Samochód to złożony system składający się z wielu elementów, z których każdy pełni inną funkcję. Jednym z nich jest czujnik tlenu, zwany również sondą lambda.
Konstrukcja czujnika tlenu
Sonda lambda lub sonda lambda (z greckiej litery λ, oznaczającej mieszankę benzyny i powietrza) to specjalny element silnika samochodowego służący do oceny ilości wolnego tlenu pozostającego w spalinach. Zgodnie z zasadą działania urządzenie jest ogniwem galwanicznym ze stałym elektrolitem ceramicznym wykonanym z dwutlenku cyrkonu. Przewodzące elektrody platynowe są osadzone na wierzchu ceramiki domieszkowanej tlenkiem itru. Spaliny przedostają się do jednej z elektrod, a powietrze z atmosfery do drugiej. Podczas pracy sonda lambda nagrzewa się do 300-400 stopni, co umożliwia pomiar tlenu resztkowego. W tej temperaturze elektrolit cyrkonowy staje się przewodzący, a różnica w ilości tlenu w spalinach i tlenu atmosferycznego powoduje powstanie napięcia wyjściowego na elektrodach.
Jeżeli stężenie tlenu po obu stronach jest takie samo, czujnik elektrolitu jest w równowadze, a jego różnica potencjałów wynosi zero. Gdy na jednej z elektrod zmienia się stężenie tlenu, powstaje różnica potencjałów proporcjonalna do logarytmu stężenia tlenu po stronie roboczej czujnika. Gdy tylko palna mieszanina osiągnie skład stechiometryczny, zawartość tlenu w spalinach spada setki tysięcy razy, co prowadzi do nagłej zmiany czujnika, która jest wykrywana przez urządzenie pomiarowe o wysokiej rezystancji (komputer pokładowy samochód).
Funkcja czujnika tlenu
Czujnik tlenu nie jest samodzielnym urządzeniem. Działa przy udziale katalizatora spalin przeznaczonego do utleniania w reakcji katalitycznej substancji toksycznych (węglowodorów, tlenku azotu i tlenku węgla) do dwutlenku węgla, wody i azotu. Katalizator zaczyna działać (przy neutralizacji do 80% składników) w dość wąskim zakresie: przy λ od 0,85 do 0,9 zapewniana jest maksymalna moc układu, a przy λ od 1,1 do 1,3 (przepustnica silnik benzynowy jest w pełni otwarty) osiąga się najwyższą oszczędność paliwa. Specjalny układ zasilania z dyskretnym (elektronicznym) wtryskiem paliwa, a także sam czujnik tlenu, są zaangażowane w uzyskanie dokładnych wskaźników niezbędnych do wydajnej pracy silnika spalinowego. Kontrola nad zużyciem paliwa i zawartością tlenu w nim pozwala uniknąć różnych awarii w działaniu wszystkich układów silnika.
