Les sondes lambda sont également appelées sondes à oxygène, car elles mesurent la proportion d'oxygène dans les gaz d'échappement. Ces sondes ont été mises au point par Robert Bosch GmbH il y a plusieurs décennies.
Ils sont utilisés pour déterminer le rapport air-carburant et font à leur tour partie intégrante du fonctionnement en boucle fermée du processus d'injection de carburant, car leur mesure en temps réel détermine si le mélange de combustion est RICH ou LEAN, et grâce à ce retour, le calculateur adapte les impulsions de l'injecteur pour obtenir une combustion optimale...
Le rapport air-carburant pour une combustion optimale théorique dans les moteurs à essence est de 14,7 parties d'air pour 1 partie de carburant ou 14,7:1, où les parties sont mesurées en masse d'air et en masse de carburant. Ce rapport optimal théorique est connu sous le nom de rapport air-carburant stœchiométrique.
Le graphique à gauche est tiré d'un document de Bosch "Sondes à oxygène "Lambda", Type LSM 11"
Un mélange RICHE provoque une demande d'oxygène dans la sonde et se manifeste donc par une tension de sonde plus élevée qu'un mélange PLEIN qui se manifeste par une tension basse sur la sortie de la sonde. Il existe 2 types de sondes Lambda de base
Les pages Wikipedia sur les sondes à oxygène et Wikipedia sur les sondes AFR sont une bonne source d'informations de base sur la théorie générale et les détails du fonctionnement des sondes lambda.
Il n'existe PAS de graphique PARFAIT... c'est pourquoi nous NE POUVONS PAS vous donner un graphique de référence avec les instructions suivantes : "Voici à quoi il devrait ressembler, et s'il ne ressemble pas EXACTEMENT à ceci, alors il y a un problème !". Cependant, une fois que vous aurez compris le fonctionnement de base, vous pourrez prendre une décision éclairée sur la pertinence et la justesse de ce que vous voyez dans les graphiques... ! En général, les sondes Lambda à bande étroite ne peuvent mesurer qu'une petite zone de part et d'autre du rapport stœchiométrique, et leur tension de sortie est limitée à une zone comprise entre zéro et 1 volt. La sortie est généralement donnée en milli-Volt (mV).
L'unité de contrôle électronique (ECU) mesure la tension Lambda et l'utilise pour augmenter systématiquement la largeur d'impulsion de l'injecteur (donc la quantité effective de carburant), jusqu'à ce qu'elle dépasse une moyenne fixée au-dessus du point de fonctionnement nominal... Une fois qu'elle a atteint ce réglage maximal "plus riche", elle commence à diminuer la valeur de base de l'impulsion de l'injecteur jusqu'à ce qu'elle atteigne un "seuil pauvre" minimum avant de recommencer le cycle ; ce faisant, l'ECU essaie de maintenir le rapport air-carburant à son point de consigne prédéterminé, en perturbant autour de ce point de consigne prédéterminé...
Armé de ces connaissances, et sachant que certains calculateurs ont des points de consigne minimum de 150 ou 200mV et des points de consigne maximum allant de 600mV à 700mV, certains allant jusqu'à 800mV, nous pouvons utiliser cela pour prendre une décision générale mais instruite sur la validité du signal de tension de la sonde Lambda.
Vous trouverez ci-dessous un graphique de l'enregistrement de la tension d'une sonde Lambda d'une des sondes d'une S1000RR.
Le signal ci-dessus est un signal de tension de sonde à oxygène parfaitement normal... Et pour montrer à quel point ils peuvent être différents, en voici un autre, cette fois-ci un des signaux de tension Lambda d'une HP2. Vous pouvez voir la différence, mais celui-ci est aussi parfaitement bon !
J'ai choisi ce graphique particulier du HP2 car il montre également le début de la fonction de boucle fermée... ce qui m'amène à un autre point très important...
REMARQUE : Le contrôleur du moteur fonctionne en boucle ouverte pendant le cycle d'enrichissement au démarrage à froid et le fonctionnement de la sonde Lambda ne doit donc être évalué qu'à la température de fonctionnement !
En bref, nous recherchons les éléments suivants :
Nous ne voulons pas voir ce qui suit :
Ici nous avons un signal provenant du même HP2 que ci-dessus, mais de la sonde Lambda de l'autre cylindre.
Vous pouvez clairement voir la différence avec le signal précédent et le fait que quelque chose ne va pas, vous saute aux yeux !
La question suivante se pose : est-ce le capteur qui est défectueux ou est-ce une mesure correcte d'un rapport air/carburant très incorrect ? Il n'est pas toujours facile de répondre à cette question, qui ne fait pas partie de cette discussion, mais j'aimerais quand même y consacrer un peu de temps. La clé est d'ÊTRE LOGIQUE et SYSTÉMATIQUE dans votre approche de recherche de panne ! (Ceci est valable pour N'IMPORTE QUEL type de recherche de panne !) Dans ce cas, vous devez tenir compte des circonstances. Si le ralenti est irrégulier, il est très probable que le rapport air/carburant soit très mauvais (en utilisant les connaissances acquises ci-dessus, parce que la tension est très basse, c'est un mélange très pauvre). Si vous soupçonnez la sonde lambda, vous pouvez intervertir les deux sondes lambda...
Cependant, dans le cas ci-dessus, le capteur était bon - comme c'est le cas dans la plupart des expériences... et le rapport air-carburant était effectivement très pauvre, apparemment en raison d'une "tringlerie d'accélérateur collante".
Tout d'abord, quelques définitions
Lambda est le rapport air/carburant.
Le facteur de régulation lambda (également appelé facteur d'excès d'air) est le rapport entre le rapport air/carburant réel et idéal.
Thus, a Lambda > 1, implies a LEAN mixture and oppositely so, a Lambda < 1, implies a RICH mixture.
Vous trouverez ci-dessous le graphique du facteur de contrôle Lambda pour l'une des sondes à oxygène de la S1000RR. Nous pouvons voir qu'il est continuellement un peu en dessous de 1, donc un peu riche (un rapport air-carburant légèrement plus riche que stœchiométrique est bien connu pour produire une puissance plus élevée).
Pour des raisons évidentes, le calculateur ne peut adapter ou modifier le temps d'injection/la largeur d'impulsion que dans des limites spécifiques, qui, dans le cas de la plupart des motos BMW, sont de +- 0,20 ou +-0,25, ce qui permet effectivement au calculateur de contrôler le facteur de régulation lambda de 0,8 à 1,2 ou de 0,75 à 1,25 respectivement.
De même, nous voyons les facteurs de contrôle Lambda pour les deux sondes à oxygène de notre exemple HP2. Il est clair que le cylindre bleu semble assez normal, et tout aussi évident que le cylindre rouge est définitivement pauvre, la plupart du temps, coincé au facteur de compensation maximum de 1,25.
Pour que les sondes Lambda fonctionnent efficacement, elles doivent être chauffées à environ 316 degrés Celsius. Pour ce faire, elles disposent d'éléments chauffants internes contrôlés par le calculateur. La plupart des calculateurs indiquent l'état de chauffage de la sonde lambda (1=ON et 0=OFF). Ci-dessous un graphique de l'état de chauffage de l'un des cylindres du HP2 dont nous avons parlé plus haut.
J'espère que les informations ci-dessus sont suffisantes pour former une compréhension de base de la sonde Lambda, comment elle est liée au facteur de contrôle Lambda et comment, à son tour, elle est utilisée par l'ECU pour maintenir le moteur autour d'un point de fonctionnement prédéterminé du rapport air-carburant. Il y a beaucoup d'informations à portée de main... Internet est une vaste source d'informations... et en utilisant la terminologie acquise dans cet article ainsi que les 2 pages wiki comme point de départ, vous pourrez bientôt devenir un expert des sondes Lambda et comprendre leur intégration dans le processus d'injection de carburant.
