00 index cox6 02 - FAE · 10) fournissent une réponse continue (Figure 11), et non pas binaire, face à la valeur de lambda détectée. C’est pourquoi elles mesurent avec une grande

14TECHNICAL INFORMATIONINFORMACIÓN TÉCNICAINFORMATION TECHNIQUE

SONDES LAMBDA FAEFAE fabrique trois types de Sondes Lambda pour contrôler la combustion : Sondes Lambda binaires au Titane, sondes Lambda binaires au Zirconium et Sondes à Large Bande. Ces trois types de Sondes Lambda ne sont pas interchangeables entre elles puisqu’elles travaillent différemment.

Les Sondes Lambda de FAE se fondent sur la technologie la plus moderne, Céramique Multicouche Planaire, qui les distingue des Sondes Lambda conventionnelles de type « dé à coudre » ou thimble. Grâce à la technologie Céramique Multicouche Planaire, FAE a réussi à intégrer dans une seule et solide pièce l’élément capteur et son radiateur; tout en réduisant sa taille par rapport à celle des Sondes Lambda conventionnelles. Ces améliorations nous permettent de réduire la puissance de caléfaction et le temps nécessaire pour atteindre la température opérationnelle (700 ºC).

La mise en place de législations toujours plus sévères en matière d’émissions et les nouvelles stratégies de gestion du moteur, moteurs à mélange pauvre, à injection directe, etc; ont mis en évidence les limites des Sondes Lambda conventionnelles. Afin de réduire au maximum les émissions il est nécessaire d’avoir recours aux Sondes Lambda à réponse « ultra rapide » dans le but d’éviter la pollution lors du démarrage du moteur. FAE a obtenu ces améliorations grâce à l’application de la technologie Céramique Multicouche Planaire dans la fabrication de ses Sondes Lambda Planaires.

Le temps d’allumage ou Light-off : est le temps que la Sonde Lambda nécessite pour atteindre la température afin d’informer l’ECU de la composition des gaz d’échappement.

L’utilisation d’une Sonde Lambda en parfait état assure :- Une réduction de la pollution.- Un meilleur fonctionnement et rendement du moteur.- Une consommation réduite de carburant (les Sondes Lambda en mauvais état peuvent augmenter jusqu’à 15 % de la consommation).- De ne pas abîmer le catalyseur.Veuillez réviser le fonctionnement correct de la sonde tous les 30.000 km.

FONCTION DE LA SONDE LAMBDAAujourd’hui le contrôle des émissions polluantes, et notamment de celles rejetées par les automobiles, est un problème de premier ordre. Une société de plus en plus sensibilisés à la pollution a favorisé l’apparition de législations de plus en plus restrictives, en Europe comme en Amérique et d’autres, comme le montre la Figure 1.

Le secteur de l’automobile a évolué ses stratégies pour réduire la pollution des véhicules et respecter la législation, alors que la technologie a amélioré l’efficacité des moteurs et l’installation d’éléments réduisant progressivement les émissions polluantes.

Le catalyseur à trois voies est celui dont l’usage est le plus répandu, et est installé sur tous les véhicules essence depuis 1992 En Europe. La principale caractéristique de ce catalyseur est la possibilité de réaliser l’oxydation du monoxyde de carbone (CO) et des hydrocarbures non brûlés et de réduire, simultanément, les oxydes d’azote (NOx). Il existe un rapport entre la quantité d’air et celle de carburant qui permet d’obtenir l’efficacité maximale du catalyseur. Ce rapport optimal - catalyseur (le « mélange stoechiométrique ») se caractérise par une valeur de Lambda égale à 1.

À travers le signal de la Sonde Lambda, l’unité de contrôle reconnaît la composition du mélange.La Sonde Lambda contrôle le ratio du mélange essence-air et s’assurer que le moteur fonctionne dans le mélange optimal, Lambda 1. Dans les mélanges riches ou avec un excès de carburant, Lambda 1, la quantité de carburant injectée augmente jusqu’à obtenir un niveau optimal.

Tous les véhicules avec catalyseur ont au moins une Sonde Lambda, la Sonde Lambda de régulation est située avant le catalyseur. Cependant, les véhicules qui appliquent l’OBD-II (on-board diagnostic), la deuxième version du standard de diagnostic, sont équipés d’une deuxième Sonde Lambda, la Sonde de diagnostic, placée dans la partie postérieure du catalyseur. Sa fonction est d’informer le bon fonctionnement de la Sonde de régulation, en corrigeant toute déviation, et alertant du moment de substitution.

Figure 1. Législation sur les émissions.Figure 2. Contröl moteur.

INFORMATION TECHNIQUE


TYPES DE SONDE LAMBDAIl existe différents types de Sondes Lambda, que nous pouvons classer en fonction de leur matériel sensible et de leur principe de fonctionnement : Sondes Lambda binaires au zirconium (Zr), Sondes Lambda au titane (Ti) et Sondes à Large Bande. Le Tableau 1 résume les caractéristiques de chaque type de Sonde Lambda.

TYPE DE CAPTEUR

Sonde Lambda binaire au Titane Sonde Lambda binaire au Zirconium Sonde Lambda à Large Bande

MATÉRIEL CAPTEUR Dioxyde de Titane (TiO2) Dioxyde de Zirconium (ZrO2) Dioxyde de Zirconium (ZrO2)

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Résistif Électrochimique Électrochimique

SIGNAL DE SORTIETension

(circuit diviseur de tension)Tension

(comparaison entre deux atmosphères)Courant

TAILLE Standard Standard Mini Standard

RÉFÉRENCE D’AIR EXTÉRIEUR Non Oui Non Parfois

NOMBRE DE CÂBLES 4 1 ou 2 3 ou 4 1 ou 4 5

RÉCHAUFFEUR Oui Non Oui Oui Oui

- Fonctionnement des Sondas Lambda binaires avec l’élément senseur de ZIRCONIUM :

Les Sondes Lambda binaires de zirconium sont basées de dioxyde de zirconium (Figure 3, 4) et contient un électrolyte solide qui fournit une tension électrique. Cette tension est obtenue par comparaison de deux atmosphères, (les gaz d’échappement d’un côté et l’air extérieur de l’autre), et est sensible à la concentration en oxygène dans les gaz d’échappement. Les mélanges de carburant riches produisent une haute tension et les mélanges pauvres une faible tension. Une réponse on-off ou 0-1 facile à interpréter électronique. Le capteur s’active chaque fois dès que la température dépasse à 350 °C.Entre les Sndes Lambda zirconium binaires, on peut distinguer différentes évolutions:

Les Sondes Lambda non chauffées : Ces Sondes Lambda ont été les premières à être montés dans les véhicules. Elles atteignent leur température de travail (> 350 ºC) grâce à la chaleur des gaz d’échappement. Pour cette raison elles sont placées près du moteur. Le temps d’allumage ou Light-off est supérieur à 2 minutes. Peuvent être un ou deux câbles avec le boîtier isolé ou de la masse en fonction de l’application. La durée de vie est d’environ 50.000 à 80.000 Km.

Les Sondes Lambda chauffées (Figure 5) : Ces Sondes Lambda incorporent déjà un élément radiateur qui leur permet d’atteindre la température de travail indépendamment de celle des gaz d’échappement. Elles peuvent être de trois ou quatre câbles (deux câbles pour le radiateur, et un ou deux câble pour la tension de sortie, avec le boîtier isolé ou la masse en fonction de l’application).La durée de vie est 100.000-160.000 km. Les Sondes Lambda de FAE possèdent l’élément radiateur intégré dans le composant senseur, tout en ayant une taille réduite, elles atteignent la températures de travail en 10 secondes. Elles réussissent à réduire de moitié les émissions de la phase critique de démarrage à froid (Figure 6). La durée de vie est d’environ 160.000km.

Figure 3. Vue en section du capteur et mode de fonctionnement.

SONDE LAMBDA SENSEUR ZIRCONIUM - CHAUFFAGE 13V

PARAMÈTRE DE COMBUSTION λ

V (m

V)

Figure 6. Réponse électrique en fonction du paramètre lambda.

ÉLECTRODE DE MESURE

ÉLECTRODE DE REFERENCE

RÉCHAUFFEUR

Figure 5. Aspect schématique de l’élément capteur.

Figure 4. Aspect schématique de l’élément capteur.


Tableau 1


TYPES DE SONDE LAMBDAEn plus des Sondes Lambda de taille standard, il existe également des Sondes Lambda binaires à réchauffeur de petites dimensions (« Sondes Mini »). Les Sondes Lambda Mini présentent la même structure de cellule électrochimique que les Sondes Lambda de taille conventionnelle et, par conséquent, elles fournissent aussi comme sortie une tension en circuit ouvert. Les principaux avantages de ces Sondes Lambda résident dans une moindre consommation de puissance de réchauffeur et un moindre volume, ce qui les rend idéales pour des applications sur des motocyclettes. Pour faciliter leur réchauffement et en raison de leur moindre taille, les Sondes Lambda Mini n’incorporent pas de référence d’air extérieur, elles doivent donc suppléer cette référence atmosphérique moyennant un courant externe superposé à son signal électrique (Figure 7). Ce courant externe est fourni par l’unité de contrôle électronique du véhicule. Les Sondes Lambda Mini ont les mêmes caractéristiques de sensibilité, temps de réponse, résistance aux agents contaminants, etc., que les Sondes Lambda de taille standard.

-Fonctionnement des Sondes Lambda binaires avec élément senseur de TITANE :

Cette Sonde Lambda est constituée, élémentairement, par un élément céramique en Dioxyde de Titane. À la différence des Sondes Lambda binaires conçues en Dioxyde de Zirconium (Figure 8), son principe de fonctionnement n’est pas électrochimique mais résistif. C’est pourquoi le matériel capteur est submergé dans les gaz d’échappement, sans avoir besoin de la présence d‘air extérieur pour fournir un signal par comparaison (Figure 9).

Les sondes Lambda titane comprennent toujours un radiateur. A haute température, la résistance de ce matériel est sensible à la variation de la concentration en oxygène dans les gaz d’échappement. Pour un mélange riche, la résistance baisse à des valeurs minimales et pour un mélange faible, elle atteint les valeurs maximales. L’ECU alimente la Sonde Lambda avec une tension fixe et lit la réponse de la Sonde Lambda à l’aide d’un circuit séparateur de tension.

- Comment fonctionnent les Sondes Lambda à LARGE BANDE :

À la différence des Sondes Lambda au zirconium, les Sondes Lambda à Large Bande (Figure 10) fournissent une réponse continue (Figure 11), et non pas binaire, face à la valeur de lambda détectée. C’est pourquoi elles mesurent avec une grande exactitude la composition des gaz d’échappement, ce qui les rend aptes également pour des moteurs diésel et essence.

Les Sondes Lambda à Large Bande contiennent deux cellules électrochimiques qui travaillent de manière simultanée. L’une d’elles mesure le caractère riche ou pauvre du mélange de gaz, similairement aux Sondes Lambda binaires. L’autre cellule électrochimique réagit, conditionnée par le signal de la première cellule et de la quantité d’oxygène dans le gaz de combustion. Le fonctionnement conjoint des deux cellules fournit un courant électrique positif pour des mélanges pauvres, négatif pour des mélanges riches et nul dans le cas d’un mélange stoechiométrique.

À la différence de ce qui se produit avec les Sondes Lambda binaires, le courant généré par chaque Sonde Lambda à Large Bande est différent. Par conséquent, il faut échelonner ou calibrer ce courant. Il existe trois stratégies pour calibrer le courant de ces dispositifs :

- Sondes à Large Bande à résistance de calibrage dans le connecteur. En fonction de la valeur de courant total pompé par la Sonde, une résistance est incorporée entre deux de ses terminaux de sortie. Cette résistance est ajustée pour chaque Sonde et sa valeur module le courant réellement lu par l’ECU. En connectant la Sonde au véhicule se ferme un circuit électrique qui inclut deux résistances en parallèle, une étant fixe et l’autre étant celle incorporée par la Sonde. La valeur de la résistance de calibrage est généralement comprise entre 30 et 300 Ω.

- Sondes à Large Bande à résistance d’identification. Contrairement aux Sondes à résistance de calibrage, dans ce cas les résistances ne peuvent pas prendre n’importe quelle valeur de manière continue, elles sont discrétisées conformément à 23 plages différentes permises de courants pompés. En connectant la Sonde au véhicule, cette résistance incluse dans la Sonde ne ferme aucun circuit ni module le courant de l’élément capteur, simplement elles est lue par l’ECU. En identifiant la valeur de la résistance, l’ECU connaît l’échelle à laquelle il doit travailler pour lire correctement les courants pompés par la Sonde. La valeur de résistance d’identification peut prendre des ordres de grandeur très divers, de centaines d’ohms à des dizaines de kΩ.

- Sondes à Large Bande sans résistance. Pendant les premières secondes d’opération, l’ECU est capable de calibrer le courant pompé moyennant des procédures électroniques.

Aussi bien dans le cas de résistances de calibrage que dans celui de résistances d’identification, la fonction de ce composant est de permettre la lecture du courant pompé, c’est pourquoi, en règle générale, deux Sondes d’une même référence n’ont pas à inclure la même résistance.



10

100

1000

10000

100000

1000000

0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3

SONDE LAMBDA SENSEUR TITANE - CHAUFFAGE 12V

PARAMÈTRE DE COMBUSTION λ

R (Ω

)


Pom

pe d

e co

uran

t (m

A)

SONDE LAMBDA À LARGE BANDE





TYPES DE SONDE LAMBDA À LARGE BANDEEn plus de la résistance incluse dans le connecteur des Sondes, nous pouvons les classer aussi en fonction de la présence ou de l’absence d’un canal de référence. Il existe deux types de Sondes à Large Bande :

-Les Sondes à Large Bande de première génération contiennent un canal de référence d’air extérieur similaire à celui des Sondes Lambda binaires au zirconium. Toutes les Sondes de première génération incorporent une résistance de calibrage dans le connecteur.

-Les Sondes à Large Bande de seconde génération n’ont plus besoin de ce canal de référence pour fonctionner. Par rapport à celles de première génération, l’absence de canal permet une économie de puissance consommée par ces sondes, le temps de chauffage initial est inférieur et la stabilité du signal au fil de leur vie utile est supérieure. Les Sondes de seconde génération peuvent inclure des résistances de calibrage ou d’identification dans le connecteur, ou n’en incorporer aucune.

En fonction de l’application de chaque véhicule, une Sonde à Large Bande de première ou de seconde génération est nécessaire, avec ou sans résistance dans le connecteur, sans qu’elles puissent être échangées entre elles. L’intervalle de changement est tous les 160.000 km.

INSTALLATION DES NOUVELLES SONDES LAMBDAL’installation des Sondes Lambda est rapide et très simple. Rappelez-vous que, pour effectuer cette opération, vous devez attendre que le moteur soit complètement froid ou bien prendre davantage de précautions dans la mesure où les Sondes Lambda atteignent des températures très élevées et où vous encourez le risque des brûlure. L’installation demande l’imprégnation du filet avec une graisse spéciale. Cette graisse facilitera le démontage et empêchera que la Sonde Lambda reste soudée au tube d’échappement à cause des conditions extrêmes de travail. Les Sondes Lambda FAE portent déjà la graisse distribuée par le filet, cependant il est convenable de s’en assurer.

Le serrage de la Sonde Lambda est un autre aspect important, faites-le suivant les instructions à continuation. Veuillez noter que l’excès de serrage peut déformer le filet:- Sonde Lambda M18: Enfoncez la Sonde Lambda avec les doigts jusqu’au bout, puis serrez fort avec la clé appropriée. Serrez 1/2 - 3/4 tour (35-45 Nm).- Sonde Lambda M12: Enfoncez la Sonde Lambda avec les doigts jusqu’au bout, puis serrez fort avec la clé appropriée. Serrez 1/2 -1 tour (18-23 Nm).

Comment installer une Sonde Lambda Universelle?

Pour installer la Sonde Lambda Universelle FAE, veuillez suivre les indications suivantes :1- Débranchez la batterie. Débranchez le connecteur de la Sonde Lambda à remplacer (celle qui se trouve dans la voiture).2- Coupez les câbles de la Sonde Lambda que vous venez d’enlever, en séparant le connecteur du reste de la Sonde Lambda et en s’assurant de laisser suffisamment de câble pour réaliser l’épissure par la suite.3- Enlevez l’isolant, selon la longueur indiquée et en prenant soin de ne pas abîmer le noyau métallique du câble.4- Introduisez les câbles dénudés du connecteur à l’intérieur des douilles de la nouvelle Sonde Lambda FAE en faisant bien attention de bien respecter les couleurs des câbles.5- Aplatissez les douilles. Appliquez de la chaleur sur la gaine thermo-rétractile de la douille afin que le raccordement entre le connecteur récupéré et la nouvelle Sonde Lambda soit bien fixe, hermétique et étanche.6- Une fois ces opérations terminées, vous pouvez installer la Sonde Lambda FAE sur votre véhicule.

Comment s’installe une Sonde Lambda Spécifique?

- Avant d’installer la Sonde Lambda, assurez-vous que la référence est celle appropriée à votre véhicule. - N’installez pas la Sonde Lambda si celle-ci semble endommagée.- Débranchez la batterie.- Débranchez le connecteur de la Sonde Lambda à remplacer (celle qui se trouve dans la voiture).- Placez en premier lieu la sonde à son emplacement en veillant à ce que le câble ne soit pas tordu, plié ni coincé.- Serrez la Sonde Lambda en suivant les instructions suivantes: Sonde Lambda M18: Enfoncez la Sonde avec les doigts jusqu’au bout, puis serrez fort avec la clé appropriée. Serrez 1/2-3/4 tour (35-45 Nm). Sonde Lambda M12: Enfoncez la Sonde avec les doigts jusqu’au bout, puis serrez fort avec la clé appropriée. Serrez 1/2-1 tour (18-23 Nm).- Branchez et placez le câble tel qu’il était installé à l’origine, en veillant à ce qu’il ne soit pas trop près du collecteur d’échappement ou de tout autre composant chaud du moteur.

Comment tester les Sondes Lambda?

Pour vérifier le bon fonctionnement d’une Sonde Lambda sans la démonter du véhicule, vous devez disposer d’un oscilloscope. Veuillez-vous assurez que le moteur a été réglé conformément aux indications du fabricant pour procéder au chauffage du moteur. Branchez la sortie du capteur à l’entrée de l’oscilloscope, à l’aide du système de connexion approprié, sans débrancher la Sonde Lambda de l’ECU de la voiture. Une fois ces branchements effectués, si la Sonde Lambda fonctionne correctement, le signal affiché par l’oscilloscope variera rapidement et de manière constante entre 0,2 V (mélange faible) et 0,8 V (mélange riche).

Un autre facteur très important, à bien de prendre en compte, est le temps écoulé entre le passage d’une tension à une autre, qui doit être d’environ 300 millisecondes. Le temps écoulé entre le passage de mélange faible à riche et le passage de mélange riche à faible doit être le même ou similaire. Si le signal produit par le capteur est constant ou que le temps de réaction au changement de richesse du mélange est trop lent, cela signifie que vous devez remplacer la Sonde Lambda. Il est conseillé de réviser le fonctionnement de celle-ci chaque fois que vous effectuez un réglage du moteur et toujours avant de réaliser les tests d’émissions. Rappelons qu’un fonctionnement lent du capteur affecte directement la consommation de notre véhicule, par conséquent, le remplacement du capteur usé par un nouveau sera rapidement amorti par la réduction de la consommation de carburant.



Verify that the connector and the cable are visually in good condition.Also verify if the body of the Oxygen Sensor shows any dents or signs of being hit that could have caused damage.It is necessary to consider, as a normal guideline, that a visual inspection is not enough to be certain that the Oxygen Sensor is working properly. Besides the recommendations made above, we should also pay attention to the condition of the protection tube to have an indication of the possible problem.

1) Oxygen Sensor damaged by excess lead in the emission gases. 2) Oxygen Sensor damaged by coolant leaks. 3) Oxygen Sensor damaged due to an air / fuel mixture that is excessively rich. 4) Oxygen Sensor damaged by high engine oil usage. 5) Oxygen Sensor damaged due to contamination from silicon in the emissions gases.

Remember that anytime you encounter one of these situations you should replace the Oxygen Sensor.Installation of a specific FAE Oxygen Sensor:- Before installing the Oxygen Sensor make sure that you are using the appropriate reference indicated by your vehicle’s manufacturer.

Debe verificarse el conector y el cable asegurándose de su buen estado.Compruebe también si el cuerpo de la Sonda Lambda muestra alguna abolladura o señal de algún golpe que pudieran haberla deteriorado.Hay que tener en cuenta que, como norma general, una inspección visual no es suficiente para poder asegurarse del buen o mal funcionamiento de nuestra Sonda Lambda, pero de todas formas, además de las recomendaciones comentadas con anterioridad, también podemos fijarnos en el aspecto del tubo protector del elemento sensor, para tener alguna indicación del posible problema.

1) Sonda Lambda dañada por un exceso de plomo en las emisiones de gases. 2) Sonda Lambda dañada por contaminación con anticongelante. 3) Sonda Lambda dañada por una mezcla aire-combustible excesivamente rica. 4) Sonda Lambda dañada por un elevado consumo de aceite. 5) Sonda Lambda dañada por contaminación de silicio de las emisiones de gases.

Recuerde que, siempre que se encuentre con cualquiera de estas situaciones, debe reemplazar la Sonda Lambda.Instalación de una Sonda Lambda FAE específica:- Antes de instalar la Sonda Lambda, asegúrese de que está utilizando la referencia apropiada para su vehículo.

Vérifiez le connecteur et le câble et assurez-vous qu’ils sont en bon état.Vérifiez également que le corps de la Sonde Lambda ne présente aucune bosse ou marque de choc qui pourrait l’avoir endommagé.Il faut savoir qu’en général, un contrôle visuel n’est pas suffisant pour garantir le bon ou mauvais fonctionnement d’une Sonde Lambda. Toutefois, outre les recommandations fournies ci-dessus, il est également possible d’inspecter l’aspect du tube protecteur du capteur afin d’obtenir une éventuelle indication du problème.

1) Sonde Lambda endommagée par un excès de plomb dans les émissions de gaz. 2) Sonde Lambda endommagée par contamination avec le fluide anti glace. 3) Sonde Lambda endommagée par une mixture air-carburant trop riche. 4) Sonde Lambda endommagée par une consommation élevée d’huile. 5) Sonde Lambda endommagée par pollution au silice des émissions de gaz.

Souvenez-vous qu’à chaque fois que vous vous trouverez dans l’une ou l’autre de ces situations, vous devrez remplacer la Sonde Lambda.Installation d’une application spécifique du Sonde Lambda FAE :- Avant d’installer la Sonde Lambda assurez-vous que celle-ci est brei la référence adéquate conecte indiquée pour le fabricant de votre véhicule.

VISUAL INSPECTION / FAILURE CAUSES

INSPECCIÓN VISUAL / CAUSAS DE FALLO

CONTRÔLE VISUEL / CAUSE DE LA DÉFAILLANCE

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00 index cox6 02 - FAE · 10) fournissent une réponse continue (Figure 11), et non pas binaire, face à la valeur de lambda détectée. C’est pourquoi elles mesurent avec une grande