Tester les sondes à oxygène
Il existe plusieurs tests différents pour les sondes à oxygène (également appelées sondes lambda), dont certains peuvent être effectués sans outils spécifiques. Les tests les plus efficaces ont tendance à être effectués dans des conditions de fonctionnement normales, sur une sonde installée sur un système moteur, bien que certains tests puissent être effectués hors véhicule.
Vous pouvez tester les sondes à oxygène avec les outils suivants :
Multimètres
Pinces-mètres
Oscilloscopes
Le testeur de sondes à oxygène ST05
Attention : Veillez à respecter les précautions du fabricant de la sonde à oxygène lors des tests, ainsi que les instructions du fabricant de l’outil, et lisez le manuel d’entretien du véhicule (ou de tout autre système) avant d’effectuer un test. Les sondes à oxygène deviennent très chaudes lorsqu’elles sont utilisées, faites attention ! Mais attendez ! Avant de tester quoi que ce soit, vous devez savoir avec quel type de capteur vous travaillez, et où il se trouve.
Types de sondes à oxygène
Il existe quelques types courants de sondes à oxygène que l’on trouve sur les véhicules. Elles ont entre un et cinq fils qui les relient au reste du véhicule. Vous devez identifier le type de sonde à oxygène avec lequel vous travaillez avant d’essayer d’effectuer un test :
Les sondes en zircone, également appelées “sondes à oxygène à bande étroite”, sont les plus courantes sur les véhicules plus anciens. Les sondes au zirconium possèdent deux électrodes qui émettent une tension de 200 mV (0,2 V) en cas de mélange pauvre et de 800 mV (0,8 V) en cas de mélange riche. Dans un moteur fonctionnant normalement, les capteurs en zircone émettent généralement 450 mV (0,45 V).
Les capteurs zircone à large bande, souvent appelés simplement “capteurs à large bande”, sont également assez courants. Les capteurs à large bande ont quatre connexions électroniques, dont une paire correspond à leur signal de sortie.
Les capteurs en titane, qui sont un type de capteurs à bande étroite, sont peu courants mais pas rares. Il existe deux types de capteurs Titania, dont l’un fonctionne à une échelle de 5 volts et l’autre à 1 volt.
Emplacement des sondes à oxygène
Les sondes à oxygène sont généralement situées à l’un des deux endroits suivants (le long de l’échappement du moteur), et il est important de savoir à quel endroit vous avez affaire.
Les positions sont les suivantes :
Entre le collecteur d’échappement et le convertisseur catalytique. Ils sont connus sous le nom de capteurs “pré-catalyseur” ou “pré-cat”.
Entre le convertisseur catalytique et la sortie des gaz d’échappement (tuyau d’échappement). Ces sondes sont appelées sondes à oxygène “post-catalyseur” ou “post-cat”.
Les sondes à oxygène de convertisseur pré-catalytique émettent généralement un signal qui varie entre “pauvre” et “riche” (ou haut et bas). Les sondes à oxygène à convertisseur post-catalytique ont généralement une sortie régulière, car le convertisseur catalytique mélange le reste des gaz d’échappement non brûlés et fait réagir l’oxygène avec le carburant.
Tests des sondes à oxygène
Tester une sonde à oxygène” peut signifier beaucoup de choses différentes. Les tests les plus courants sont :
- Les tests de chauffage de la sonde à oxygène. Il s’agit soit d’un test de la résistance de l’élément chauffant, soit de la consommation électrique de l’élément chauffant, effectué avec un multimètre ou une pince-mètre.
- Tests du niveau de sortie moyen de la sonde d’oxygène. Il s’agit d’un test de la sortie moyenne d’un capteur, effectué à l’aide d’un multimètre.
- Tests du nombre de croisements de la sonde d’oxygène. Il s’agit d’un test du comportement de la sonde d’oxygène sur un moteur en marche, effectué avec un oscilloscope ou un testeur/simulateur de sonde d’oxygène ST05.
- Tests de réponse de la sonde à oxygène. Ils varient beaucoup, mais sont généralement effectués avec une torche au propane (ou une autre source de chaleur) et un dispositif de mesure (comme un multimètre ou le testeur/simulateur de capteur d’oxygène ST05).
Comment tester une sonde à oxygène avec un multimètre ?
Le test le plus simple à réaliser sur une sonde à oxygène avec un multimètre (numérique) consiste à vérifier si l’élément chauffant est cassé (en supposant que la sonde en question est autochauffante).
Pour vérifier l’élément chauffant de la sonde à oxygène, vous pouvez :
Mettez le multimètre en marche et passez en mode “résistance”.
Connectez les fils d’essai aux broches ou aux fils du connecteur d’alimentation et de masse de l’élément chauffant.
Lisez la mesure du multimètre. La plupart de ces éléments chauffants ont une résistance interne d’environ 10Ω à 20Ω (à froid).
Le test suivant que vous pouvez effectuer sur une sonde à oxygène autochauffante consiste à vérifier si son élément chauffant est alimenté. Pour effectuer ce test :
Assurez-vous que le système d’échappement du moteur est froid. Certains éléments chauffants ne s’allument pas si les tuyaux d’échappement du moteur sont chauds.
Mettez le multimètre en marche et passez en mode “tension continue”.
Connectez le multimètre aux fils ou aux contacts d’alimentation de l’appareil de chauffage. Les sondes arrière sont le meilleur outil pour cela. Si vous n’avez pas accès à des sondes dorsales, le plus simple est de connecter le multimètre aux lignes électriques en débranchant la sonde à oxygène de son harnais et en connectant le multimètre au connecteur. Vous devez lire le manuel d’entretien du moteur pour savoir ce que vous pouvez et ne pouvez pas faire ici.
Mettez le moteur en marche.
Observez la lecture de la tension sur le multimètre, elle doit être comprise entre 12V et 14V.
Si vous travaillez sur un capteur zircone à large bande, vous pouvez également essayer de vérifier sa tension de sortie moyenne, qui doit généralement être d’environ 450 mV et stable lorsque le moteur tourne et est chaud. Les capteurs à bande étroite (zircone et titane), en particulier le convertisseur pré catalytique, sont difficiles à tester avec un multimètre. Les multimètres ne réagissent pas assez vite pour capter les variations rapides de la sortie d’une sonde à bande étroite.
Comment tester une sonde à oxygène avec une pince multimètre ?
Les pinces-mètres permettent de tester l’auto-échauffement de la sonde à oxygène beaucoup plus rapidement et facilement. Tout ce que vous avez à faire est de
S’assurer que le système d’échappement du moteur est froid.
Mettez la pince-mètre en marche et passez en mode “courant continu/ampérage continu”.
Placez la pince autour de l’un des fils d’alimentation du chauffage de la sonde à oxygène (mais pas les deux). Veillez à ne pas poser votre main ou l’outil sur le moteur ou l’échappement.
Démarrez le moteur.
Observez la lecture, qui doit être comprise entre 0,25 A et 1,5 A.
Parmi les avantages de l’utilisation de la pince multimètre (par rapport au multimètre classique), on peut citer le fait qu’elle est plus rapide, plus informative et moins intrusive, car elle n’interfère pas avec le fonctionnement normal du moteur.
Comment tester une sonde à oxygène avec un oscilloscope ?
Les oscilloscopes sont des outils très utiles, et beaucoup plus informatifs que les multimètres, mais ils peuvent aussi être plus difficiles à utiliser avec les sondes à oxygène. Cependant, le PicoScope est conçu pour aider l’utilisateur brancher et employer l’outil avec les connexions et réglages automatisés et les ‘Tests Guidés’ il est généralement préférable d’utiliser un oscilloscope alimenté par batterie, ou un oscilloscope avec des entrées isolées – comme les PicoScopes les plus récents – car les véhicules ne partagent pas toujours la même masse que l’alimentation secteur dans un garage ou un atelier.
Le PicoScope est capable d’effectuer des tests de capteurs d’oxygène, ainsi que de nombreux autre contrôles. Si la tension d’un véhicule ‘flotte ‘ au-dessus ou au-dessous de la tension de l’alimentation de l’oscilloscope, il peut décharger un courant important, de plusieurs milliers de volts, et endommager les circuits du véhicule ou l’oscilloscope. Le deuxième défi à relever lors de l’utilisation d’un oscilloscope pour tester les sondes à oxygène est de connecter l’oscilloscope au(x) circuit(s) de la sonde à oxygène, ce qui est mieux réalisé avec des sondes arrière. Pour utiliser un oscilloscope sur une sonde à oxygène, vous devez :
S’assurer que les entrées de votre oscilloscope sont correctement isolées de l’alimentation secteur du garage ou de l’atelier.
Assurez-vous que le moteur est froid.
Connectez les sondes de l’oscilloscope aux lignes de la cellule de la sonde d’oxygène (en veillant à utiliser la pince de référence/masse de l’oscilloscope). Assurez-vous que les fils n’interfèrent pas avec les pièces mobiles du moteur. (Les logiciels du PicoScope comprennent les explications pour le branchement et le contrôle de la sonde.)
Exemple – Test Guidé d’une sonde à oxygène en employant le PicoScope :
https://www.picoauto.com/library/automotive-guided-tests/zirconia/ (Aussi disponible en français!)
Démarrez le moteur.
Observez les sorties du capteur d’oxygène pendant que le moteur tourne, et au fil du temps. Les sorties du capteur d’oxygène doivent être faibles pendant que le moteur chauffe, puis augmenter pour avoir une valeur moyenne correspondant à un mélange “équilibré”. Les sorties des capteurs de convertisseur pré-catalytique doivent généralement osciller rapidement entre “riche” et “pauvre”. Les sorties du convertisseur post-catalytique doivent être beaucoup plus stables, autour du niveau “équilibré”. Le nombre de fois où le signal croise sa moyenne est un paramètre important, et chaque système (ECM/PCM, moteur et sonde à oxygène) a un nombre caractéristique de croisements par seconde.
Coupez le moteur.
Attendez que le moteur soit froid.
Retirez les sondes de l’oscilloscope.
Test avec un testeur de sonde à oxygène ST05
Le testeur/simulateur de capteur d’oxygène ST05 est un outil simple et facile à utiliser pour contrôler les sondes à oxygène. Le ST05 n’endommage pas les sondes à oxygène et est livré avec des pinces spéciales qui peuvent être fixées sur le métal exposé ou utilisées pour percer les fils de signal (lorsque cela est acceptable).
Assurez-vous que le moteur est froid. 
Connectez les fils de test du ST05 aux sorties de la sonde à oxygène. Le ST05 vous fera savoir (par l’intermédiaire de l’affichage alphanumérique sur son côté droit) s’il détecte une mauvaise connexion, telle qu’une absence de connexion, une connexion aux fils du chauffage ou une inversion de polarité.
Démarrez le moteur.
Observez les affichages du ST05 pendant que le moteur chauffe et au fil du temps. Le signal de sortie du capteur d’oxygène (affiché sur la barre de gauche du ST05) doit généralement être faible au départ, puis augmenter au fur et à mesure que le moteur chauffe. Lorsque le moteur est chaud, vous pouvez voir le ” nombre de croisements ” sur l’écran de droite. Le nombre de fois que le signal croise sa moyenne est un paramètre important, et chaque système (ECM/PCM, moteur et capteur d’oxygène) a un nombre caractéristique de croisements par seconde. Les sorties des capteurs de convertisseur pré-catalytique doivent généralement osciller rapidement entre “riche” et “pauvre”. Les sorties du convertisseur post-catalytique doivent être beaucoup plus stables, autour du niveau “équilibré”.
Coupez le moteur.
Attendez que le moteur soit froid.
Retirez les fils de test du ST05.
En résumé, le ST05 peut vous fournir à peu près autant d’informations sur une sonde à oxygène sur un moteur en marche qu’un oscilloscope, tout en étant moins cher et beaucoup plus facile à utiliser.
Le ST05 peut également piloter la sortie du capteur d’oxygène (l’entrée ECM/PCM) en mode ” pauvre ” ou ” riche ” (faible ou élevé), ce qui est souvent utile pour les tests, mais cela dépasse le cadre de cet article.
