de sensor zichtbaar.

Ook vinden we de sensor soms al direct na het openen van de motorkap in het aanzuiggedeelte naast het interieurfilter, zoals bij de BMW in de afbeelding rechtsonder. De sensor is rood omcirkeld.

Werking:
Een luchtkwaliteitssensor is een metaaloxide halfgeleider (MOS). De elektrische geleidbaarheid verandert onder invloed van gas. Uit de verandering van de elektrische weerstand is het mogelijk om de aanwezigheid en de concentratie van de verontreinigde stof af te leiden. De werktemperatuur van het sensorelement is ongeveer 350 graden Celsius. De meting geschiedt vergelijkbaar zoals die we van de lambdasonde kennen.

  • Lage weerstand: in de aangezogen lucht zijn oxideerbare gassen aanwezig, zoals koolmonoxide, koolwaterstoffen, zwavelverbindingen;
  • Hoge weerstand: er bevinden zich reduceerbare gassen als stikstofoxide in de aangezogen lucht.

De volgende deeltjes in de uitlaatgassen worden door de sensor herkend:

Uitlaatgassen benzinemotor:
CO – Koolmonoxide
C6H14 – Hexaan
C6H6 – Benzeen
C7H16 – n-heptaan

Uitlaatgassen van dieselmotoren:
NOX – Stikstofoxiden
SO2 – Zwaveldioxide
H2S – Waterstofsulfide
CS2 – Koolstofdisulfide

De sensorelektronica vertaalt de weerstandwaarde naar een digitaal uitgangssignaal. Dit signaal wordt naar de airco-regeleenheid verstuurd. De onderstaande twee afbeeldingen tonen de weerstandmeting van het sensorelement.

Oxideerbare gassen
Reduceerbare gassen

De airco-regeleenheid verwerkt het luchtkwaliteitssensorsignaal en bepaalt of er een reden is om de recirculatieklep te openen of te sluiten.

De volgende afbeelding toont een deel van het kachelhuis, met bovenin de recirculatieklep en zijn stelmotor. In de afgebeelde toestand heeft de recirculatieklep de luchttoevoer van buitenaf afgesloten (er kan geen buitenlucht meer naar binnen) en heeft de opening vanaf het interieur geopend. De interieurventilator zuigt nu de lucht vanuit het interieur, blaast de lucht door de verdamper en / of kachelradiateur om de lucht af te koelen of te verhitten, waarna de lucht via de uitstroomopeningen weer in het interieur terecht komt. De lucht is dan gerecirculeerd.

Recirculeren willen we niet permanent doen: er is een grote kans dat nare geurtjes, benauwdheid van de inzittenden en beslagen ramen optreden. De recirculatieklep willen we in principe alleen maar gebruiken om de airconditioning zo koud mogelijk te maken (de gekoelde lucht nog meer afkoelen) of tegengaan dat lucht van buitenaf in het interieur komt.