Nei motori a combustione sia il risparmio di carburante che il trattamento dei gas di scarico non sarebbero possibili senza la presenza della sonda lambda. Grazie a questi sensori, l'inquinamento del motore è drasticamente ridotto oltre ad essere piacevole da usare.
La sonda lambda, detta anche sonda lambda, ha la funzione di misurare la differenza tra il contenuto di ossigeno dei gas di scarico e il contenuto di ossigeno nell'ambiente.
Questo sensore deve il suo nome alla lettera λ (lambda) dall'alfabeto greco, che viene utilizzato per rappresentare l'equivalenza tra il rapporto aria-carburante effettivo e il rapporto ideale (o stechiometrico) considerato di una miscela. Quando il valore è minore di uno ( λ ) significa che la quantità di aria è inferiore all'ideale, quindi la miscela è ricca. Quando accade il contrario ( > 1 ), per avere aria in eccesso, la miscela si dice povera.
Il rapporto ideale o stechiometrico, usando un motore a benzina come esempio, dovrebbe essere di 14,7 parti di aria per una parte di carburante. Tuttavia, questa proporzione non è sempre costante. Ci sono variabili che influenzano questa relazione, dalle condizioni ambientali - temperatura, pressione o umidità - al funzionamento del veicolo stesso - giri/min, temperatura del motore, variazione della potenza richiesta.
La sonda lambda, informando la gestione elettronica del motore della differenza di contenuto di ossigeno nei gas di scarico e all'esterno, permette di regolare la quantità di carburante iniettato in camera di combustione.
L'obiettivo è raggiungere un compromesso tra potenza, consumi ed emissioni, avvicinando il più possibile la miscela ad un rapporto stechiometrico. In breve, far funzionare il motore nel modo più efficiente possibile.
Come funziona?
La sonda lambda funziona in modo più efficace ad alte temperature - almeno 300 ° C - che ha determinato che la sua posizione ideale è vicino al motore, proprio accanto ai collettori di scarico. Oggi le sonde lambda si trovano accanto al catalizzatore, in quanto dotate di una resistenza che ne consente il riscaldamento indipendentemente dalla temperatura dei gas di scarico.
Attualmente, i motori possono avere due o più sonde. Ad esempio, esistono modelli che utilizzano sonde lambda poste prima e dopo il catalizzatore, per misurare l'efficienza di questo componente.
La sonda lambda è composta da biossido di zirconio, un materiale ceramico che quando raggiunge i 300 ºC diventa conduttore di ioni ossigeno. In questo modo la sonda è in grado di identificare tramite una variazione di tensione (misurata in mV o millivolt) la quantità di ossigeno presente nei gas di scarico.
Una tensione fino a circa 500 mV indica un mix magro, al di sopra riflette un mix ricco. È questo segnale elettrico che viene inviato alla centralina del motore e che apporta le necessarie regolazioni alla quantità di carburante iniettato nel motore.
Esiste un altro tipo di sonda lambda, che sostituisce il biossido di zirconio con un semiconduttore a base di ossido di titanio. Questo non necessita di un riferimento del contenuto di ossigeno dall'esterno, in quanto può cambiare la sua resistenza elettrica a seconda della concentrazione di ossigeno. Rispetto ai sensori al biossido di zirconio, i sensori a base di ossido di titanio hanno un tempo di risposta più breve, ma d'altra parte sono più sensibili e hanno un costo maggiore.
È stato Bosch a sviluppare la sonda lambda alla fine degli anni '60 sotto la supervisione del Dr. Günter Bauman. Questa tecnologia è stata applicata per la prima volta a un veicolo di produzione nel 1976, nelle Volvo 240 e 260.
Errori e ancora errori.
Al giorno d'oggi, la sonda lambda non gode della migliore reputazione, sebbene la sua necessità sia indiscutibile. La sua sostituzione, spesso non necessaria, deriva da codici di errore generati dalla gestione elettronica del motore.
Questi sensori sono più resistenti di quanto appaiano, per cui, anche quando compaiono codici di errore ad essi direttamente correlati, possono derivare da qualche altro problema nella gestione del motore, che si riflette sul funzionamento del sensore. A scopo precauzionale e per avvisare di possibili malfunzionamenti del veicolo, la gestione elettronica del motore emette un errore del sensore.
In caso di permuta è sempre bene optare per ricambi originali o di qualità riconosciuta. L'importanza di questo componente è vitale per il corretto funzionamento e la salute del motore.