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SONDA LAMBDA

Sensor de Oxigeno o Sensor Lambda (λ)

   Un sensor especial utilizado solamente en los Sistemas de Control Electrónico de Motores es el Sensor de Oxígeno, también denominado Sonda Lambda (Sonda λ).
   Este componente se monta en el tubo de escape de gases residuales de la combustión o directamente en el múltiple de escape.
    La finalidad de este componente consiste en proveer al Módulo de Control Electrónico de Motor información (realimentación) del contenido de oxígeno en los gases residuales de escape, de modo que este pueda determinar si la mezcla aire/combustible aportada al motor se encuentra en la condición Normal (Lambda = 1), Rica (Lambda < 1), o Pobre(Lambda > 1), permitiéndole de este modo al Módulo de     Control ajustar más finamente los tiempos de inyección de combustible.
    El circuito eléctrico del sensor de oxígeno esta formado por un Módulo de Control electrónico, el Sensor de Oxígeno, conectores y el cableado necesario para interconectar eléctricamente estos componentes. (Fig. 20)El sensor de oxígeno es un Generador de Corriente Continua Variable que informa al módulo de control mediante una señal de tensión análoga cuyo rango de variación se encuentra comprendido entre CERO (0) y UN (1) Volt .
    La resistencia dispuesta en serie con el sensor (resistencia limitadora de corriente), protege al sensor de intensidades de corriente de sobrecarga que podrían producirse si sucediera un corto circuito en la línea de conexión del sensor de oxígeno al módulo de control.
    El sensor de oxígeno consiste en un tubo cerrado en un extremo, construido con Cerámica de Dióxido de Zirconio (ZrO 2), estando las caras del mismo, tanto la interna como la externa, recubiertas por una delgada capa de platino poroso. (Fig. 21)


Fig. 21


    El interior del tubo de cerámica de ZrO2 está relleno de aire exterior, el que se puede considerar contiene un 21% de oxígeno.
    Cuando su cara exterior queda expuesta a los gases de escape, los que muy difícilmente contendrán el mismo nivel de oxígeno, se produce una reacción química entre sus caras interna y externa. Esta reacción genera una diferencia de potencial eléctrico entre dichas superficies.
    Esta es una reacción química que tiene cierta similitud con la reacción química que se produce en una pila, cuyos electrodos están compuestos por diferentes metales.
   Esta reacción química se produce en estas condiciones de exposición, ante los diferentes niveles de oxígeno contenido en el aire exterior y en los gases residuales de la combustión, siempre que la temperatura del sensor haya alcanzado los 350º C o más.
    La tensión generada por el sensor variará a cada instante en concordancia con el nivel de oxígeno que contengan los gases de escape.
   El contenido de oxígeno en el aire exterior puede prácticamente considerarse constante.
      •El nivel de tensión generada por el sensor aumentará en la medida que el contenido de oxígeno en los gases de escape disminuya.
      •El nivel de tensión generada por el sensor disminuirá en la medida que el contenido de oxígeno en los gases de escape aumente. Cualquier anormalidad que se produzca en el circuito dará como resultado una información errónea sobre la composición de la mezcla aire/combustible suministrada al motor, produciendo ajustes incorrectos de los tiempos de inyección decididos por el módulo de control electrónico.
      •El módulo de control leerá un nivel de tensión proveniente del sensor de 0 Volt constante, si se produce la apertura o la puesta a masa del circuito de conexión entre el sensor y el módulo.
      •Una conexión deficiente entre el sensor y el módulo de control, generalmente provocada por resistencia de contacto entre pines macho y hembra de conectores, provocará una caída de tensión sobre esa resistencia. Dicha tensión es parte de la tensión generada por el sensor, por lo tanto el nivel de la tensión de información que recibirá el módulo de control será menor a la realmente generada por el sensor, dando lugar a que se produzca un error en el tiempo de inyección que impone el módulo de control a los inyectores.
      •Adicionalmente a estos problemas, se debe tener en cuenta que debido a la alta impedancia que presenta el circuito, este es muy sensible a recibir señales espurias generadas por campos magnéticos externos, como por ejemplo, los producidos por los cables de bujías.
    Debido a estas posibilidades de recibir interferencias, el conductor que conecta al sensor con el módulo de control electrónico es protegido por una malla de blindaje conectada a masa.


FUNCIONAMIENTO DE LA REGULACIÓN LAMBDA 

PROGRAMA QUE MANEJA LA ECU 




    Todos los catalizadores utilizados actualmente en nuestro medio son Catalizadores de Tres Vías.
    El catalizador prácticamente utiliza todo el Oxígeno (O2) remanente de la combustión para terminar de oxidar el CO y los HC y reducir los Óxidos Nitrosos.
    Las reacciones químicas que se producen en el catalizador entre los distintos gases son las siguientes:

CO + (½)O2→CO2

 H2 + (½) O2→H2O

CO + NO→(½) N2+ CO2

 H2+ NO→(½) N2+ H2O

    Al ser utilizado casi todo el Oxígeno remanente de la combustión, en los procesos químicos que se suceden en el catalizador, la concentración de Oxígeno en los gases de escape que llegan a la Sonda de Oxígeno (Sondaλ) posterior al catalizador es muy pequeña.
    Recuerde que la Sonda λ compara la concentración de Oxígeno en el aire exterior con la concentración de este mismo gas en los gases de escape.
    Cuando la concentración de Oxígeno en los gases de escape, es menor a la del aire exterior, la Sonda λ genera una tensión comprendida entre0,8 Volt a 1,2 Volt.
    Observe que en este caso la concentración de Oxígeno en los gases de escape es muy pequeña, inferior al 1%, por lo tanto el nivel de la señal de información, generada por la Sonda λ Posterior al Catalizador puede llegar a variar en un pequeño entorno, entre 0,7 Volt y 1,2 Volt.
    Esta información es utilizada por la ECU para monitorear la eficiencia del catalizador. Si la ECU determina que todo el sistema que ella controla, en lo que hace a la dosificación de aire/combustible y encendido, está funcionando correctamente, pero la Sonda λ posterior al catalizador comienza a comportarse como la Sonda λ anterior al mismo, entenderá que el catalizador ha perdido su eficiencia y almacenará un código de falla.

El siguiente es un articulo de un curso para electrónica dice lo mismo pero tal vez algo mas completo, observen que si desconectamos la sonda el resultado de la lectura seria 0 vlt. por lo tanto la centralita lo tomaría como que el motor esta frío e inyectaría mas gasolina de la que le correspondería.
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