Sonda lambda

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Una sonda lambda

La sonda lambda è necessaria per rilevare la presenza di combustibile incombusto nel gas di scarico e per mantenere il rapporto di miscela (kg aria/kg combustibile) entro l'intervallo di efficienza ottimale del catalizzatore, meglio conosciuto come "lambda 1".

Principio di funzionamento di una sonda lambda[modifica | modifica sorgente]

Schema di un segnale lambda di un motore a benzina

La sonda lambda è in grado di rilevare la concentrazione di ossigeno all'interno dei gas di scarico; tramite la misura di confronto dell'ossigeno presente nell'aria ambientale, misurata all'altra estremità della sonda, viene indirettamente ricavata la quantità di aria nei gas di scarico[1][2].

Con lambda viene indicato, appunto, il rapporto tra l'aria e il combustibile, dove:

  • λ = 1, quando la combustione è stechiometrica;
  • λ < di 1, quando c'è un eccesso di combustibile;
  • λ > di 1, quando c'è un eccesso d'aria.

La sonda trasmette poi come segnale elettrico alla centralina che regola l'immissione di carburante e aria all'interno della camera di combustione.
L'uscita della sonda è del tipo bistadio (on/off) dato che il passaggio da una situazione a l'altra avviene in un arco molto ristretto, per poi rimanere costante a valori più distanti da quello ottimale.

Tipi di sonde[modifica | modifica sorgente]

Le sonde si differenziano in base al tipo di ceramica utilizzata:

Sonda lambda al diossido di zirconio[modifica | modifica sorgente]

La superficie esterna dell'elemento in diossido di zirconio è a diretto contatto con i gas di scarico, mentre la superficie interna lo è con l'atmosfera. Entrambe le superfici sono rivestite di un sottile strato di platino. L'ossigeno in forma ionica attraversa lo strato ceramico e carica elettricamente lo strato di platino che quindi si comporta come un elettrodo: il segnale elettrico che viene generato è raccolto dal cavo di connessione in uscita dal sensore.

L'elemento in biossido di zirconio diventa permeabile agli ioni di ossigeno alla temperatura di circa 300 °C. Quando la concentrazione dell'ossigeno è diversa sulle due superfici del sensore, viene generata una tensione grazie alle particolari proprietà fisiche del biossido di zirconio. Con una miscela povera la tensione del segnale è bassa mentre con una miscela ricca è alta.

Il tipico cambiamento dell'intensità del segnale avviene quando il rapporto aria-benzina è di 14,7 a 1 (14,7 parti di aria verso 1 parte di benzina) e viene chiamato lambda 1. Questo rapporto è considerato anche indice di completa combustione (da qui il nome di sonda lambda).

Il sistema di controllo della miscela aria-benzina viene pilotato dalla sonda lambda che inizia ad operare sopra i 300 °C. L'elemento sensibile richiede un certo tempo di riscaldamento e per questo motivo la maggior parte delle sonde lambda hanno al loro interno un riscaldatore in ceramica che riduce sensibilmente il tempo di attivazione.

Sonda lambda al diossido di titanio[modifica | modifica sorgente]

L'elemento in diossido di titanio non genera una tensione come quello allo zirconio. Nell'elemento in diossido di titanio la resistenza elettrica varia in rapporto alla concentrazione di ossigeno. A lambda 1 (rapporto stechiometrico) si verifica una significativa variazione della resistenza.

Applicando un opportuno valore di tensione alla sonda al titanio si può misurare una corrente in uscita che è in relazione con la concentrazione di ossigeno nei gas di scarico. A differenza del tipo allo zirconio, quello al titanio non richiede aria di riferimento e quindi le dimensioni dell'elemento sensibile sono più piccole.

Avvertenze[modifica | modifica sorgente]

I sensori all'ossido di zirconio ed all'ossido di titanio non sono intercambiabili sia per le dimensioni che per le differenti strategie di controllo che vengono utilizzate per valutare il segnale del sensore.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Tutto sulle sonde lambda, BERU. URL consultato il 26 settembre 2013.
  2. ^ Fai da te: sensore lambda, diagnosi e sostituzione, Shark Racing Club. URL consultato il 26 settembre 2013.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]