Кислородный датчик (лямбда-зонд)
Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор работает наиболее эффективно, если в двигатель подается смесь стехиометрического состава, то есть при соотношении воздуха и топлива 14,7 : 1 или коэффициента избытка воздуха, равного единице. Если воздуха в смеси слишком мало, то СН и СО не окисляются (сгорают) до безопасного побочного продукта.
Если воздуха слишком много, то не может быть обеспечено разложение NOх на кислород и азот. Поэтому стали выпускать новые двигатели, в которых состав смеси регулировался постоянного для получения точного соответствия избытка воздуха альфа=1 с помощью датчика концентрации кислорода (лямбда-зонда), встраиваемого в выпускную систему.
Этот датчик определяет количество кислорода в отработавших газах, а его электронный сигнал используется блоком управления двигателя, который соответственно изменяет количество впрыскиваемого топлива. Принцип действия датчика заключается в способности пропускать через себя ионы кислорода. Если содержание кислорода на активных поверхностях датчика (одна из которых контактирует с атмосферой, а другая с отработавшими газами) значительно отличается, происходит резкое изменение напряжения на выводах датчика. Сегодня часто устанавливаются два датчика концентрации кислорода: до и после катализатора.
Для того чтобы катализатор и датчик кислорода могли эффективно работать, они должны быть прогреты до оптимальной температуры. Минимальная температура, при которой задерживается 90% всех вредных веществ, составляет порядка 300 градусов.
Необходимо также избегать перегрева нейтрализатора, поскольку это может привести к повреждению наполнителя и частично блокировать выход газов. Если двигатель работает с перебоями, то несгоревшее топливо догорает в катализаторе, резко увеличивая его температуру. Иногда достаточно несколько минут работы с перебоями, чтобы повредить нейтрализатор.
Вот почему электронные системы современных двигателей должны выявлять пропуски в работе и предотвращать их, а также предупреждать водителя о серьезности этой проблемы.
Для ускорения прогрева каталитической системы и выхода его на рабочий режим используется также способ вторичной подачи воздуха в выпускной коллектор с помощью специального электроприводного насоса.
