Sonde lambda pour tout type de véhicule

Remplacement de la sonde lambda

Votre moteur vibre-t-il lorsqu’il se trouve au ralenti et qu’il est chaud ou la consommation de carburant est-elle supérieure à la normale ? Ceci pourrait être le premier signe d'une sonde lambda défectueuse ou usée. Cet article décrit la fonction de la sonde lambda, comment détecter un défaut et comment remplacer vous-même une sonde lambda défectueuse.

Que fait une sonde lambda et comment fonctionne-t-elle ?

Une sonde lambda est une sonde qui mesure la teneur résiduelle en oxygène des gaz d'échappement. C'est pourquoi la sonde lambda est toujours vissée dans le système d'échappement. La sonde lambda ne mesure pas directement la teneur en oxygène résiduel dans les gaz d'échappement, mais compare plutôt la teneur en oxygène résiduel dans les gaz d'échappement avec la teneur en oxygène de l'air ambiant. Pour cette raison, la voiture est également équipée d'un capteur qui mesure l'oxygène dans l'air. Dès que la température de fonctionnement de 350 °C est atteinte, les atomes d'oxygène de l'air ambiant commencent à s'écouler dans les gaz d'échappement à travers l'oxyde céramique, c'est-à-dire le dioxyde de zirconium, de l'élément capteur.

Cependant, comme l'oxyde de céramique n'est perméable qu'aux ions oxygène, les atomes d'oxygène doivent d'abord absorber des électrons supplémentaires pour devenir des ions oxygène. Ce n'est que de cette manière que l'oxygène peut pénétrer dans l'élément céramique sous forme d'ions oxygène. Lorsque les ions oxygène ont atteint les gaz d'échappement, ils doivent laisser les électrons en excès pour pouvoir revenir à l'état neutre. Cela crée une tension électrique entre les deux électrons de la carte de circuit imprimé, qui est transmise à l'unité de commande du moteur.

Inversement, cela signifie que plus la teneur en oxygène résiduel dans les gaz d'échappement est faible ou plus le mélange air-carburant brûlé est riche, plus les ions oxygène circulent dans la céramique et plus la tension électrique entre les électrodes est élevée. La tension électrique pendant le fonctionnement est comprise entre 0,1 V et 0,9 V. La tension des électrodes est déterminée par la tension du mélange air-carburant.

Quelle est la valeur lambda ?

La valeur lambda est un rapport de la masse d'air disponible à la masse d'air requise pour une combustion complète ou une demande d'air stoechiométrique.

Valeur lambda inférieure à 1 : Si le moteur tourne trop riche (c'est-à-dire qu'il reçoit trop de carburant), il a trop peu d'air disponible pour brûler complètement le carburant. Cela signifie que la masse d'air disponible est inférieure à la masse d'air requise et qu'il y a un manque d'air. En cas de manque d'air, la valeur lambda est inférieure à 1.

Valeur lambda supérieure à 1 : Inversement, l'excès d'air est défini comme le moteur consommant trop peu de carburant et donc fonctionnant trop faiblement. S'il y a un excès d'air, la valeur lambda est supérieure à 1.

Valeur lambda égale à 1 : Dans des conditions idéales, c'est-à-dire lorsque le moteur est alimenté avec exactement la quantité de carburant dont il a besoin pour brûler complètement le carburant, la valeur lambda est un.

	Besoins en air stoechiométrique pour 1 kg de carburant	Valeur lambda en fonctionnement
Moteurs essence	14,7 kg	de λ = 0,997 à λ = 1,004
Moteurs diesel	14,5 kg	de λ = 1,3 à λ = 6

Quels sont les types de sondes lambda ?

Sonde de saut de tension

La sonde à saut de tension, aussi connue sous le nom de sonde à saut court ou sonde de contrôle, est la sonde lambda classique. Elle n'est présente que dans les moteurs à essence et dans les moteurs fonctionnant avec λ = 1. On l'appelle sonde à saut de tension car la tension électrique générée pendant le fonctionnement saute jusqu'à 7 fois de 0,1 V à 0,9 V par seconde. Elle fonctionne à une température de 350 °C et son capteur en céramique est fait de dioxyde de zirconium.

La sonde de contrôle est installée entre la soupape d’émission et le catalyseur. Ceci informe l'unité de commande du moteur si le mélange est trop riche ou trop pauvre, de sorte à ce que l'unité de commande puisse réagir à ces informations en les graissant ou en les amincissant. Pour ce faire, les temps d'injection des injecteurs sont modifiés de sorte qu'ils s'ouvrent plus longtemps et injectent plus de carburant ou s'ouvrent plus rapidement et injectent moins de carburant. L'unité de commande du moteur essaie de maintenir la valeur lambda dans l'intervalle minimum de λ = 1 afin que le catalyseur puisse fonctionner de manière optimale.

Sonde Lambda titane

Un autre type est la sonde en Titane ou sonde de saut de résistance. La sonde titane utilise du dioxyde de titane au lieu du dioxyde de zirconium. Contrairement à la sonde à saut de tension, aucune tension électrique n'est générée dans ce type de sonde, mais la résistance électrique de la céramique varie avec la teneur résiduelle en oxygène des gaz d'échappement. Pour mesurer la résistance, l'unité de commande du moteur doit appliquer une tension. De plus, les sondes à résistance nécessitent une température de fonctionnement de 500 °C à 800 °C, c'est pourquoi elles ne sont utilisées qu'en combinaison avec un système de chauffage par sonde lambda. Le grand avantage des sondes à résistance est qu'elles ne nécessitent pas d'air ambiant comme référence pour la mesure.

Sonde de diagnostic

Depuis la norme d'émissions Euro 4, aucun moteur à essence ne peut se passer d'une sonde de surveillance, également appelée sonde de diagnostic. La tâche de la sonde de diagnostic est d'informer l'unité de commande du moteur que le convertisseur catalytique fonctionne correctement. Comme le catalyseur peut stocker l'oxygène, il agit comme un amortisseur sur la teneur en oxygène résiduel. La fonction sans erreur du catalyseur est donc toujours indiquée par une tension presque constante de 0,6 V à 0,8 V sur la sonde lambda.

Sonde lambda large bande

La sonde lambda large bande fonctionne différemment. La sonde lambda large bande est utilisée dans tous les véhicules dont la valeur lambda est supérieure à 1. Il s'agit surtout des moteurs diesel, des moteurs à gaz et des moteurs à mélange pauvre. La sonde large bande est également équipée d'un chauffage car elle fonctionne entre 700° et 800°. Habituellement situé près des soupapes d'échappement ou du turbocompresseur.

En principe, une sonde lambda à large bande se compose de deux sondes de saut de tension, chacune avec un capteur céramique en dioxyde de zirconium, l'une étant appelée cellule de mesure et l'autre cellule de pompage. Il y a un espace de diffusion très étroit entre la cellule de pompage et la cellule de mesure, qui forme un espace fermé. Seule une petite ouverture dans la cellule de pompage relie l'espace de diffusion avec le tuyau d'échappement. De l'autre côté de la fente de diffusion se trouve la cellule de mesure, qui est reliée à l'air ambiant.

Pendant que la cellule de pompage est alimentée par l'unité de commande du moteur et pompe ainsi l'oxygène résiduel des gaz d'échappement dans la fente de diffusion, la cellule de mesure la teneur en oxygène dans la fente de diffusion. L'unité de commande du moteur essaie de maintenir la teneur en oxygène dans l'espace de diffusion à λ = 1. De plus, l'unité de commande du moteur peut régler le courant de pompe de la cellule de pompage et même inverser la polarité afin de pomper l'oxygène de la fente de diffusion dans le conduit d'échappement, de sorte que même les gaz d'échappement à faible teneur en oxygène jusqu'à λ = 0,7 puissent être mesurés. Ce n'est pas la teneur en oxygène résiduel qui est mesurée, mais le courant de la pompe. Ceci est utilisé pour tirer des conclusions sur la teneur en oxygène. La sonde lambda à large bande est principalement utilisée dans les véhicules diesel modernes pour optimiser le contrôle du moteur.

Quand et à quelle fréquence la sonde lambda doit-elle être remplacée ?

Les sondes lambda sont vieillissent, ce qui les rendent plus lentes. Elles peuvent encore fonctionner, mais le moteur ne fonctionne généralement pas de manière optimale lorsque le véhicule est au ralenti et consomme nettement plus de carburant, ce qui peut aussi endommager le catalyseur. Pour éviter cela, les sondes lambda doivent être contrôlées tous les 30 000 km et à chaque inspection. En outre, les fabricants prescrivent des intervalles de remplacement fixes pour les différentes sondes lambda.

Sonde lambda	Remplacement
Sonde lambda sans chauffage	tous les 50.000 – 80.000 km
Sonde lambda sans chauffage (tripolaire)	tous les 100.000 – 160.000 km
Sonde lambda sans chauffage (4 pôles)	tous les 160.000 km
Sondes lambda planaires	tous les 160.000 km – 250.000 km
Sonde lambda planaire large bande	tous les 160.000 km – 250.000 km/td>

Comment reconnaître une sonde lambda défectueuse ?

Avec une sonde de surveillance défectueuse, vous pouvez continuer à conduire sans problème. Une sonde de contrôle défectueuse ne signifie pas que le système d'épuration des gaz d'échappement ne fonctionne plus, mais seulement que le fonctionnement du catalyseur ne peut plus être vérifié. Il n'y a une restriction que si la commande du moteur entre dans le programme d'urgence ou si l'inspection principale est prévue.

La situation est différente avec une sonde de contrôle ou une sonde large bande. Ces sondes lambda sont également responsables de la gestion du moteur. Il est certes possible de se rendre à l'atelier le plus proche, mais il faut éviter les longues distances, car le catalyseur ou le filtre à particules, par exemple, peuvent être endommagés. Dans le pire des cas, les soupapes d'échappement peuvent également être endommagées. On parle de valves brûlées.

Détecter un défaut

Comment reconnaître une sonde lambda défectueuse ?

Selon le constructeur du véhicule, l'activation du témoin de contrôle peut activer le mode de protection du moteur et le véhicule ne peut être déplacé qu'avec une perte de puissance considérable et une consommation accrue.

Toutes les sondes lambda sont des composants importants pour les émissions et sont donc également surveillées par le système de contrôle du moteur. Si une erreur est détectée par l'unité de commande du moteur, le témoin d’anomalie s'allume sur le tableau de bord. Dans ce cas, la sonde lambda défectueuse peut être clairement identifiée à l'aide d'un outil de diagnostic. Les véhicules modernes équipés d'un système d'échappement à double flux peuvent avoir jusqu'à six sondes lambda. Il est donc important de savoir exactement quelle sonde lambda est cassée.

Les symptômes classiques d'une sonde de contrôle défectueuse ou vieillie dans les moteurs à essence sont :

• Tremblement lorsque le moteur tourne au ralenti et qu’il est chaud
• Consommation de carburant accrue
• Puissance du moteur insuffisante

En ce qui concerne les sondes de surveillance, elles ne méritent attention uniquement si le témoin de contrôle du moteur s'allume. Dans la plupart des cas, la sonde du moniteur indique si le catalyseur est défectueux.

Les symptômes classiques d'une sonde lambda à large bande défectueuse ou vieillie sont :

• Tremblement lorsque le moteur tourne au ralenti et qu’il est chaud
• Consommation de carburant accrue
• Puissance du moteur insuffisante
• fumée noire provenant de l'échappement (moteur diesel)

Comment trouver la sonde lambda défectueuse ?

Afin de pouvoir identifier précisément la position de la sonde lambda défectueuse, tous les messages d'erreur sont accompagnés d'une indication exacte de la position dans le conduit d'échappement, par exemple : le capteur 1 voie 1, le capteur 1 étant toujours la sonde de contrôle et le capteur 2 ou le capteur 3 étant toujours une sonde de diagnostic ou de contrôle.

La voie 1 est relativement facile à déterminer pour un système d'échappement à simple flux, car il n'y a pas de voie 2. C'est un peu plus compliqué avec les systèmes à double flux. Pour un moteur en V, le groupe 1 se réfère au premier groupe de cylindres. La définition dit que dans un moteur en V, le 1er cylindre se trouve à droite en face du côté de la transmission de puissance. En règle générale, la première rangée de cylindres devant le capot ouvert est celle du côté gauche ou côté passager. Dans le cas des moteurs transversaux en V, la voie 1 pointe alors vers la paroi de pulvérisation. Dans les moteurs en ligne, le 1er cylindre est aussi le 1er cylindre opposé au côté de transmission de puissance. Ainsi, la voie d'échappement des premiers cylindres est la voie 1 et celle des derniers cylindres la voie 2.

Une sonde lambda ne peut être testée que de manière limitée avec un multimètre. La seule mesure correcte est en fait la résistance du chauffage de la sonde lambda. Vous pouvez également considérer le signal de tension de saut comme une aide à l'orientation. Cependant, c'est beaucoup plus facile avec un oscilloscope mais trop cher pour un usage unique.

Il est préférable d'afficher les paramètres du palpeur via l'appareil de diagnostic. Les paramètres de la sonde lambda peuvent être visualisés par n'importe quel appareil de diagnostic compatible EOBD. Voici un résumé des valeurs de tension attendues :

Type de sonde lambda	Valeurs de tension attendues
Sonde de saut de tension	Tension entre 0,1 V et 0,9 V
Sonde résistive	Tension entre 0,4 V et 3,9 V
Sonde de diagnostic (ou moniteur)	Tension presque constante entre 0,6 V et 0,8 V
Sonde à large bande	Tension constante à 0,45 V

Remarque : L'adaptation réelle du mélange pour une sonde à large bande s'effectue via le courant de la pompe. Cette valeur doit être comprise entre -1 mA et 3 mA, en fonction de l'état de charge du moteur. Si λ = 1, le courant de la pompe est de 0 mA.

Comment puis-je tester une sonde lambda ?

Si le témoin de contrôle du moteur est allumé, la première chose à faire est de lire la mémoire d'erreur de l'unité de contrôle du moteur. Depuis 2001, chaque véhicule nouvellement immatriculé en Europe est équipé du diagnostic embarqué européen EOBD. Ainsi, les principaux codes d'erreur relatifs aux émissions sont les mêmes pour chaque véhicule et peuvent être lus et interprétés avec l'appareil de diagnostic le plus économique.

Tous les codes d'erreur EOBD commencent par "P0" suivi de trois autres chiffres. Les codes d'erreur relatifs à la sonde lambda peuvent apparaître comme suit : P003X, P004X, P005X, P006X, P013X, P014X, P015X, P016X.

Les messages d'erreur les plus courants, leurs causes possibles et la façon de les corriger sont résumés dans le tableau suivant :

Message d’erreur:	Causes possibles:	Résolution des erreurs:
Défaillance du circuit de chauffage de la sonde lambda	Connecteur oxydé Rupture de câble Sonde lambda chauffage défectueuse	Vérifier le connecteur et le câble, les nettoyer ou les réparer si nécessaire
Sonde lambda chauffage Signal trop faible	Connecteur oxydé Rupture de câble Sonde lambda chauffage défectueuse Rare : Unité de commande du moteur défectueuse	Vérifier le connecteur et le câble, les nettoyer ou les réparer si nécessaire Remplacer la sonde lambda
Sonde lambda chauffage Signal trop élevé	Court-circuit dans le câblage Sonde lambda chauffage défectueuse Rare : Unité de commande du moteur défectueuse	Vérifier le connecteur et le câble, les nettoyer ou les réparer si nécessaire Remplacer la sonde lambda
Sonde lambda résistance chauffante	Sonde lambda chauffage défectueuse	Remplacer la sonde lambda
Sonde lambda Défaillance du circuit	Connecteur oxydé Rupture de câble Sonde lambda défectueuse	Vérifier le connecteur et le câble, les nettoyer ou les réparer si nécessaire Remplacer la sonde lambda
Sonde lambda Tension trop basse	Trop d’oxygène dans les gaz d’échappement Le système d’échappement fuit devant la sonde lambda Fréquents : fuite d’un tuyau flexible ou d’un collecteur d’échappement	Vérifier l’étanchéité et réparer le système d’échappement/td>
Sonde lambda Tension trop élevée	Court-circuit dans le câblage Trop peu d’oxygène dans les gaz d’échappement Fuite du système d’aspiration après le capteur d’air Cause fréquente : vide défectueux ou tubes turbo défectueux	Vérifier l’étanchéité du système d’aspiration et réparer le système d’aspiration Vérifier le connecteur et le câble nettoyer ou réparer si nécessaire
Sonde lambda à réponse lente	La sonde lambda est très ancienne	Remplacer la sonde lambda
La sonde lambda ne fonctionne pas	Sonde lambda défectueuse Fuite dans le système d’échappement Interruption ou défaillance de la mise à la terre Mauvais fonctionnement du moteur	Vérifier l’étanchéité et la réparation du système d’échappement Vérifier le connecteur et le câble, nettoyer ou réparer si nécessaire Remplacer la sonde lambda

Remplacement de la sonde lambda défectueuse : instructions pas à pas

Équipement

• Clé dynamométrique 1/2 pouce (40 Nm à 200 Nm)
• Pince coupante à précision latérale
• Taraud M12 x 1,25
• Clé à polygonale ou clés tubulaires hexagonales 22
• Prise sonde lambda
• Dégrippant pour injecteurs et bougies de préchauffage

Exigence

• Niveau de difficulté : Difficile
• Y a-t-il besoin d’outils spécifiques ? : Possible
• Lesquels ? : Un taraud à vis M12 x 1,25
• Y a-t-il besoin d’une plateforme élévatrice ou d’une fosse ? : Oui, une plateforme élévatrice ou une fosse

Instructions

1. Localiser et identifier la sonde lambda à changer.
2. Immobilisez le véhicule, arrêtez le moteur et ouvrez le capot.
   Attention : Veillez à ne pas laisser la clé dans la voiture. Certains véhicules se verrouillent après un certain temps.
3. Vaporiser la sonde lambda de dégrippant pour injecteur et bougies de préchauffage et laisser agir pendant dix minutes.
4. Dans la plupart des cas, les sondes lambda ne sont pas cachées par d'autres pièces, vous pouvez donc suivre le câble de la sonde à son connecteur pour le desserrer et le déconnecter.
5. Tirez le câble et notez sa position d’origine avec une photo par exemple.
6. Pour retirer l'ancienne sonde lambda, vous pouvez la couper de l'ancien câble (elle doit être remplacée) ou la retirer complètement pour pouvoir atteindre l'ancienne sonde et la dévisser avec une clé polygonale.
7. Nettoyer le filetage si nécessaire à l’aide d’un taraud si nécessaire.
8. Vissez la nouvelle sonde lambda à la main. Veillez à ne pas tordre le câble.
   Remarque : Le filetage d'une sonde lambda est toujours lubrifié avec une graisse spéciale. Les fabricants de marque appliquent toujours cette graisse sur les filetages de leurs sondes lambda en usine et les protègent avec un capuchon protecteur en plastique.
9. Serrer la sonde lambda avec la clé dynamométrique et la douille de la sonde lambda. Les sondes lambda sont serrées de 40 Nm à 60 Nm.
10. Poser le câble comme précédemment et s'assurer que le câble est suffisamment dégagé et qu'il ne touche pas l'échappement.
11. Branchez la fiche et effacez la mémoire d'erreurs si nécessaire.

Il existe une opinion largement répandue sur Internet selon laquelle une sonde lambda devrait toujours être retirée à la température de fonctionnement afin qu'elle ne se casse pas. Comme les sondes lambda sont toujours installées dans le conduit d'échappement, le risque de brûlure est très élevé. Pour des raisons de sécurité, il est plus judicieux de vaporiser la sonde lambda à démonter avec un solveur approprié, tel qu’un dégrippant pour injecteurs et bougies de préchauffage, au lieu de chauffer le moteur. Les sondes de commande peuvent souvent être remplacées par le haut via le compartiment moteur. Pour les sondes de surveillance, il est recommandé d'utiliser une plate-forme élévatrice.

Sondes lambda universelles

Si la nouvelle sonde lambda vous semble trop chère, vous pouvez également choisir une sonde lambda universelle moins chère, qui est maintenant disponible chez de nombreux fabricants. L'inconvénient est qu'il n'est pas facile de connecter les câbles et il est preferable qu’un spécialiste le fasse pour vous. En outre, il faut tenir compte du fait qu'il faut toujours brancher le connecteur de l'ancienne sonde lambda sur la sonde lambda universelle. Cela entraîne non seulement plus d'efforts, mais peut également conduire à une source d'erreur supplémentaire.

Si vous avez opté pour une sonde lambda universelle et que vous souhaitez l'installer vous-même, nous avons listé ici les couleurs de câble possibles des sondes lambda. Les combinaisons sont regroupées verticalement, par ex. noir-gris-blanc-blanc, noir-gris-gris-violet-blanc, etc.

Affectation des broches	Couleurs des câbles dans le véhicule (Combinaisons de couleurs verticales possibles pour chaque cas)
Signal +	Noir	Noir	Noir	Noir	Noir	Jaune	Jaune	Jaune	Bleu	Violet	Violet	Blanc
Signal - / Signal Masse	---	Gris	---	Gris	Gris	Noir	Noir	Vert	Blanc	Beige	Rose	Vert
Chauffage +	---	---	Blanc	Blanc	Violet	Rouge	Gris	Noir	Noir	Marron	Marron	Noir
Chauffage - / Chauffage Mise à la terre	---	---	Blanc	Blanc	Blanc	Blanc	Blanc	Noir	Noir	Marron	Marron	Noir

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