Een auto is een complex systeem met veel componenten die elk een andere functie vervullen. Een daarvan is een zuurstofsensor, ook wel lambdasonde genoemd.
Zuurstofsensor ontwerp
Een zuurstofsensor of lambdasonde (van de Griekse letter λ, die een mengsel van benzine en lucht aanduidt) is een speciaal onderdeel van een automotor voor het bepalen van de hoeveelheid vrije zuurstof die in de uitlaatgassen achterblijft. Volgens het werkingsprincipe is het apparaat een galvanische cel met een vaste keramische elektrolyt gemaakt van zirkoniumdioxide. Geleidende platina-elektroden worden afgezet op de keramiek die is gedoteerd met yttriumoxide. Uitlaatgassen komen een van de elektroden binnen en lucht uit de atmosfeer komt de andere binnen. Tijdens bedrijf warmt de lambdasonde op tot 300-400 graden, wat het mogelijk maakt om de resterende zuurstof te meten. Bij deze temperatuur wordt de zirkoniumelektrolyt geleidend en het verschil in de hoeveelheid zuurstof in het uitlaatgas en atmosferische zuurstof resulteert in een uitgangsspanning bij de elektroden.
Als de zuurstofconcentratie aan beide zijden gelijk is, is de elektrolytsensor in evenwicht en is het potentiaalverschil nul. Wanneer de zuurstofconcentratie op een van de elektroden verandert, ontstaat er een potentiaalverschil, dat evenredig is met de logaritme van de zuurstofconcentratie aan de werkzijde van de sensor. Zodra het brandbare mengsel de stoichiometrische samenstelling bereikt, neemt het zuurstofgehalte in de uitlaatgassen honderdduizenden keren af, wat leidt tot een abrupte verandering in de sensor, die wordt gedetecteerd door een meetapparaat met hoge weerstand (boordcomputer van een auto).
Zuurstofsensor functie
De zuurstofsensor is geen onafhankelijk apparaat. Het werkt met de medewerking van een uitlaatgaskatalysator die is ontworpen om giftige stoffen (koolwaterstoffen, stikstofoxide en koolmonoxide) te oxideren tot koolstofdioxide, water en stikstof in een katalytische reactie. De katalysator wordt effectief (met neutralisatie tot 80% van de componenten) in een vrij smal bereik: bij λ van 0,85 tot 0,9 wordt het maximale vermogen van het systeem geleverd en bij λ van 1,1 tot 1,3 (de smoorklep van de benzinemotor is volledig open) het hoogste brandstofverbruik wordt bereikt. Een speciaal voedingssysteem met discrete (elektronische) brandstofinjectie, evenals de zuurstofsensor zelf, zijn betrokken bij het bereiken van de exacte indicatoren die nodig zijn voor de efficiënte werking van de verbrandingsmotor. Controle over het brandstofverbruik en het zuurstofgehalte daarin kunt u verschillende storingen in de werking van alle motorsystemen voorkomen.
