Sonda lambda
La sonda lambda (Sonda-λ), es un sensor que está situado en el conducto de escape, inmediatamente antes del catalizador, de forma que puede medir la concentración de oxígeno en los gases de escape antes de que sufran alguna alteración. La medida del oxígeno es representativa del grado de riqueza de la mezcla, magnitud que la sonda transforma en un valor de tensión y que comunica a la unidad de control del motor.
Gases del escape
Los gases de escape de un motor de ciclo Otto están formados en un 80% por Nitrógeno, que no participa prácticamente en la reacción química de combustión, un 14-16% de dióxido de carbono o CO2, y el resto agua (vapor) además de una pequeña proporción de contaminantes, siendo los principales los hidrocarburos (HC) y el monóxido de carbono (CO) . El oxígeno residual es de un 0,3 % aproximadamente. Su proporción varía bastante en función del factor lambda.
Constitución
La sonda en sí está constituida por una parte cerámica y unos electrodos de platino. Los gases de escape están en contacto con la sonda y esta toma información de la proporción de oxígeno residual tras la combustión.
Uso en motores
En los motores Otto, la sonda se atornilla normalmente en el escape, antes del catalizador . En vehículos con altos requisitos legales en lo referente a la limpieza del gas evacuado y al autodiagnóstico se utilizan varias sondas. En motores con cilindros en V, una sonda por banco de cilindros, o incluso una por cilindro para una regulación selectiva de los cilindros.
La gestión motor es capaz de modular la cantidad de inyección en cada momento para que la composición de gases de escape tenga un factor lambda entorno a 1. De esta forma se consiguen simultáneamente dos exigencias: el motor recibe una mezcla muy próxima a la ideal en todo momento, y se aseguran las condiciones de trabajo del catalizador.
En motores Otto modernos con turbo, la sonda se coloca tras el turbocompresor.
Funcionamiento
Un factor lambda correcto es un parámetro primordial para el control de la combustión y de la limpieza de los gases evacuados por medio del catalizador de 3 vías. En el mundo del automóvil la sonda lambda copó primero el mercado americano debido a las importantes limitaciones legales en lo referente a emisiones, para cobrar más tarde un papel importante en Europa.
En el motor Otto clásico se usa una sonda de oxígeno calefactada HO2S (sonda Nernst) o bien sonda λ=1 para la medida del factor lambda. La señal de la sonda oscila permanentemente entre un valor alto y un valor bajo. Esto se deriva del comportamiento de la señal de la sonda en el tránsito de entre una mezcla rica (λ<1) y una mezcla pobre (λ>1). La señal de la sonda lambda realiza durante los mencionados tránsitos un salto característico de su señal de voltaje entre los valores 0,8 - 0,9 V cuando la mezcla es rica ( (λ<1) y 0,1-0,2 V cuando la mezcla es pobre.(λ>1)
Montaje
Las primeras sondas lambda se montaron como sondas dedo. El sensor en sí tiene forma de gorrita con el gas evacuado fuera y el aire de referencia dentro.
Cada vez son más frecuentes los sensores planos con varias capas en los que la función calefactora ya está integrada.
El elemento de cerámica está rodeado por un tubo protector. La función es que el sensor mantenga la temperatura deseada y a la vez evitar daños mecánicos. Para que el gas pueda penetrar en el tubo, éste dispone de pequeños agujeros.
Regulación
La sonda lambda compara de forma permanente el contenido de oxígeno residual en el gas con el contenido de oxígeno en el aire y envía el resultado en forma de señal eléctrica análoga a una centralita electrónica, la cual a partir de esta información junto con otros parámetros enviará una señal de control para alterar la mezcla, que en general en los motores Otto no es otra cosa que adaptar la cantidad de material inyectado (regulación lambda). En vehículos con OBD se ha de controlar la función de regulación de la sonda lambda y de la sonda de monitoreo de la centralita electrónica. Este control ocurre de forma esporádica. La centralita electrónica monitorea:
- el rango de voltaje (max. 300 mVolt sonda de regulación)
- la amplitud
- la frecuencia de regulación
- la interrupción de la bobina calefactora
- Contacto con masa
Los motores diésel y los denominados motores otto de mezcla ligera no operan, o de hacerlo, de forma excepcional, en la ventana λ. Especialmente el motor diésel es un concepto clásico de mezcla ligera que siempre opera con un exceso de aire (λ>1). Los motores diésel que despiden por el tubo de escape una mezcla excesivamente oscura suelen precisar de mantenimiento, tiene algún problema, o bien la mezcla inyectada se ha manipulado por medio de "Chip-Tuning". Para la regulación de los motores diésel y de los motores Otto de mezcla ligera no puede usarse una sonda de valor λ=1, ya que no se puede evaluar el comportamiento de las señales con mezcla ligera o cargada.
Funcionamiento: el ciclo cerrado
Esa información se transmite a la central de la inyección electrónica y así esta central puede regular la cantidad de combustible que inyecta en el cilindro para mantener la relación lo más próxima a 1/14,7 llamada relación estequiométrica.
La medición se basa en la cantidad de oxígeno restante en el gas evacuado por el tubo de escape. La sonda lambda es uno de los sensores de corrección principales en la electrónica de control, conocido como regulación de lambda para la limpieza catalítica del gas emitido (popularmente denominado catalizadorregulado). El sensor se basa en dos principios diferentes para las mediciones: el voltaje de un electrolito (sonda de Walther Nernst) y una variación de laresistencia eléctrica de una resistencia de cerámica (sonda de resistencia).
Su campo principal de aplicación es el motor de combustión interna, de ciclo Otto principalmente de inyección de combustible, pero también se usa para regular el gas emitido por calderas de condensación y motores diésel.
No hay comentarios.:
Publicar un comentario