Asignaturas:
- Sonda Lambda
- Elemento de calefacción
- Medir en la sonda lambda
- Valores lambda en un proceso de combustión homogéneo y estratificado
- Ajustes de combustible
sonda lambda:
Todos los automóviles modernos con motor de gasolina y EOBD tienen 1 o 2 sondas lambda montadas en el escape. A menudo, un sensor de control antes del catalizador (un sensor de banda ancha) y un sensor de control después del catalizador (sensor de salto). Si solo hay una sonda lambda (para el catalizador), en la mayoría de los casos se trata de una sonda de salto. El sensor de salto también se denomina sensor de circonio. La siguiente imagen muestra las sondas lambda delantera y trasera de la bancada de cilindros 1 (números 1 y 2) y de la bancada de cilindros 2 (números 3 y 4).
La sonda lambda comprueba la composición del aire y del combustible en los gases de escape. Los datos de las mediciones se envían a la unidad de control del motor. La sonda lambda es necesaria para que el convertidor catalítico funcione, porque funciona con una mezcla que cambia regularmente entre pobre y rica. La sonda de control esencialmente "controla" la composición de la mezcla; la unidad de control del motor recibe los datos de medición de la sonda de control y regula la inyección en consecuencia. Si la mezcla era demasiado pobre, se inyecta más combustible. Si la mezcla es demasiado rica, el tiempo de inyección del inyector se acortará para que la mezcla vuelva a ser más pobre.
Cuando un vehículo está equipado con dos sensores, el sensor de salto registra el contenido de oxígeno en los gases de escape después del convertidor catalítico; Esto comprueba si el catalizador ha convertido correctamente los gases de escape. Si el catalizador está defectuoso (por ejemplo, si el interior está defectuoso o simplemente debido al envejecimiento), el sensor de salto reconocerá el mal funcionamiento del catalizador. Entonces se activa la luz de falla del motor. Cuando se lee el coche, aparecerá un código de avería con la información de que el convertidor catalítico no funciona correctamente. Una sonda lambda suele durar unos 160.000 km. Cuando una sonda lambda queda obsoleta, los resultados de la medición pueden verse afectados sin que se encienda la luz de falla del motor.
La página del sistema de inyección explica cómo la composición de la mezcla afecta los gases de escape, la potencia y el consumo de combustible.
La sonda lambda compara los gases de escape con el aire exterior. Por tanto, es importante que el suministro de aire exterior a la sonda no esté obstruido. Cuando este orificio está cerrado y no puede entrar más aire (azul en la imagen a continuación) en el sensor, el sensor no funcionará.
Elemento de calentamiento:
Las sondas lambda modernas están equipadas con un elemento calefactor interno. Este elemento calefactor garantiza que la sonda lambda pueda comenzar a medir lo más rápido posible después del arranque en frío. La sonda lambda sólo funciona cuando los gases de escape han alcanzado una temperatura de aproximadamente 350 grados centígrados. Calentando internamente la sonda lambda se puede medir cuándo los gases de escape han alcanzado la mitad de la temperatura originalmente requerida. En lugar de sólo unos minutos, ahora puedes correr en una situación de circuito cerrado en sólo unos segundos.
Sensor de banda ancha:
El sensor de banda ancha tiene un rango de medición mayor que el sensor de salto. Incluso durante la carga completa, cuando la mezcla es rica, la relación aire/combustible correcta se registra y se envía a la ECU. No sólo la precisión de la medición es alta, sino que el sensor es rápido y puede soportar altas temperaturas (hasta 950-1000°C). La siguiente imagen muestra el esquema del sensor de banda ancha.
El sensor de banda ancha debe estar al menos a 600 °C para funcionar correctamente. Por eso se utiliza un elemento calefactor (entre las conexiones AF) que calienta el sensor después de un arranque del motor en frío. El sensor de banda ancha consta de un sensor de circonio convencional y una célula de bomba. El sensor se coloca entre las conexiones D y E, y la celda de la bomba se coloca entre C y E. La tensión de salida del sensor de circonio depende de los valores lambda:
- Brazo: 100 mV;
- Rico: 900 mV.
La celda de bomba en el sensor de banda ancha intenta mantener el voltaje constante en 450 mV bombeando oxígeno hacia o desde el escape. En una mezcla rica el contenido de oxígeno es bajo, por lo que la celda de la bomba debe bombear mucho oxígeno para mantener el voltaje de 450 mV. En el caso de una mezcla pobre, la celda de bombeo bombea el oxígeno fuera de la celda de medición. Esto cambia la dirección del flujo utilizada por la celda de la bomba.
Se mide la corriente generada durante el bombeo. La altura y dirección del flujo es una medida de la relación aire/combustible actual. La unidad de control (la parte a la derecha de la línea discontinua en la imagen de arriba) controla la celda de la bomba. La tensión en el punto 4 depende del valor transmitido por el elemento de medición de oxígeno. Este voltaje llega a la conexión negativa del amplificador operacional en la unidad de control.
- Mezcla rica: el voltaje en el terminal negativo del amplificador operacional es mayor que en el terminal positivo. El amplificador está conectado a tierra y el voltaje de salida disminuirá. Una corriente fluirá de E a C.
- Mezcla pobre: el voltaje en el terminal negativo del amplificador operacional es inferior a 2,45 voltios, lo que hace que el amplificador se conecte a 4 voltios y el voltaje de salida aumentará. Una corriente fluirá de C a E. La dirección del flujo se invierte en comparación con la mezcla rica.
La unidad de control puede determinar la intensidad de la corriente midiendo la caída de voltaje a través de la resistencia en la conexión 3. La magnitud de esta caída de tensión es la medida del valor lambda. Por lo tanto, el voltaje del sensor de salto no se puede verificar con un multímetro para garantizar que el sensor sigue funcionando correctamente.
Sensor de salto:
El sensor de salto tiene un área de medición limitada. Los coches más antiguos que sólo disponen de una sonda lambda para el catalizador suelen estar equipados con un sensor de salto como sensor de control. El sensor de salto genera un voltaje basado en la diferencia de oxígeno. Este voltaje está entre 0,1 y 0,9 voltios y se puede medir con un multímetro.
Valores lambda en un proceso de combustión homogéneo y estratificado:
Homogéneo:
En una mezcla homogénea, el valor lambda en todas partes es 1. Esto significa que en un motor de gasolina la proporción de aire y combustible es de 14,7:1 (14,7 kg de aire por 1 kg de combustible). Cada motor puede funcionar de forma homogénea. Si se produce un enriquecimiento, el valor lambda disminuirá y si la mezcla se adelgaza, el valor lambda aumentará:
λ<1 = Rico
λ>1 = Pobre
Un motor siempre fluctuará entre rico y pobre para mantener el convertidor catalítico funcionando correctamente.
En capas:
Los motores con inyección directa pueden funcionar por fases con carga parcial. Un proceso de combustión en capas significa que hay varias capas de aire en el espacio de combustión que se utilizan durante la combustión. Cerca de la bujía, el valor lambda es 1. Más lejos, el valor lambda aumenta (más pobre, por lo que hay más aire). Este aire proporciona una capa de aire aislante. En un proceso por capas el tiempo de inyección es posterior que en el proceso homogéneo.
Con la ayuda de una inyección en capas, la válvula de mariposa se puede abrir completamente, de modo que ahoga menos el aire. Al ser desasfixiado, el aire aspirado encuentra menos resistencia y, por tanto, puede aspirarse más fácilmente. Debido a que el valor lambda en la cámara de combustión con inyección por capas es inferior a 1 debido a la capa de aire aislante, no se producen problemas de combustión. Durante el proceso de estratificación, el consumo de combustible disminuye.
A plena carga el motor siempre funciona de forma homogénea. Esto proporciona un par mayor que con un proceso en capas. Si el motor funciona de forma homogénea, el combustible se inyecta antes. El motor también funciona de forma homogénea al salir de parado. Se produce entonces un par de arranque más alto que si el motor funcionara por capas.
Ajustes de combustible:
Los ajustes de combustible se forman a partir de los datos de la sonda lambda. Los ajustes de combustible se utilizan en un motor de gasolina para mantener la relación aire/combustible ideal para una combustión completa. Esto equivale a 14,7 kg de aire por 1 kg de combustible y se denomina relación de mezcla estequiométrica.
Los ajustes de combustible proporcionan un factor de corrección para ajustar la cantidad básica de combustible inyectado cuando sea necesario. Se tienen en cuenta el desgaste y la contaminación de las piezas del motor, sensores y actuadores. Con la ayuda de los ajustes de combustible, las emisiones de gases de escape durante todo el ciclo de vida del vehículo se mantienen dentro de los estándares legales.
Para más información visita la página: Ajustes de combustible.
