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.
articol preluat: sursa: http://www.bmwclub.ro/