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 Âşi trimite semnalul sub forma de voltaj cĂŁtre unitatea de comandĂŁ 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 eficienÞã Âşi o duratĂŁ de viaÞã maxime ale catalizatorului. O sondĂŁ lambda uzatĂŁ poate cauza un consum excesiv de benzinĂŁ, emisii de noxe crescute, uzurĂŁ excesivĂŁ a catalizatorului Âşi scĂŁderea performanĂžei motorului. 4. Ăn afara ansamblului de conectori, sondele lambda nu sunt ĂŽn principiu identice? Nu. ExistĂŁ cinci tipuri de sonde lambda fundamental diferite. Ăn cazul fiecĂŁrui tip, sonda variazĂŁ ĂŽn ceea ce priveÂşte designul elementului din ceramicĂŁ, elementului de ĂŽncĂŁlzire Âşi tubului de protecĂžie, toate acestea afectând funcĂžionarea sondei.-Sonda lambda neĂŽncĂŁlzitĂŁ: Acesta a fost primul design de sondĂŁ lambda, Bosch producându-l din anul 1976. Se utilizeazĂŁ un element ceramic cu bioxid de zirconiu pentru a genera tensiune ĂŽntr-un mediu cu un conĂžinut ridicat de gaz (oxigen insuficient).-Sonda lambda ĂŽncĂŁlzitĂŁ: a fost lansatĂŁ de Bosch ĂŽn anul 1982 Âşi funcĂžioneazĂŁ ĂŽn acelaÂşi mod ca sonda neĂŽncĂŁlzitĂŁ, ĂŽnsĂŁ ĂŽn interiorul manÂşonului se aflĂŁ un element de ĂŽncĂŁlzire special, care aduce senzorul la temperatura de funcĂžionare ĂŽn aproximativ 30-60 de secunde.-Sonda PlanarĂŁ: A fost lansatĂŁ de Bosch ĂŽn anul 1997 Âşi utilizeazĂŁ tehnologie senzorialĂŁ din ceramicĂŁ cu bioxid de zirconiu, ĂŽnsĂŁ este amplasat ĂŽntr-o formĂŁ mai compactĂŁ Âşi mai platĂŁ (de aici Âşi denumirea).-Sonda planarĂŁ de bandĂŁ largĂŁ este cel mai nou design de senzor de oxigen Âşi oferĂŁ exactitatea sporitĂŁ necesarĂŁ pentru a ĂŽntruni cele mai recente cerinĂže privind emisiile. Se utilizeazĂŁ un element ceramic planar cu bioxid de zirconiu, astfel ĂŽncât se ĂŽncĂŁlzesc mult mai rapid decât alte tipuri de senzori, reducând emisiile ĂŽn cazul pornirii la rece. Suplimentar, senzorii sunt utilizaĂži la motoarele recent dezvoltate u injecĂžie directĂŁ de carburant.-Sonda lambda cu titan: AceÂşti senzori utilizeazĂŁ un tip diferit de tehnologie pentru detectarea oxigenului Âşi, ĂŽn loc de a genera un semnal de tensiune care se odificĂŁ odatĂŁ cu raportul aer/carburant, se modificĂŁ rezistenĂža senzorului. AceÂşti senzori sunt utilizaĂži pe mai puĂžin de 0,5 % din autovehiculele dotate cu sonda lambda. 5. Cum Âştiu dacĂŁ sonda lambda este defectĂŁ? Din pĂŁcate, simptomele unui senzor lent sau defect nu sunt ĂŽntotdeauna evidente si masurabile. Printre simptomele sondelor lambda defecte sunt: - EÂşec la testul emisiilor (caracteristic, o concentraĂžie mare de CO Âşi/sau HC) - Catalizator deteriorat (cauzat de o concentraĂžie mare de carburant) - Consum crescut de carburant (cauzat de o concentraĂžie mare de carburant) - Motorul funcĂžioneazĂŁ neregulat - PerformanĂže reduse 6. Care sunt cauzele defectĂŁrii sondei lambda ? Sonda lambda se poate defecta prematur dacĂŁ este contaminatĂŁ cu fosfor rezultat din consumul excesiv de ulei, silicon din scurgerile sistemului de rĂŁcire, utilizarea produselor de etanÂşare din silicon ĂŽn motor Âşi unii aditivi pentru carburant. Chiar Âşi o cantitate redusĂŁ de benzinĂŁ slab rafinatĂŁ poate defecta o sondĂŁ lambda. Factorii de mediu, precum stropii de pe Âşosea, sarea, uleiul Âşi murdĂŁria pot cauza defectarea senzorului, ca Âşi Âşocurile termice, tensiunea mecanicĂŁ sau manevrarea incorectĂŁ. 7. Cum pot testa sonda lambda? Testarea nu este complicatĂŁ dar se face obligatoriu ĂŽn service Âşi de cĂŁtre personal calificat. O sondĂŁ defectĂŁ poate fi detectatĂŁ rapid Âşi uÂşor cu un volt-ohm-metru digital, dar una lentĂŁ poate fi diagnosticatĂŁ numai cu un osciloscop sau un scopmetru profesional. 8. Unde sunt situate sondele lambda? Au scopuri diferite? ĂncĂŁ din anul 1980 sondele lambda sunt ĂŽn dotarea standard a majoritĂŁĂžii autovehiculelor cu motoare pe benzinĂŁ. Ăn mod normal, sondele lambda sunt situate ĂŽn sistemul de evacuare, ĂŽnaintea catalizatorului, pentru a mĂŁsura emisiile de noxe. Din anul 1996, odatĂŁ cu utilizarea sistemelor de diagnosticare OBDII, auto-vehiculele necesitĂŁ Âşi sonde lambda suplimentare, ĂŽn spatele convertorului catalitic, pentru a asigura funcĂžionarea corectĂŁ a acestuia. 9. Ce este o sondĂŁ lambda universalĂŁ? Bosch a creat pe piaĂža specificĂŁ un program pentru sonde lambda universale. Acestea ĂŽndeplinesc cerinĂžele de funcĂžionare OE Âşi au un sistem patentat de conectori, ce faciliteazĂŁ instalarea. Acest sistem de conectori s-a dovedit a fi etanÂş, protector ĂŽmpotriva contaminĂŁrii Âşi rezistent la efectele temperaturilor extreme Âşi ale vibraĂžiilor motorului. Ăn prezent, Bosch pune la dispoziĂžie 9 tipuri de sonde lambda universale, pentru a oferi performanĂže cât mai apropiate de cele ale sondelor din prima dotare. 10. De ce trebuie sĂŁ ĂŽnlocuiesc o sondĂŁ lambda defectĂŁ? Conform unui studiu realizat ĂŽn anul 1996, sondele lambda uzate sunt “singura sursĂŁ importantĂŁ de emisii excesive ĂŽn cazul autovehiculelor cu injecĂžie de carburant”. AgenĂžia de ProtecĂžie a Mediului din SUA (EPA) Âşi Comisia din California pentru Resur-sele Aerului (CARB) au descoperit cĂŁ ĂŽnlocuirea sondei lambda era necesarĂŁ la 42%-58% din numĂŁrul total de autovehicule care emiteau cantitĂŁĂži mari de hidrocarburi sau monoxid de carbon. Testarea sondelor lambda conform procedurilor de service ale producĂŁtorilor de autovehicule Âşi ĂŽnlocuirea unei sonde lambda lente sau uzate poate economisi ĂŽntre 10 % Âşi 15% mai mult carburant Âşi se amortizeazĂŁ ĂŽntr-un an numai din economisirea carburantului, ĂŽn timp ce emisiile autovehiculului sunt coborâte la nivelul corespunzĂŁtor. De asemenea, poate reduce posibilitatea ca o concentraĂžie mare de carburant sĂŁ deterioreze catalizatorul autovehiculului.
