Как работает кислородный датчик?

Современные экологические нормы весьма строги, а нормы состава выхлопных газов четко определены. Именно поэтому в современном автомобилестроении используются специальные устройства. Это каталитические нейтрализаторы, под влиянием которых уровень токсических веществ в выхлопах значительно снижается. К сожалению, подобные приборы хорошо работают лишь при определенных условиях. Именно для этого и необходим кислородный датчик. Эта небольшая деталь исполняет весьма важные функции.

Что такое кислородный датчик?

Оптимальный состав топливно-воздушной смеси — это когда на 1 часть топлива приходится примерно 14,7 частей воздуха. В таком случае коэффициент избытка воздуха (L) равен 1. Эффективная работа каталитического нейтрализатора возможна лишь тогда, когда L равно 1 с погрешностью в 0,01. Основная функция датчика — это контроль за составом топливно-воздушной смеси.

Кислородный датчик представляет собой небольшое устройство, изготовленное из пористого материала. Основным его компонентом является двуокись циркония. Сверху же деталь покрыта платиновым напылением. Подобное устройство реагирует на разницу между содержанием кислорода в атмосфере и выхлопных газах. Кроме того, на выходе оно вырабатывает соответствующую разность потенциалов.

Принцип работы этого зонда достаточно прост. При снижении уровня кислорода в выхлопах запускаются реакции восстановления двуокиси циркония. Кстати, катализатором подобного превращения является платина. А поскольку на поверхности датчика реакции восстановления чередуются с окислительными процессами, то целостность и работоспособность зонда поддерживается автоматически.

На сегодняшний день существует несколько основных моделей подобных приборов. Самым популярным считается кислородный датчик Bosch. Это устройство характеризируется высокой чувствительностью и работоспособностью.

Двухточечный датчик кислорода

Это одна из основных моделей подобного устройства. Зонд крепится как перед нейтрализатором, так и за ним, что дает возможность четче фиксировать коэффициент избытка воздуха. Электрод с одной стороны прибора контактирует с атмосферным воздухом, а с другой — с выхлопными газами, реагируя на разницу генерацией потенциала. Чем выше содержание кислорода в выхлопах, тем ниже генерируемое напряжение.

В тех случаях, когда уровень кислорода в топливно-воздушной смеси падает, а напряжение становится высоким, то образуется электрический сигнал, который передается в систему управления двигателем.

Широкополосный кислородный датчик

Этот прибор немного отличается от предыдущего как по строению, так и по принципам работы. Он состоит из двух керамических частей: это обычный двухточечный зонд и закачивающая часть. Между двумя электродами в двухточечной части зонда постоянно генерируется напряжение в 450 мВ. В то же время кислород из отработанных газов проходит сквозь закачивающую часть датчика. Чем ниже уровень кислорода, тем выше напряжение между двумя электродами. В таких случаях сигнал передается в электронный блок управления. Кстати, именно по такой схеме работает кислородный датчик ВАЗ.