Википедия
Лямбда-зонд (λ-зонд) — датчик кислорода (например: в выпускном коллекторе двигателя или дымоходе отопительного котла). Позволяет оценивать количество оставшегося несгоревшего топлива или кислорода в выхлопных газах .
Лямбда-зонд порогового типа действует по принципу гальванического элемента / твердооксидного топливного элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх неё напылены токопроводящие пористые электроды из платины, одновременно являющейся катализатором окислительно-восстановительных реакций. Один из электродов омывается горячими выхлопными газами, а второй — воздухом из атмосферы . Эффективное измерение состава отработавших газов лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до определенной температуры (для автомобильных двигателей 300—400 °C). Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а гальваническая ячейка начинает работать. Наличие в выхлопных газах не окисленного топлива ведет к появлению на электродах гальванической ячейки выходного напряжения. Широко распространённое заблуждение, отразившееся в русско-язычном названии — «датчик кислорода». На деле лямбда-зонд вышеописанного типа является датчиком не сгоревшего топлива — при наличии в окружающих газах одновременно и топлива и кислорода в стехиометрической пропорции — вырабатывается напряжение, трактующееся как «избыток топлива» контроллером управления ДВС. При отсутствии не сгоревшего топлива с внутренней стороны датчика — даже при погружении в чистый кислород — ячейка не вырабатывает ЭДС, выходная разность потенциалов равна нулю. Если на внутреннем платиновом электроде присутствует несгоревшее топливо, то появляется разность потенциалов 0.5-1.0 Вольта. При достижении стехиометрического состава горючей смеси, концентрация не сгоревшего топлива в выхлопных газах значительно падает, что сопровождается скачкообразным изменением э.д.с. датчика, которая фиксируется высокоомным входом измерительного устройства .
Первые «лямбда-зонды» были резистивными, то есть изменяли своё сопротивление. Современные датчики работают как пороговые элементы.
Сигнал используется системой управления для поддержания оптимального ( стехиометрического , около 14,7:1) соотношения топливной смеси. В стехиометрии — λ = .
- λ=1 — стехиометрическая смесь;
- λ>1 — бедная смесь;
- λ<1 — богатая смесь .
Поскольку некоторое количество кислорода должно присутствовать в выхлопе для нормального дожигания СО и СН на катализаторе, для более точного регулирования используют второй датчик, расположенный за катализатором.