Лямбда-зонд представляет собой датчик кислорода, предназначенный для оценки и определения количество оставшегося не сгоревшего топлива или концентрации кислорода в выхлопных газах автомобиля.
Состав отработанных газов зависит от соотношения воздуха и топлива в рабочей смеси, которая подается в цилиндр двигателя.
В автомобилях применяются кислородные датчики двух типов: резистивные и электрохимические. Последний тип работает по принципу элемента, вырабатывающего напряжение. Принцип работы второго, заключается в том, что он как резистор, посредством изменения своего сопротивления отдает данные в электронный блок управления двигателем автомобиля (ЭБУ).
Наибольшее распространение получили электрохимические кислородные датчики. Используемый в них принцип, основан на свойствах диоксида циркония, создающего различное электрическое напряжение при изменении содержания кислорода в отработанных газах.
При нормальной подаче топлива изменения выходных параметров датчика может происходить по нескольку раз в секунду. Это и позволяет поддерживать оптимальный состав смеси в разливных режимах.
Лямбда-зонд действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх неё методом напыления нанесены токопроводящие пористые электроды из платины, одновременно являющейся катализатором окислительно-восстановительных реакций.
Один из электродов обдувается выхлопными газами, а второй - воздухом из атмосферы. Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 - 400оС. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.
На деле лямбда-зонд вышеописанного типа является датчиком не сгоревшего топлива, который при наличии в окружающих газах одновременно и топлива и кислорода в стехиометрической пропорции вырабатывает напряжение, трактующееся как "избыток топлива" контроллером управления ДВС.
Стехиометрический состав горючей смеси (от греческого stoich(e)ion - основа, элемент и metr(e)(o) - измеряю) - состав смеси, в которой окислителя ровно столько, сколько необходимо для полного окисления горючего.
Если на внутреннем платиновом электроде присутствует не сгоревшее топливо, то появляется разность потенциалов 0.5-1.0 Вольта.
При отсутствии не сгоревшего топлива с внутренней стороны датчика ячейка не вырабатывает ЭДС, выходная разность потенциалов равна нулю.
При достижении стехиометрического состава горючей смеси, концентрация не сгоревшего топлива в выхлопных газах значительно падает, что сопровождается скачкообразным изменением э.д.с. датчика, которая фиксируется на входе, с высоким сопротивлением, измерительного устройства (бортового компьютера автомобиля).
Первые "лямбда-зонды" были резистивными, то есть изменяли свое сопротивление. Современные датчики работают как пороговые элементы.
Avtoru161.RU
