Что такое датчик кислорода и для чего он нужен

Автомобиль является сложной системой с различными компонентами, каждым из которых выполняется своя функциональная задача. Одним из них этих узлов является кислородный датчик, который также известен в качестве лямбда-зонда.

Конструкция кислородного датчика

Лямбда-зонд (кислородный датчик) является специальным компонентом силового агрегата транспортного средства, которым оценивается количество свободного кислорода, который остался в выхлопных газах. По принципу своего действия это устройство представляет собой гальванический элемент, содержащий твердый керамический электролит из диоксида циркония. На легированную оксидом иттрия керамику напыляются платиновые токопроводящие электроды. В один из электродов происходит поступление отработанных газов, во второй атмосферного воздуха. При работе происходит нагрев лямбда-зонда до 300—400 градусов, благодаря чему можно измерить остаточный кислород. При этой температуре у циркониевого электролита появляется проводимость, а разница между количеством атмосферного кислорода и кислорода в отработанном газе приводит к появлению выходного напряжения на электродах.

При одинаковой концентрации кислорода с двух сторон, положение датчика электролита является равновесным, с разностью потенциалов равной нулю. В случае изменения концентрации кислорода на любом электроде появляется разность потенциалов, которая пропорциональная логарифму концентрированного кислорода со стороны датчика который работает. После того как горючей смесью будет достигнут стехиометрический состав, произойдет снижение содержания кислорода в выхлопах в 100 тысяч раз, что вызовет скачкообразные изменения датчика, которые будут, фиксирует высокоомное измерительное устройство (бортовой компьютер).

Как функционирует датчик кислорода

Этот датчик не работает самостоятельно. Он работает вместе с каталитическим нейтрализатором, который предназначен для того чтобы окислять токсичные вещества (углеводороды, окись углерода и азота) до воды, азота и углекислого газа через каталитическую реакцию. Катализатор эффективен (нейтрализует до 80 процентов компонентов) в узком диапазоне: при значении 0,85-0,9 достигается предельная мощность системы, при значении 1,1-1,3 (полностью открыта ДЗ силового агрегата) достигается самая большая экономия расхода горючего. Чтобы добиться точных показателей, которые нужно для обеспечения эффективной работы ДВС, используют особую систему питания, имеющую дискретный (электронный) впрыск горючего, и кислородный датчик.