Sondes lambda avant et après le convertisseur catalytique

Vous aurez besoin d'un PicoScope pour réaliser ce test.

Comment raccorder l'oscilloscope

Canal A : Sonde avant le catalyseur

  1. Branchez un câble d’essai BNC dans le canal A de l’oscilloscope.
  2. Installez une grande pince crocodile noire sur la fiche noire (négatif) du câble d’essai BNC.
  3. Installez une sonde à aiguille sur le câble d’essai coloré (positif).
  4. Installez la pince crocodile sur une prise de terre adaptée.
  5. Localisez la sonde lambda avant le convertisseur catalytique et menez un test inversé sur le câble du signal de la sonde à l'aide de la sonde d'acupuncture. C'est normalement le câble noir : consultez les données du fabricant. Consultez la Figure 1.

Canal B : Sonde après le catalyseur

  1. Branchez un câble d’essai BNC dans le canal B de l’oscilloscope.
  2. Installez une grande pince crocodile noire sur la fiche noire (négatif) du câble d’essai BNC.
  3. Installez une sonde à aiguille sur le câble d’essai rouge (positif).
  4. Installez la pince crocodile sur une prise de terre adaptée.
  5. Localisez la sonde lambda après le convertisseur catalytique et menez un test inversé sur le câble du signal de la sonde à l'aide de la sonde à aiguille. C'est normalement le câble noir (consultez les données du fabricant). Consultez la Figure 2.

Appuyez sur la barre d'espace de l'ordinateur pour commencer à observer les mesures en direct.

Exemple de formes d’ondes

Remarques sur les formes d’ondes

Les sondes lambda avant et après le convertisseur catalytique peuvent être des sondes de zircone ou de dioxyde de titane, et la forme d'onde peut varier selon le type de sonde et les constructeurs automobiles.

La plage de tension d'une sonde de zircone, dans la plupart des cas, varie entre 0,2 et 0,8 volt : 0,2 volt indique que le mélange est faible, et une tension de 0,8 V indique un mélange plus riche. Une sonde de dioxyde de titane produit une tension oscillante entre 0,5 volt (mélange faible) et 4,0 volts ou plus (mélange riche) lorsqu’elle fonctionne correctement.

Les sondes de zircone avant le catalyseur (canal A), lorsqu'elles fonctionnent correctement, devraient commuter environ une fois par seconde (1 Hz) quand la température de fonctionnement est normale. Cette commutation est visible dans l’exemple de forme d'onde.

La sonde de zircone après le catalyseur (canal B) doit présenter une ligne pratiquement droite à environ zéro volt. Cette tension faible est due à un fonctionnement efficace du convertisseur catalytique, qui nettoie les gaz d'échappement.

Informations techniques

Une sonde lambda est également appelée « sonde à oxygène » (O2) ou « sonde d'oxygène chauffante », et joue un rôle très important dans le contrôle des émissions de gaz d'échappement sur un véhicule équipé d’un catalyseur. La sonde lambda avant le catalyseur est installée dans le tuyau d'échappement avant le convertisseur catalytique, et les voitures qui utilisent le nouveau EOBD2 sont également équipées d’une sonde lambda après le catalyseur.

Les sondes comptent un nombre variable de connexions électriques, jusqu'à un maximum de quatre câbles. Elles réagissent à la teneur en oxygène dans le système d'échappement et produisent une petite tension selon le mélange air/carburant observé alors. La plupart du temps, la plage de tension varie de 0,2 à 0,8 volt : 0,2 V indique que le mélange est faible, et une tension de 0,8 V indique un mélange plus riche.

On dit qu’un véhicule équipé d'une sonde lambda comporte une « boucle fermée », ce qui signifie que, une fois que le carburant a été brûlé lors du processus de combustion, la sonde analyse les émissions qui en découlent et ré-ajuste le ravitaillement du moteur en fonction.

Les sondes lambda peuvent comporter un élément chauffant, ce qui chauffe la sonde à sa température de fonctionnement optimale de 600°C. Cela permet se positionner la sonde plus à l’écart de la source de chaleur au niveau du collecteur, en un point plus « propre ». Le sonde ne fonctionne pas à moins de 300°C.

Pour l’essentiel, la sonde lambda est formée de deux électrodes de platine poreux. La surface externe de l'électrode est exposée aux gaz d'échappement, et revêtue de céramique poreuse avec la surface interne revêtue exposée à l’air frais.

La sonde la plus couramment utilisée est équipée d’un élément de zircone, qui produit une tension s’il y a une différence de teneur en oxygène entre les deux électrodes. Ce signal est alors envoyé au module de commande électronique (ECM) et le mélange est ajusté en conséquence.

Le dioxyde de titane est également utilisé dans la fabrication d'un autre type de sonde lambda qui offre un temps de commutation plus rapide que la sonde de zircone plus commune. La sonde à oxygène de dioxyde de titane diffère de la sonde de zircone, du fait qu'elle est incapable de produire sa propre tension de sortie et qu’elle dépend donc d'une alimentation de 5 volts provenant de l’ECM du véhicule. La tension de référence est modifiée selon le rapport air-carburant des moteurs, avec un mélange faible qui ne renvoie que 0,4 volt et un mélange riche produisant environ 4,0 volts.

Formes d’ondes défectueuses : proposition de rectifications

Un ECM ne contrôle que l’alimentation en carburant en « boucle fermée » lorsque les conditions appropriées le permettent, à savoir, généralement : ralenti, charge légère et vitesse de croisière. Quand le véhicule accélère, l'ECM permet une suralimentation en carburant et ignore les signaux lambda. Cela se produit également au cours du réchauffement initial.

Les sondes de dioxyde de titane et de zircone, lorsqu'elles fonctionnent correctement, commutent environ une fois par seconde (1 Hz) et ne commencent à commuter que lorsque la température de fonctionnement est normale. Cette commutation est visible sur un oscilloscope ou à l’aide d’une tension de plage faible sur un multimètre. Sur un oscilloscope, la forme d'onde résultante devrait se présenter comme sur l'illustration ci-dessus. Si la fréquence de commutation est plus lente que prévu, le retrait de la sonde et son nettoyage avec un vaporisateur de solvant peuvent améliorer le temps de réponse.

Une sortie de tension élevée constante de la zircone indique que le moteur tourne constamment avec un mélange riche et qu’il se trouve hors de la plage de réglage de l'ECM, tandis qu’une tension basse indique un mélange faible.

Une tension de commutation sur la sonde après le catalyseur indique que les gaz traversent le monolithe céramique du convertisseur catalytique sans être soumis à des changements chimiques et, ainsi, le catalyseur doit être remplacé par une unité connue appropriée, à condition que la forme d'onde avant le catalyseur corresponde aux spécifications.

Données sur les broches

Une sonde lambda standard de zircone compte quatre câbles. Les couleurs varient selon les fabricants, mais la disposition la plus courante est illustrée ci-dessous.

zironia lambda sensor wires

AT128-3(FR)

Déni de responsabilité
Cette rubrique d’aide est sous réserve de modifications sans préavis. Les informations contenues dans la présente sont soigneusement contrôlées et sont considérées être correctes. Ces informations présentent un exemple de nos études et conclusions, et elle ne constituent pas une procédure définitive. Pico Technology n’endosse aucune responsabilité en cas d’inexactitudes. Chaque véhicule peut être différent et nécessiter des réglages uniques en matière d’essais.