Определение

Лямбда-зонд

К концу 80-х годов у большинства автомобилей появилась такая деталь, как датчик содержания кислорода в выхлопных газах. Лямбда-зонд, О-2 датчик, кислородный датчик (Oxygen Sensor) - так по разному могут называть эту детальку. С началом выпуска автомобилей с каталитическим нейтрализатором выхлопных газов появилась необходимость и в лямбда-зонде. Для нормальной работы катализатора нужно обеспечить постоянное оптимальное соотношение воздуха и топлива в рабочей смеси, поступающей в камеру сгорания. В противном случае способность катализатора доокислять вредные примеси будет недостаточной и недолгой. 14.7 частей воздуха и 1 часть топлива - именно такой состав обеспечивает максимальное сгорание топливно-воздушной смеси, а лямбда-зонд предназначен как раз для того, что бы поддерживать эту пропорцию. В зависимости от содержания кислорода в выхлопе датчик выдаёт соответствующее напряжение и компьютер корректирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива.

ДАТЧИК НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИРКОНИЯ. В этом датчике происходят реакции восстановления двуокиси циркония ZrO2 до окиси циркония ZrO, инициируемая платиновым катализатором, покрывающем чувствительный элемент датчика и являющаяся причиной возникновения ЭДС. На поверхности датчика окислительные процессы чередуются с восстановительными, это обеспечивает автоматическое поддержание работоспособности лямбда-зонда и его высокую чувствительность к изменению концентрации окисляемых компонентов.

Что бы подавить реакцию окисления, недоокисленных компонентов отработавших газов кислородом чувствительного элемента датчика, необходимо присутствие в отработавших газах избыточного, по отношению к стехиометрическому, количества кислорода. Причем, количество избыточного кислорода растет пропорционально концентрации недоокисленных компонентов отработавших газов. Используя это свойство лямбда-зонда представляется возможным оценить концентрацию в отработавших газах продуктов неполного сгорания топлива и использовать эту информацию для оценки эффективности работы каталитического нейтрализатора.

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ДАТЧИК НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИРКОНИЯ. Это разновидность датчика на основе оксида циркония. Основная разница зонда по отношению к обычным лямбда зондам это комбинация сенсорных ячеек и так называемых накачиваемых кислородом ячеек. Обе ячейки разделены диффузионным зазором шириной от 0,01 до 0,05 мм. Состав его газового содержимого постоянно соответствует лямбда=1 , что для сенсорной ячейки значит напряжение в 450 милливольт. Поддерживается содержание газа и вместе с ним напряжение сенсора посредством различных напряжений сенсора накачиваемых элементов. При обедненной кислородом смеси и напряжении сенсора ниже 450 милливольт ячейка выкачивает кислород из диффузионного отверстия. Если смесь влажная и напряжение лежит выше 450 милливольт, ток меняет свое направление, и накачивающие ячейки транспортируют кислород в диффузионные расщелины. При отказе датчика система переходит в аварийный режим без коррекции содержания воздуха в смеси. Одной из основных причин отказа датчика в России являлось отравление тетраэтилсвинцом.