Sonda lambda, un famoso desconocido dentro de cada coche

Sonda lambda, un famoso desconocido dentro de cada coche

Robert Bosch GmbH presentó la primera sonda lambda automotriz en 1976, y Volvo y Saab la utilizaron por primera vez ese mismo año. Los sensores se introdujeron ampliamente en los Estados Unidos desde 1979, y fueron necesarios en todos los modelos comercializados como nuevos en muchos países europeos a partir de 1993. Esta pequeña pieza, en gran parte desconocida en su funcionamiento pero reconocida en los talleres, ha estado presente en nuestros coches durante un largo tiempo.

Incluso puede tener varios a bordo. Si su automóvil es relativamente nuevo, puede tener dos sensores lambda, el primero de los cuales está ubicado en la salida del colector de escape y el segundo justo detrás del convertidor catalítico (convertidor catalítico). En los motores de ciclo Otto modernos equipados con un turbocompresor, uno de los sensores se coloca detrás de la turbina. Si su vehículo tiene cilindros dispuestos en «V», hay una sonda lambda por bancada de cilindros, o incluso una por cilindro para poder realizar una regulación selectiva. ¿Cómo funciona una sonda lambda?

Una sonda lambda funciona como un generador eléctrico en miniatura, produciendo su propio voltaje cuando se calienta. Dentro del extremo del sensor que se atornilla en el colector de escape (en la salida del bloque del motor) hay una especie de «bombilla» de cerámica de circonio. El bulbo está recubierto por fuera con una capa porosa de platino. Dentro de esa apariencia de bombilla hay dos tiras de platino adicionales que sirven como electrodos o puntos de contacto. Asimismo, todo el conjunto está protegido por una gasa metálica.

Cuando la unidad de control del automóvil (ECU) recibe la señal de que la relación de aire y combustible es rica (alto voltaje), reduce la entrada del segundo para reducir la lectura del sensor. Cuando se desvía hacia una mezcla pobre (bajo voltaje), el cerebro de la computadora del automóvil retrocede nuevamente y hace que la mezcla de combustible se vuelva rica. Esta oscilación constante se manifiesta a diferentes velocidades según la hélice: en las más antiguas (carburadas), alrededor de una vez por segundo a 2.500 rpm; en una corriente de cinco a siete veces por segundo a la misma velocidad.

Una sonda lambda normalmente generará alrededor de 0,9 voltios cuando la mezcla de combustible es rica y hay poco oxígeno no quemado en el escape. Cuando la mezcla es pobre, el voltaje de salida del sensor caerá a aproximadamente 0,1 V. Para cuando se equilibren la mezcla de aire y combustible, el sensor debería leer aproximadamente 0,45 V La diferencia en los niveles de oxígeno del escape y el aire exterior en el interior el sensor hace que el voltaje fluya a través del bulbo de cerámica. Cuanto mayor sea la diferencia, mayor será la lectura del sistema.

El sensor de oxígeno debe estar caliente (alrededor de 300 ° C o más) antes de que comience a generar una señal de voltaje, por lo que muchas sondas lambda tienen un pequeño elemento calefactor en el interior para ayudarlas a alcanzar la temperatura de funcionamiento. mas rapido. El calentador mencionado anteriormente también puede evitar que el sensor se enfríe demasiado después de un largo período de inactividad. La sonda generalmente tiene cuatro cables: dos en los extremos de salida y dos más para alimentar el calentador, aunque algunos fabricantes usan una carcasa de metal como conexión a tierra.

El sensor en realidad no mide la concentración de oxígeno, sino la diferencia entre la cantidad de este gas en el escape y en el aire. Una relación rica provoca una demanda de oxígeno. Esta solicitud hace que se acumule un voltaje debido al transporte de iones de oxígeno a través de la capa del sensor. La mezcla provoca un voltaje bajo, ya que hay un exceso de oxígeno. Al ajustar continuamente la forma, el motor siempre recibe una mezcla que está muy cerca de idílica (cercana a la relación estequiométrica de 14,7: 1) y que el catalizador funciona de manera óptima.

¿Para qué se utiliza una sonda lambda?

Como hemos visto, las sondas lambda hacen posible la inyección electrónica de combustible mientras gestionan el control de emisiones. Ayudan a determinar, en tiempo real, si la relación aire-combustible de un motor de combustión es rica o pobre. Dado que están ubicados en la salida del motor, no miden directamente el aire o el combustible que ingresa al bloque, pero cuando la información de los sensores se combina con información de otras fuentes, se puede usar para determinar indirectamente la relación aire-combustible. .

Además de permitir que la inyección electrónica funcione de manera eficiente, esta técnica de control de emisiones puede reducir las cantidades de combustible no quemado y óxidos de nitrógeno (NOX) que ingresan a la atmósfera. Cuando la combustión no es óptima, los gases resultantes que salen del tubo de escape se traducen en contaminación en forma de hidrocarburos transportados por el aire, mientras que los óxidos de nitrógeno son el resultado de temperaturas en la cámara de combustión que superan los 1.000 ° C.

Por tanto, la sonda lambda no solo se encarga de reducir el consumo de combustible (alrededor de un 15% respecto a no tenerla instalada) y las emisiones, sino que también asegura que el coche cumple con la normativa europea sobre contaminación y emisiones de dióxido de carbono (CO2). No tenerlo operativo o modificarlo (como veremos ahora) puede ocasionar una avería más cara o tener problemas con la ITV, o recibir una multa por exceso de emisiones contaminantes como el que decide tener un escape no catalizado.

¿Debo modificar la señal de una sonda lambda?

Manipular o modificar la señal que envía la sonda lambda a la ECU puede ser perjudicial para el control de emisiones e incluso puede dañar el vehículo. Cuando el motor está en condiciones de carga baja (acelerando suavemente o manteniendo una velocidad constante, por ejemplo), está funcionando en un modo de «bucle cerrado», es decir, una línea de retroalimentación entre la ECU y los sensores en los que la unidad de control ajusta la cantidad de combustible y espera ver un cambio en la respuesta de la sonda lambda.

Si las modificaciones hacen que el tren motriz funcione con una relación pobre, habrá una ligera disminución en el consumo de combustible y las emisiones, y temperaturas más altas de los gases de escape, que a veces pueden conducir rápidamente a una falla del motor. ignición y una notable pérdida de potencia, así como posibles daños en el bloque y el catalizador.

Si el motor funciona con una mezcla rica, habrá un ligero aumento en el rendimiento, hasta cierto punto, a costa de perder eficiencia y aumentar la cantidad de hidrocarburos no quemados, lo que hará que el catalizador se sobrecaliente.

Cuando un motor de combustión interna está bajo carga alta (al bajar el acelerador, por ejemplo), la lectura de salida de la sonda lambda se ignora y la ECU enriquece automáticamente la mezcla para proteger el motor, ya que es mucho más probable que los fallos de encendido bajo cargas altas causen daño interno. Esto se conoce como el modo de «circuito abierto», en el que se ignora cualquier cambio en la lectura de salida del sensor. La ECU también controla el tiempo de encendido en función del tipo de inyector, por lo que las modificaciones a la sonda lambda pueden provocar un consumo de combustible irregular.

¿Cómo detectar que la sonda lambda está dando problemas?

Si la sonda lambda comienza a dar problemas, no se enviarán datos a la ECU del automóvil, por lo que utilizará información defectuosa. Lo más probable es que esto aumente el consumo de combustible y, posteriormente, las emisiones contaminantes. re

Ocasionalmente, esto puede hacer que el catalizador se atasque, algo que es obligatorio reemplazar y cuesta mucho dinero. Y aunque no es una avería que se detecta en el primer cambio, existen unas señales que nos indican si una sonda lambda ya ha alcanzado su vida útil:

La luz de «avería del motor» se iluminará en el panel de instrumentos. El coche vibra más de lo normal al arrancar. El consumo de combustible es inusualmente alto. El motor no responde bien a una fuerte aceleración. Incremento de emisiones de gases tóxicos.

Una sonda lambda suele durar unos 150.000 kilómetros. Sin embargo, este podría ser menor en función de numerosos factores que pueden dañarlo, principalmente por anomalías provenientes del motor, o fugas de escape, que también pueden acortar la vida del sensor. Si nota alguno de los síntomas mencionados anteriormente, se recomienda que visite un taller mecánico que pueda probar si la falla proviene de la sonda u otro componente. Esto se hace con una herramienta de diagnóstico y realmente vale la pena si no quiere quedarse ciego.

En cuanto a lo que cuesta sustituir una sonda lambda, cada unidad oscila en un precio que ronda los 25 euros, e incluso podemos elegir la alternativa de cambiarla nosotros mismos si el acceso lo permite. En el caso de que no queramos complicarnos la vida o perder el tiempo, acudir a un taller de confianza para hacer su reposición no es excesivamente caro, con tarifas que rondan los 250 euros, dependiendo de las horas de mano de obra necesarias.

Motor.es, 2CarPros, Howstuffworks

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