תקנות איכות הסביבה המודרניות מחמירות מאוד, ותקני הרכב גזי הפליטה מוגדרים בבירור. לכן משתמשים במכשירים מיוחדים בתעשיית הרכב המודרנית. מדובר בממירים קטליטיים, שבהשפעתם רמת החומרים הרעילים באגזוז מופחתת משמעותית. למרבה הצער, מכשירים כאלה עובדים היטב רק בתנאים מסוימים. בשביל זה יש חיישן חמצן. פרט קטן זה מבצע תפקיד חשוב מאוד.
מהו חיישן חמצן?
ההרכב האופטימלי של תערובת הדלק-אוויר הוא כאשר חלק אחד של דלק מהווה כ-14.7 חלקי אוויר. במקרה זה, יחס האוויר העודף (L) שווה ל- 1. פעולה יעילה של הממיר הקטליטי אפשרית רק כאשר L שווה ל- 1 עם שגיאה של 0.01. תפקידו העיקרי של החיישן הוא לשלוט בהרכב ה- תערובת דלק-אוויר.
חיישן החמצן הוא מכשיר קטן העשוי מחומר נקבובי. המרכיב העיקרי שלו הוא זירקוניום דו חמצני. מלמעלההפריט מצופה פלטינה. מכשיר כזה מגיב להבדל בין תכולת החמצן באטמוספירה לבין גזי הפליטה. בנוסף, ביציאה, הוא מייצר הפרש פוטנציאל מתאים.
עקרון הפעולה של הגשש הזה הוא די פשוט. עם ירידה ברמת החמצן בפליטת, מופעלות תגובות הפחתת דו-תחמוצת זירקוניום. אגב, פלטינה היא הזרז לשינוי כזה. ומכיוון שתגובות ההפחתה מתחלפות עם תהליכי חמצון על פני החיישן, השלמות והביצועים של הגשושית נשמרים באופן אוטומטי.
היום, ישנם מספר דגמים בסיסיים של מכשירים כאלה. הפופולרי ביותר הוא חיישן החמצן של בוש. מכשיר זה מאופיין ברגישות ובביצועים גבוהים.
חיישן חמצן דו-נקודתי
זהו אחד הדגמים העיקריים של מכשיר כזה. הגשושית מותקנת הן לפני המנטרל והן מאחוריו, מה שמאפשר לתקן בצורה ברורה יותר את מקדם האוויר העודף. האלקטרודה בצד אחד של המכשיר נמצאת במגע עם אוויר אטמוספרי, ומצד שני - עם גזי פליטה, מגיבה להבדל על ידי יצירת פוטנציאל. ככל שתכולת החמצן במפלט גבוהה יותר, כך המתח שנוצר נמוך יותר.
כאשר רמת החמצן בתערובת האוויר-דלק יורדת והמתח הופך גבוה, נוצר אות חשמלי המועבר למערכת בקרת המנוע.
פס רחבחיישן חמצן
מכשיר זה שונה מעט מהקודם הן במבנה והן בעקרונות הפעולה. הוא מורכב משני חלקים קרמיים: בדיקה דו-נקודתית קונבנציונלית וחלק שאיבה. מתח של 450 mV נוצר כל הזמן בין שתי האלקטרודות בחלק הדו-נקודתי של הגשושית. במקביל, חמצן מגזי הפליטה עובר דרך חלק השאיבה של החיישן. ככל שרמת החמצן נמוכה יותר, כך המתח בין שתי האלקטרודות גבוה יותר. במקרים כאלה, האות מועבר ליחידת הבקרה האלקטרונית. אגב, חיישן החמצן של VAZ עובד בדיוק לפי הסכמה הזו.
