Sonda lambda

Jakie funkcje spełnia sonda lambda? 

W celu poprawy parametrów spalin silników z zapłonem iskrowym skonstruowany został trójdrożny katalizator w połączeniu układem regulacji lambda.

Jak działa ta technika?

Zasada działania jest ogólnie znana: Silniki spalają substancje organiczne, czyli benzynę, emitując do środowiska naturalnego produkty uboczne tego spalania, czyli szkodliwe gazy spalinowe. Aby zatrzymać ten niekorzystny efekt, stosuje się katalizator, urządzenie zamieniające szkodliwe spaliny w neutralne gazy. Aby mogło do takiej zamiany dojść, pomiędzy silnikiem a katalizatorem musi być zamontowana tak zwana sonda lambda, urządzenie, które poprzez elektrody mierzy resztkową zawartość tlenu w spalinach, a następnie zebrane wartości przekazuje do modułu sterowania pracą silnika. Moduł sterujący przetwarza następnie sygnał z sondy i za pośrednictwem komory mieszania dokładnie ustawia skład mieszanki paliwowo-powietrznej.

Sonda lambda

W tym wypadku chodzi o sondę do pomiaru zawartości tlenu zbudowaną z dwutlenku cyrkonu (ZrO2), działającą zgodnie z zasadą wymyśloną przez W. Nernsta (niemiecki fizyko-chemik, 1864-1941). Naukowiec ten odkrył, że potencjał normalny elektrody można określać w zależności od oddziałującego na nią stężenia tlenu. 

Przenosząc tę zasadę na sondę lambda oznacza to, że resztkowa zawartość tlenu w spalinach może być mierzona za pomocą umieszczonych na sondzie lambda elektrod.

Sonda umieszczona jest w miejscu przepływu strumienia spalin w taki sposób, aby elektroda zewnętrzna (zewnętrzna warstwa platyny) była otoczona spalinami, a elektroda wewnętrzna miała styczność z powietrzem z otoczenia.

Ponieważ ceramika z dwutlenku cyrkonu posiada właściwość przewodnictwa jonów tlenu od temperatury ok. 300°C, przy różnicy stężeń tlenu pomiędzy elektrodą zewnętrzną a wewnętrzną powstaje napięcie elektryczne o maks. wartości 1 V, które odprowadzane jest przyłączem kablowym.  

Powstałe na elektrodzie zewnętrznej stężenie tlenu w dużym stopniu zależy od proporcji paliwa i tlenu w mieszance oraz od reakcji chemicznej na powierzchni elektrod. Dzięki temu stężenie tlenu decyduje w zakresie lambda (l) o przepływie napięcia w sondzie.