Лямбда-зонд
Лямбда-зонд
Лямбда-зонд (λ-зонд) — это датчик кислорода в выпускном коллекторе двигателя. Позволяет оценивать количество оставшегося свободного кислорода в выхлопных газах.
Лямбда-зонд действует в соответствии с принципом гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх неё напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй — воздухом из атмосферы. Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300—400 °C. Лишь такие условия позволяют циркониевому электролиту приобрести проводимость, а разница в количестве кислорода в выхлопной трубе и атмосферного кислорода ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.
При одинаковой концентрации кислорода с обеих сторон электролита, датчик находится в равновесии и разность потенциалов равняется нулю. Если на одном из платиновых электродов концентрация кислорода меняется, то появляется разность потенциалов, величина которой пропорциональна логарифму концентрации кислорода на рабочей стороне датчика. При достижении стехиометрического состава горючей смеси, концентрация кислорода в выхлопных газах падает в сотни тысяч раз, что сопровождается скачкообразным изменением э.д.с. датчика, которая фиксируется высокоомным входом бортового компьютера автомобиля.
Первые «лямбда-зонды» были резистивными, то есть их сопротивление менялось. Современные датчики работают как пороговые элементы. Сигнал используется системой управления для того, чтобы поддерживать оптимальное (стехиометрического, около 14,7:1) соотношение воздух/бензин в камерах сгорания. В стехиометрии — λ = (реальное количество воздуха) / (необходимое количество воздуха).
- λ=1 — стехиометрическая (теоретически идеальная) смесь;
- λ>1 — бедная смесь;
- λ<1 — богатая смесь (избыток бензина, для полного сгорания не хватает воздуха).
Так как некоторое количество кислорода должно находиться в выхлопе для нормального дожигания СН и СО на катализаторе, для более точного регулирования применяется второй датчик, расположенный за катализатором.
