Датчик концентрации кислорода или лямбда-зонд предназначен для определения в отработавших газах уровня кислорода. Эффективная (экологичная и экономичная) работа мотора обеспечивается за счет постоянного уровня соотношения в топливной смеси топлива и воздуха во всех рабочих режимах. Процесс контроля над содержанием в выхлопных газах кислорода называется лямбда-регулированием.
В случае недостатка в топливно-воздушной смеси воздуха, не происходит полного окисления угарного газа и углеводородов. При перенасыщении воздухом, с другой стороны, не происходит полного разложения на кислород и азот.
В выпускной системе устанавливается лямбда-зонд. Следует сказать, что на определенных моделях машин применяется не один датчик кислорода, а два. При этом один устанавливают за каталитическим нейтрализатором, а другой – после. Использование двух датчиков способствует усилению контроля над составом выхлопных газов и обеспечению наиболее эффективной работы нейтрализатора.
Кислородный датчик может быть двухточечным или широкополосным.
Первый устанавливают и после нейтрализатора, и перед ним. Двухточечный датчик кислорода осуществляет фиксацию коэффициента излишнего воздуха топливной воздушной смеси в соответствии с величиной концентрации в выхлопных газах кислорода.
Конструкция представлена в виде керамического элемента, который имеет двустороннее покрытие из диоксида циркония. Проверка датчика кислорода производится электрохимическим методом. С одной стороны электрод контактирует с отработавшими газами. С другой стороны – с атмосферой. При разном содержании кислорода на концах электрода создается напряжение. Чем выше уровень (топливная смесь считается обедненной), тем напряжение ниже. Соответственно, чем выше концентрация (смесь считается обогащенной), тем напряжение больше.
Датчик кислорода электрический сигнал отправляет в электронный контрольный блок в системе управления мотора. В соответствии с уровнем сигнала, осуществляется воздействие на исполнительные структуры тех систем в автомобиле, которые находятся под управлением этого контрольного блока.
Конструкция широкополосного датчика представлена в виде закачивающего и двухточечного элемента. Определение значения «лямбда» осуществляется с применением силы тока при закачивании. Используется это устройство как входной датчик кислорода каталитического нейтрализатора. Под закачиванием понимают процесс физического характера. В ходе закачивания из газов кислород проходит сквозь закачивающий элемент под влиянием силы тока. Принцип, по которому действует устройство, основывается на способности постоянно поддерживать напряжение в 450 мВ в двухточечном элементе между электродами за счет изменения при закачивании силы тока.
Понижение содержания кислорода в газах (при обогащенной топливной смеси) сопровождается увеличением напряжения между имеющимися в двухточечном керамическом элементе электродами. Сигнал подается от элемента в электронный контрольный блок. На основании сигнала на закачивающем элементе вырабатывается ток с определенной силой.
В свою очередь, ток способствует закачке в измерительный зазор. Напряжение, таким образом, достигает определенного значения. При этом показатель силы тока являет собой меру концентрации кислорода в газах. Анализ и преобразование в управляющие воздействия на устройства исполнения в системе впрыска осуществляется блоком управления.
При обедненной топливной смеси функционирование широкополосного устройства происходит аналогичным образом. Отличием является то, что из измерительного зазора под воздействием тока осуществляется выкачивание наружу кислорода.
