Principio di funzionamento di una sonda lambda
Vi sono due tipi di sonde lambda che si differenziano per il tipo di ceramica utilizzata per rilevare la presenza di ossigeno nei gas di scarico.
Sonda lambda al biossido di zirconio
La superficie esterna dell’elemento in biossido 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 miscela povera la tensione del segnale è bassa mentre con 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 e 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 biossido di titanio
L’elemento in biossido di titanio non produce un voltaggio come quello allo zirconio. Nell’elemento in biossido 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 valere di tensione alla sonda al titanio si può misurare un voltaggio 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.
L’elemento sensibile, l’elettrodo in platino ed il riscaldatore sono prodotti utilizzando la tecnologia NTK del film spesso multistrato.
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.
Da un'attenta analisi quindi, ne possiamo dedurre che la mancanza della sonda lambda non comporta problemi di natura elettronica, ma semmai di tipo meccanico.
Senza di essa infatti, il rischio è quello di andare in giro con un motore che gira molto magro (essendo molto esposta all'ossigeno), ma, dal momento che si parla di un 4 tempi, non ci sono conseguenze per il motore, se non per le sue prestazioni.
Spero possa bastare