Dans les moteurs à combustion, les économies de carburant et le traitement des gaz d'échappement ne seraient pas possibles sans la présence de la sonde lambda. Grâce à ces capteurs, la pollution du moteur est drastiquement réduite tout en étant agréable à utiliser.
La sonde lambda, également appelée sonde à oxygène, a pour fonction de mesurer la différence entre la teneur en oxygène des gaz d'échappement et la teneur en oxygène de l'environnement.
Ce capteur doit son nom à la lettre λ (lambda) de l'alphabet grec, qui est utilisé pour représenter l'équivalence entre le rapport air-carburant réel et le rapport idéal (ou stoechiométrique) considéré d'un mélange. Lorsque la valeur est inférieure à un ( λ ) signifie que la quantité d'air est moins qu'idéale, donc le mélange est riche. Lorsque le contraire se produit ( > 1 ), pour avoir un excès d'air, le mélange est dit pauvre.
Le rapport idéal ou stoechiométrique, en utilisant un moteur à essence comme exemple, devrait être de 14,7 parties d'air pour une partie de carburant. Cependant, cette proportion n'est pas toujours constante. Il existe des variables qui affectent cette relation, des conditions environnementales - température, pression ou humidité - au fonctionnement du véhicule lui-même - régime, température du moteur, variation de la puissance requise.
La sonde lambda, en informant la gestion électronique du moteur de la différence de teneur en oxygène dans les gaz d'échappement et à l'extérieur, lui permet d'ajuster la quantité de carburant injectée dans la chambre de combustion.
L'objectif est d'atteindre un compromis entre puissance, économie de carburant et émissions, en rapprochant le plus possible le mélange d'une relation stoechiométrique. Bref, faire fonctionner le moteur le plus efficacement possible.
Comment ça fonctionne?
La sonde lambda fonctionne le plus efficacement à des températures élevées - au moins 300 ° C - ce qui a déterminé que son emplacement idéal est proche du moteur, juste à côté des collecteurs d'échappement. Aujourd'hui, les sondes lambda se trouvent à côté du pot catalytique, car elles ont une résistance qui leur permet d'être chauffées indépendamment de la température des gaz d'échappement.
Actuellement, les moteurs peuvent avoir deux ou plusieurs sondes. A titre d'exemple, il existe des modèles qui utilisent des sondes lambda situées avant et après le catalyseur, afin de mesurer l'efficacité de ce composant.
La sonde lambda est composée de dioxyde de zirconium, un matériau céramique qui, lorsqu'il atteint 300 ºC, devient conducteur d'ions oxygène. De cette façon, la sonde est capable d'identifier au moyen d'une variation de tension (mesurée en mV ou millivolts) la quantité d'oxygène présente dans les gaz d'échappement.
Une tension jusqu'à environ 500 mV indique un mélange pauvre, au-dessus, elle reflète un mélange riche. C'est ce signal électrique qui est envoyé à l'unité de contrôle du moteur, et qui effectue les ajustements nécessaires à la quantité de carburant injectée dans le moteur.
Il existe un autre type de sonde lambda, qui remplace le dioxyde de zirconium par un semi-conducteur à base d'oxyde de titane. Celui-ci n'a pas besoin d'une référence de la teneur en oxygène de l'extérieur, car il peut modifier sa résistance électrique en fonction de la concentration en oxygène. Par rapport aux capteurs en dioxyde de zirconium, les capteurs à base d'oxyde de titane ont un temps de réponse plus court, mais en revanche, ils sont plus sensibles et ont un coût plus élevé.
C'est Bosch qui a développé la sonde lambda à la fin des années 1960 sous la direction du Dr Günter Bauman. Cette technologie a été appliquée pour la première fois à un véhicule de série en 1976, dans les Volvo 240 et 260.
Des erreurs et encore des erreurs.
De nos jours, la sonde lambda n'a pas la meilleure réputation, bien que son besoin soit incontestable. Son remplacement, souvent inutile, provient de codes d'erreur générés par la gestion électronique du moteur.
Ces capteurs sont plus résistants qu'il n'y paraît, de sorte que, même lorsque des codes d'erreur directement liés à eux apparaissent, ils peuvent résulter d'un autre problème dans la gestion du moteur, se répercutant sur le fonctionnement du capteur. Par précaution et pour prévenir d'éventuels dysfonctionnements du véhicule, la gestion électronique du moteur émet une erreur de capteur.
En cas d'échange, il est toujours judicieux d'opter pour des pièces d'origine ou de qualité reconnue. L'importance de ce composant est vitale pour le bon fonctionnement et la santé du moteur.