Մեքենան բարդ համակարգ է ՝ բազմաթիվ բաղադրիչներով, որոնցից յուրաքանչյուրը կատարում է տարբեր գործառույթներ: Դրանցից մեկը թթվածնի սենսորն է, որը հայտնի է նաև որպես լամբդայի զոնդ:
Թթվածնի սենսորի դիզայն
Թթվածնի սենսորը կամ լամբդայի զոնդը (հունական λ տառից, որը նշանակում է բենզինի և օդի խառնուրդ) մեքենայի շարժիչի հատուկ բաղադրիչն է արտանետվող գազերում մնացած ազատ թթվածնի քանակի գնահատման համար: Գործողության սկզբունքի համաձայն, սարքը ցալկոնիումի երկօքսիդից պատրաստված ամուր կերամիկական էլեկտրոլիտով գալվանական բջիջ է: Հաղորդակցային պլատինի էլեկտրոդները նստեցվում են իտրիումի օքսիդով դոպինգի ենթարկված կերամիկայի վրա: Արտանետվող գազերը մտնում են էլեկտրոդներից մեկը, իսկ մթնոլորտից եկող օդը ՝ մյուսը: Գործողության ընթացքում լամբդայի զոնդը տաքանում է մինչև 300-400 աստիճան, ինչը հնարավորություն է տալիս չափել մնացորդային թթվածինը: Այս ջերմաստիճանում ցիրկոնիումի էլեկտրոլիտը հաղորդիչ է դառնում, իսկ արտանետվող գազի և մթնոլորտային թթվածնի թթվածնի քանակի տարբերությունը հանգեցնում է էլեկտրոդների ելքային լարման:
Եթե թթվածնի կոնցենտրացիան երկու կողմերում էլ նույնն է, էլեկտրոլիտի սենսորը հավասարակշռության մեջ է, և դրա պոտենցիալ տարբերությունը զրո է: Երբ էլեկտրոդներից մեկի վրա թթվածնի կոնցենտրացիան փոխվում է, առաջանում է պոտենցիալ տարբերություն, որը համաչափ է սենսորի աշխատանքային կողմում թթվածնի կոնցենտրացիայի լոգարիթմին: Հենց որ այրվող խառնուրդը հասնում է ստոքիոմետրիկ կազմին, արտանետվող գազերում թթվածնի պարունակությունը նվազում է հարյուր հազարավոր անգամներ, ինչը հանգեցնում է սենսորի կտրուկ փոփոխության, որը հայտնաբերվում է բարձր դիմադրության չափիչ սարքի միջոցով (մեքենա):
Թթվածնի սենսորի գործառույթը
Թթվածնի սենսորը անկախ սարք չէ: Այն գործում է արտանետվող գազի կատալիտիկ փոխարկիչի մասնակցությամբ, որը նախատեսված է կատալիտիկ ռեակցիայի մեջ թունավոր նյութերը (ածխաջրածիններ, ազոտի օքսիդ և ածխածնի օքսիդ) օքսիդացնել ածխաթթու գազի, ջրի և ազոտի: Կատալիզատորը դառնում է արդյունավետ (բաղադրիչների մինչև 80% չեզոքացումով) բավականին նեղ տիրույթում. Λ-ից 0,85-ից 0,9-ը ապահովվում է համակարգի առավելագույն հզորությունը, իսկ λ-ում `1,1-ից 1,3-ը (շնչափող փական բենզինային շարժիչը լիովին բաց է) հասնում է վառելիքի ամենաբարձր տնտեսության: Ներքին այրման շարժիչի արդյունավետ շահագործման համար անհրաժեշտ ճշգրիտ ցուցանիշների ձեռքբերման համար ներգրավված են հատուկ էլեկտրամատակարարման համակարգ `վառելիքի դիսկրետ (էլեկտրոնային) ներարկումով, ինչպես նաև թթվածնի սենսորը: Վառելիքի սպառման և դրանում թթվածնի պարունակության վերահսկումը թույլ է տալիս խուսափել շարժիչի բոլոր համակարգերի աշխատանքի տարբեր անսարքություններից:
