Automobil je složeni sustav s mnogo komponenata, od kojih svaka ima drugačiju funkciju. Jedan od njih je senzor kisika, poznat i kao lambda sonda.
Dizajn senzora za kisik
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 s čvrstim keramičkim elektrolitom izrađenim od cirkonijevog dioksida. Provodljive platinaste elektrode talože se na vrhu keramike dopirane itrijevim oksidom. Ispušni plinovi ulaze u jednu od elektroda, a zrak iz atmosfere ulazi u drugu. Tijekom rada, lambda sonda se zagrijava do 300-400 stupnjeva, što omogućuje mjerenje zaostalog kisika. Pri toj temperaturi cirkonijev 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 na jednoj od elektroda promijeni koncentracija kisika, pojavljuje se potencijalna razlika koja je proporcionalna logaritmu koncentracije kisika na radnoj strani senzora. Čim zapaljiva smjesa dosegne stehiometrijski sastav, sadržaj kisika u ispušnim plinovima smanjuje se stotinama tisuća puta, što dovodi do nagle promjene senzora, koju otkriva visokootporni mjerni uređaj (brodsko računalo automobil).
Funkcija osjetnika kisika
Senzor kisika nije neovisni 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 sustava, a pri λ od 1,1 do 1,3 (prigušni ventil benzinski motor je potpuno otvoren) postignuta je najveća ekonomičnost goriva. Posebni sustav napajanja s diskretnim (elektroničkim) ubrizgavanjem goriva, kao i sam senzor kisika, uključeni su u postizanje točnih pokazatelja potrebnih za učinkovit rad motora s unutarnjim izgaranjem. Kontrola potrošnje goriva i sadržaja kisika u njemu omogućuje vam izbjegavanje raznih kvarova u radu svih sustava motora.
