Automobil je složen sistem s mnogo komponenata, od kojih svaka ima drugačiju funkciju. Jedan od njih je senzor kisika, poznat i kao lambda sonda.
Dizajn senzora za kiseonik
Senzor za kisik ili lambda sonda (iz grčkog slova λ, što označava mješavinu benzina i zraka) posebna je komponenta automobilskog motora za procjenu količine slobodnog kisika koji ostaje u ispušnim plinovima. Prema principu rada, uređaj je galvanska ćelija sa čvrstim keramičkim elektrolitom od cirkonijevog dioksida. Provodljive platinaste elektrode talože se na vrhu keramike dopirane itrijum oksidom. Ispušni plinovi ulaze u jednu, a zrak iz atmosfere u drugu. Tokom rada, lambda sonda se zagrijava do 300-400 stepeni, što omogućava mjerenje zaostalog kisika. Na ovoj temperaturi cirkonij-elektrolit postaje vodljiv, a razlika u količini kisika u ispušnim plinovima i atmosferskom kisiku rezultira izlaznim naponom na elektrodama.
Ako je koncentracija kisika na obje strane jednaka, senzor elektrolita je u ravnoteži i njegova razlika potencijala je nula. Kada se koncentracija kisika promijeni na jednoj od elektroda, nastaje potencijalna razlika koja je proporcionalna logaritmu koncentracije kisika na radnoj strani senzora. Čim zapaljiva smjesa dostigne stehiometrijski sastav, sadržaj kisika u ispušnim plinovima smanjuje se stotine hiljada puta, što dovodi do nagle promjene senzora, koju otkriva mjerni uređaj visokog otpora (brodski računar automobil).
Funkcija senzora kisika
Senzor za kisik nije neovisan uređaj. Djeluje uz sudjelovanje katalizatora ispušnih plinova dizajniranog za oksidaciju otrovnih tvari (ugljikovodici, dušikov oksid i ugljični monoksid) u ugljični dioksid, vodu i dušik u katalitičkoj reakciji. Katalizator postaje učinkovit (s neutralizacijom do 80% komponenata) u prilično uskom rasponu: pri λ od 0,85 do 0,9, osigurana je maksimalna snaga sistema, a pri λ od 1,1 do 1,3 (prigušni ventil benzinski motor je potpuno otvoren) postignuta je najveća potrošnja goriva. Posebni sistem napajanja s diskretnim (elektronskim) ubrizgavanjem goriva, kao i sam senzor kisika, uključeni su u postizanje tačnih pokazatelja potrebnih za efikasan rad motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Kontrola potrošnje goriva i sadržaja kiseonika u njemu omogućava vam izbjegavanje različitih kvarova u radu svih sistema motora.
