Sensor lambda - Circonia

Cómo conectar el osciloscopio para realizar una prueba:-
un sensor lambda Circonia

Conecte un terminal de pruebas BNC en el canal A del PicoScope, coloque una brida de cocodrilo grande y negra en el terminal de pruebas con la moldura negra (negativo) y una sonda de acupuntura o multitester en el terminal de pruebas con la moldura roja (positivo).
Coloque la brida de cocodrilo negra en el terminal negativo de la batería y conecte la sonda a la conexión de salida de los sensores lambda con la sonda de acupuntura o multitester tal y como se muestra en la Figura 22.1. Sea cual sea el número de cables que conectan el sensor lambda al ECM del vehículo, la salida del sensor estará invariablemente en el cable negro. Esta conexión se muestra en la figura 22.1 con un sensor de cable único.


Fig. 22.1

Ejemplo de forma de onda del sensor lambda Circonia

Notas sobre la forma de onda del sensor de oxígeno (Circonia)

El sensor lambda también se conoce como el sensor de oxígeno (O2) o sensor de oxígeno de los gases de escape calentados (HEGO) y tiene un papel muy importante en el control de las emisiones de escape en un vehículo equipado con un catalizador.
El sensor lambda está acoplado en el tubo de escape antes del convertidor catalítico.

El sensor tendrá diferentes conexiones eléctricas y puede tener hasta cuatro cables; reacciona al contenido de oxígeno en el sistema de escape y producirá una pequeña tensión dependiendo de la mezcla de aire/combustible observada en ese momento. El intervalo de tensión observado estará, en la mayoría de los casos, entre 0,2 y 0,8 voltios: 0,2 voltios indica una mezcla pobre y una tensión de 0,8 voltios muestra una mezcla más rica.
Se dice que un vehículo equipado con una sonda lambda tiene un "bucle cerrado", esto significa que después de que el combustible se haya quemado durante el proceso de combustión, el sensor analizará las emisiones y reajustará la entrada de combustible al motor de la forma correspondiente.

Los sensores lambda pueden tener un elemento que ayuda al sensor a alcanzar su temperatura de funcionamiento óptima. Cuando funciona correctamente, el sensor se activa aproximadamente una vez por segundo (1 Hz) y sólo se activa cuando se encuentra a temperatura de funcionamiento normal. Esta activación o cambio puede verse en el osciloscopio, siendo la forma de onda similar a la del ejemplo. Si la frecuencia de la activación es más lenta que la prevista, retire el sensor y límpielo con un pulverizador disolvente, esto podría mejorar el tiempo de respuesta.

Información técnica - sensor lambda

El sensor lambda también se conoce como el sensor de oxígeno O2 o sensor de oxígeno de los gases de escape calentados (HEGO) y tiene un papel muy importante en el control de las emisiones de escape en un vehículo equipado con un catalizador. El sensor lambda está montado en el tubo de escape antes del convertidor catalítico, los vehículos que usan el nuevo EOBD2 también cuentan con un sensor lambda después del catalizador.

El sensor tendrá diferentes conexiones eléctricas y puede tener hasta cuatro cables; reacciona al contenido de oxígeno en el sistema de escape y producirá una pequeña tensión dependiendo de la mezcla de aire/combustible observada en ese momento. El intervalo de tensión observado estará, en la mayoría de los casos, entre 0,2 y 0,8 voltios: 0,2 voltios indica una mezcla pobre y una tensión de 0,8 voltios muestra una mezcla más rica.
Se dice que un vehículo equipado con una sonda lambda tiene un "bucle cerrado", esto significa que después de que el combustible se haya quemado durante el proceso de combustión, el sensor analizará las emisiones y reajustará la entrada de combustible al motor de la forma correspondiente.
Los sensores lambda pueden tener un elemento calefactor que calienta el sensor hasta alcanzar su temperatura de funcionamiento óptima de 600ºC, esto permite colocar el sensor lejos de la fuente de calor, en el colector, para obtener una ubicación más "limpia". El sensor no funciona por debajo de los 300ºC.

El sensor lambda se compone esencialmente de dos electrodos porosos de platino. La superficie del electrodo exterior se expone a los gases de escape y está recubierto por una capa cerámica porosa con la superficie revestida interna expuesta al aire.
El sensor más utilizado emplea un elemento de circonia, produciendo una tensión cuando se observa una diferencia en el contenido de oxígeno entre los dos electrodos. Esta señal se envía entonces al módulo de control electrónico (ECM) y la mezcla se ajusta según la señal.
También se utiliza Titania para la fabricación de otro tipo de sensor lambda que ofrece un tiempo de activación más rápido que el sensor de circonia más común.

El sensor de oxígeno de titania se diferencia del sensor de circonia en el hecho de que no es capaz de producir su propia tensión de salida y, por lo tanto, debe recibir una tensión de 5 voltios del ECM del vehículo. La tensión de referencia se ve alterada según la relación de aire y combustible del motor, con una mezcla pobre que devuelve una tensión, como mínimo, de 0,4 voltios, mientras que una mezcla rica produce una tensión cercana a los 4,0 voltios.

Un ECM controlará la entrada de combustible en "bucle cerrado" cuando las condiciones apropiadas lo permitan, eso suele darse durante: ralentí, carga ligera y operaciones de velocidad de navegación. Cuando el vehículo acelera, el ECM permite una entrada de combustible superior e ignora las señales lambda. Éste también es el caso del precalentamiento inicial.
Tanto los sensores de titania como los de circonia, si funcionan correctamente, se activan aproximadamente una vez por segundo (1 Hz) y ambos se activan una vez que se alcanza la temperatura de funcionamiento normal. Esta activación puede observarse en un osciloscopio o utilizando la tensión de intervalo bajo en un multímetro. Al utilizar un osciloscopio, la forma de onda resultante debería ser similar a la de la siguiente ilustración. Si la frecuencia de la activación es más lenta que la prevista, retire el sensor y límpielo con un pulverizador disolvente, esto podría mejorar el tiempo de respuesta.

Una salida de tensión alta constante desde el sensor de circonia muestra que el motor está funcionando con una mezcla rica constante y que se encuentra fuera del intervalo de ajuste del ECM, mientras que una tensión baja indica una mezcla pobre o débil.

Sensor lambda / sensor de oxígeno
Fig. 22.2

La Figura 22.2 muestra un ejemplo de sensor lambda de circonia de dos cables.

Conexiones eléctricas (sólo tipo circonia)

Cable único: este cable es la salida de tensión autogenerada desde el sensor y suele tener un color negro.
Dos cables: tendrá un cable de salida y un retorno de la toma de tierra de salida.
Tres cables: tendrá un cable de salida único y dos cables para el elemento de calentamiento (alimentación y toma de tierra). El elemento de calentamiento interno eleva la temperatura para asegurar un control más rápido al arrancar en frío.
Cuatro cables: esta unidad tiene cables de señal y de retorno de toma de tierra de señal. Los otros dos cables son para el elemento de calentamiento.

Las disposiciones de cableado típicas para ambos tipos de sensores se muestran en la figura 22.3.

Sensor lambda Titania / Sensor lambda Circonia
Fig. 22.3