Sonda Lambda.

{mosgoogle3 right} Es un dispositivo capaz de medir la relacin Lambda de los gases de escape en funcin de la cantidad de oxigeno que posean. La medida de la sonda Lambda es una seal de voltaje de entre 0 y 1 v. La sonda Lambda esta formada interiormente por dos electrodos de platino separados por un electrolito de cermica porosa. Uno de los electrodos esta en contacto con la atmsfera y el otro con los gases de escape. Adems la sonda esta dispuesta de una sonda interna de caldeo para llegar fcilmente a los 300 grados centgrados, su temperatura ptima de funcionamiento.

Funcionamiento. Al estar cada uno de los electrodos de platino en entornos diferentes adquieren cantidades diferentes de iones de oxigeno. De esta manera uno de ellos queda elctricamente mas cargado que el otro, creando entre ellos una diferencia de voltaje o diferencia de potencial.

Tipos de sonda lambda.

SONDA LAMBDA DE ZIRCONIO

La sonda de oxgeno de Zirconio es la ms utilizada, el elemento activo es una cermica de xido de zirconio recubierto interna y externamente por capas de platino que hacen de electrodos. El electrodo interno est en contacto con el oxgeno atmosfrico exento de gases de escape y el electrodo externo est en contacto con los gases de escape. A temperaturas inferiores a 300 C el sensor se comporta como un circuito abierto (resistencia infinita). A temperaturas mayores de 300 C la cermica se transforma en una pila cuya tensin depende de la diferencia de concentracin de oxgeno entre los dos electrodos.

Si la concentracin de oxgeno en el escape es inferior a 0,3% la tensin es mayor que 0,8 volt, esto ocurre para factores lambda inferiores a 0,95. Si la concentracin de oxgeno en el escape es mayor que 0,5% la tensin es menor que 0,2 volt, esto ocurre para factores lambda superiores a 1,05.

La variacin de tensin es brusca para una relacin lambda de 1.

Las sondas de oxgeno de zirconio pueden tener un calefactor interno para lograr un funcionamiento independientemente de la temperatura de los gases del escape, este calefactor es una resistencia tipo PTC.

Estas sondas pueden tener tres cables, dos para alimentacin de la resistencia calefactora, y uno para la salida de tensin (seal). El retorno se realiza a travs del chasis. Tambin hay sondas de zirconio de cuatro cables, dos para alimentacin del calefactor, y otros dos parasalida de tensin (seal) y retorno de la misma. En algunos modelos los cables de tensin y retorno estn aislados de chasis por medio de una malla, para disminuir la interferencia por ruidos elctricos. Las sondas que no tienen calefactor solo tienen un cable para salida de tensin.

Cuando la sonda conectada a la unidad de control electrnico est fria, se pueden presentar las siguientes situaciones:

a) la salida de tensin (seal) de la sonda es de 0 volt b) la unidad de control impone una tensin de 0,45 volt

Si estas tensiones son permanentes indican que la sonda no est trabajando.

SONDA LAMBDA DE TITANIO Este sensor est construido con xido de titanio depositado sobre un soporte de cermica calefaccionada,y presenta una variacin de resistencia interna que depende de la concentracin de oxgeno en los gases del escape despus de ser calefaccionada durante solo 15 segundos. Este tipo de sonda no entrega tensin, solamente vara su resistencia interna. Tampoco necesita una referencia del oxgeno atmosfrico. Es ms frgil y tiene menos precisin que la sonda de zirconio.

En ausencia de oxgeno (mezcla rica) su resistencia es inferior a 1000 ohms. En presencia de oxgeno (mezcla pobre) su resistencia es superior a 20000 ohms. El cambio de resistencia es brusco para una relacin lambda de 1. La unidad de control electrnico alimenta a la sonda con una tensin de 1 volt (En algunos vehculos Jeeps de Toyota y Nissan la alimentacin es de 5 volt).

El circuito de entrada a la unidad de control electrnico es similar al utilizado por los sensores de temperatura, y la tensin medida es similar a la que entrega la sonda de zirconio: tensin baja indica mezcla pobre tensin alta indica mezcla rica Pero con algunas unidades de control electrnico es exactamente al revs, segn su conexin interna.

SENSOR UNIVERSAL DE OXIGENO DE RELACION AIRE-COMBUSTIBLE Se trata de un sensor de relacin aire-combustible, debidamente calefaccionado es un generador de tensin que presenta una respuesta casi lineal para mezclas con un factor lambda entre 0,75 a 1,3 Tambin es conocido como sensor LAF (Lean Air Fuel sensor)

que significa sensor de relacin airecombustible pobre. Es utilizado en automotores Honda y alcanzar gran difusin en el futuro. Este tipo de sensor no presenta variaciones bruscas de tensin para un factor lambda igual a 1. La salida de tensin es proporcional a la concentracin de oxgeno. La utilizacin de esta sonda permite un control ms exacto y ms gradual de la mezcla, y una reaccin ms rpida a los cambios de la misma en cualquier condicin de carga. Por ejemplo durante una aceleracin brusca un sistema con sonda lambda no tiene una rpida respuesta de la sonda, y como solucin el sistema pasa a trabajar temporalmente como circuito abierto, poniendo la unidad de control electrnico un valor alternativo. El sensor de universal de oxgeno es indispensable para controlar la relacin airecombustible en los motores modernos que funcionan con mezcla pobre y con un factor lambda superior a 1,15. El sensor Universal de Oxigeno est realizado con dos sensores de oxgeno que trabajan en conjunto. Se compone de una clula de tensin (sensor 1) y una clula de inyeccin de oxgeno (sensor 2) separadas por una cmara cerrada y aislada de la atmsfera llamada cmara de difusin. El sensor Universal de Oxgeno tiene 5 cables, dos para calefaccin, uno para recibir tensin de la clula de tensin, otro para aplicar tensin a la clula de inyeccin de oxgeno, y el quinto para aplicar una tensin de referencia a la cmara de difusin. La unidad de control electrnico puede variar el contenido de oxgeno de la cmara de difusin aplicando tensin a la clula de inyeccin de oxgeno. (fenmeno inverso a la tensin que aparece debido a una diferencia de concentracin de oxgeno) El electrodo externo de la clula de tensin (sensor 1) est en contacto con los gases del escape. El electrodo interno de este sensor est en contacto con la cmara de difusin. El electrodo externo de la clula de inyeccin de oxgeno (sensor 2) est en contacto con la cmara de difusin, y el electrodo interno de este sensor est en contacto con la atmsfera. La unidad de control electrnico monitorea la salida de tensin de la clula de tensin (sensor 1, que funciona como una sonda lambda de zirconio comparando la diferencia

de oxgeno entre los gases del escape y la cmara de difusin) y trata de mantener esa tensin en 0,45 volt. Para lograrlo vara la concentracin de oxgeno de la cmara de difusin aplicando tensin a la clula de inyeccin de oxgeno (sensor 2, que funciona como una sonda lambda de zirconio pero al revs) que inyecta o retira molculas de oxgeno de la cmara de difusin segn la tensin que recibe. A partir de un voltaje de referencia aplicado a la cmara de difusin la unidad de control determina la concentracin de oxgeno en los gases de escape. En funcionamiento normal los valores de tensin en los terminales activos son: la tensin de salida de la clula de tensin es de 0,45 volt la tensin de referencia aplicada a la cmara de difusin es de 2,7 volt la tensin aplicada a la clula de inyeccin de oxgeno vara entre 1,7 volt para mezcla rica, y 3,3 volt para mezcla pobre.

Clasificacin de la sonda segn sus cables. Un cable: este ser de color negro y es el que da alimentacin a la sonda siendo la carcasa la masa de la misma. Dos cables: Negro positivo, gris negativo o negro positivo, blanco positivo resistencia de caldeo. Tres cables: Negro positivo, blanco resistencia de caldeo, dos blancos positivo y resistencia de caldeo. Cuatro cables: Negro positivo, gris masa, uno blanco positivo resistencia de caldeo, segundo negativo resistencia de caldeo.

Una relacin Lambda = 0,6 indica que hay mezcla RICA. Una relacin de lambda = 1,3 indica por el contrario que se trata de una mezcla POBRE.

{mosgoogle right}Comprobaciones en la sonda.

PRIMER PASO: Se desmontar la Sonda Lambda y se observar lo siguiente: Si la Cubierta Metlica con rendijas que recubre la cpsula cermica est blanquecina (similar a las Bujas cuando queman bien), la Sonda Lambda no funciona correctamente y debe comprobarse en primer lugar la masa que recibe, o en caso de que la tome a travs de su unin roscada al Escape, se limpiar la rosca con un cepillo de alambres para conseguir una Masa correcta. Una toma de aire en tramo de Escape produce el mismo sntoma. Una Sonda Lambda que trabaje bien debe presentar un aspecto como una BUJIA cuando se engrasa (recubierta con carbonilla negra hmeda). SEGUNDO PASO: Debe verificarse la continuidad del Cable (si tiene uno slo), o de los cables (caso de tener 3 4) desde el conector de la Sonda Lambda hasta la UCE mediante un tester (DC Ohmios = W, escala 200, y deben dar perfecta continuidad. Dicha comprobacin se hace observando el Color o Colores de los Cables que salen del conector y que llegan a la UCE. TERCER PASO: Si la Sonda Lambda tiene resistencia calefactora (estas Sondas tienen 3 4 Cables), se mide el valor de los dos cables de la Resistencia con el tester (DC en W, escala 200), y su valor deber estar comprendido entre 5 y 15 W. La tensin que llegue a la Resistencia ser la de Batera. La Resistencia de la Sonda es para elevacin rpida de la Temperatura sin necesitar que el motor est totalmente caliente para la correccin Lambda. CUARTO PASO: Se monta la Sonda Lambda engrasando la rosca con un poco de GRASA de Bisulfuro de Molibdeno (MoS2), apretndola a 50 Nm (5 m-Kg). Se enchufa el conector; se arranca el coche y se pone a temperatura normal de funcionamiento (mnimo 80C). Se pone al ralent y se mide la tensin con el tester (DC en V, escala 200m), conectando el Cable Negro del tester a Masa del motor, y el Rojo al cable de Seal de Tensin. El valor de la tensin deber ser de entre 0,1 y 0,5 Voltios oscilante.

Esquemas Elctricos de Sondas Lambda.

Si el coche no rinde y hecha mucho humo blanco, lo ms probable es que la Sonda Lambda no funcione bien, lo que no quiere decir que est mal, sino que simplemente puede tener una masa insuficiente, y por tal motivo no funciona correctamente. Casi el 90% de Sondas Lambda se sustituyen por estos motivos que se podran resolver sin sustituciones, pero con profundos conocimientos sobre el funcionamiento de la regulacin Lambda. PRIMER PASO: Se desmonta la Sonda Lambda y se observa el estado de la cubierta metlica con

rendijas que recubre la cpsula cermica. Si la Cubierta Metlica est blanquecina (similar a las Bujas cuando queman bien), la Sonda Lambda no funciona correctamente y debe comprobarse la masa que recibe, o en caso de que la tome de su unin roscada al Escape, se limpiar la rosca con un cepillo de alambres para conseguir una Masa correcta. Una toma de aire en tramo de Escape produce el mismo sntoma. Una Sonda Lambda que trabaje bien debe presentar un aspecto como una bujia cuando se engrasa (recubierta con carbonilla negra hmeda). Es muy importante un cierre hermtico de la arandela Sonda Lambda. SEGUNDO PASO: Debe verificarse la continuidad del cable desde el conector de la Sonda Lambda hasta la UCE mediante un tester (DC Ohmios = W, escala 200, y deben dar perfecta continuidad. Dicha comprobacin se hace observando el Color o Colores de los Cables que salen del conector y que llegan a la UCE. TERCER PASO: Si la Sonda Lambda tiene resistencia de caldeo (estas Sondas tienen 3 4 Cables), se mide el valor de los dos cables de la Resistencia con el tester(DC en W, escala 200), y su valor deber estar comprendido entre 5 y 15 W. La tensin que llegue a la Resistencia ser la de Batera. CUARTO PASO: Se monta la Sonda Lambda engrasando la rosca con un poco de GRASA de Bisulfuro de Molibdeno (MoS2), apretndola a 50 Nm (5 m-Kg). Se enchufa el conector; se arranca el coche y se pone a temperatura normal de funcionamiento (mnimo 80 C ). Se pone al ralent y se mide la tensin con el tester (DC en V, escala 200m), conectando el Cable Negro del tester a Masa del motor, y el Rojo al cable de Seal de Tensin. El valor de la tension deber ser de entre 0,1 y 0,5 Voltios oscilantes.

Caudalimetro.

El Medidor Masa Aire va fijado a la caja del Filtro de Aire y, el SENSOR de medicin, ir en una conduccin bypass que consta de un Filamento Trmico (Hilo Platino) y un Sensor Temperatura (resistencia ntc) que ser regulado por un Circuito Electrnico de manera que mantenga constante la diferencia de Temperaturas entre Filamento Trmico y Caudal Aire que entra a los Cilindros. Al aumentar entrada Aire, debe aumentarse Corriente Calefaccin, regulando su variacin un Circuito Electrnico. A cuanta ms velocidad fluya el aire, y cuanto mayor sea la densidad del mismo, se disipa ms calor del elemento Trmico y, por tanto, disminuye la Resistencia Elctrica. Esta variacin de resistencia ser registrada por la UCE como un aumento del Volumen aire aspirado por el motor, lo que implica que deber suministrarse mayor cantidad de Combustible.

Sensor de lluvia. Su funcionamiento es basado en un emisor que despide una luz infrarroja y un receptor encargada de recoger esta luz. Al empezar a llover las gotas atraviesan esta luz impidiendo que llegue correctamente al receptor y de esta manera activando el limpiaparabrisas. Para evitar que una pelcula de hielo active siempre el sistema se equipa al sensor con un sistema calefactor que se activa al dar el contacto as se evita que el hielo rompa el

haz de luz infrarroja, este sistema automtico se puede desactivar a voluntad del conductor para as dejar el sistema en sus manos.

Sensor posicin mariposa aceleracin. Este sensor se encarga de informar a la unidad electrnica de control del vehculo sobre la apertura de la mariposa de aceleracin. Su funcionamiento es muy sencillo se basa en un potencimetro, el conductor al pisar el pedal diramos que mueve el cursor del potencimetro. Si este sensor no funciona correctamente el vehculo nos puede dar problemas tales como falta de estabilidad en RPM, rateo o una perdida de potencia acompaada de un aumento del consumo de combustible.

Inductivo RPM posicin cigeal. Le da informacin a la UCE sobre la posicin del cilindro numero uno en PMS. Es un inductivo puesto cerca del volante de inercia o en cualquier corona dentada. Este da la capacidad a la unidad de decidir el momento justo en que los inyectores han de abrir el paso de combustible. Es sencillo el sensor inductivo va sufriendo una variacin del campo magntico con el paso de cada diente que siempre es el mismo hasta el momento en que falta un diente i su variacin se altera con eso se sabe que el motor a dado una vuelta.

Sensor de picado. Este sensor es un piezoelctrico que colocado sobre el bloque motor es capaz gracias al frotamiento de sus cristales informar mediante una seal a la UCE que se a producido una detonacin es decir una explosin que no tocaba en ese momento, a partir de este momento la UCE modifica el encendido unos 20 grados.

NTC. Son resistencias de coeficiente de temperatura negativo, constituidas por un cuerpo semiconductor cuyo coeficiente de temperatura sea elevado, es decir, su conductividad crece muy rpidamente con la temperatura. Se emplean en su fabricacin xidos semiconductores de nquel, zinc, cobalto, tc. La relacin entre la resistencia y la temperatura no es lineal sino exponencial (no cumple la ley de Ohm). Dicha relacin cumple con la frmula siguiente: R = A . e B/T donde A y B son constantes que dependen del resistor. La curva nos muestra esa variacin

La caracterstica tensin-intensidad (V/I) de un resistor NTC presenta un carcter peculiar, ya que cuando las corrientes que lo atraviesan son pequeas, el consumo de potencia (R I2) ser demasiado pequeo para registrar aumentos apreciables de temperatura, o lo que es igual, descensos en su resistencia hmica; en esta parte de la caracterstica la relacin tensin-intensidad ser prcticamente lineal y en consecuencia cumplir la ley de Ohm. Si seguimos aumentando la tensin aplicada al termistor, se llegar a un valor de intensidad en que la potencia consumida provocar aumentos de temperatura suficientemente grandes como para que la resistencia del termistor NTC disminuya apreciablemente, incrementndose la intensidad hasta que se establezca el equilibrio trmico. Ahora nos encontramos pues, en una zona de resistencia negativa en la que disminuciones de tensin corresponden aumentos de intensidad.

Aplicaciones

Hay tres grupos: 1. Aplicaciones en las que la corriente que circula por ellos, no es capaz de producirles aumentos apreciables de temperatura y por tanto la resistencia del termistor depende nicamente de la temperatura del medio ambiente en que se encuentra. 2. Aplicaciones en las que su resistencia depende de las corrientes que lo atraviesan. 3. Aplicaciones en las que se aprovecha la inercia trmica, es decir, el tiempo que tarda el termistor en calentarse o enfriarse cuando se le somete a variaciones de tensin