السيارة عبارة عن نظام معقد يحتوي على العديد من المكونات ، يؤدي كل منها وظيفة مختلفة. أحد هذه الأجهزة هو مستشعر الأكسجين ، المعروف أيضًا باسم مسبار لامدا.
تصميم مستشعر الأكسجين
مستشعر الأكسجين أو مسبار لامدا (من الحرف اليوناني λ ، الذي يشير إلى مزيج من البنزين والهواء) هو مكون خاص لمحرك السيارة لتقييم كمية الأكسجين الحر المتبقية في غازات العادم. وفقًا لمبدأ التشغيل ، فإن الجهاز عبارة عن خلية كلفانية بها إلكتروليت خزفي صلب مصنوع من ثاني أكسيد الزركونيوم. يتم ترسيب أقطاب كهربائية من البلاتين الموصلة فوق السيراميك مخدر بأكسيد الإيتريوم. تدخل غازات العادم أحد الأقطاب ، ويدخل الهواء من الغلاف الجوي إلى الآخر. أثناء التشغيل ، يسخن مسبار لامدا حتى 300-400 درجة ، مما يجعل من الممكن قياس الأكسجين المتبقي. عند درجة الحرارة هذه ، يصبح إلكتروليت الزركونيوم موصلًا ، ويؤدي الاختلاف في كمية الأكسجين في غاز العادم والأكسجين الجوي إلى جهد خرج عند الأقطاب الكهربائية.
إذا كان تركيز الأكسجين هو نفسه على كلا الجانبين ، يكون مستشعر الإلكتروليت في حالة توازن ويكون فرق جهده صفرًا. عندما يتغير تركيز الأكسجين على أحد الأقطاب الكهربائية ، ينشأ اختلاف في الجهد ، والذي يتناسب مع لوغاريتم تركيز الأكسجين على جانب عمل المستشعر. بمجرد أن يصل الخليط القابل للاحتراق إلى التركيبة المتكافئة ، يتناقص محتوى الأكسجين في غازات العادم مئات الآلاف من المرات ، مما يؤدي إلى تغيير مفاجئ في المستشعر ، والذي يتم اكتشافه بواسطة جهاز قياس عالي المقاومة (كمبيوتر على متن الطائرة السيارات).
وظيفة استشعار الأوكسجين
مستشعر الأكسجين ليس جهازًا مستقلاً. إنه يعمل بمشاركة محول حفاز لغاز العادم مصمم لأكسدة المواد السامة (الهيدروكربونات وأكسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون) لثاني أكسيد الكربون والماء والنيتروجين في تفاعل تحفيزي. يصبح المحفز فعالاً (مع تحييد يصل إلى 80٪ من المكونات) في نطاق ضيق نوعًا ما: عند λ من 0.85 إلى 0.9 ، يتم توفير الطاقة القصوى للنظام ، وعند λ من 1.1 إلى 1.3 (صمام الخانق لـ محرك البنزين مفتوح بالكامل) يتم تحقيق أعلى اقتصاد للوقود. يشارك نظام إمداد طاقة خاص مع حقن وقود منفصل (إلكتروني) ، بالإضافة إلى مستشعر الأكسجين نفسه ، في تحقيق المؤشرات الدقيقة اللازمة للتشغيل الفعال لمحرك الاحتراق الداخلي. يتيح لك التحكم في استهلاك الوقود ومحتوى الأكسجين فيه تجنب الأعطال المختلفة في تشغيل جميع أنظمة المحرك.
