24. Opisać różnice w budowie i działaniu sondy lambda cyrkonowej i tytanowej.

Cyrkonowa

Te sondy lambda zawierają elektrolity ciała stałego na bazie dwutlenku cyrkonu. Ten materiał jest przewodzący dla jonów tlenu od 300 °C. Przy pomocy elektrod umieszczonych po stronie wewnętrznej (odniesienie/powietrze odniesienia) i po stronie gazów spalinowych (gaz pomiarowy) na elemencie można pomierzyć zawartość tlenu w gazach spalinowych. Sygnał wyjściowy wytwarzany jest przez jony tlenu, które przemieszczają się przez element i próbują wyrównać różnice tlenu (różnica ciśnienia cząstkowego tlenu).

Sonda lambda z dwutlenkiem cyrkonu charakteryzuje się następującymi właściwościami

• szybka gotowość do pracy

• odporność na temperaturę

• niewrażliwość na uderzenie wody

• odporność  na skażenie

• wysoka niezawodność

 Element sondy z dwutlenku cyrkonu jest w kształcie palca i pusty w środku. Strona wewnętrzna ma kontakt z powietrzem otoczenia. Strona zewnętrzna znajduje się w bezpośrednim kontakcie ze spalinami. Obie strony powleczone są cienką, porowatą warstwą platyny, która działa jak elektroda.

Po osiągnięciu przez sondę temperatury pracy przepływają jony tlenu z powodu różnego stężenia tlenu. Od strony powietrza zewnętrznego jony tlenu poruszają się w kierunku gazów spalinowych, aby je wyrównać.

Różnica potencjałów powoduje powstanie napięcia elektrycznego (U) na elektrodach platynowych. Jeśli mieszanka jest uboga, sygnał sondy wynosi około 0,1 V. Jeśli mieszanka jest bogata, napięcie wynosi 0,9 V. Przy wartości lambda=1 następuje charakterystyczny skok napięcia 0,8 V.

Sonda lambda z dwutlenkiem tytanu

Także sonda lambda z dwutlenkiem tytanu jest sondą skokową. Dwutlenek tytanu posiada specjalną właściwość: oporność elektryczna zmienia się proporcjonalnie do zawartości tlenu w gazach spalinowych. W tym przypadku pomierzona oporność dostarcza informacji, w jakim stanie roboczym znajduje się silnik. Sonda lambda z dwutlenkiem tytanu charakteryzuje się następującymi właściwościami:

• masywna i zwarta

• duża prędkość reakcji

• nie jest wymagane powietrze jako wartość odniesienia

• szybko osiąga temperaturę pracy

Element z dwutlenku tytanu zmienia swoją oporność elektryczną proporcjonalnie do cząstkowego ciśnienia tlenu w mieszance gazu. Przy dużej zawartości tlenu (λ > 1) dwutlenek tytanu jest mniej przewodzący, przy małej zawartości tlenu (λ < 1) jest bardziej przewodzący.

Jeśli teraz przyłoży się napięcie do elementu, zmieni się napięcie wyjściowe odpowiednio do stężenia tlenu w gazach spalinowych. Temperatura pracy tych sond lambda wynosi 700 °C. Dopiero powyżej 850 °C może nastąpić uszkodzenie sondy.

Inna zaleta tego typu sondy: Sonda z dwutlenkiem tytanu nie potrzebuje powietrza zewnętrznego jako wartości odniesienia i dlatego jest mniejsza