Sonde lambda
Da parecchi anni sia la politica che industria si stanno
impegnando a ridurre le emissioni nocive prodotte dai veicoli. Le normative sono
sempre più severe. Senza un catalizzatore
non si può più rispettare questi limiti. Per avere un funzionamento ottimale
del catalizzatore, i veicoli posseggono almeno una sonda lambda, che regola la
miscelazione ideale tra aria e combustibile.
Sempre più veicoli hanno un catalizzatore e una sonda lambda
Su 162 milioni di auto stimate con motore a benzina
immatricolate in Europa, oggi circa 135 milioni hanno il catalizzatore e sonda lambda. Inoltre, anche
sempre più motocicli nuovi sono provvisti di catalizzatore. Anche per questi
mezzi, infatti, sono stati definiti valori di emissioni limite e sono stati imposti
regolari controlli dei gas di scarico.
Riduzione di componenti nocivi dei gas di scarico grazie a una tecnologia innovativa
Fin dagli anni Ottanta il controllo delle emissioni dei gas di
scarico è diventato sempre migliore e più efficace grazie alla tecnologia
innovativa e alla ricerca continua.
Attualmente l'impiego di riscaldatori ceramici presenti all’interno della sonda permettono di determinare il rapporto aria-combustibile già pochi secondi dopo l’accensione del veicolo. Anche l’elemento di misura in ceramica è oggetto di continui miglioramenti in modo da ottenere una misura sempre più precisa e contribuire in modo sostanziale al rispetto delle normative Euro. Inoltre vi sono anche particolari tipi di sonde per applicazioni speciali, come le sonde lambda la cui resistenza elettrica varia con la composizione della miscela, o le sonde a banda larga.
Attualmente l'impiego di riscaldatori ceramici presenti all’interno della sonda permettono di determinare il rapporto aria-combustibile già pochi secondi dopo l’accensione del veicolo. Anche l’elemento di misura in ceramica è oggetto di continui miglioramenti in modo da ottenere una misura sempre più precisa e contribuire in modo sostanziale al rispetto delle normative Euro. Inoltre vi sono anche particolari tipi di sonde per applicazioni speciali, come le sonde lambda la cui resistenza elettrica varia con la composizione della miscela, o le sonde a banda larga.
Cenni di
base sui gas di scarico
Durante
la combustione dei vari tipi di carburanti si creano gas di scarico che
contengono sia elementi innocui che nocivi. È quindi necessario ridurre tali
sostanze nocive: questa funzione è svolta dal catalizzatore. I valori limite
per l'emissione di sostanze nocive sono compresi nelle "normative
Euro".
Per assicurare al catalizzatore delle condizioni di funzionamento ottimali, i veicoli hanno almeno una sonda lambda, che regola il rapporto di miscela ideale tra aria e carburante. Infatti, solo con la miscela ideale ("miscela stechiometrica") il catalizzatore può convertire praticamente tutti i gas di scarico nocivi.
Per assicurare al catalizzatore delle condizioni di funzionamento ottimali, i veicoli hanno almeno una sonda lambda, che regola il rapporto di miscela ideale tra aria e carburante. Infatti, solo con la miscela ideale ("miscela stechiometrica") il catalizzatore può convertire praticamente tutti i gas di scarico nocivi.
Gas di
scarico e sostanze nocive
Con il termine gas di scarico si definiscono le sostanze che si
formano durante un processo di combustione. Il termine "gas di
scarico" è divenuto di uso comune nel campo dei motori a combustione. Il
gas di scarico del motore, oltre a prodotti non nocivi come vapore acqueo,
anidride carbonica e azoto, contengono anche sostanze pericolose per l'uomo e/o
per l'ambiente, come monossido di carbonio (CO), idrocarburi incombusti (HC) e
ossidi di azoto (NOx).
Queste sostanze pericolose rappresentano una percentuale molto ridotta rispetto al totale delle emissioni di un motore moderno: soltanto l'1,1% nei motori a benzina e lo 0,2% nei motori diesel. La maggior parte del gas di scarico è costituita da azoto, acqua e anidride carbonica.
In ogni caso questa quantità di sostanze nocive, anche se ridotta, va resa innocua. Per ridurre significativamente queste sostanze è stato introdotto il catalizzatore a tre vie.
Queste sostanze pericolose rappresentano una percentuale molto ridotta rispetto al totale delle emissioni di un motore moderno: soltanto l'1,1% nei motori a benzina e lo 0,2% nei motori diesel. La maggior parte del gas di scarico è costituita da azoto, acqua e anidride carbonica.
In ogni caso questa quantità di sostanze nocive, anche se ridotta, va resa innocua. Per ridurre significativamente queste sostanze è stato introdotto il catalizzatore a tre vie.
Monossido di carbonio (CO)
Il monossido di carbonio (detto anche ossido di carbonio) è un gas incolore, inodore e insapore. Il legame tra carbonio e ossigeno si forma per effetto della combustione incompleta del carbonio contenuto nel carburante ed è molto tossico all'inalazione quindi giungendo nell'apparato circolatorio impedisce all'ossigeno di legarsi ai globuli rossi del sangue. A partire da una concentrazione di monossido di carbonio dell'1,28 % nell'aria, si verifica una morte per soffocamento nell'arco di 1-2
Il monossido di carbonio è più pesante dell'aria e si trova
principalmente in prossimità del suolo. Inoltre si trova in forti
concentrazioni negli autosilos. In molti di esse sono presenti speciali sensori
che misurano la percentuale di CO nell'aria.
Con concentrazioni ridotte nell'aria (da 70 a 100 ppm = parti per milione) possono presentarsi sintomi simili a quelli di un raffreddore. Una concentrazione tra 150 e 300 ppm provoca nausea, vertigini e vomito. Da 400 ppm si verificano perdita di coscienza, danni cerebrali o addirittura il decesso. Gli adulti sani possono tollerare fino a 50 ppm di CO per un lungo periodo, mentre nei bambini e nei malati potrebbero verificarsi problemi già a partire da questo valore.
Con concentrazioni ridotte nell'aria (da 70 a 100 ppm = parti per milione) possono presentarsi sintomi simili a quelli di un raffreddore. Una concentrazione tra 150 e 300 ppm provoca nausea, vertigini e vomito. Da 400 ppm si verificano perdita di coscienza, danni cerebrali o addirittura il decesso. Gli adulti sani possono tollerare fino a 50 ppm di CO per un lungo periodo, mentre nei bambini e nei malati potrebbero verificarsi problemi già a partire da questo valore.
Idrocarburi incombusti (HC)
Gli idrocarburi incombusti sono composti chimici costituiti da
carbonio (C) e idrogeno (H). Vi sono in grandi quantità nel petrolio, nel gas
metano e nel carbone, ove hanno la
funzione di veri e propri "contenitori di energia". Alcuni composti a
base di idrocarburi sono cancerogeni.
Sotto i raggi solari, l'idrogeno e gli ossidi di azoto reagiscono con l'ozono. Negli strati inferiori dell'atmosfera è presente una sostanza pericolosa che irrita le mucose e scatena mal di testa e nausea. Inoltre, dal 1995, l'ozono viene considerato "sospetta sostanza cancerogena". Una concentrazione alta di ozono nell'aria provoca seri danni alla vegetazione.
Sotto i raggi solari, l'idrogeno e gli ossidi di azoto reagiscono con l'ozono. Negli strati inferiori dell'atmosfera è presente una sostanza pericolosa che irrita le mucose e scatena mal di testa e nausea. Inoltre, dal 1995, l'ozono viene considerato "sospetta sostanza cancerogena". Una concentrazione alta di ozono nell'aria provoca seri danni alla vegetazione.
Ossidi di azoto (NOx)
Gli ossidi di azoto sono ossidi gassosi d'azoto (N). Vengono
abbreviati in NOx perché esistono sotto forma di vari composti: N2O, NO, N2O3,
NO2, ecc.
Insieme all'acqua (anche sotto forma di nebbia) formano acidi che irritano le mucose e possono causare danni ai polmoni. L'unica eccezione è il protossido di azoto (N2O), noto anche come "gas esilarante"; si tratta comunque di un gas serra che danneggia lo strato protettivo di ozono negli strati più alti dell'atmosfera.
Norme EURO
Le normative Euro stabiliscono i valori limite delle emissioni
di sostanze nocive prodotte dai veicoli di nuova immatricolazione. L'emissione
di sostanze nocive è importante nella tassazione di un veicolo: l'aliquota
fiscale infatti dipende anche dalla classificazione del veicolo in base alla
normativa Euro d’appartenenza. Il codice riportato sul libretto del veicolo
indica la classe Euro d’appartenenza del veicolo.
Le direttive del legislatore stanno diventando sempre più severe: il Parlamento Europeo ha deliberato nuovi valori limite per l'emissione di sostanze nocive degli autoveicoli. L'Euro 5 è entrata in vigore il 1° settembre 2009. Inoltre, l'UE ha già prescritto all'industria dell'auto gli standard per l’Euro 6 (a partire dal 2014).
Le direttive del legislatore stanno diventando sempre più severe: il Parlamento Europeo ha deliberato nuovi valori limite per l'emissione di sostanze nocive degli autoveicoli. L'Euro 5 è entrata in vigore il 1° settembre 2009. Inoltre, l'UE ha già prescritto all'industria dell'auto gli standard per l’Euro 6 (a partire dal 2014).
Catalizzatore
In chimica, un catalizzatore è una sostanza che altera la velocità
di una reazione senza essere consumata. Anche in quello dell'automobile si
svolgono reazioni chimiche. Esiste una differenza nell’efficacia tra i
catalizzatori con sonda lambda e senza. I processi chimici che si svolgono in
entrambi sono però gli stessi.
All'interno del catalizzatore sono presenti alcuni metalli nobili: platino, rodio e palladio. Quando le sostanze nocive che ci sono nei gas di scarico (monossido di carbonio, idrocarburi e ossidi d’azoto) entrano in contatto con questi materiali vengono modfiicati con grande rapidità:
All'interno del catalizzatore sono presenti alcuni metalli nobili: platino, rodio e palladio. Quando le sostanze nocive che ci sono nei gas di scarico (monossido di carbonio, idrocarburi e ossidi d’azoto) entrano in contatto con questi materiali vengono modfiicati con grande rapidità:
- il monossido di carbonio e gli idrocarburi si trasformano in acqua e anidride carbonica (ossidazione).
- Gli ossidi di azoto si trasformano in azoto, ossigeno e anidride carbonica (riduzione).
Dato che la conversione riguarda tre gruppi di sostanze nocive,
si parla di catalizzatore a tre vie. I moderni catalizzatori con sonda lambda
permettono una riduzione delle sostanze nocive superiore al 95 %.
Catalizzatore con sonda lambda
Per poter convertire il più possibile le sostanze nocive, il
catalizzatore a tre vie ha bisogno di un rapporto aria-carburante ben preciso.
Il rapporto stechiometrico di un motore a benzina è caratterizzato da 14,7 kg d'aria per 1 kg di benzina. A questo
punto la sonda lambda, che insieme alla centralina del motore compone un circuito
di regolazione , fa in modo che la combustione avvenga sempre con
questa miscela
ideale. Per questo si parla anche di catalizzatore con "
regolazione tramite sonda lambda".
Catalizzatore non regolato
Nei primi anni Ottanta si utilizzavano catalizzatori senza sonda
lambda e il rapporto di conversione non era altrettanto efficace. Questo perché
il motore, spesso, è alimentato con un rapporto aria combustibile diverso da
quello stechiometrico.
Posizione di montaggio della sonda lambda
Per far si che il catalizzatore lavori in modo ottimale, il
rapporto tra aria e carburante nella camera di combustione deve essere
perfettamente controllato. Qui le sonde lambda svolgono un ruolo importante.
I veicoli moderni dispongono di almeno due sonde lambda: una a monte del catalizzatore e un'altra (a seguito dell'introduzione della diagnosi on board - OBD) a valle del catalizzatore.
I veicoli moderni dispongono di almeno due sonde lambda: una 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 restante nel gas di
scarico prima del catalizzatore. La sonda ha un segnale d’uscita che la
centralina del motore (detta anche "ECU" = "Engine Control
Unit") utilizza per modificare la composizione della miscela agendo sugli
elementi responsabili.
La sonda di diagnosi misura l'ossigeno restante nel gas di scarico dopo il catalizzatore. La centralina del motore in base al suo segnale, può identificare e segnalare al conducente il malfunzionamento del sistema di trattamento dei gas di scarico.
La sonda di diagnosi misura l'ossigeno restante nel gas di scarico dopo il catalizzatore. La centralina del motore in base al suo segnale, può identificare e segnalare al conducente il malfunzionamento del sistema di trattamento dei gas di scarico.
La
miscela ideale
Nel motore a benzina, il rapporto ideale tra aria e carburante
prevede 14,7 kg
d'aria ogni kg di carburante. Questa miscela è detta anche "miscela
stechiometrica". In questo caso, la quantità d'aria immessa per la
combustione è uguale al fabbisogno
d'aria teorico.
Questa situazione ideale della miscela è indicata anche dalla lettera greca Lambda (λ). 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 non nocivi. Il valore di lambda in caso di combustione stechiometrica corrisponde a 1. Oggi tutti i motori a benzina funzionano con una miscela stechiometrica. Per altri tipi di carburante varia il rapporto tra aria e carburante stechiometrico.
Questa situazione ideale della miscela è indicata anche dalla lettera greca Lambda (λ). 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 non nocivi. Il valore di lambda in caso di combustione stechiometrica corrisponde a 1. Oggi tutti i motori a benzina funzionano con una miscela stechiometrica. Per altri tipi di carburante varia il rapporto tra aria e carburante stechiometrico.
Rapporto Aria/Combustibile (lambda)
Ovviamente il motore può lavorare anche con valori di Lambda
diversi da 1. Il rapporto di eccesso d'aria fornisce informazioni sul rapporto
della miscela tra aria e carburante.
Se ad esempio la miscela possiede più carburante si parla di miscela grassa e il motore funziona in difetto d‘aria. In questo caso Lambda è < 1.
Se invece il carburante è in difetto rispetto alla quantità d'aria si parla di miscela magra. Nella camera di combustione si verifica un'eccedenza d'aria e in questo caso Lambda è > 1.
Se ad esempio la miscela possiede più carburante si parla di miscela grassa e il motore funziona in difetto d‘aria. In questo caso Lambda è < 1.
Se invece il carburante è in difetto rispetto alla quantità d'aria si parla di miscela magra. Nella camera di combustione si verifica un'eccedenza d'aria e in questo caso Lambda è > 1.
Carburanti
I carburanti sono composti chimici la cui energia si manifesta
mediante la combustione ed è utilizzata per generare la propulsione. Il
principale campo d’uso sono i mezzi di locomozione: veicoli a quattro e due ruote,
aerei o navi. I più diffusi sono le benzine, il gasolio il GPL ed il metano.
Benzina
Le benzine sono carburanti su appositi motori. Oggi usiamo il
termine benzina, anche se l'espressione corretta sarebbe "benzina per
motori". La benzina disponibile al distributore viene distillata a partire
dal petrolio greggio. Il carburante così prodotto, però, ha un numero di ottani
compreso tra 50 e 70 RON, mentre i motori attuali richiedono 95 RON. Per questo
al carburante di base che si ottiene dal petrolio greggio sono aggiunti altri
composti chimici dal forte potere antidetonante.
Carburante diesel
Il carburante diesel, noto anche come gasolio per autotrazione,
è una miscela di vari idrocarburi ed è prodotta a partire dal gasolio, che proviene
dalla distillazione del petrolio greggio. Prende il nome da Rudolf Diesel,
l'inventore dell'omonimo motore. Il diesel per autotrazione e la nafta sono
simili e per questo sono interscambiabili nei motori poco complessi. Fino agli
anni Novanta erano uguali, ma la nafta aveva un colore rosso perché non poteva
essere usata nei motori diesel degli autoveicoli per motivi fiscali. Per i
motori moderni la discussione è inutile, poiché la nafta contiene fino a 2000
ppm di zolfo a fronte dei circa 10 ppm del gasolio. Gli odierni motori e
sistemi di trattamento dei gas di scarico sarebbero danneggiati in caso di
utilizzo della nafta.
Come nel motore a benzina, il carburante di base (diesel) viene mescolato con additivi che aumentano l’infiammabilità del carburante, espressa dal numero di cetano. Il gasolio con un numero di cetano elevato riduce il tempo tra l'iniezione e l'autoaccensione del carburante.
In genere il gasolio dispone di un maggior numero di frazioni pesanti rispetto alla benzina. Per questo tende maggiormente alla formazione di depositi carboniosi e contribuisce molto all'inquinamento da polveri sottili; tutto questo ha portato al montaggio di appositi filtri antiparticolato e di zone a traffico limitato. Naturalmente, tutto questo impone requisiti particolari anche al motore e alle candelette.
Come nel motore a benzina, il carburante di base (diesel) viene mescolato con additivi che aumentano l’infiammabilità del carburante, espressa dal numero di cetano. Il gasolio con un numero di cetano elevato riduce il tempo tra l'iniezione e l'autoaccensione del carburante.
In genere il gasolio dispone di un maggior numero di frazioni pesanti rispetto alla benzina. Per questo tende maggiormente alla formazione di depositi carboniosi e contribuisce molto all'inquinamento da polveri sottili; tutto questo ha portato al montaggio di appositi filtri antiparticolato e di zone a traffico limitato. Naturalmente, tutto questo impone requisiti particolari anche al motore e alle candelette.
GPL (gas di petrolio liquefatto)
Il GPL è un gas misto (butano/propano) chiamato anche gas
liquido o gas per auto. Questo è sempre più utilizzato come carburante
alternativo; la sua combustione è più ecologica di quella della benzina e per
questo vanta vari incentivi fiscali. L'emissione degli ossidi di azoto di un
motore che utilizza GPL, ad esempio, è pari a un quinto di quella della
combustione dello stesso motore alimentato a benzina. Allo stesso modo le
emissioni di O2 si riducono del 15% e gli idrocarburi incombusti risultano
dimezzati.
Già 7 milioni di veicoli in Europa sono alimentati da gas liquido. L’utilizzo del GPL impone però requisiti particolare per il motore e l'accensione: il GPL, infatti, brucia a temperature più elevate e questo richiede candele più resistenti. D'altra parte ha un potere antidetonante superiore alla benzina e, di conseguenza, il suo innesco è più difficile. Per questo si consiglia l'utilizzo di candele in metallo pregiato, che richiedono una minore tensione di accensione.
Già 7 milioni di veicoli in Europa sono alimentati da gas liquido. L’utilizzo del GPL impone però requisiti particolare per il motore e l'accensione: il GPL, infatti, brucia a temperature più elevate e questo richiede candele più resistenti. D'altra parte ha un potere antidetonante superiore alla benzina e, di conseguenza, il suo innesco è più difficile. Per questo si consiglia l'utilizzo di candele in metallo pregiato, che richiedono una minore tensione di accensione.
Gas naturale (Compressed Natural Gas, CNG)
Il gas naturale è un combustibile che proviene da giacimenti
sotterranei ed è, per così dire, un "sottoprodotto" dell'estrazione
del petrolio. Il suo componente principale è il metano e spesso contiene anche alte
percentuali di idrocarburi superiori.
Dato che il gas naturale contiene meno impurità dei combustibili fossili, la sua combustione è più pulita. Per questo è appoggiato da incentivi fiscali. L'industria dell'auto, da metà degli anni Novanta, produce di serie modelli alimentati a metano.
Dato che il gas naturale contiene meno impurità dei combustibili fossili, la sua combustione è più pulita. Per questo è appoggiato da incentivi fiscali. L'industria dell'auto, da metà degli anni Novanta, produce di serie modelli alimentati a metano.
Numero d'ottano
Il numero d‘ottano indica il potere antidetonante di una
benzina. Il potere antidetonante è la capacità di un carburante di non bruciare
senza controllo mediante
un'autoaccensione ("detonare") e indica la possibilità di
controllarlo con precisione mediante scintilla di accensione, iniezione o
compressione.
Consigli
per risparmiare sul carburante
La quantità di carburante consumata dalla vostra auto dipende
anche da voi! Basta seguire alcune regole fondamentali per ridurre almeno un
po' il consumo della propria auto.
I 10 consigli fondamentali per risparmiare sul carburante:
1. Non riscaldate il
motore: partite subito dopo l'avviamento e inserite la seconda già dopo pochi
metri di marcia.
2. Viaggiate sempre con
la marcia più alta possibile. Di norma si può inserire la terza a 30 km/h, la quarta a 40 km/h e la quinta a 50 km/h. Viaggiare con un
numero di giri basso non danneggia in alcun modo il motore.
3. Non
"tirate" troppo le marce quando accelerate. Cambiate per tempo
accelerando un po' di più.
4. Non andate veloce in
autostrada: se la velocità superati i 100 km/h il consumo di benzina aumenta in modo
sproporzionato. Una velocità uniforme tra 100 e 130 km/h evita inoltre le
frequenti frenate ed accelerate e permette di risparmiare carburante.
5. Non accelerate in
discesa. Se andate troppo lenti a causa dell'effetto frenante del motore,
inserite la marcia superiore e sfruttate la spinta finché dura.
6. Spegnete il motore in
corrispondenza dei passaggi a livello e in caso di attesa prolungata al
semaforo. In questo modo si risparmia benzina a partire da una pausa di 30
secondi. (Attenzione: non spegnere mai il motore durante la marcia!)
7. Quando potete
rinunciate agli "extra" come il climatizzatore e impostate quelli
esistenti in modalità economica.
8. Sgomberate il
bagagliaio dagli oggetti inutili e liberatevi del peso superfluo.
9. Controllate
regolarmente la pressione dei pneumatici. Considerate la pressione consigliata
a pieno carico..
10. Al prossimo cambio dell'olio
utilizzate olio sintetico e montate pneumatici leggeri alla prossima
sostituzione.
Connettori
per sonde lambda
Il connettore da la possibilità di collegare i cavi della sonda
lambda con i cavi dell'elettronica del motore. E’ necessario quindi un connettore
originale affinché il segnale della sonda lambda sia trasmesso correttamente
alla centralina motore.
Il segnale elettrico in uscita dalla sonda è di una tensione compresa tra 0 e 1 V e una corrente di misura di pochi microampère.
L'elemento riscaldante è alimentato con la tensione di batteria (12 V) ed ha un flusso di corrente di vari ampère, specialmente all'avvio del motore quando la sonda lambda è fredda.
I terminali del connettore sono adeguati a queste esigenze, la superficie esterna del connettore è rivestita d’oro sul lato contatti e di stagno sul lato di collegamento al cavo. Le parti di contatto dovranno essere resistenti alla corrosione e condurre in modo affidabile le correnti.
Il segnale elettrico in uscita dalla sonda è di una tensione compresa tra 0 e 1 V e una corrente di misura di pochi microampère.
L'elemento riscaldante è alimentato con la tensione di batteria (12 V) ed ha un flusso di corrente di vari ampère, specialmente all'avvio del motore quando la sonda lambda è fredda.
I terminali del connettore sono adeguati a queste esigenze, la superficie esterna del connettore è rivestita d’oro sul lato contatti e di stagno sul lato di collegamento al cavo. Le parti di contatto dovranno essere resistenti alla corrosione e condurre in modo affidabile le correnti.
Il collegamento di connettore e cavo
E’ importante il corretto collegamento tra la parte di contatto
del connettore e il cavo della sonda lambda.
Questo avviene mediante il "crimpaggio": uno speciale utensile crea un contatto permanente tra parte di contatto e cavo premendoli insieme. L'"altezza di crimpaggio" è fondamentale per una perfetta stabilità del cavo e per una buona conduttività elettrica.
Questo avviene mediante il "crimpaggio": uno speciale utensile crea un contatto permanente tra parte di contatto e cavo premendoli insieme. L'"altezza di crimpaggio" è fondamentale per una perfetta stabilità del cavo e per una buona conduttività elettrica.
Corpo del connettore
Il corpo del connettore darà una buona tenuta ermetica all'acqua
e una protezione dal distacco dei contatti e dalla rottura della connessione. Viene
prodotto con una materia termoplastica (materiale sintetico) in parte
arricchita con fibre di vetro per ottenere una maggiore resistenza. Dovrà avere
buone proprietà meccaniche ed elettriche e resistenza agli agenti chimici,
all'invecchiamento e alle alte temperature.
Perché un connettore originale?
Tutte queste caratteristiche si possono avere solo con un connettore originale di un
produttore che abbia amalgamato i suoi articoli alle esigenze della sonda
lambda e della sua posizione di montaggio.
L’uso di connettori originali, rispetto a quello di cablaggi provvisori o all'uso del "vecchio connettore" quando è necessario sostituire la sonda lambda, offre i seguenti vantaggi:
L’uso di connettori originali, rispetto a quello di cablaggi provvisori o all'uso del "vecchio connettore" quando è necessario sostituire la sonda lambda, offre i seguenti vantaggi:
- lunghezza esatta del cavo e più agevole collegamento alla centralina motore
- non servono attrezzi particolari
- impossibile scambiare i cavi
- stessa affidabilità del veicolo nuovo
- non occorrono ore di lavoro supplementari nell'autofficina
Diagnosi
La sonda lambda è soggetta a usura e questo significa che le sue
prestazioni diminuiranno con il passare del tempo. Inoltre, a causa della sua posizione di montaggio nel
tratto di scarico caldo, è esposta a temperature elevate, forti vibrazioni e
composti chimici aggressivi.
Ripercussioni di una sonda lambda difettosa
Quando la sonda è vecchia può dare un segnale errato o troppo
lento. Le cause possono anche essere diverse oltre all’invecchiamento. I danni
riscontrati forniscono informazioni sulla causa del difetto.
Se la centralina motore non riceve il segnale della sonda lambda oppure se è errato, il controllo della miscela è effettuato senza l’utilizzo del segnale della sonda. La centralina motore non può stabilire la composizione della miscela bruciata in quel momento quindi la centralina motore passa al funzionamento d'emergenza e arricchisce automaticamente la miscela. In questo modo garantisce la potenza richiesta e protegge i componenti dal surriscaldamento.
Ma si avranno conseguenze negative come il consumo dell'auto che aumenterà sensibilmente (in media fino al 15%, molto di più nel traffico urbano). Inoltre il catalizzatore introdurrà nell'ambiente una maggiore quantità di sostanze inquinanti.
Se la centralina motore non riceve il segnale della sonda lambda oppure se è errato, il controllo della miscela è effettuato senza l’utilizzo del segnale della sonda. La centralina motore non può stabilire la composizione della miscela bruciata in quel momento quindi la centralina motore passa al funzionamento d'emergenza e arricchisce automaticamente la miscela. In questo modo garantisce la potenza richiesta e protegge i componenti dal surriscaldamento.
Ma si avranno conseguenze negative come il consumo dell'auto che aumenterà sensibilmente (in media fino al 15%, molto di più nel traffico urbano). Inoltre il catalizzatore introdurrà nell'ambiente una maggiore quantità di sostanze inquinanti.
Danni riscontrabili nelle sonde lambda
Le sonde lambda, per la loro posizione di alloggiamento, sono
esposte a temperature elevate, agenti chimici aggressivi e forti vibrazioni
quindi sono soggette a usura e invecchiamento. Si raccomanda di verificarne il funzionamento ogni 30.000 km e/o in
occasione di tutti i controlli dei gas di scarico.
Alcune anomalie potrebbero essere segnalate da un funzionamento rumoroso del motore o da un aumento del consumo di benzina. Il meccanico è in grado di capire se si tratta di un difetto di funzionamento della sonda lambda. Il solo esame visivo non basta.
Alcune anomalie potrebbero essere segnalate da un funzionamento rumoroso del motore o da un aumento del consumo di benzina. Il meccanico è in grado di capire se si tratta di un difetto di funzionamento della sonda lambda. Il solo esame visivo non basta.
Sonda piegata
La sonda probabilmente è stata montata in modo errato e la
trasmissione del segnale potrebbe essere disturbata; in questo caso dovrebbe essere sostituita.
Cavo o connettore fusi
Questo danno si ha a causa di un contatto con l'impianto di
scarico. La sonda deve essere sostituita.
Depositi carboniosi
Il tubo protettivo mostra forti depositi carboniosi. La causa
può essere ad esempio una miscela troppo grassa oppure l'usura di motore e
valvole o anche perdite nell'impianto di scarico. I depositi carboniosi usurano
le aperture del tubo di protezione e quindi la sonda non è più in grado di
lavorare correttamente.
Contatti ossidati
Se dovesse penetrare dell’acqua si avrebbe la corrosione dei
contatti. Quando viene sostituita la sonda è necessario 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. Quando procediamo alla sostituzione fare attenzione a non tirare
troppo il cavo.
Guarnizione del cavo staccata
La sonda probabilmente è stata montata tirandola troppo. Questo
potrebbe causare penetrazione di acqua e quindi è necessario sostituirla.
Depositi bianchi/grigi
La presenza di depositi bianchi o grigi indicano che sono stati
utilizzati additivi per il carburante o che è stato bruciato dell'olio. La sonda deve essere sostituita.
Depositi lucidi
Forti depositi bianchi o grigi segnalano che sono stati
utilizzati additivi per il carburante o che è stato bruciato dell'olio.
Consigli
per la verifica in officina
Una sonda lambda che funziona bene non da solo efficienza al
catalizzatore ma evita anche una serie di problemi come:
- maggiore consumo di carburante,
- guasto e danneggiamento del catalizzatore,
- cattive condizioni di marcia
- impossibilità di eseguire l'analisi dei gas di scarico.
Per questi motivi si consiglia di verificarne il funzionamento
ogni 30.000 km
e/o in occasione di tutti i controlli dei gas di scarico. E’ possibile farlo
con i seguenti metodi:
Test con l'oscilloscopio
Il più indicato e preciso è il test con l'oscilloscopio, che ci
dirà la tensione minima e massima, il
tempo di risposta e la durata del periodo. Per il test si devono sempre seguire
le indicazioni del produttore.
Procedura di test:
Esame visivo
Un esame visivo può fornire una prima informazione su un
possibile difetto di funzionamento. I punti da verificare in officina sono ad
esempio:
Resistenza di riscaldamento::
Se la resistenza è superiore a 30 Ω, la sonda è difettosa.
Cavo:
I cavi o il connettore sono rotti?
La guarnizione del cavo è rotta?
Si è infiltrata umidità nel connettore?
I contatti del connettore sono a posto?
Il cavo non è troppo teso?
La guarnizione del cavo è rotta?
Si è infiltrata umidità nel connettore?
I contatti del connettore sono a posto?
Il cavo non è troppo teso?
Sonda:
La sonda presenta danni visibili?
Attenzione:
Esiste un tipo di
sonda per ogni veicolo e la sostituzione deve avvenire solo con sonde uguali!
Come sostituire una sonda lambda
MANUTENZIONE PERIODICA
Le sonde lambda vanno sostituite periodicamente seguendo le indicazioni del costruttore (normalmente ogni 50.000-60.000 km) perché l’elemento sensibile perde efficienza col tempo, a causa della contaminazione chimica causata dai gas della combustione. Le sonde diventano gradualmente insensibili, e vanno perciò considerate materiale di consumo come i filtri, le candele, ecc. La mancata sostituzione periodica provoca degrado delle prestazioni del motore, aumento di consumi e inquinamento ambientale e soprattutto il rapido deterioramento della costosa marmitta catalitica.
DETERIORAMENTO DELLE SONDE LAMBDA
In generale tutte le sonde sono molto sensibili alle contaminazioni da piombo, idrocarburi incombusti, depositi carboniosi, vapori di olio lubrificante, silicone e liquido di raffreddamento. Notare che:
1. Carenza di regolare manutenzione e messa a punto del motore danneggia la sonda.
2. Depositi carboniosi e idrocarburi incombusti dovuti a miscela ricca danneggiano la sonda.
3. Contaminazione da piombo dovuta a benzine di scarsa qualità o uso erroneo di benzina con piombo causa un rapido deterioramento della sonda.
4. Contaminazione da siliconi causata da benzina “verde” di cattiva qualità deteriora rapidamente la sonda.
5. Contaminazione da liquido di raffreddamento dovuta a trafilamenti dalle guarnizioni motore in motori usurati, causa il danneggiamento della sonda.
ATTREZZI NECESSARI
• Chiave esagonale da 22 mm per sonde M18 (o da 17 mm per sonde M12).
• Chiave esagonale da 10 mm per sconnessione batteria (e per eventuale flangia della sonda)
ATTENZIONE
Molto importante:
- non sostituire la sonda quando il motore è caldo
- non toccare con le mani il collettore di scarico caldo
- attendere che sia debitamente raffreddato
ATTENZIONE
Leggere molto bene le istruzioni prima di effettuare la sostituzione della sonda.
- non usare chiavi slabrate
- non usare chiavi a percussione
ATTENZIONE
La filettatura della sonda è coperta da uno speciale composto lubrificante che evita che la sonda si saldi a caldo al corpo del collettore, facilitando il futuro smontaggio. Non rimuovere questo grasso antibloccaggio. Fare anche attenzione a non spargerlo sulla testa della sonda, per non contaminare irreparabilmente la sonda.
PROCEDURA
1. Identificare la sonda da sostituire ed il relativo connettore.
2. Rimuovere il connettore della sonda dal relativo attacco e pulire i terminali di quest’ultimo con disossidante per contatti elettrici.
3. Con la chiave da 22mm (o da 17mm per le sonde M12) rimuovere la sonda vecchia. NOTA: Questo risulta più facile quando il collettore è moderatamente caldo. (Se la sonda ha una flangia, occorre rimuovere e sostituire anche questa).
4. Pulire bene il foro filettato eliminando sporcizia e corrosione, in modo da garantire una buona conduzione elettrica.
5. Rimuovere il cappuccio protettivo dalla testa della sonda, facendo attenzione a non sporcarla col grasso speciale conduttivo antigrippaggio o altro sporco del vano motore. NOTA: se il filetto della sonda non è ingrassato, impiegare Cyclo C681 Lambda Antiseize o altro grasso conduttivo speciale per sonde lambda equivalente.
6. Inserire la sonda e avvitarla a mano fino in fondo nella sua sede filettata.
7. Completare il montaggio con la chiave chiudendola ancora per ½ giro-¾ di giro (coppia di serraggio max. di 35-45 Nm nel caso di sonda M18, oppure 18-23 Nm per sonde M12. NON SUPERARE TALI VALORI DI COPPIA.
8. Collegare il connettore della sonda al rispettivo attacco.
NOTA IMPORTANTE A COMPLETAMENTO
Dopo la sostituzione della sonda, vanno compiute ancora due operazioni sul sistema di gestione motore:
1. Il Reset della centralina del sistema.
2. La Ri-assegnazione dei parametri della nuova sonda alla centralina.
Ciò è necessario per cancellare dalla memoria della centralina qualsiasi precedente condizione di errore e per evitare una cattiva regolazione, impostata sui parametri della vecchia sonda. In molti casi è sufficiente staccare la batteria per 2-3 minuti e poi far compiere al veicolo un breve giro di prova di 5-10 minuti. Fare comunque riferimento alla procedura prevista dalla casa costruttrice del veicolo nel relativo manuale di manutenzione.
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