Лямбда-зонд – це датчик випускного колектора, який порівнює повітря у випускному колекторі з повітрям, що оточує двигун, генеруючи електричний сигнал на блок управління двигуна за допомогою хімічної реакції. Лямбда-зонд також інколи називають кисневим датчиком, оскільки його основне завдання полягає у визначенні кількості залишкового кисню у вихлопних газах.
Після того, як блок управління отримує сигнал від лямбда-датчика, він регулює співвідношення палива і повітря в циліндрах двигуна за допомогою дроселя і форсунок. Вихідне значення сигналу, який лямбда-датчик посилає на блок управління двигуном, змінюється залежно від вмісту кисню у вихлопній трубі.
Таким чином, використовуючи лямбда-датчик, блок управління двигуном може забезпечити найкраще співвідношення компонентів, завдяки чому двигун працює економно і виробляє менше шкідливих речовин. Коли лямбда-датчик холодний, він діє лише як електричний опір. Коли температура підіймається, вона починає генерувати напругу.
Принцип виміру залишкового кисню у вихлопних газах (завдання з лямбда-зондом) відомий з кінця 1960-х років. Bosch був залучений в розробку функціонального лямбда-датчика. Ось чому датчик кисню спочатку називався датчиком Bosch. Одним з перших користувачів був автомобіль Volvo. Перші лямбда-зонди 1970-х років називаються простими. Щоб забезпечити надійний сигнал, вони мають бути спочатку нагріті до робочої температури, а саме відпрацьованих газів. Проте це може зайняти декілька хвилин.
З 1980-х років виробники автомобілів почали використовувати лямбда-зонди з підігріванням. На відміну від простих лямбда-датчиків, не було необхідності чекати, поки вихлопні гази нагрівають їх із-за додаткового опалювального контуру. Просто активний нагрів значно поліпшив ефект зонда. Було потрібно близько 30 секунд, щоб почати працювати з моменту запуску двигуна. Останні лямбда-зонди – це так звані плоскі зонди. Їм потрібно всього близько 10 секунд, щоб повністю активувати функцію. В майбутньому очікується подальше скорочення цього часу.
Сучасні автомобілі містять два лямбда-датчики у вихлопній трубі замість одного. Перший лямбда-зонд розташований перед каталітичним нейтралізатором і виконує свою класичну функцію. Другий лямбда-зонд розташований за каталізатором і призначений для перевірки ефективності каталізатора.
Існує три типи лямбда-зондів – діоксид цирконію і діоксид титану, де сигнал перемикається лише між двома граничними значеннями. Третій тип – це широкосмугові датчики, які можуть зчитувати значення рівномірно по всьому спектру.
Цирконієвий лямбда-датчик генерує напруга, залежна від різниці вмісту кисню в димових газах і вмісту кисню в довкіллі. Чим більше ця різниця, тим більше напруга. Для зондів діоксиду цирконію максимальне значення напруги складає приблизно один вольт. Титанові датчики генерують напругу до п’яти вольтів. Титанові лямбда-зонди працюють, наприклад, як датчик температури в радіаторі. Залежно від складу вихлопу електричний опір зонда варіюється. Зміна електричного опору не є безперервною.
Несправність лямбда-зонда може бути причиною багатьох проблем, пов’язаних з високою витратою палива або роботою двигуна.
Відмову лямбда-датчика може викликати декілька різних проблем. Зношений лямбда-зонд відносно легко виявити, ґрунтуючись на запах бензину, який виділяється в транспортному засобі, навіть коли двигун прогрітий до робочої температури. Цей запах означає, що суміш інтенсивніша, ніж має бути. Кажучи про запах бензину з вихлопу, ми можемо судити про іншу ознаку зносу цього устаткування. Ця ознака – збільшення витрати палива.
Якщо у випускному колекторі є два лямбда-зонди та проблема полягає лише в діагностичному лямбда-зонді й, отже, в датчику, який знаходиться, нижче по потоку від каталізатора і перевіряє лише ефективність каталізатора, між двома лямбда-зондами буде невідповідність. Це приведе до того, що контрольна лампа двигуна спалахне на приладовій панелі, але робота двигуна, потужність або витрата палива не зміняться.
Лямбда датчик у вихлопній трубі піддається дуже небажаним діям, таким як висока температура та агресивна хімічна дія вихлопних газів. Тому природно, що лямбда-датчик зношується через певний проміжок часу. Лямбда-зонд повинен перевірятися кожні 30 000 кілометрів.
