Датчик кислорода(Лямбда-зонд)

С   помощью широкополосного лямбда-зонда (λ – зонд) можно в широ-ком диапазоне определять концентрацию кислорода в ОГ, что позволяет делать заключение о составе топливовоздушной смеси в камере сгорания. Коэффициент λ избытка воздуха оценивает этот состав смеси. Широкополосный лямбда-зонд может точно производить измерения не только в «стехиометрической» точке при λ=1, но также в бедной (λ>1) и богатой (λ<1)областях. В области 0,7<λ<∞ (∞=воздух с 21% О₂) этот датчик выдает однозначный, непрерывный электрический сигнал .

Широкополосный лямбда-зонд применяется не только в системах управления работой дизеля при двухпозиционном регулировании λ=1, но и в системах с бедными и богатыми топливовоздушными смесями. Такой датчик подходит для регулирования состава смеси для бензиновых, дизельных и газовых двигателей, а также для работы в системе газового отопления (отсюда и название LSU, что расшифровывается как «универсальный лямбда-зонд»).

Лямбда-зонд устанавливается в выпускном тракте и потому оценивает поток ОГ всех цилиндров.

Широкополосный лямбда-зонд модели LSU4  представляет собой двухэлементный зонд граничного тока с планарной структурой.

Его измерительный элемент  состоит из кристалла диоксида циркония (Zr0₂) и представляет собой комбинацию элемента концентрации Нернста (элемент датчика с функцией двухпозиционного лямбда-зонда) и кислородного насосного элемента, который транспортирует ионы кислорода.

Принцип действия

ОГ проникают через маленькое входное газовое отверстие в насосном элементе в собственно измерительное пространство (диффузионную щель) элемента концентрации Нернста. Благодаря этому можно измерить коэффициент избытка воздуха λ в диффузионной щели и сравнить с помощью концентрационного элемента Нернста газ в диффузионной щели с окружающим воздухом из канала опорного воздуха.Весь процесс протекает следующим образом.При подаче насосного напряжения U_Pна платиновые электроды насосного элемента можно закачивать кислород из ОГ сквозь диффузионный барьер внутрь диффузионной щели или откачивать его. Блок управления регулирует напряжение U_P с помощью концентрационного элемента Нернста таким образом, что состав газа в диффузионной щели остается постоянным при λ=1.При бедных ОГ насосный элемент откачивает кислород наружу (положительное направление насосного тока). При богатых ОГ, напротив, кислород

(получаемый каталитическим разложением С02 и Н20 на электроде ОГ) из окружающих ОГ закачивается в диффузионную щель (отрицательное направление насосного тока). При λ=1 кислород не должен перемещаться, а сила насосного тока равна нулю. Сила насосного тока пропорциональна концентрации кислорода в ОГ и, таким образом, является величиной, соответствующей (нелинейно) коэффициенту избытка воздуха λ