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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Sonde lambda. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Voiture. Appareils électroniques Depuis le 1er mars 2006, la norme Euro-2 a été introduite en Russie. Selon les nouvelles exigences, la teneur en CO dans les gaz d'échappement ne doit pas dépasser 0,5 % au ralenti et 0,3 % à haut régime. En Europe, cette norme est introduite depuis janvier 1996 (aujourd'hui, les principaux fabricants se préparent déjà au passage à l'Euro-5). Cette norme impose des exigences assez strictes sur le fonctionnement de tous les éléments du système d'alimentation du moteur, la qualité du moteur lui-même et la qualité du carburant. Même si le moteur est parfaitement en état de marche, il est nécessaire de maintenir très précisément le rapport de mélange air/carburant. Pour une combustion optimale de 1 kg de carburant, 14,7 kg d'air sont nécessaires. Cela garantit la plus faible teneur en substances toxiques dans les gaz d'échappement, une efficacité maximale et des caractéristiques de "puissance" du moteur. Cette composition du mélange est appelée "stoechiométrique", et le rapport de la composition stoechiométrique du mélange à celle existante est généralement désigné par la lettre λ. Si λ (excès d'air) - enrichi. Lors du contrôle technique des véhicules, ce paramètre est contrôlé (doit être compris entre 0,97 et 1,03). Depuis plus de 20 ans à l'étranger, pour maintenir la composition stoechiométrique, des dispositifs de contrôle opérationnel du processus de combustion (par les produits de combustion) avec organisation de la rétroaction sont utilisés. Cela est devenu possible avec l'avènement des systèmes de contrôle électronique pour l'injection et le calage de l'allumage. Aujourd'hui, presque toutes les voitures proposées sur le marché des pays développés sont équipées d'un tel système de contrôle. Pour que ce système fonctionne, un capteur d'oxygène spécial est placé dans le collecteur d'échappement du moteur, appelé "sonde lambda" (Fig. 1).
Cette amélioration a marqué une étape importante dans l'histoire de l'industrie automobile. L'élément de travail du capteur est un matériau céramique poreux à base de dioxyde de zirconium, recouvert de platine par pulvérisation cathodique. Les gaz d'échappement circulent autour de la surface de travail. Le capteur réagit à la différence entre le niveau d'oxygène dans les gaz d'échappement et dans l'atmosphère, produisant la différence de potentiel correspondante à la sortie. Les premières "sondes lambda" étaient résistives, c'est-à-dire. modifier leur résistance. Les capteurs modernes fonctionnent comme des éléments de seuil : la tension de sortie (Fig. 2) peut prendre soit un niveau logique haut (mélange riche) soit bas (mélange pauvre). La vitesse de réaction est si élevée que la durée du front de signal peut être ignorée.
Le dispositif de commande électronique (ECU) du moteur à une certaine fréquence (au moins 2 fois par seconde au ralenti et bol avec une augmentation du régime moteur et un certain nombre d'autres paramètres) supprime le signal de la "sonde lambda" et le compare avec la valeur stockée en mémoire Si le courant Si la valeur est différente de la valeur de consigne (optimale, correspondant au mode de fonctionnement sélectionné), alors le contrôleur émet une commande pour augmenter ou diminuer la durée d'injection de carburant par les injecteurs, c'est-à-dire la le mode de fonctionnement du moteur est adapté à la situation actuelle avec la réalisation d'une économie de carburant maximale et la minimisation des émissions nocives. Le capteur ne peut fonctionner que si la température des éléments sensibles n'est pas inférieure à 300...350°C (sinon il ne génère pas de signal), et la température limite peut atteindre 950°C. Les premières modifications de la "sonde lambda" essayaient d'être placées le plus près possible du collecteur d'échappement pour assurer le réchauffement le plus rapide et permettre au capteur de fonctionner. Les sondes modernes sont équipées d'un élément chauffant spécial et l'emplacement d'installation est devenu moins critique. Le dispositif capteur est représenté sur la Fig.3.
Jusqu'à récemment, la différence de potentiel était prise entre le fil de signal et la terre. Ces capteurs ont été vissés dans le tuyau d'échappement à l'aide d'un lubrifiant conducteur spécial. Au fil du temps, la probabilité de perdre le contact a augmenté. Les modifications récentes sont dépourvues de cette lacune. Maintenant, la "masse" est mise en évidence par un fil séparé (Fig. 4).
Les niveaux de signal produits par la plupart des capteurs sont approximativement les mêmes, bien qu'il y ait des exceptions (!). Un niveau de signal bas correspond à une tension dans la plage de 0,1 ... 0,2 V. Un niveau haut correspond à 0,8 ... 0.9 V. Les capteurs propriétaires sont assez fiables. Leur durée de vie est de 80 ... 160 0,25 km de trajet en voiture. Au fur et à mesure que le capteur vieillit, la tension correspondant à un niveau logique bas augmente (plus de 0,65 V), et la tension correspondant à un niveau haut diminue (moins de 250 V). La "réponse" du capteur augmente également. Si sa "réponse" est supérieure à 450 ms avec un mélange combustible pauvre et supérieure à XNUMX ms avec un mélange enrichi, alors le capteur est considéré comme défaillant. Ce sont des données moyennes de voiture, mais ces informations sont malheureusement très peu publiées. Dans un service de voiture, des testeurs de moteur spéciaux sont utilisés pour contrôler la "sonde lambda", mais à la maison, vous pouvez utiliser un oscilloscope conventionnel. Le réceptacle de connexion au capteur est généralement situé sur le faisceau de câblage principal passant sous les déflecteurs pour évacuer l'eau du pare-brise. Le capteur contient des composants très fragiles et sensibles. Lors de l'entretien du système d'échappement, il ne doit pas être soumis à des chocs, ni lavé avec des détergents ou des solvants. Lors de l'installation du capteur, n'utilisez pas de produits d'étanchéité polymérisant à température ambiante, ainsi que ceux contenant du silicone (une graisse de contact spéciale a déjà été appliquée sur les filetages des capteurs neufs). La défaillance prématurée de la "sonde lambda" est le plus souvent causée par :
Les signes possibles d'un capteur d'oxygène défectueux sont :
Le capteur d'oxygène n'est pas un appareil indépendant. Il fonctionne "en conjonction" avec un convertisseur catalytique de gaz d'échappement (de nombreux propriétaires de voitures sont douloureusement "mordus" par son prix: 400 ... 600 dollars). Un convertisseur catalytique est un dispositif à trois composants conçu pour oxyder les substances toxiques (monoxyde de carbone, hydrocarbures et oxydes d'azote) en dioxyde de carbone, en azote et en eau à la suite d'une réaction catalytique. Le fonctionnement optimal du catalyseur (neutralisation d'environ 80% de tous les composants) n'est atteint que lorsque le moteur fonctionne à la stoechiométrie pendant un siècle de composition du mélange (Fig. 5).
La perte ou la distorsion du signal de la "sonde lambda" entraîne une augmentation de la teneur en substances toxiques dans les produits de combustion et, par conséquent, une forte réduction de la durée de vie du catalyseur. Il est à noter que, jusqu'à récemment, le démontage de la "sonde lambda" et du catalyseur défectueux, suivi de l'installation d'un tuyau d'insertion, était assez souvent pratiqué. Ainsi, un grand nombre de voitures étrangères ont été "finalisées" en raison de l'impossibilité d'effectuer des réparations coûteuses. Mais avec l'introduction de nouvelles règles, lors du passage d'un contrôle technique, la présence et l'opérabilité de tous les équipements seront exigées si la voiture en était équipée régulièrement (pendant la fabrication). littérature
Auteur : I.Nagovitsyn, Talagi-Neftebaza, région d'Arkhangelsk.
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