Tyvärr är ingenting perfekt. I verkligheten när flamfronten skickas iväg av gnistan och träffar de relativt svala cylinderväggarna, kyls en del av bränslet av vilket resulterar i ofullständig förbränning. Om förgasare eller insprutningssystem är dåligt inställda, blir luft/bränsleförhållandet felaktigt för att en fullständig förbränning skall kunna ske.

Det grundläggande förhållandet mellan de fem förbränningskomponenterna är:

• HC (Kolväte = bränsle)
• CO (kolmonoxid)
• O₂ (syrgas)
• CO₂ (koldioxid)
• NO_x (kväveoxid)

Förhållandet kan variera mellan motorer, beroende på ålder, kondition och motortemperatur. Dålig inställning av förgasare, insprutning och tändläge påverkar också märkbart detta förhållande.

KVÄVEOXIDER
Ungefär 80% av luften vi andas består av kväve (N), övriga ca 20% är syre. En förbränningsmotor förbrukar syrgas (O₂) när den går och släpper ut kvävetsom avgaser. Kväveoxider (NOx) bildas när förbränningstemperaturen överstiger 1370^oC. Även om NOx-föreningarna inte direkt påverkar motorns gång, förorsakar de under vissa atmosfäriska förhållanden smog tillsammans med oförbränt bränsle (HC). Det är av detta skäl som NOx (mätt i gram per kilometer) används när en bil skall typgodkännas.

En del av lösningen när det gäller att hålla NOx under kontroll har varit en anordning som kallas EGR-ventil (för avgasrecirkulation) för att sänka förbränningstemperaturen genom att recirkulera avgaserna tillbaka till förbränningskammaren. Mekanikern/teknikern kan inte göra mycket för att styra utsläppen annat än att se till att motorn och EGR-ventilen (om sådan finns) fungerar som de skall.

En typisk katalytisk renare består av ett ytterskikt av rostfritt stål med keramiska material inuti, formade som en vaxkaka. Från början är materialet täckt av ett tunnt skikt av aluminiumoxid, vilket gör att materialets area ökar till ungefär tre fotbolls- planers storlek. Sedan täcks ytan med en liten mängd (2/3 gram) av ädelmetallerna platina och rodium. Platina påskyndar oxideringen av CO och HC, medan rodium reducerar NO_x.

En katalysator arbetar bara på maxeffekt om bränsleblandningens luft/bränsleförhållande ligger på den stochiometriska punkten (14.7:1) och katalysatorns arbetstemperatur ligger mellan 400 och 800 grader. Vid temperaturer under 300 grader fungerar inte katalysatorn och vid temperaturer mellan 800 och 1000 grader bryts ädelmetallerna ner. Över 1000 grader förstörs katalysatorn snabbt. En svår motorstörning som en misständning kan få temperaturen att stiga upp till 1400 grader, vilket får substratmaterialet att smälta. Blyad bensin och för mycket restolja kan också skada katalysatorn.

För att hålla rätt styrka på blandningen (AFR) har de flesta bilar med katalytisk avgasrening elektronisk bränsleinsprutning eller elektronisk förgasarkontroll. Dessa system kan vara av typ "Open loop" där tonvikten ligger på en korrekt inställd och underhållen motor eller "Closed loop", som använder en Lambda-sensor för att förse den elektroniska styrenheten (ECU) med uppgifter för att hålla ett korrekt luft/bränsleförhållande. De flesta fordon använder elektronisk bränsle- insprutning med "Closed loop".

Lambda är en siffra som på ett enkelt sätt visar hur mycket luft som finns i den förbrända bränsleblandningen. När Lambda är lika med ett (1,00) betyder detta att luften precis räcker för att bränslet skall förbrännas helt och att det inte finns något syreöverskott. Alla värden över 1,00 visar ett överskott av luft (mager blandning) och ett värde under 1,00 visar att luften inte räcker till (fet blandning). Lambda är direkt relaterat till luft/bränsleförhållandet med idealiskt AFR (14.7:1) vid Lambda 1,00.


Lambdasensor

En Lambdasensor är en keramisk anordning som sitter i avgassystemet på motorsidan av den katalytiska renaren. Den består av en kropp av keramiskt material, vars yta har platinaelektroder fulla av porer. En elektrod påverkas av den omgivande luften och den andra av avgaserna. När mängden syrgas på elektrodernas båda sidor skiljer sig åt, bildas en spänning. Lambda-sensorns uppgift är alltså att ta reda på hur mycket syrgas som finns bland avgaserna och förse den elektroniska styrenheten med det resulterande spänningssvärdet.

Den elektroniska styrenheten utvärderar signalen från Lambdasensorn och ökar eller minskar mängden bränsle för att bibehålla korrekt luft/bränsleförhållande eller Lambda 1,00. En "Closed loop" arbetar med cirka tio cykler inom Lambda-fönstret 0,97 till 1,03. Arbetsspänningen är 0 till 0,8 Volt, där Lambda 1,00 är 0,5 Volt. Lambda-sensorn fungerar inte under 250 grader C. Under den temperaturen arbetar systemet som en "Open loop" (ingen styrning). För att skyda på processen, är en del Lambda-sensorer förvärmda. Detta ser man på att det går tre kablar till Lambda-sensorn i stället för en.

0,7

LAMBDA = 
mindre än 1,00

LAMBDA = 
1,00

LAMBDA = 
0,80 till 1,00

LAMBDA = 
1,00 till 1,20

MÄRK!
Denna punkt kan variera något på grund av olikheter i bränslets sammansättning.

Insprutningssystem skall inte kunna ge felaktiga testresultat.

Anm. På grund av att det finns tekniska olikheter bland fordonen på marknaden så finns idag ett stort antal anvisningar som avviker från de generella reglerna.

Utrustning för avgasrening kontrolleras och på bilar från 1975 års modell och senare utföres en översiktlig kontroll av att utrustningen är rätt monterad samt en funktionskontroll av vissa komponenter. Även om bilen klarar utsläppsgränserna kan den bli underkänd.