Un'auto è un sistema complesso con molti componenti, ognuno dei quali svolge una funzione diversa. Uno di questi è un sensore di ossigeno, noto anche come sonda lambda.
Design del sensore di ossigeno
Un sensore di ossigeno o sonda lambda (dalla lettera greca λ, che indica una miscela di benzina e aria) è un componente speciale del motore di un'auto per valutare la quantità di ossigeno libero rimasto nei gas di scarico. Secondo il principio di funzionamento, il dispositivo è una cella galvanica con un elettrolita ceramico solido a base di biossido di zirconio. Gli elettrodi di platino conduttivo sono depositati sopra la ceramica drogata con ossido di ittrio. I gas di scarico entrano in uno degli elettrodi e l'aria dall'atmosfera entra nell'altro. Durante il funzionamento, la sonda lambda si riscalda fino a 300-400 gradi, il che consente di misurare l'ossigeno residuo. A questa temperatura, l'elettrolita di zirconio diventa conduttivo e la differenza nella quantità di ossigeno nel gas di scarico e nell'ossigeno atmosferico determina una tensione di uscita agli elettrodi.
Se la concentrazione di ossigeno è la stessa su entrambi i lati, il sensore dell'elettrolita è in equilibrio e la sua differenza di potenziale è zero. Quando la concentrazione di ossigeno cambia su uno degli elettrodi, si verifica una differenza di potenziale proporzionale al logaritmo della concentrazione di ossigeno sul lato operativo del sensore. Non appena la miscela combustibile raggiunge la composizione stechiometrica, il contenuto di ossigeno nei gas di scarico diminuisce centinaia di migliaia di volte, determinando una brusca variazione del sensore, che viene rilevata da un misuratore ad alta resistenza (computer di bordo di un auto).
Funzione sensore di ossigeno
Il sensore di ossigeno non è un dispositivo indipendente. Funziona con la partecipazione di un convertitore catalitico dei gas di scarico progettato per ossidare le sostanze tossiche (idrocarburi, ossido di azoto e monossido di carbonio) in anidride carbonica, acqua e azoto in una reazione catalitica. Il catalizzatore diventa efficace (con neutralizzazione fino all'80% dei componenti) in un intervallo piuttosto ristretto: a da 0,85 a 0,9 viene fornita la potenza massima del sistema, e a λ da 1,1 a 1,3 (la valvola a farfalla di il motore a benzina è completamente aperto) si ottiene il massimo risparmio di carburante. Uno speciale sistema di alimentazione con iniezione di carburante discreta (elettronica), così come il sensore di ossigeno stesso, sono coinvolti nel raggiungimento degli indicatori esatti necessari per il funzionamento efficiente del motore a combustione interna. Il controllo sul consumo di carburante e sul contenuto di ossigeno in esso contenuto consente di evitare vari malfunzionamenti nel funzionamento di tutti i sistemi motore.
