Циркониевый зонд или зонд напряжения

Изображенный на рисунке лямбда-зонд работает по принципу гальванического концентрационного кислородного элемента. Он состоит из полупроводникового электролита (диоксид циркония ZrO2 и триоксид иттрия Y2O3), который начинает пропускать ток — ионы кислорода — при температуре около 300 °С. Кислород из наружного воздуха или эталонного воздуха диффундирует через электролит и ионизируется. Ионы накапливаются на покрытом платиной электроде со стороны ОГ и образуют относительный избыток электронов («минусовой» полюс). Со стороны воздуха возникает относительный недостаток электронов («плюсовой» полюс). Разность потенциалов зависит от содержания кислорода 8 ОГ и, соответственно, от состава смеси. Сигнал напряжения анализируется управляющей электроникой, сравнивается с жестко заданным опорным напряжением и используется для коррекции смеси.

Рис. Функция зонда напряжения (источник: Opel)

Если измеренное зондом напряжение составляет около 800 мВ (богатая смесь), то она будет обедняться с заданным линейным снижением до тех пор, пока зонд не измерит напряжение около 200 мВ (бедная смесь). После этого смесь обогащается с заданным линейным увеличением до тех пор, пока не будет измерено напряжение около 800 мВ. При этом напряжение постоянно сравнивается с жестко заданным опорным напряжением 450 мВ.

Рис. Характеристика сигнала зонда напряжения

На рисунке показано типичное прохождение сигнала этого лямбда-зонда. В особых условиях работы (холодный пуск, полная нагрузка и пр.) сигналы лямбда-зонда подавляются либо электроника присваивает им более низкий приоритет. Сигналы зонда подавляются также в программе аварийной работы.

Этот тип зонда называют также скачковым зондом. Есть зонды, использующие в качестве опорной величины кислород воздуха, и зонды, работающие с внутренней опорной атмосферой. Обогреваемые зонды быстрее достигают рабочей температуры и могут быстрее передавать анализируемые электроникой сигналы. Этот зонд можно использовать в системах OBD и в качестве управляющего зонда и в качестве диагностического.