L'automobile moderne possède des dizaines de capteurs qui mesurent la température, la pression, la vitesse et la chimie, que les modules de commande électronique (ECM) utilisent pour offrir une conduite confortable et efficace. L'un d'eux est le capteur d'oxygène (O2S) qui, comme son nom l'indique, mesure l'oxygène, bien qu'il soit également appelé O2S chauffé (HO2S), capteur lambda ou capteur de rapport air-carburant (AFR).

Que fait exactement ce capteur et comment le fait-il? En tant que bricoleur, y a-t-il quelque chose que vous devez savoir sur le test ou le remplacement des capteurs O2?

Fonctions du capteur d'oxygène

Tout d'abord, un petit cours de chimie : essence + oxygène → dioxyde de carbone + eau + énergie ou (2 C8H18 + 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O + E). La quantité exacte d'oxygène et d'essence dans une chambre de combustion idéale serait allumée pour produire une combustion parfaite, mais la chimie du monde réel est plus complexe.

L'air est composé de 78 % de N2 (azote), de 21 % d'O2 et de 1 % d'autres gaz, mais jusqu'à 5 % de H2O (vapeur d'eau) peuvent déplacer d'autres gaz dans le mélange. D'autres variables rendent la combustion parfaite encore plus complexe, telles que la pression barométrique, la température de l'air, l'état du moteur, la vitesse, la température et la charge.

L'O2S mesure le différentiel d'oxygène, c'est-à-dire la différence de teneur en oxygène entre les gaz d'échappement et l'atmosphère. La partie de détection du capteur d'oxygène est une ampoule creuse en zircone (dioxyde de zirconium - ZrO2) ou en titane (oxyde de titane - TiO2), qui ont des propriétés uniques en ce qui concerne le différentiel d'oxygène. Au-dessus de 350 ° C (660 ° F), lorsqu'elle est exposée à un différentiel d'oxygène élevé, la zircone génère une charge électrique (l'oxyde de titane modifie la résistance électrique), que l'ECM utilise pour mesurer indirectement le rapport air-carburant.

Lectures de l'ECM et du capteur d'oxygène

L'ECM travaille constamment vers la stoechiométrie, un rapport air-carburant chimiquement parfait de 14,7: 1 (14,7 parties d'air, une partie de carburant). Lorsque l'AFR est riche, il reste peu d'oxygène dans les gaz d'échappement et l'O2S génère une tension plus élevée. Lorsque l'AFR est pauvre, il y a plus d'oxygène dans les gaz d'échappement et une tension plus faible est générée.

Lorsque l'ECM voit près de 1 V ou 5 V (selon le type), il réduit l'entrée de carburant jusqu'à ce que la tension O2S passe au niveau bas, proche de 0,1 V ou 1 V. Ensuite, l'ECM augmente l'entrée de carburant lorsque la tension O2S est élevée jusqu'à ce que l'O2S la tension descend. Ce cycle se produit généralement au ralenti et plus rapidement à des vitesses plus élevées en moins d'une seconde. L'ECM utilise également un deuxième ensemble d'O2S pour surveiller la fonction du convertisseur catalytique à trois voies (TWC).

Conseils de diagnostic du capteur d'oxygène

  • La meilleure façon de tester les capteurs d'oxygène consiste à utiliser un outil d'analyse. Vous pouvez mesurer directement la tension du capteur de zircone, mais pas les capteurs de titane car leur tension est calculée à partir des valeurs de résistance et de courant.

  • Le remplacement du capteur d'oxygène ne "réparera" pas les codes d'efficacité AFR ou TWC. L'ECM vérifie la fonction du capteur d'O2 avant d'exécuter les moniteurs AFR et TWC.

  • Vérifiez les fuites d'échappement lors du diagnostic des problèmes AFR. Une fuite d'échappement peut fausser les lectures du capteur d'O2 car elle permet à l'oxygène atmosphérique de pénétrer dans l'échappement.

  • La plupart des véhicules utilisent des capteurs d'oxygène chauffés pour les amener plus rapidement à la température de fonctionnement. Lors du diagnostic des problèmes de capteur d'O2, vérifiez les fusibles et les relais du circuit de chauffage.