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Sonda Lambda
Quizás te suene a chino, o quizás sea la primera vez que has escuchado su nombre, pero has de saber que, posiblemente, tu coche equipe un componente que cumple una misión importante.
La sonda lambda está situada en el tramo del escape previo al catalizador, e informa a la unidad de control del motor sobre la cantidad de oxígeno presente en el gas de escape producido en la combustión para que se inyecte la cantidad precisa de combustible en cilindros para así obtener la proporción idónea de aire/combustible.
Mide el total de O2 sobrante de la combustión. Su propósito es mantener la relación aire/combustible en el nivel o rango exigido por el convertidor catalítico de tres vías, su tarea primordial es el control de emisiones antes que la economía o potencia.
La ECU alarga o acorta el tiempo de la inyección de acuerdo a la información dada por el sensor de oxigeno es decir si este detecta menos o más oxigeno respectivamente.
Dicho en palabras más sencillas, si la sonda lambda de tu motor falla, la mezcla aire/combustible no será correcta, y tu coche contaminará más, consumirá más combustible y puede que percibas sacudidas del motor en algunas ocasiones.
¿Qué es la Sonda Lambda o Sensor de Oxígeno
El convertidor catalítico de tres vías hace el mejor trabajo cuando la relación aire-combustible es cercana a la estequiometria, cuando lambda (el factor de exceso de aire) está dentro de un rango muy estrecho alrededor de = 1. Los sistemas de inyección de combustible, a pesar de ser muy buenos para controlar la relación aire-combustible, no pueden mantener la mezcla dentro del rango requerido. La precisión necesaria requiere de la retroalimentación adicional de la que disponen los sistemas de control con lazo cerrado.
La fuente de esta retroalimentación es el sensor lambda (también llamado sensor de gas de escape, o sensor de oxígeno), instalado en el sistema de escape. El sensor genera una señal de bajo voltaje; la fuerza de la señal está basada en la cantidad de oxígeno no utilizado remanente en la corriente de gases de escape ésta es una medida indirecta de la relación aire-combustible. La señal del sensor lambda proporciona retroalimentación a la ECU de la inyección de combustible, indicando con resultados reales si la relación aire-combustible necesita ser corregida. El sistema puede entonces ajustar el suministro de combustible para que = 1, y el escape sea lo más limpio posible.
Si el desgaste general del motor o una válvula con fugas causa un cambio en la combustión, el sistema de retroalimentación puede compensarlo dentro de ciertos límites y aun así proporcionar la mejor mezcla posible de aire-combustible.
Es un componente clave del sistema de emisiones de los vehículos y se remonta a los primeros días del control electrónico del motor.
Muchas personas desconocen cómo funciona este sensor de o2 y qué es lo que realmente hace, por eso vamos a analizar su funcionamiento y averías.
Las 10 Mejores Sondas Lambda para Coche
Vídeo explicativo sobre Cómo funciona una Sonda Lambda
Consejos de compra para Sensores de Oxígeno
Los sensores de oxígeno aumentan el rendimiento de los motores. También reducen las emisiones nocivas al optimizar la combustión. Use estos consejos para obtener lo mejor en 2019:
- Especificaciones: Nunca use un sensor de oxígeno que no sea compatible con su automóvil. Disminuirá su rendimiento a lo largo del tiempo. Cuando las emisiones están fuera de control, el daño a componentes críticos como los convertidores catalíticos también es común. Para evitar estos problemas, verifique las especificaciones de su sensor de oxígeno antes de gastar dinero. ¿Encajará bien en tu motor? ¿Es su adaptador compatible con su vehículo de motor? Un sensor bien diseñado le servirá bien durante años.
- Longevidad: en colectores de escape (donde los sensores de oxígeno son), las temperaturas alcanzan niveles abrasadores. Busque un producto que pueda soportar tal nivel de abuso. El material utilizado para hacerlo debe ser duradero (preferiblemente de acero inoxidable). También debe tener un elemento duradero y un conector universal.
- Facilidad de uso: los mecánicos cobran tarifas exorbitantes para instalar componentes del motor como sensores de oxígeno. Para evitar tales gastos, busque un sensor que pueda instalar fácilmente. De nuevo, debe tener un conector conveniente. Los sensores de oxígeno con roscas recubiertas también son fáciles de instalar. Busque el mejor modelo.
- Rendimiento: un sensor de oxígeno que no puede monitorear bien los gases de escape no vale la pena. Antes de alcanzar su billetera, mida su rendimiento. ¿Controla el nivel de oxígeno en el aire con precisión? ¿Se comunica bien con las unidades de control del motor (ECU) para optimizar la combustión? Un producto con el atributo anterior le servirá mejor. Compre en una buena tienda.
Cuando compre un sensor de oxígeno, no se apresure a elegir la primera marca que encuentre. Para obtener un sensor duradero y de alto rendimiento que funcione bien. Si sigue nuestros consejos encontrara alguna marca que cumpla con las especificaciones de OE de la mayoría de los automóviles. Su longevidad, facilidad de uso y precisión también debe ser un factor decisivo.
Diseño Y Operación Del Sensor Lambda
El sensor lambda es en esencia una pequeña batería que genera una señal de voltaje basada en la diferencia entre el contenido de oxígeno del gas de escape, y el contenido de oxígeno del aire en el medioambiente.
Sonda Lambda De Salto
Esta sonda se compone de un elemento cerámico, de forma alargada, con un interior hueco de dióxido de circonio. La característica especial de este electrolito sólido radica en que se vuelve permeable para los iones del oxígeno a partir de una temperatura aproximada de 300°C. Las dos partes de la cerámica van recubiertas de una capa de platino, muy fina y porosa, que sirve como electrodo. Por la parte exterior de la cerámica pasan los gases de escape, y la parte interior se ha llenado con el aire de referencia.
Mediante la diferente concentración de oxígeno en las dos zonas se produce, debido a las propiedades de la cerámica, una migración de los iones del oxígeno que, a su vez, produce tensión. La unidad de control utiliza esta tensión como señal que cambia la composición de la mezcla, dependiendo de la cantidad de oxígeno residual de los gases de escape.
Este proceso (medición del contenido de oxígeno residual y enriquecimiento o empobrecimiento de la mezcla) se repite varias veces en espacio de un segundo, de modo que se crea una mezcla estequiometria dependiendo de las necesidades (λ = 1).
Sonda Lambda De Resistencia
En este tipo de sonda, el elemento de cerámica se fabrica con dióxido de titanio con una técnica multicapa de grueso recubrimiento. El dióxido de titanio tiene la propiedad de poder cambiar su resistencia de modo proporcional a la concentración de oxígeno de los gases de escape. Con una elevada proporción de oxígeno (mezcla pobre λ > 1) es menos conductor; con una baja proporción de oxígeno (mezcla rica λ < 1) aumenta su capacidad de conducción. Esta sonda no precisa de un aire de referencia, aunque la unidad de control debe proporcionarle una combinación de resistencia con tensión de 5 V. A través de la caída de la tensión que sufren las resistencias surge la señal que necesita la unidad de control.
Estas dos unidades de medición van montadas en una carcasa parecida. Un tubo de protección evita que sufran daños las células de medición que sobresalen en la corriente de los gases de escape.
Calefacción De La Sonda Lambda
Las primera sondas lambda no llevaban calefacción, y por ello debían montarse cerca del motor, con el fin de poder alcanzar lo antes posible su temperatura de servicio. Hoy en día, las sondas lambda ya vienen equipadas con un elemento calefactor. Por este motivo, ya no es necesario que vayan montadas cerca del motor.
Ventajas de la Sonda Lambda
Ya no están sometidas a elevadas cargas térmicas. Gracias a la calefacción, la sonda lambda puede alcanzar en menos tiempo su temperatura de servicio, por lo que es muy breve el espacio de tiempo en el que la regulación lambda no está activa. Así se evita una refrigeración demasiado elevada durante el funcionamiento del ralentí, ya que la temperatura de los gases de escape no es tan alta. Una sonda lambda calefactada necesita menos tiempo de reacción, lo que influye positivamente en la velocidad de regulación.
La punta del sensor que penetra en el gas de escape es hueca, de esta manera el interior de la punta puede estar expuesto al aire del medioambiente. Ambos lados de la punta cerámica del sensor están cubiertos con electrodos metálicos que reaccionan para crear un voltaje sólo si el aire del medioambiente tiene un contenido de oxígeno más alto que el gas del escape y el material cerámico está a una temperatura superior a los 575ºF (300ºC). Cuando se cumplen estas condiciones, se genera un voltaje entre los dos lados de la punta. Esta tensión es normalmente cercana a 1 voltio. Sin embargo, si el motor está funcionando con una mezcla pobre, el gas de escape tiene aproximadamente la misma cantidad de oxígeno que el aire ambiental, así que el sensor lambda generará un voltaje pequeño o nulo; si el motor está funcionando con una mezcla rica, el contenido de oxígeno del escape será mucho menor que el contenido de oxígeno del aire ambiental y el voltaje del sensor será mayor.
Algunos autos tienen un sensor lambda que contiene un elemento calefactor con el fin de acelerar el calentamiento del sensor, así se mejora la manejabilidad y se reducen las emisiones de un motor frío. En un motor frío, un sensor lambda no calentado puede tardarse entre 90 y 120 segundos en calentarse lo suficiente para empezar a generar voltaje, mientras que un sensor calentado puede estar lo suficientemente caliente después de 10 o 15 segundos.
¿Por qué es necesario el sensor de Oxígeno?
El sensor de oxígeno se encarga de recoger datos de la cantidad de oxígeno que se encuentra en el flujo del sistema de escape de los vehículos, para analizar la eficiencia del catalizador y determinar si estos están funcionando correctamente.
Estos sensores de o2 detectan si el motor está funcionando con una mezcla aire / combustible demasiado rica o demasiado pobre al quemar una parte de oxígeno a través del sistema de escape.
Esta lectura de los datos se convierte en una señal de voltaje que es enviada a la unidad de control electrónico para que ajuste la mezcla óptima de aire / combustible.
Este proceso está en constante cambio según la carga del motor, es decir, cuando se circula por pendientes, se está acelerando, la temperatura del motor y otros factores.
¿Dónde se encuentra el sensor de oxígeno?
Los vehículos más nuevos tienen más de un sensor.
Uno de ellos estará ubicado en el tubo de escape (más cerca del motor), mientras que el otro se encontrará más cerca del silenciador y del catalizador (más lejos del motor).
En los vehículos con motores V8, que poseen dos tubos de escape, tendrán un sensor de oxígeno en cada tubo.
Esta disposición está basada en la idea de afinar la entrada de datos que recibe la UCE que dispondrá de 2 datos para su análisis.
¿Qué vida útil tiene un Sensor de Oxígeno o Sonda Lambda?
Mientras que los vehículos de los años 80 y principios de los 90 tenían sensores de oxígeno que solo servían para unos 100.000 km, los vehículos actuales pueden recorrer más de 160.000 km sin cambiar el sensor.
Estos componentes son muy resistentes debido a que están diseñados para trabajar constantemente a unas temperaturas elevadas y unas condiciones agresivas.
¿Cómo comprobar si el sensor de oxígeno se está estropeando?
Es recomendable acudir a un taller mecánico de confianza para que lo revisen con una herramienta de diagnosis.
No obstante a continuación dejamos unos indicadores de su deterioro:
- Verificar si el sensor registra un código de avería con el ordenador del motor.
- Aumento de consumos de gasolina y mal rendimiento.
- Mal funcionamiento del vehículo que no mejora al cambiar bujías y cables.
- Bujías contaminadas y motor funcionando con mezcla rica (humo negro, restos de carbonilla alrededor del tubo de escape).
¿Qué puede estar provocando un fallo en el sensor de oxígeno?
A continuación os mostramos algunas de las posibles causas que pueden provocar una avería en el sensor de oxígeno:
- Combustible contaminado.
- Motor que ha empezado a quemar aceite y está depositando carbonilla en el sensor.
- Contaminación externa debido a sal de la carretera, productos químicos u otros materiales.
- El sensor ha llegado al final de su vida útil.
- En cualquier caso, si el sensor de oxígeno falla, el vehículo lo notará en su rendimiento y autonomía.
La sonda lambda se desgasta
Efectivamente, la sonda lambda, con el paso del tiempo, se desgasta. Es decir, que con el paso de los años pierde propiedades. Entre otras cosas, debido a su ubicación, justo en el tramo caliente del gas de escape, donde las altas temperaturas, las altas vibraciones y la exposición a agentes químicos diversos influyen en su funcionamiento.
Una Sonda Lambda Vieja No Funciona Igual
Si la sonda lambda es demasiado vieja, si acumula demasiados kilómetros de servicio, su señal se volverá demasiado débil o lenta.
De este modo, la unidad de control del motor no recibirá una adecuada señal, y por lo tanto no obtendrá la información correcta sobre la composición de la mezcla que se está quemando. ¿Qué significa esto? Que, como medida de urgencia, se enriquecerá la mezcla automáticamente añadiendo más combustible del necesario con el objeto de garantizar el rendimiento y para proteger a los componentes del sistema de un eventual sobrecalentamiento.
Pero claro, ello hará que, por un lado, nuestra conducción se vuelva menos eficiente, pues el consumo del vehículo puede crecer entorno a un 15 % de media -más si nuestros trayectos son fundamentalmente urbanos-, mientras que, siguiendo con lo expuesto al comienzo, el catalizador dejará de funcionar correctamente. Es decir, que contaminaremos más.
Por todo ello, es recomendable revisar la sonda lambda cada 30.000 kilómetros, así como comprobar que todo marcha bien cada vez que se tu coche se someta a una inspección de los gases de escape.
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