En raison de plus de normes de contrôle des émissions, les capteurs d'oxygène peuvent maintenant être trouvés dans des utilisations hors route telles que l'UTV de la ferme. Les termes capteur d'oxygène et sonde lambda sont interchangeables. Un moteur diesel n'utilise pas ce dispositif.
Chaque carburant a une valeur stoechiométrique. Il identifie le rapport carburant-air pour la combustion la plus efficace.
Pour le gaz pur, la valeur stoechiométrique est proche de 14,7:1 (14 parties d'air pour 1 partie de carburant). Au fur et à mesure que le rapport diminue numériquement, le mélange est plus riche et l'inverse s'applique. Les carburants hybrides tels que l'E10 ont une valeur stoechiométrique inférieure car les caractéristiques de combustion sont moins nombreuses et la teneur énergétique des alcools est inférieure à celle des carburants à base de pétrole. Ce qui suit sont des valeurs stoechiométriques approximatives des mélanges.
- Gaz pur 14,68:1 E10 14,08:1
- E15 13,8:1 E85 9,85:1
- Éthanol pur (E100) 9:1
Lorsqu'un moteur est étiqueté comme polycarburant, il a un capteur supplémentaire dans le système de carburant qui mesure la teneur en éthanol du gaz. Le contrôleur du moteur modifie la quantité de carburant délivrée à chaque cylindre via l'injecteur pour créer la valeur stoechiométrique requise pour ce mélange.
Un moteur à essence est souvent équipé d'un pot catalytique. (Un catalyseur est quelque chose qui accélère une réaction chimique sans être lui-même consommé.) Le but du convertisseur catalytique est de modifier les gaz d'échappement du moteur en une forme bénigne. C'est ce qu'on appelle le processus de conversion. Pour que le catalyseur ait un taux de conversion élevé, deux choses doivent se produire :Il doit atteindre un minimum de 600°F. et le mélange de carburant hors moteur doit être stoechiométrique ou proche de la stoechiométrie. Lorsque cela se produit, le catalyseur est considéré comme allumé. L'unité ressemble à un silencieux mais contient divers métaux précieux dans un substrat qui ressemble à un nid d'abeille.
Il existe de nombreuses conceptions de capteurs d'oxygène basées sur les matériaux internes et d'autres facteurs, mais leur but est le même. Leur travail est d'agir en tant qu'auditeur et de dire au contrôleur du moteur si le mélange est à la stoechiométrie. Si ce n'est pas le cas, le système d'injection diminue ou enrichit le rapport air-carburant pour satisfaire le capteur d'oxygène.
Le capteur d'oxygène le plus couramment utilisé produit une tension minute comprise entre 0,100 volt et 0,900 volt. La tension est créée par la réaction chimique de l'échappement et du matériau du capteur. Lorsque le mélange est riche, la sortie du capteur est élevée (au-dessus de 0,450 volt); quand maigre, c'est bas. La stoechiométrie se situe autour du point médian de la plage de tension. Le capteur a un port qui échantillonne la teneur en oxygène dans l'atmosphère et la mesure proportionnellement à ce qui se trouve dans les gaz d'échappement. C'est ainsi qu'il détermine la force du mélange.
Le capteur est considéré comme un consommable et doit être remplacé. À mesure que le capteur vieillit et est exposé aux gaz d'échappement, l'huile moteur et le liquide de refroidissement (à cause d'une défaillance du joint de culasse ou du collecteur d'admission) faussent la sortie. Ensuite, le capteur nécessite un mélange plus riche pour produire la même tension. Ainsi, il indique au système d'injection d'ajouter du carburant lorsque le moteur n'en a pas besoin ou n'en a pas envie. En premier, le seul signe révélateur est une augmentation de la consommation de carburant. Au fur et à mesure que le capteur se dégrade et ajoute du carburant, il en résultera une dilution de l'huile moteur avec de l'huile de lavage des gaz des parois du cylindre. Cela peut entraîner une usure excessive des roulements du moteur et des segments de piston ainsi qu'un glaçage de la paroi du cylindre.
Un protocole standard est de permettre une correction de 25 % à partir du capteur. Cela signifierait que le moteur peut fonctionner à un rapport de 11:1 (extrêmement riche) et qu'il n'y aura pas de codes de diagnostic dans le système. Une fois le seuil de 25 % franchi, le mélange est considéré comme hors de contrôle, et un code de panne serait stocké. De nombreux moteurs ont été ruinés par un capteur dégradé.
Le capteur dure plus longtemps lorsque le moteur est réglé correctement, n'ingère ni liquide de refroidissement ni huile, et n'est pas trop inactif ou n'encourt pas de nombreux redémarrages à froid et à chaud. Comme la plupart des capteurs coûtent moins de 100 USD, il est sage de les remplacer régulièrement.
