Nel motore a benzina con catalizzatore a tre direzioni, il sensore d'ossigeno (sonda lambda) ha il compito di monitorare il contenuto d'ossigeno residuo e di regolare la composizione della miscela.

Essendo installato a monte del catalizzatore e trovandosi costantemente in contatto con il flusso di scarico, il sensore d'ossigeno confronta sempre il contenuto di ossigeno nel gas di scarico con l'aria esterna. Il sensore comprende un corpo ceramico speciale. La parte esterna di questo corpo ceramico si trova nel flusso di scarico a monte del catalizzatore, dove la parte interna è in comunicazione con l'aria esterna. Il corpo ceramico del sensore è rivestito sia internamente che esternamente di uno strato sottile di platino microporoso. Per mezzo del suo strato elettricamente conduttivo, la parte esterna, che è esposta al flusso di scarico, è collegata all'alloggiamento del sensore, creando così un popo negativo (N.B., il polo del corpo è sempre negativo). Nel frattempo, la parte interna del sensore, che è in costante comunicazione con l'aria esterna, crea per mezzo dello strato di platino un polo positivo.

I cambiamenti nel contenuto di ossigeno sono prodotti da elettrodi in termini di millivolt.

Tramite il polo positivo, questi segnali vengono trasmessi all'unità di controllo, che regola il valore del gas di scarico sulla fasatura di iniezione.

Oltre al sensore di misurazione qui descritto, ci sono altri tipi di sensori d'ossigeno, come, per esempio, la sonda lambda a banda larga o la sonda lambda con salto di resistenza.

A partire dal 2002, il sensore d'ossigeno viene utilizzato anche nel sistema di iniezione dei motori diesel. Grazie ad esso viene ridotto il consumo di carburante e le emissioni inquinanti. Il sensore di ossigeno è sintonizzato con l'unità di controllo della qualità dei gas di scarico per quel che riguarda il ricircolo dei gas, la pressione di sovralimentazione e l'inizio dell'iniezione.

La durata di esercizio del sensore di ossigeno dipende da svariati fattori, tra cui, per esempio, la qualità dell'olio nel sistema di scarico, che può causare problemi al motore o può venir intrappolato nel gas di scarico, e la presenza o meno di additivi nel carburante.

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