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Sonde lambda
Nozioni di base
L'auto e l'ambiente
Durante la combustione del carburante, oltre a prodotti non nocivi come acqua, anidride carbonica o azoto, si generano anche sostanze inquinanti, come monossido di carbonio, ossidi di azoto e idrocarburi incombusti.
Da molti anni politica ed industria sono impegnate per ridurre le emissioni inquinanti dei motori a combustione interna. Già dalla fine degli anni ottanta, su ogni nuovo veicolo con motore a benzina è installato un catalizzatore e almeno una sonda lambda per ridurre le emissioni di sostanze inquinanti.
La sonda lambda è fondamentale per mantenere la corretta miscela aria carburante e garantire quindi un funzionamento ottimale del catalizzatore.</p>
Composizione dei gas di scarico
Le sostanze nocive rappresentano una percentuale molto ridotta rispetto al totale delle emissioni di un motore moderno: soltanto l'1,1% nel motore a benzina e lo 0,2% nel motore diesel. La maggior parte del gas di scarico è costituita da azoto, acqua e anidride carbonica.
È comunque importante che questa quantità di sostanze nocive, relativamente ridotta, venga resa innocua.
Norme EURO
Le norme EURO sono direttive del legislatore che definiscono valori limite vincolanti che i veicoli nuovi devono rispettare al momento dell'introduzione sul mercato.
Nel 1992 è entrata in vigore la prima di queste norme, la EURO I. Con il tempo, le direttive sono diventate sempre più severe. Da settembre 2009 è in vigore la EURO 5 e nel 2014 sarà la volta della EURO 6. I valori limite stabiliti nelle norme EURO non sono più rispettabili senza un catalizzatore.
Le norme EURO sono il principale motivo per cui, su circa 162 milioni di autoveicoli con motore a benzina immatricolati in tutta Europa, ad oggi già 135 milioni sono provvisti di catalizzatore regolato.
Posizione delle sonde lambda
In linea di massima vale il seguente principio: affinché il catalizzatore lavori in modo ottimale, il rapporto tra aria e carburante nella camera di combustione deve essere perfettamente calibrato. In tal senso, le sonde lambda svolgono un ruolo essenziale. I veicoli moderni dispongono di almeno due sonde lambda.
Una si trova a monte del catalizzatore e un'altra (a seguito dell'introduzione della diagnosi on board - OBD) a valle del catalizzatore.
Il circuito di regolazione lambda
La sonda di regolazione misura l'ossigeno residuo nel gas di scarico prima che entri nel catalizzatore. A seconda della concentrazione dell'ossigeno residuo, il sensore genera un segnale che la centralina del motore (detta anche "ECU" = "Engine Control Unit") utilizza per variare il rapporto aria-combustibile della miscela.
La sonda di diagnosi misura l'ossigeno residuo nel gas di scarico dopo il trattamento nel catalizzatore. Sulla scorta del suo segnale, la centralina del motore può identificare e segnalare al conducente i difetti di funzionamento rilevanti per il gas di scarico, attraverso l'accensione di una spia sul quadro.
Miscela di aria e carburante
In un motore a benzina, il rapporto ideale tra aria e carburante prevede la presenza di 14,7 kg d'aria per 1 kg di carburante. Questa miscela è detta anche "miscela stechiometrica". Se un motore gira in queste condizioni, la quantità d'aria introdotta per la combustione corrisponde esattamente al fabbisogno d'aria teorico per avere una combustione completa.
Questa condizione ideale della miscela è indicata anche dalla lettera greca Lambda.
Solo in presenza di questo rapporto è garantita una combustione completa e il catalizzatore può convertire praticamente tutti i gas di scarico nocivi in gas compatibili con l'ambiente.
Oggi praticamente tutti i motori alimentati a benzina funzionano con questa miscela. Per altri tipi di carburante il rapporto aria- combustibile è differente.
Rapporto aria-combustibile
Naturalmente esistono anche stati operativi al di là di Lambda = 1. Il cosiddetto rapporto di aria-combustibile fornisce informazioni sul rapporto di miscelazione.
Se ad esempio la miscela contiene più carburante si parla di miscela grassa e il motore funziona con meno aria. In questo caso il rapporto di eccesso d'aria per Lambda è minore di 1.
Se invece il carburante è relativamente inferiore alla quantità d'aria si parla di miscela magra. Nella camera di combustione si verifica un'eccedenza d'aria In questo caso il rapporto di eccesso d'aria per Lambda è maggiore di 1.
Rendimento del catalizzatore
Se la miscela aria carburante viente controllata in una finestra molto stretta intorno al valore stechiometrico (λ=1), il catalizzatore a 3 vie è in grado di ridurre di oltre il 95% il monossido di carbonio (CO) e gli ossidi di azoto (NOx). Gli idrocarburi incombusti (HC) sono efficacemente ossidati in biossido di carbonio (CO2) e acqua.
Se il motore è alimentato da una miscela grassa (λ minore di 1), l'efficienza di conversione decresce e soprattutto aumentano significativamente le emissioni di monossido di carbonio e gli idrocarburi incombusti.
Se il motore è alimentato da una miscela magra (λ maggiore di 1), aumenta invece notevolmente l'inquinamento ambientale dovuto agli ossidi di azoto.
Struttura
Tipi di sonde lambda
Si distinguono tre diversi tipi di sonde lambda non intercambiabili tra loro. La sonda lambda al biossido di zirconio e quella al biossido di titanio sono dette anche a salto o "binarie", poiché il segnale della sonda oscilla avanti e indietro tra due valori a seconda che si abbia una miscela ricca o povera. Il terzo gruppo è costituito dalle cosiddette sonde lambda a banda larga. Queste ultime sono anche note come sonde lambda "lineari" poiché sono in grado di misurare la concentrazione di ossigeno residuo nei gas di scarico in modo continuo all’interno di un ampio intervallo.
Sonda lambda al biossido di zirconio (sonda a salto di tensione)
La sonda lambda al biossido di zirconio è la tipologia utilizzata più di frequente.
Queste sonde, a seconda del veicolo, vengono utilizzate come sonde di regolazione e di diagnosi.
Sonda lambda al biossido di zirconio
Lo zirconio è un cosiddetto elettrolita solido. Il cuore di queste sonde lambda è un materiale ceramico internamente cavo dalla forma simile a quella di un ditale.
Questo materiale è permeabile agli ioni di ossigeno a partire da una temperatura di 350 °C. Per ottenere la temperatura d'esercizio desiderata, viene attivato l'elemento riscaldante inserito al suo interno. In un processo complesso, a seconda del tenore di ossigeno residuo presente nel gas di scarico, si genera pertanto una tensione elettrica elevata o ridotta.
Collegamento dell'elemento riscaldante
I due cavi bianchi (ove presenti) forniscono la corrente elettrica all'elemento riscaldante della sonda lambda.
Massa della sonda
Questo cavo costituisce il collegamento a massa con l'impianto elettrico del veicolo.
Segnale della sonda
Tramite questo cavo il segnale della sonda viene inoltrato alla centralina di controllo motore.
Guarnizione
Una speciale guarnizione in gomma è posta tra i cavi e la parte metallica del corpo sonda in modo da evitare l'ingresso di acqua all'interno del sensore. Questa guarnizione viene pressata sulla parte alta del corpo metallico.
Esagono
L'esagono serve per avvitare la sonda lambda sul collettore dei gas combusti. Per l'esecuzione di questa operazione si deve prestare attenzione ad applicare la coppia di serraggio corretta.
Anello di tenuta
L'anello di tenuta assicura un accoppiamento ermetico tra la sonda lambda e il tubo di scarico.
Supporto ceramico
Il supporto ceramico trattiene l'elemento della sonda e lo protegge dalle vibrazioni.
Riscaldatore
Un elemento riscaldante integrato fa sì che l'elemento della sonda raggiunga molto rapidamente la temperatura d'esercizio necessaria e consente una guida ecologica fin dai primi metri. <br>Questo tempo di attesa precedente all'inizio del funzionamento è detto anche 'Light-off time'.
Le sonde moderne forniscono un segnale già dopo pochi secondi.
Tubo protettivo
Il tubo in metallo è progettato per consentire un buon flusso del gas intorno all'elemento e per proteggere l'elemento stesso dalle particelle solide presenti nei gas combusti.
Protegge inoltre anche dal contatto con le particelle di acqua che possono essere presenti nei gas combusti. Il vapor d'acqua, prodotto della combustione, può infatti produrre condensa nel condotto di scarico, che una volta in contatto con l'elemento ceramico<br>della sonda, puo' provocare shock termici a causa della rapida variazione di temperatura.
Elemento in biossido di zirconio
Lo zirconio è un cosiddetto elettrolita solido. Il cuore di queste sonde lambda è un materiale ceramico internamente cavo dalla forma simile a quella di un ditale. Questo materiale è permeabile agli ioni di ossigeno a partire da una temperatura di 350 °C.
Per ottenere la temperatura d'esercizio desiderata, viene attivato l'elemento riscaldante inserito al suo interno. In un processo complesso - a seconda del tenore di ossigeno residuo presente nel gas di scarico - si genera pertanto una tensione elettrica elevata o ridotta.
Modalità di funzionamento della sonda al biossido di zirconio
L'elemento della sonda a base di ossido di zirconio è cavo e ha la forma di un ditale. Il lato interno è a contatto con l'aria dell'ambiente, mentre il lato esterno si trova nel flusso del gas di scarico. Entrambi i lati sono rivestiti da uno strato di platino sottile e poroso, che funge da elettrodo.
C'è sempre una differenza di concentrazione di ossigeno tra i gas combusti e l'aria esterna. Quando la sonda lambda raggiunge la temperatura d'esercizio, gli ioni di ossigeno si spostano nell'elettrolita dalla zona a concentrazione maggiore verso la zona a concentrazione minore cercando di raggiungere uno stato di equilibrio
Per effetto del movimento degli ioni ossigeno, tra gli elettrodi di platino si forma una differenza di potenziale (U). Se la miscela è magra, il segnale della sonda è di circa 0,1 Volt, se la miscela è grassa si attesta su 0,9 Volt. Con Lambda=1 si ha un salto di tensione caratteristico di 0,45 Volt.
Sonda lambda al biossido di zirconio: layout dei cavi
Le sonde lambda al biossido di zirconio possono avere da uno a quattro cavi.
Le sonde non riscaldate con contatto di massa tramite la filettatura si presentano con un cavo del segnale nero. Le sonde non riscaldate che hanno un proprio contatto di massa con l'impianto elettrico del veicolo dispongono anche di un cavo di massa grigio.
Le sonde riscaldate hanno tre o quattro cavi. Anche in questo caso, il nero porta sempre il segnale della sonda. Due cavi bianchi sono responsabili dell'alimentazione elettrica del riscaldatore.
Se il contatto con la massa non avviene tramite la filettatura, è presente anche un cavo di massa grigio collegato all'impianto elettrico del veicolo.
Sonda lambda al biossido di titanio (sonda a salto di resistenza)
A differenza delle sonde lambda al biossido di zirconio, quelle al biossido di titanio non generano una tensione. L'elemento ceramico è un semi-conduttore e la sua resistenza elettrica varia proporzionalmente alla concentrazione di ossigeno residuo del gas di scarico.
Le sonde lambda al biossido di titanio dispongono sempre di un elemento riscaldante integrato e non necessitano dell'aria di riferimento. Di conseguenza sono quasi sempre più compatte dei modelli al biossido di zirconio.
Il sistema di controllo per questo tipo di sonde è mlto diverso da quello utilizzato per quello al biossido di zirconio.
Sonda lambda al biossido di titanio in dettaglio
L'elemento ceramico di questa sonda lambda viene prodotto con una tecnologia a strato spesso in più strati a partire da un ossido di metallo - il biossido di titanio (TiO2), mediante una tecnologia multi-layer a strato spesso.
Elemento in biossido di titanio
L'elemento di questa sonda lambda viene prodotto a partire dal biossido di titanio (TiO2), che è un materiale ceramico. Gli elettrodi e riscaldatore sono stampati su un substrato di ossido alluminio mentre sulla parte esterna degli elettrodi è depositato l'ossido di titanio.
Tubo protettivo
Il tubo in metallo è progettato per consentire un buon flusso del gas intorno all'elemento e per proteggere l'elemento stesso dalle particelle solide presenti nei gas combusti.
Protegge inoltre anche dal contatto con le particelle di acqua che possono essere presenti nei gas combusti. Il vapor d'acqua, prodotto della combustione, può infatti produrre condensa nel condotto di scarico, che una volta in contatto con l'elemento ceramico della sonda, puo' provocare shock termici a causa della rapida variazione di temperatura.
Riscaldatore
Affinché la sonda lambda raggiunga la sua temperatura d'esercizio di 700°C nel minor tempo possibile, le sonde lambda al biossido di titanio sono sempre riscaldate.
Anello di tenuta
L'anello di tenuta anulare assicura un accoppiamento ermetico tra la sonda lambda e il tubo di scarico.
Supporto ceramico
Il supporto ceramico trattiene l'elemento della sonda e lo protegge dalle vibrazioni.
Substrato portante
Il substrato portante di questa sonda lambda viene prodotto secondo una tecnologia multi-layer, tecnologia a film spesso, a partire da un materiale ceramico, che è il supporto vero e proprio dell'elemento riscaldante e della sonda.
Tenuta in vetro
L'elemento in vetro trattiene la sonda nel suo supporto ceramico e contemporaneamente assicura la corretta posizione dei cavi.
Esagono
L'esagono serve per avvitare la sonda lambda. Per l'esecuzione di questa operazione si deve prestare attenzione ad applicare la coppia<br>di serraggio corretta.
Massa della sonda
Questo cavo costituisce il collegamento a massa con l'impianto elettrico del veicolo.
Segnale della sonda
Tramite questo cavo il segnale della sonda viene inoltrato alla centralina di controllo motore.
Guarnizione
Una speciale guarnizione in gomma è posta tra i cavi ed la parte metallica del corpo sonda in modo da evitare l'ingresso di acqua all'interno del sensore. Questa guarnizione viene pressata sulla parte alta del corpo metallico.
Modalità di funzionamento della sonda al biossido di titanio
Un elemento in biossido di titanio varia la sua resistenza elettrica proporzionalmente alla pressione parziale dell'ossigeno (e quindi alla concentrazione di ossigeno) nella miscela di gas.
Se la quota di ossigeno è elevata (λ maggiore di 1.0) il biossido di titanio è meno conduttivo, mentre se è bassa (λ minore di 1.0) è più conduttivo.
Se viene applicata una tensione sull'elemento, la tensione d'uscita varia in base alla concentrazione di ossigeno del gas di scarico.
La temperatura d'esercizio di queste sonde lambda è di 700°C. Temperature superiori a 850°C possono danneggiare l'elemento del sensore.
Le sonde di questo tipo presentano un ulteriore vantaggio: la sonda al biossido di titanio non richiede aria esterna di riferimento e pertanto è più piccola.
Sonda al biossido di titanio: layout dei cavi
Le sonde lambda al biossido di titanio prodotte da NTK possono avere sia tre che quattro cavi.
Nella tipologia a quattro cavi due combinazioni sono possibili e si differenziano solo per il colore del cavo del riscaldatore (+) che nel tipo1 è rosso mentre nel tipo2 è grigio. Le colorazioni degli altri cavi sono uguali: il giallo è il segnale sonda (+), il nero è il segnale sonda (-), il bianco il riscaldatore (-). Nel caso dei 3 cavi il cavo giallo del segnale sonda (+) è mancante.
Sonda lambda a banda larga
Con l'esigenza di ridurre i consumi e le emissioni, è emersa anche la necessità di far funzionare i motori al di fuori del punto di funzionamento stechiometrico.
Una miscela aria/combustibile arricchita (λ inferiore a 1.0) può essere richiesta nelle partenze a freddo e in condizioni di pieno carico. Queste condizioni di funzionamento sono esaminate attentamente per trovare nuove strategie e per ridurre il consumo di carburante.
Alcuni modelli di motori più recenti sono stati progettati per funzionare ad un rapporto aria / combustibile molto più magro rispetto allo stechiometrico, almeno per una parte del loro funzionamento. Queste strategie di funzionaento 'magre' devono essere rigorosamente e accuratamente regolamentate.
A tale scopo sono state sviluppate le cosiddette sonde a banda larga, che forniscono un segnale d'uscita proporzionale al rapporto tra aria e carburante. Il combustibile può essere mantenuto ad ogni rapporto richiesto e il loro funzionamento è estremamente veloce e preciso.
Queste sonde si utilizzano anche nei moderni motori diesel, che per lo più lavorano in condizioni di eccesso di aria.
Sonda lambda a banda larga (elemento planare con riscaldatore)
L'elemento planare di una sonda lambda NTK a banda larga è composto da vari strati. Al suo interno, oltre a una cella di pompaggio e una cella di misurazione, è presente anche un riscaldatore integrato.
Tubo protettivo
Il tubo in metallo è progettato per consentire un buon flusso del gas intorno all'elemento e per proteggere l'elemento stesso dalle particelle solide presenti nei gas combusti.
Protegge inoltre anche dal contatto con le particelle di acqua che possono essere presenti nei gas combusti. Il vapor d'acqua, prodotto della combustione, può infatti può produrre condensa nel condotto di scarico, che una volta in contatto con l'elemento ceramico della sonda, puo' provocare shock termici a causa della rapida variazione di temperatura.
Elemento planare con riscaldatore
L'elemento planare di una sonda lambda NTK a banda larga è composto da vari strati. Al suo interno, oltre a una cella di pompaggio e una cella di misurazione, è presente anche<br>un riscaldatore integrato.
Supporto
Il supporto dell'elemento assicura un sostegno stabile dell'elemento ceramico e lo protege dalle vibrazioni.
Esagono
L'esagono serve per avvitare la sonda lambda sul collettore dei gas combusti. Per l'esecuzione di questa operazione si deve prestare attenzione ad applicare la coppia di serraggio corretta.
Guarnizione
Una speciale guarnizione in gomma è posta tra i cavi ed la parte metallica del corpo sonda in modo da evitare l'ingresso di acqua all'interno del sensore. Questa guarnizione viene pressata sulla parte alta del corpo metallico.
Cavo di collegamento
Il cavo di collegamento serve per collegare la sonda alla centralina di controllo motore. La centralina controlla la cella di pompaggio e decide la corretta corrente di pompaggio per la corretta stima del valore lambda.
Funzionamento della sonda lambda a banda larga
Sensori a banda larga sono costituiti da due celle: una cella di misurazione e una cella pompaggio. Con l'aiuto della cella di misura, la concentrazione di ossigeno dei gas di scarico - che si trova nella camera rilevamento - è misurata e confrontata con un valore obiettivo di 450mV che rappresenta una miscela stechiometrica.
Qualsiasi deviazione da 450mV farà sì che la cella di pompaggio trasporti gli ioni ossigeno all'interno o, invertendo il verso di pompaggio della corrente, all'esterno della camera di misura, nel tentativo di recuperare il valore obiettivo.
La misurazione del valore e della direzione del flusso di corrente di pompaggio permette l'identificazione precisa del rapporto aria / combustibile.
Quando il rapporto aria/combustibile è stechiometrico non c'è flusso di corrente, in quanto la concentrazione di ossigeno residuo all'interno della camera di rilevamento è progettata per produrre 450mV
Segnali di una sonda lambda a banda larga
In presenza di una miscela stechiometrica (lambda = 1), non c'è flusso di corrente nella cella di pompaggio.
Se siamo in presenza di una miscela "grassa" è presente una piccola concentrazione di ossigeno così una corrente negativa è prodotta per pompare ossigeno all'interno della cella di misura.
Se una miscela è "magra" molto ossigeno è presente così una corrente positiva è prodotta nella cella di pompaggio per rimuovere l'ossigeno in eccesso dalla cella di misura.
Sonda lambda a banda larga: layout dei cavi
Le sonde lambda a banda larga NTK dispongono di cinque cavi di collegamento.
L'elemento riscaldante riceve corrente tramite i cavi giallo e il blu. Il segnale della corrente di pompaggio (Ip+) passa attraverso il cavo bianco, quello della cella di misurazione (Vs+) attraverso il cavo grigio. Il cavo nero rappresenta il collegamento a massa per la cella di pompaggio e di misurazione.
Sonde speciali
Sonde speciali
Per le applicazioni moderne, spesso sono necessari tipi di sonde speciali. Ad esempio, i motori benzina a iniezione diretta, il racing o il settore delle due ruote richiedono particolari tecnologie per la misura ed il trattamento dei gas combusti.
Sonde NOx
Per rendere più economici ed ecologici i motori a benzina, i costruttori di auto puntano sempre più spesso sull'iniezione diretta, che a regimi di carico parziale richiede un'alimentazione con miscela magra.
Sebbene questo consente un risparmio di combustibile del 12 - 20%, si rende necessario l'utilizzo di un sensore NOx.
Il funzionamento di una sonda NOx richiede un sistema di controllo elettronico collegato direttamente alla sonda.
Modalità di funzionamento della sonda NOx
Nel funzionamento a carico stratificato con miscela magra, il punto operativo del motore non è più a lambda = 1.0 e pertanto non rientra nella finestra di conversione ottimale del catalizzatore. Quest'ultimo, pertanto, non è più in grado di convertire al meglio gli ossidi di azoto, che aumentano considerevolmente. Per questa ragione si utilizza un catalizzatore supplementare per l'accumulo di NOx, in cui vengono stoccati temporaneamente gli ossidi di azoto.
Il sensore NOx rileva l'esaurimento della capacità di accumulo degli ossidi di azoto e "chiede" alla centralina di controllo motore di passare alla miscela grassa (λ minore di 1.0) per circa due secondi. Gli ossidi di azoto si riducono e vengono convertiti in azoto innocuo.
Con l'alimentazione a miscela magra, questa "fase di rigenerazione" si ripete all'incirca ogni 60 secondi.
Layout dei cavi della sonda NOx
Qui potete osservare la configurazione dei cavi di una sonda NOx NTK.
Sonde lambda per moto
Dal 1999 esistono valori limite per le missioni nocive anche per i motocicli. Un numero sempre crescente di veicoli a due ruote, pertanto, è dotato di catalizzatore come primo equipaggiamento anche per cilindrate molto piccole.
In tale contesto, uno dei più recenti prodotti sviluppati da NGK SPARK PLUG è rappresentato dalla sonda lambda OZAS-S3. Il suo elemento sensibile di ridotte dimensioni le permette di raggiungere la temperatura d'esercizio necessaria anche senza riscaldatore, potendo essere installata anche nei condotti di ridotti diametri in prossimità delle valvole di scarico.
Il vantaggio: la sonda è particolarmente piccola. Inoltre il cavo può essere "innestato" sulla sonda come avviene in una candela di accensione.
Sonde lambda per il racing
Sensori a banda larga sono spesso utilizzati negli sport motoristici, perché la miscela aria/combustibile deve essere controllata e regolata in maniera molto precisa, possibilmente lontano da lambda = 1, per garantire la massima potenza.
Sensori utilizzati in questo ambiente devono essere anche di costruzione particolarmente robusta per le condizioni di impiego che si trovano nelle applicazioni racing. Ad esempio, il sensore deve mantenere una precisione assoluta pur essendo esposto per lunghi periodi ad elevate temperature dei gas combusti e ad un livello di vibrazioni molto elevato. Nessuna di queste condizioni deve danneggiare il sensore o mettere in pericolo i risultati della misurazione.
Montaggio
Montaggio di una sonda lambda
Per il montaggio della sonda lambda si utilizza una chiave ad anello aperta. Le percussioni devono essere assolutamente evitate per non danneggiare l'elemento ceramico.
Si devono inoltre evitare torsioni, schiacciamenti o comunque danneggiamenti del cavo.
Le sonde lambda di primo equipaggiamento (O.E.) sono pronte per l'utilizzo e offrono vantaggi sostanziali: le lunghezze dei cavi e le dimensioni, infatti, sono esattamente quelle necessarie.
Per rendere l'istallazione più facile, le sonde lambda di NTK sono fornite con un grasso antigrippaggio sulla filettatura (senza silicone).
Diagnosi
Usura e sostituzione
Con il trascorrere del tempo, le sonde lambda diventano meno reattive e il salto di tensione si indebolisce.
Questo significa che la centralina del motore non riceve tempestivamente il segnale, oppure riceve un segnale inutilizzabile. In questo caso, passa al "funzionamento d'emergenza" e arricchisce la miscela in via precauzionale.
In questo modo si garantisce un livello di potenza accettabile e si proteggono i componenti dal surriscaldamento.
Ma c'è un rovescio della medaglia: il consumo di carburante aumenta considerevolmente e nell'ambiente viene scaricata una maggiore quantità di gas di scarico nocivi. Spesso un tale difetto passa inosservato fino al successivo controllo dei gas di scarico, ma il motore ad ogni chilometro "brucia" denaro e inquina l'ambiente più del necessario.
Esame visivo
La sonda lambda è soggetta ad elevati carichi termici, vibrazioni e agenti chimici aggressivi. Errori di installazione possono anche portare a malfunzionamenti. Di seguito è possibile vedere i difetti più comuni.
Sonda piegata
La sonda probabilmente è stata montata in modo errato e la trasmissione del segnale potrebbe essere disturbata. La sonda dovrebbe essere sostituita.
Cavo o connettore fusi
Questo danno è la conseguenza di un contatto con l'impianto di scarico. La sonda deve essere sostituita.
Depositi carboniosi
Il tubo protettivo presenta forti depositi carboniosi. La causa può essere ad esempio una miscela troppo grassa, l'usura di motore e valvole o perdite nell'impianto di scarico. Dato che i depositi carboniosi usurano le aperture del tubo di protezione, la sonda non è più in grado di lavorare correttamente.
Contatti arrugginiti
Qui probabilmente è penetrata dell'acqua, che ha causato la corrosione dei contatti.
Al momento della sostituzione della sonda si dovrebbero controllare attentamente la solidità del connettore e di tutti i collegamenti tra sonda e centralina motore.
Cavo sfilacciato/rotto
La sonda probabilmente è stata sottoposta a una trazione eccessiva. Al momento della sostituzione, fare attenzione a non tirare troppo il cavo.
Guarnizione del cavo staccata
La sonda probabilmente è stata montata tirandola troppo. Potrebbe penetrare acqua. La sonda dovrebbe essere sostituita.
Depositi bianchi/grigi
Forti depositi bianchi o grigi segnalano che sono stati utilizzati additivi per il carburante o che è stato bruciato dell'olio.
Una volta eliminata la causa, la sonda deve essere sostituita.
Test di una sonda lambda
Il test con l'oscilloscopio è il metodo più efficace perché mostra la tensione minima e massima, il tempo di risposta e la frequenza di oscillazione. Per il test si devono sempre seguire le indicazioni del produttore.
Procedura di test:
- Portare il motore a 2000 giri alla temperatura d'esercizio
- Collegare l'oscilloscopio al cavo del segnale senza staccare la sonda dalla centralina del motore
- Impostare l'intervallo di misura a 1-5 Volt, il tempo a 5-10 secondi (seguire le indicazioni del produttore).
- Eventualmente attivare il riconoscimento automatico del segnale.
Una sonda funzionante oscilla con una frequenza compresa tra 0,5 e 4 Hz almeno tra 0,1 e 0,9 volt.
Consigli per la diagnosi
Un esame visivo spesso fornisce una prima informazione su un possibile difetto di funzionamento. I punti da verificare in officina sono ad esempio: Resistenza di riscaldamento: se è superiore a 30 Ω, la sonda è difettosa.
Cavi:
I cavi o il connettore sono rotti?
La guaina del cavo è intatta?
È penetrata umidità nel connettore?
Tutti i contatti del connettore sono ok?
Il cavo è troppo teso?
Sonda:
La sonda presenta danni visibili?
Esiste una sonda specifica per ogni veicolo:
la sostituzione, pertanto, deve avvenire solo con la sonda specifica.
E' molto importante utilizzare i cataloghi NTK per identificare la sonda corretta per ogni applicazione.
