Sonda Lambda – 10 intrebari si raspunsuri esentiale
1. Ce este sonda Lambda ? Sonda Lambda este un senzor amplasat pe tubulatura de evacuare si conectat la ECU, care in esenta consta intr-un conductor de curent electric a carui intensitate variaza in functie de cantitatea de oxigen care traverseaza sonda. In interiorul acesteia exista un material ceramic poros, din dioxid de zirconiu (ZrO2). Intensitatea curentului prin placa de zirconiu variaza in functie de numarul de molecule de oxigen care traverseaza materialul ceramic. Deoarece sonda functioneaza optim doar la temperaturi mari, „la rece”, pina cind gazele de esapament ating temperaturi de 4-500 oC, sonda este incalzita de o rezistenta din interiorul ei, dupa care caldura ii va fi furnizata chiar de temperatura gazelor de esapament. Autoturismele cu motorizari euro 3 si 4 au chiar 2 sonde, una amplasata inaintea catalizatorului pentru optimizarea amestecului aer/combustibil, si una dupa catalizator, pentru verificarea eficientei acestuia. Constructorii recomanda verificarea sondei la fiecare 30 000 de kilometri sau la fiecare doi-trei ani de functionare a masinii si schimbarea sondei in cazul cind apar probleme in functionarea acesteia.
2. Necesitatea sondei Lambda – scurt istoric Pentru ca una din sursele majore de poluare o reprezinta gazele incomplet arse emise de motoare in atmosfera, constructorii au pus la punct sisteme de limitare a emisiilor poluante. Printre acestea se numara convertoarele catalitice (ceramice sau metalice), amplasate pe tubulatura de evacuare a vehiculelor si sondele de masurare a gazelor arse provenite din motor. Emisiile puternice de gaze de esapament apar atunci cind carburantul este incomplet ars, motorul este defectuos reglat, cind se porneste sau se opreste motorul sau la deplasarea cu viteza redusa. In urma cu cca. 25 de ani, in scopul reducerii efectului de poluare al autovehiculelor, constructorii auto au dezvoltat un senzor denumit sonda Lambda – care poate masura cantitatea de oxigen evacuat in urma procesului de ardere al motorului. Aceasta este localizata pe sistemul de evacuare al gazelor, inaintea convertorului catalitic la motorizarile Euro1/2 si inainte si dupa catalizator la motorizarile Euro 3/4. Sonda Lambda asigura sporirea eficientei catalizatorului, dar si emisii reduse de noxe in atmosfera. In sarcina maxima a motorului, de exemplu la viteza de virf, pentru a mentine viteza, sistemul este dezactivat pentru a preveni saracirea exagerata a amestecului. Sonda Lambda are rolul de a regla amestecul aer/combustibil – prin comanda asupra injectiei de benzina – astfel incit acest amestec sa fie convenabil regimului de moment al motorului. Daca sonda detecteaza prea mult oxigen in gazul evacuat, inseamna ca motorul merge cu un amestec prea sarac (in combustibil); prin urmare, este marita cantitatea de benzina. Daca, dimpotriva, este prea putin oxigen in evacuare, inseamna ca amestecul este prea bogat si ECU reduce cantitatea de benzina din admisie. Defectarea sondei duce la functionarea anormala a motorului. La fel si defectiunile de etansare a admisiei de aer/circuitelor de reglaj vacuumatic – asa-numita admisie de „aer fals“ – induce in eroare sonda Lambda care da informatia ca amestecul este prea sarac. Prin urmare, electronica (ECU) va „pompa“ mai multa benzina in cilindri (corespunzator cantitatii de aer aspirat in mod normal + cel fals) si motorul va functiona cu detonatii in evacuare, eventual se „ineaca“. Dupa reglajul amestecului aer-combustibil necesar unei arderi cit mai bune, gazele evacuate ajung in asa-numitul „catalizator“ unde, intr-adevar, gazele se oxideaza la contactul cu platina si celelalte materiale de reactie. Functionarea defecta a unui motor cu o sonda de O2 (Lambda) defecta determina utilizarea de amestecuri bogate, rezultand un consum marit de benzina, deteriorarea in scurt timp a catalizatorului si uzura prematura a motorului, provocata de excesul de benzina care ajunge in baia de ulei. Prin folosirea unui astfel de echipament se poate ajunge la o reducere a emisiilor de pina la 90%.
3. Care este rolul unei sondei lambda? In principal sonda masoara in mod constant cantitatea de oxigen din gazele evacuate şi trimite semnalul sub forma de voltaj către unitatea de comandă a motorului. ECU (calculatorul central al masinii) foloseste semnalele primite de la sonda pentru a ajusta amestecul in vederea obtinerii amestecului ideal:14,8kg aer cu 1kg benzina, pentru care asa-numitul factor Lambda este egal cu 1. Valorile de iesire ale senzorului variaza intre 0.2 V (amestec sarac) si 0.8 V (amestec bogat), variatia ideala fiind in jurul valorii de 0.45 VRealizarea optima a amestecului asigura o eficienţă şi o durată de viaţă maxime ale catalizatorului. O sondă lambda uzată poate cauza un consum excesiv de benzină, emisii de noxe crescute, uzură excesivă a catalizatorului şi scăderea performanţei motorului.
4. În afara ansamblului de conectori, sondele lambda nu sunt în principiu identice? Nu. Există cinci tipuri de sonde lambda fundamental diferite. În cazul fiecărui tip, sonda variază în ceea ce priveşte designul elementului din ceramică, elementului de încălzire şi tubului de protecţie, toate acestea afectând funcţionarea sondei.-Sonda lambda neîncălzită: Acesta a fost primul design de sondă lambda, Bosch producându-l din anul 1976. Se utilizează un element ceramic cu bioxid de zirconiu pentru a genera tensiune într-un mediu cu un conţinut ridicat de gaz (oxigen insuficient).-Sonda lambda încălzită: a fost lansată de Bosch în anul 1982 şi funcţionează în acelaşi mod ca sonda neîncălzită, însă în interiorul manşonului se află un element de încălzire special, care aduce senzorul la temperatura de funcţionare în aproximativ 30-60 de secunde.-Sonda Planară: A fost lansată de Bosch în anul 1997 şi utilizează tehnologie senzorială din ceramică cu bioxid de zirconiu, însă este amplasat într-o formă mai compactă şi mai plată (de aici şi denumirea).-Sonda planară de bandă largă este cel mai nou design de senzor de oxigen şi oferă exactitatea sporită necesară pentru a întruni cele mai recente cerinţe privind emisiile. Se utilizează un element ceramic planar cu bioxid de zirconiu, astfel încât se încălzesc mult mai rapid decât alte tipuri de senzori, reducând emisiile în cazul pornirii la rece. Suplimentar, senzorii sunt utilizaţi la motoarele recent dezvoltate u injecţie directă de carburant.-Sonda lambda cu titan: Aceşti senzori utilizează un tip diferit de tehnologie pentru detectarea oxigenului şi, în loc de a genera un semnal de tensiune care se odifică odată cu raportul aer/carburant, se modifică rezistenţa senzorului. Aceşti senzori sunt utilizaţi pe mai puţin de 0,5 % din autovehiculele dotate cu sonda lambda.
5. Cum ştiu dacă sonda lambda este defectă? Din păcate, simptomele unui senzor lent sau defect nu sunt întotdeauna evidente si masurabile. Printre simptomele sondelor lambda defecte sunt:
- Eşec la testul emisiilor (caracteristic, o concentraţie mare de CO şi/sau HC)
- Catalizator deteriorat (cauzat de o concentraţie mare de carburant)
- Consum crescut de carburant (cauzat de o concentraţie mare de carburant)
- Motorul funcţionează neregulat
- Performanţe reduse
6. Care sunt cauzele defectării sondei lambda ? Sonda lambda se poate defecta prematur dacă este contaminată cu fosfor rezultat din consumul excesiv de ulei, silicon din scurgerile sistemului de răcire, utilizarea produselor de etanşare din silicon în motor şi unii aditivi pentru carburant. Chiar şi o cantitate redusă de benzină slab rafinată poate defecta o sondă lambda. Factorii de mediu, precum stropii de pe şosea, sarea, uleiul şi murdăria pot cauza defectarea senzorului, ca şi şocurile termice, tensiunea mecanică sau manevrarea incorectă.
7. Cum pot testa sonda lambda? Testarea nu este complicată dar se face obligatoriu în service şi de către personal calificat. O sondă defectă poate fi detectată rapid şi uşor cu un volt-ohm-metru digital, dar una lentă poate fi diagnosticată numai cu un osciloscop sau un scopmetru profesional.
8. Unde sunt situate sondele lambda? Au scopuri diferite? Încă din anul 1980 sondele lambda sunt în dotarea standard a majorităţii autovehiculelor cu motoare pe benzină. În mod normal, sondele lambda sunt situate în sistemul de evacuare, înaintea catalizatorului, pentru a măsura emisiile de noxe. Din anul 1996, odată cu utilizarea sistemelor de diagnosticare OBDII, auto-vehiculele necesită şi sonde lambda suplimentare, în spatele convertorului catalitic, pentru a asigura funcţionarea corectă a acestuia.
9. Ce este o sondă lambda universală? Bosch a creat pe piaţa specifică un program pentru sonde lambda universale. Acestea îndeplinesc cerinţele de funcţionare OE şi au un sistem patentat de conectori, ce facilitează instalarea. Acest sistem de conectori s-a dovedit a fi etanş, protector împotriva contaminării şi rezistent la efectele temperaturilor extreme şi ale vibraţiilor motorului. În prezent, Bosch pune la dispoziţie 9 tipuri de sonde lambda universale, pentru a oferi performanţe cât mai apropiate de cele ale sondelor din prima dotare.
10. De ce trebuie să înlocuiesc o sondă lambda defectă? Conform unui studiu realizat în anul 1996, sondele lambda uzate sunt “singura sursă importantă de emisii excesive în cazul autovehiculelor cu injecţie de carburant”. Agenţia de Protecţie a Mediului din SUA (EPA) şi Comisia din California pentru Resur-sele Aerului (CARB) au descoperit că înlocuirea sondei lambda era necesară la 42%-58% din numărul total de autovehicule care emiteau cantităţi mari de hidrocarburi sau monoxid de carbon. Testarea sondelor lambda conform procedurilor de service ale producătorilor de autovehicule şi înlocuirea unei sonde lambda lente sau uzate poate economisi între 10 % şi 15% mai mult carburant şi se amortizează într-un an numai din economisirea carburantului, în timp ce emisiile autovehiculului sunt coborâte la nivelul corespunzător. De asemenea, poate reduce posibilitatea ca o concentraţie mare de carburant să deterioreze catalizatorul autovehiculului.
preluat de pe pilotauto.ro
