Все про датчик кисню або Лямбда-зонда
Лямбда-зонд встановлюється в потоці відпрацьованих газів двигуна та вимірює рівень вмісту кисню в них. Аналізуючи осцилограму напруги вихідного сигналу лямбда-зонда на різних режимах роботи двигуна, можна оцінити як справність самого датчика, так і справність системи керування двигуном загалом.
Лямбда-зонд на основі оксиду цирконію Лямбда-зонд на основі оксиду цирконію генерує вихідний сигнал напругою від 40-100 mV до 0.7-1.0 V. Розмах напруги вихідного сигналу лямбда-зонда справного досягає 950 mV. При зниженому вмісті кисню у відпрацьованих газах, викликаному роботою двигуна на збагаченій паливоповітряній суміші, датчик генерує сигнал високого рівня напругою 0.65-1 V. При підвищеному вмісті кисню (збіднена паливна суміш) датчик генерує сигнал низького рівня напругою 40-50 mV. Справний лямбда-зонд починає працювати тільки після прогріву чутливого елемента до температури вище 350°С, коли його вихідний електричний опір значно знижується, і він набуває здатності відхиляти опорну напругу, що надходить від блоку керування двигуном через резистор з постійним електричним опором. У блоках керування двигуном більшості виробників опорна напруга дорівнює 450 mV. Такий блок керування двигуном вважає лямбда зонд готовим до роботи тільки після того, як внаслідок прогріву, датчик набуває здатності відхиляти опорну напругу в діапазоні більш ніж ±150 – 250 mV.
Лямбда-зонд на основі оксиду титану Напруга вихідного сигналу лямбда-зонда на основі оксиду титану коливається в діапазоні від 10-100 mV до 4-5 V. На зміну складу вихлопних газів такий зонд реагуєзміною власного електричного опору. Опір датчика високий при низькому вмісті кисню у відпрацьованих газах (багата суміш) і різко знижується при збіднінні паливоповітряної суміші. За рахунок цього датчик шунтує надходить від блоку керування двигуном через резистор з постійним електричним опором опорну напругу 5 V. Вихідний сигнал лямбда-зонда на основі оксиду титану значно швидше реагує на зміни рівня вмісту кисню у газах, що відпрацювали в порівнянні зі швидкістю реакції датчика на основі цирконію.
Широкосмуговий лямбда-зонд Вихідний сигнал широкосмугового лямбда-зонда на відміну від дворівневих зондів несе відомості не лише про напрям відхилення складу робочої суміші від стехіометричного, а й про його чисельне значення. Аналізуючи рівень вихідного сигналу широкосмугового лямбда-зонда, блок керування двигуном розраховує чисельне значення коефіцієнта відхилення складу робочої суміші від стехіометричного складу, що по суті є коефіцієнтом ? (лямбда). Вихідна напруга чутливого елемента зонда змінюється в залежності від рівня вмісту кисню у газах, що відпрацювали, і від величини і полярності електричного струму, що протікає по кисневому насосу зонда. Блок управління двигуном генерує та подає на кисневий насос зонда електричний струм, величина та полярність якого забезпечує підтримку вихідної напруги чутливого елемента зонда на заданому рівні. В електричний ланцюг кисневого насоса включений вимірювальний резистор, падіння напруги на якому є мірою рівня вмісту кисню у відпрацьованих газах.