La sonde Lambda a été mise au point par Bosch et fabriquée en série depuis 1976. Le rôle essentiel de cette sonde est de faire en sorte que le mélange air/essence soit le plus parfait possible en terme de combustion. Le but est donc d’atteindre le rapport idéal du mélange air/essence pour assurer une combustion parfaite du carburant (l’essence) par son comburant (l’oxygène de l’air). Associés à la sonde Lambda sont les pots catalytiques dont le rôle est purement écologique, mais dont l’efficacité dépend quasi exclusivement de la sonde Lambda.
Fonctionnement de la sonde lambda
Une sonde lambda est installée sur le système d'échappement, en amont du pot catalytique et sert de sonde de contrôle, une autre sonde lambda est installée après le pot catalytique à des fins de
diagnostic.
La tension de la sonde amont transmet un signal d'entrée à l'unité de contrôle, qui régule alors le
mélange air/carburant selon les besoins.
Afin de produire le mélange adéquat Lambda=1, le signal du capteur régule le mélange en
permanence, plusieurs fois par seconde, en le rendant plus riche ou plus pauvre selon la charge
moteur.
Dans les systèmes dotés à la fois d'un catalyseur à trois voies et d'un catalyseur NOX, il y aura trois
sondes lambda, une avant et une après le catalyseur à trois voies, et une après le convertisseur NOX.
Cette conception est courante sur les moteurs à injection directe.
Type de sonde lambda
Sonde Lambda au Zirconium :
La face externe de l'élément en dioxyde de zirconium est au contact direct des gaz d'échappement. La face interne est en contact avec l'air. Les deux faces de l'élément sont revêtues dune fine couche de platine. Les ions oxygène traversent l'élément et laissent une charge positive sur la couche de platine. La couche de platine fait office d'électrode ; ce signal spécial est transmis de l'élément au fil de
connexion du capteur. L'élément au dioxyde de zirconium devient conducteur des ions oxygène à partir dune température d'environ 300 C. Quand la concentration d'oxygène diffère entre lune et l'autre face de l'élément au dioxyde de zirconium, il se produit une tension en raison des propriétés particulières de l'élément. En présence d'un mélange carburant/air pauvre, une tension est faible, et en présence d'un mélange carburant/air riche, la tension est élevée.
Le saut typique de tension se produit sous un rapport air/carburant d'environ 1/14.7. (lambda = 1 correspond au ratio air/carburant de 1/14.7, c'est-à-dire à une combustion complète). D'où le nom de sonde Lambda. Le régulateur de mélange du système de commande du moteur gère le rapport air/carburant. À cet effet, la sonde Lambda fournit les informations nécessaires au système de commande moteur.
Le capteur est actif seulement quand la température de 300 C est atteinte dans le pot d'échappement. Il faut donc un certain temps après le démarrage pour que l'élément de la sonde soit réchauffé par les gaz d'échappement. Aujourd'hui, les sondes, pour la plupart d'entre elles, sont équipées d'un élément interne de chauffage en céramique qui permet de réduire le délai de latence du capteur.
Sonde Lambda au dioxyde de titane :
L'élément au dioxyde de titane ne génère pas de tension électrique comme le fait l'élément au dioxyde de zirconium. En revanche, la résistance électrique de l'élément au dioxyde de titane varie en relation avec la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement. Si lambda est différent de 1, on note une variation significative de la résistance. La tension de sortie change en fonction de la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement.
Contrairement au capteur au dioxyde de zirconium, le capteur au dioxyde de titane ne demande pas un air de référence car son principe de fonctionnement est différent. C'est pour cela aussi que les dimensions du capteur au dioxyde de titane sont plus réduites. Les sondes au dioxyde de titane et les sondes au dioxyde de zirconium ne sont pas interchangeables parce que, non seulement elles diffèrent par leurs dimensions, mais aussi par les stratégies de contrôle utilisées pour évaluer le signal de la
sonde.
Diagnostique sonde lamba
Les véhicules équipés d'un autodiagnostic peuvent détecter les erreurs qui se produisent dans le circuit de commande et les enregistrer dans la mémoire des défauts. Ceci est généralement indiqué par le voyant du moteur. Pour effectuer le diagnostic des défauts, la mémoire des défauts peut ensuite être interrogée à l'aide d'un outil de diagnostic. Les systèmes plus anciens, cependant, ne sont pas capables de reconnaître si la panne est causée par un composant défectueux ou par un câble défectueux, par exemple. Dans ce cas, le mécanicien doit effectuer des tests supplémentaires.
Symptôme sonde lambda défectueuse
Si la sonde lambda est défaillante, les symptômes suivants peuvent apparaître :
- Consommation élevée de carburant
- Une puissance moteur insuffisante
- Émissions de gaz d'échappement importantes (analyse des gaz d'échappement)
- Allummage defaut moteur
- Enregistrement d'un code d'erreur
Conséquences sonde lambda défectueuse
Un échec peut avoir plusieurs causes :
- Court-circuits internes et externes
- Absence de masse/d’alimentation
- Surchauffe
- Dépôts/encrassement
- Dommages mécaniques
- Utilisation de combustibles/additifs contenant du plomb3
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