Sonda lambda en guardia para el cumplimiento de las normas ambientales: revisión y limpieza de la sonda de oxígeno. Sonda lambda: para qué sirve, el principio de funcionamiento de la sonda lambda, de qué se encarga

Una sonda lambda (también conocida como sensor de oxígeno o sensor de concentración de oxígeno) es un dispositivo que determina la cantidad de oxígeno que contienen los gases de escape. Lea más sobre cómo funciona y para qué sirve una sonda lambda, lea nuestro artículo de hoy.

Se sabe que coche de hielo puede funcionar con la máxima eficiencia solo con la cantidad correcta de combustible y aire en la mezcla de aire y combustible en cada modo de funcionamiento. También afecta el consumo de combustible y el impacto ambiental. Es para este propósito que se utiliza un sensor de oxígeno. Ahora que sabe qué es una sonda lambda, es hora de considerar el principio de su funcionamiento.

¿Por qué necesita una sonda lambda en un automóvil?

Si no hay suficiente aire en la mezcla de combustible y aire, esto conduce al hecho de que el monóxido de carbono, así como los hidrocarburos, no se oxidan por completo. Pero si hay demasiado aire en la mezcla anterior, no se produce una descomposición completa de los óxidos de nitrógeno en oxígeno y nitrógeno.

Sensor de oxigeno- Este es uno de los componentes del sistema de escape del automóvil. En algunas máquinas, la sonda lambda se puede instalar en dos copias. Uno de ellos se encuentra en Sistema de escape antes del catalizador (también llamado convertidor catalítico) y el otro después. El uso de dos sensores de oxígeno le permite monitorear de manera más efectiva la cantidad de aire en los gases de escape, para que el convertidor funcione de la manera más eficiente posible.

Usado actualmente dos tipos de sensores de concentración de oxígeno:

• sonda lambda de dos puntos;
• sensor de oxígeno de banda ancha.

Características de un sensor de oxígeno de dos puntos

El uso de una sonda lambda de dos puntos se puede realizar tanto antes como después del catalizador. Este sensor determina el indicador de exceso de aire, para lo cual utiliza datos sobre la cantidad de oxígeno que contienen los gases de escape.

Sonda lambda de dos puntos- Se trata de un elemento cerámico, en ambas caras se aplica un revestimiento de dióxido de circonio. El método electroquímico se utiliza para las mediciones. Una parte del electrodo está en contacto con la atmósfera y la otra parte está en contacto con los gases de escape.

¿Por qué necesitas una sonda lambda de este tipo, ya lo sabes, pero cómo funciona? El principio de su funcionamiento se basa en determinar la cantidad de oxígeno en la atmósfera, así como los gases de escape. Si la cantidad de oxígeno difiere, se genera voltaje en los extremos del electrodo. Si la mezcla de aire y combustible es demasiado pobre, se reduce el voltaje. De lo contrario, el voltaje aumenta.

Sonda lambda de banda ancha: qué es y cómo funciona

Sensor de oxígeno de banda ancha- esta es la misma sonda lambda que se utiliza en autos modernos. Realiza las funciones de un sensor de catalizador ubicado en la "entrada". En este tipo de sensor de oxígeno, la determinación del indicador lambda se produce aplicando la corriente de entrada.

Esta sonda lambda se diferencia de la sonda mencionada anteriormente en que incluye un bombeo y elementos cerámicos de dos puntos. La inyección es el proceso por el cual el oxígeno pasa de gases de escape a través del elemento correspondiente bajo la influencia de una intensidad de corriente dada.

La sonda lambda de banda ancha funciona según el principio de mantener un voltaje de 450 mV, que está presente entre los electrodos de un elemento cerámico de 2 puntos. Para ello, se ajusta la intensidad de la corriente de bombeo.

Si la cantidad de oxígeno en el escape cae, lo que es una señal de una mezcla de aire y combustible demasiado rica, el voltaje entre los electrodos aumenta. Después de eso, la señal correspondiente se envía a la ECU del motor. Luego, la intensidad de corriente requerida se forma en el elemento de bombeo.

La corriente se requiere para bombear al espacio de medición, lo que lleva a la normalización de la tensión. La fuerza actual es una medida de la cantidad de oxígeno en los gases de escape. El análisis de este indicador se lleva a cabo en la ECU, luego de lo cual se realiza el efecto correspondiente en los elementos del sistema de inyección de combustible.

Si la mezcla de aire/combustible es demasiado pobre, la sonda lambda de banda ancha funciona de la misma manera. Difiere en este caso solo en que, como resultado de la influencia de la corriente, el oxígeno se bombea fuera del espacio de medición.

Para garantizar el correcto funcionamiento de la sonda de oxígeno, se requiere una temperatura de 300°C. Para ello, la sonda lambda está equipada con un calentador especial. Ahora ya sabes qué es una sonda lambda, para qué sirve una sonda de oxígeno y cómo funciona.

La lucha por el medio ambiente está constantemente a punta de navaja con progreso tecnico. En particular, el principal enemigo del aire limpio, como resultó no hace mucho, no son las plantas químicas, los desechos nucleares y millones de toneladas de cohetes.
combustible que se rocía sobre el planeta todos los días. El enemigo más insidioso de la ecología son nuestros coches. Una declaración bastante controvertida, especialmente porque estudios recientes lo refutan categóricamente. Sin embargo, cada motor debe estar certificado para cumplir con los estándares ambientales, por lo que cada año crece la cantidad de dispositivos y dispositivos que ahogan el motor por el bien del medio ambiente. El principal obstáculo para el torque fue el convertidor catalítico.

¿Qué es un catalizador y una sonda lambda?

El convertidor catalítico es un sistema completo integrado en la carrocería del automóvil. Está diseñado para controlar y optimizar la cantidad de emisiones nocivas que aparecen como resultado del funcionamiento del motor. Estos son hollín, combustible sin quemar y sustancias químicamente activas: productos de combustión, en una palabra, todo lo que va más allá estándares ambientales, el catalizador debe ser neutralizado a toda costa. El precio de dicha neutralización es bastante alto, tanto en términos del costo de los elementos del sistema catalítico como en términos de energía, debe pagar por el aire limpio.

Si los puntos designan el principio del catalizador, la imagen es la siguiente. Hay múltiples sensores de oxígeno en el sistema de escape. Se aseguran de que la cantidad de CO no supere la norma, que ya conocen la unidad electronica motor de control. Estos sensores se llaman sondas lambda, y traen muchos problemas cuando no funcionan correctamente, y en condiciones de trabajo hay poca alegría de ellos. Es con estos sensores con los que debe encontrarse de cerca para protegerse a sí mismo y a su automóvil de averías, y a su billetera de gastos innecesarios.

¿Por qué necesita una sonda lambda?

Lambda es una letra griega minúscula que en ingeniería automotriz denota la proporción de exceso de aire en los gases de escape. El exceso es un exceso de O en la mezcla de aire y combustible en cualquier parte del tracto de admisión o escape. También se le llama sensor de oxígeno, y el O residual indica la naturaleza de la combustión del combustible en un momento determinado. El sensor es necesario para transmitir a la unidad de control electrónico información completa sobre la composición de los gases de escape, en particular, sobre la cantidad de oxígeno que los atraviesa. En principio, esto es necesario para que el convertidor catalítico funcione correctamente, es decir, para quemar el combustible restante y evitar su liberación a la atmósfera.

El hecho es que la proporción normal de aire y combustible es cuando el combustible se quema sin dejar residuos. Entonces el nivel de emisión sustancias nocivas a la atmósfera es mínima. En cifras, esto se expresa de la siguiente manera: para la combustión de 14,6 kg de aire, se necesita 1 kg de combustible. En el coeficiente lambda, esto parece el número 1. Pero para garantizar una proporción tan exacta (14,6: 1), debe dosificar con mucha precisión el suministro de aire y gasolina. Esto se hizo posible con el uso sistemas de inyección suministro de energía, por lo tanto, solo con la llegada del inyector, comenzaron a instalar catalizadores en todos los automóviles sin excepción. En principio, la sonda lambda es la controladora de esta proporción.

¿Dónde está instalado el dispositivo de sonda lambda?

El lugar ideal para instalar una sonda lambda es lo más cerca posible del motor en el sistema de escape. Esto se debe a que debido a caracteristicas de diseño, el sensor solo funciona a temperaturas de 300°C o más. Solo en estas condiciones puede generar un impulso eléctrico y aplicarlo a la computadora. Algunos sistemas de escape tienen múltiples sondas, pero no deben confundirse con los sensores de temperatura. En los automóviles que están certificados según los antiguos estándares Euro, solo se instala un sensor, en los nuevos sistemas colocan dos: uno antes del catalizador y el segundo después.

El esquema y el dispositivo de la sonda lambda se muestran en el dibujo, y su principio de funcionamiento es el siguiente. La tarea de cualquier sensor es simple: dar un impulso eléctrico a la unidad principal. Entonces, el sensor de oxígeno también envía un pulso dentro de 0,5 V si el contenido de oxígeno en los gases de escape está por debajo de lo normal. Con un alto contenido de O en los gases, el sensor cambia sus lecturas y reduce el voltaje a 0,1 voltios. Además, cuanto más rápido reaccione a un cambio en la cantidad de oxígeno, más rápido la ECU realizará ajustes en la composición de la mezcla. Y, en consecuencia, el consumo de combustible será menor y el escape será más limpio. El rango de voltaje de funcionamiento del sensor varía en promedio de 0,1 a 1 voltio, pero la velocidad de respuesta debe ser de al menos 120 milisegundos. Incluso la ECU no puede verificar parámetros tan exactos, por lo tanto, para verificación precisa el sensor debe retirarse y verificarse con un equipo especial.

Causas de un mal funcionamiento del sensor de oxígeno

Las fallas y violaciones en la funcionalidad del sensor se asocian con mayor frecuencia con rupturas banales y oxidación de contactos. Deshabilitar el sistema:

• rotura de cadena;
• oxidación grupos de contacto por corrosión o fusión;
• contaminación del sensor y el cuerpo de zirconio de trabajo con productos de combustión de combustible;
• sobrecalentamiento cuando el encendido no está ajustado o rica mezcla;
• defectos mecánicos;
• cierre.

La cantidad de aditivos de combustible especiales afecta en gran medida el estado de la sonda lambda. El hecho es que nadie regula su composición y pueden contener sustancias químicamente agresivas que matan el cuerpo de trabajo de circonio o titanio. A la sonda tampoco le gusta mucho la situación en la que el aceite entra en el combustible debido a mala condición Anillos rascadores de aceite y anticongelante que entran en la gasolina. Una mezcla demasiado rica durante mucho tiempo también puede provocar la muerte de la sonda.

Contenido de CO en los gases de escape en sonda lambda defectuosa puede ser hasta un 3%. Es prácticamente imposible influir en este parámetro sin reemplazar el sensor, incluso en motores de diseño antiguo, en los que está instalada una sonda. Puede intentar ajustar el CO con un regulador de calidad de la mezcla, pero su rango casi siempre no es suficiente. En vehículos con dos sensores de oxígeno sin reemplazar la sonda, el problema solo se puede resolver interfiriendo con la electrónica, pero esto requiere un conocimiento sólido y el equipo de diagnóstico adecuado. O limpiando la sonda con preparaciones especiales en un baño ultrasónico.

Los síntomas de un mal funcionamiento de la sonda también se determinan sin medir el CO, y dichos diagnósticos se llevan a cabo por sí solos. Por lo general, esto se expresa en:

• ralentí inestable;
• bajo nivel de señal del sensor;
• alto consumo con buen sistema de encendido e inyección;
• la dinámica de aceleración cae y el nivel de CO aumenta.

En condiciones normales, la sonda lambda tiene una larga vida útil y requiere reemplazo cada 50-70 mil km. Para sensores calentados, el recurso es de unos 100 mil km. Un sensor reemplazado a tiempo ahorrará combustible entre un 10 y un 15 %, además de prolongar la vida útil de un catalizador costoso. Por supuesto, la dinámica, el consumo y la toxicidad del escape cambiarán.

¿Cómo verificar y quitar/instalar correctamente la sonda?

A la primera señal de una sonda lambda que no funciona, cierta categoría del público comienza a hacer trucos, trata de eludir el sensor y piensa en cómo apagar el sensor. Los trucos de bricolaje son fáciles de hacer. Solo después de eso será necesario realizar ajustes significativos en la configuración del sistema de control del motor, y no es un hecho que se realizarán correctamente, y el recurso del motor no disminuirá. El precio del sensor está presionando para esto, porque muchos, después de haber visto cuánto cuesta una sonda nueva, no tienen prisa por instalarla. Entonces, reemplazo completo catalizador para uno universal (es decir, no se requiere firmware de ECU para el euro) costará desde 12 mil, instalación licuadora electronica para eliminar errores en el sistema de control: alrededor de 5 mil. Una nueva sonda lambda de Bosch cuesta 2,5 mil. Además, dos de ellos están instalados en motores nuevos y cuatro en automóviles con dos catalizadores.

Realmente puede verificar la sonda lambda solo si tiene un osciloscopio, ya que la computadora no puede evaluar el grado de daño o la operatividad del sensor, y no podrá averiguar nada con sus propias manos sin un dispositivo. Cualquier control cuesta dinero, pero recomendamos enfáticamente no desperdiciarlo, ya que el funcionamiento del sensor en nuestra gasolina conduce a su muerte en 3-4 años con un kilometraje moderado y rara vez no alcanza los reemplazos de rutina nominales. El reemplazo del sensor de bricolaje no es difícil, lo único que debe considerar es quitarlo en un motor caliente. En los sensores nuevos, la parte roscada ya está untada con un lubricante especial, si no, la untamos con grafito. Después de reemplazar el sensor, es necesario, fuera de peligro, restablecer la RAM en la unidad de control. La memoria se borra desconectando la computadora de la fuente de alimentación durante 15 minutos.

Un sensor de oxígeno es un dispositivo diseñado para registrar la cantidad de oxígeno que queda en los gases de escape del motor de un automóvil. Está ubicado en el sistema de escape cerca del convertidor catalítico. En base a los datos recibidos por el oxigenador, la unidad electrónica de control del motor (ECU) corrige el cálculo de la proporción óptima de la mezcla aire-combustible. El coeficiente de exceso de aire en su composición se indica en la industria del automóvil con la letra griega lambda (λ), gracias a lo cual el sensor recibió un segundo nombre: una sonda lambda.

Factor de exceso de aire λ

Antes de desmontar el diseño del sensor de oxígeno y el principio de su funcionamiento, es necesario determinar un parámetro tan importante como la relación de exceso de aire de la mezcla de aire y combustible: qué es, qué afecta y por qué el sensor lo mide.

En teoria operación hielo hay tal cosa como relación estequiométrica- esta es la proporción ideal de aire y combustible en la que se produce la combustión completa del combustible en la cámara de combustión de un cilindro del motor. Este es un parámetro muy importante, sobre la base del cual se calculan el suministro de combustible y los modos de funcionamiento del motor. Equivale a 14,7 kg de aire por 1 kg de combustible (14,7:1). Naturalmente, tal cantidad de mezcla de aire y combustible no ingresa al cilindro al mismo tiempo, es solo una proporción que se vuelve a calcular para las condiciones reales.

Dependencia de la potencia (P) y el consumo de combustible (Q) del coeficiente de exceso de aire

Relación de exceso de aire (λ)- esta es la relación entre la cantidad real de aire que ingresa al motor y la teóricamente necesaria (estequiométrica) para la combustión completa del combustible. En términos simples, esto es "cuánto más (menos) aire ingresó al cilindro de lo que debería haber sido".

Dependiendo del valor de λ, existen tres tipos de mezcla aire-combustible:

• λ = 1 - mezcla estequiométrica;
• λ < 1 — «богатая» смесь (избыток — топливо; недостаток — воздух);
• λ > 1 - mezcla "pobre" (exceso - aire; falta - combustible).

Los motores modernos pueden funcionar con los tres tipos de mezcla, dependiendo de las tareas actuales (economía de combustible, aceleración intensiva, reducción de la concentración de sustancias nocivas en los gases de escape). Desde el punto de vista de los valores óptimos de potencia del motor, el coeficiente lambda debe tener un valor de alrededor de 0,9 (mezcla "rica"), el consumo mínimo de combustible corresponderá a la mezcla estequiométrica (λ = 1). Mejores resultados para la limpieza de los gases de escape también se observará en λ = 1, ya que la operación efectiva del convertidor catalítico ocurre en una composición estequiométrica de la mezcla aire-combustible.

Propósito de los sensores de oxígeno

Estándar en los automóviles modernos, se utilizan dos sensores de oxígeno (para un motor en línea). Uno delante del catalizador ( sonda lambda superior), y el segundo después (sonda lambda inferior). No hay diferencias en el diseño de los sensores superior e inferior, pueden ser iguales, pero funcionan diferentes funciones.

El sensor de oxígeno anterior o delantero detecta la cantidad de oxígeno que queda en los gases de escape. Basándose en la señal de este sensor, la unidad de control del motor "entiende" qué tipo de mezcla de aire y combustible está funcionando en el motor (estequiométrica, rica o pobre). Dependiendo de las lecturas del oxigenador y del modo de operación requerido, la ECU ajusta la cantidad de combustible suministrado a los cilindros. Por regla general, el suministro de combustible se ajusta hacia la mezcla estequiométrica. Cabe señalar que cuando el motor se calienta, la ECU del motor ignora las señales del sensor hasta que alcanza la temperatura de funcionamiento. La sonda lambda inferior o trasera se utiliza para ajustar aún más la composición de la mezcla y controlar el correcto funcionamiento del convertidor catalítico.

El diseño y principio de funcionamiento del sensor de oxígeno.

Hay varios tipos de sondas lambda que se utilizan en los automóviles modernos. Considere el diseño y el principio de funcionamiento del más popular de ellos: un sensor de oxígeno basado en dióxido de circonio (ZrO2). El sensor consta de los siguientes elementos principales:

• Electrodo exterior: hace contacto con los gases de escape.
• Electrodo interior - en contacto con la atmósfera.
• Elemento calefactor: se utiliza para calentar el sensor de oxígeno y llevarlo a la temperatura de funcionamiento (alrededor de 300 ° C) más rápidamente.
• Electrolito sólido: ubicado entre dos electrodos (dióxido de circonio).
• Marco.
• La carcasa protectora de la punta tiene orificios especiales (perforación) para la penetración de los gases de escape.

Los electrodos externos e internos están cubiertos con pulverización catódica de platino. El principio de funcionamiento de una sonda lambda de este tipo se basa en la aparición de una diferencia de potencial entre las capas de platino (electrodos), que son sensibles al oxígeno. Ocurre cuando el electrolito se calienta, cuando los iones de oxígeno del aire atmosférico y los gases de escape se mueven a través de él. El voltaje que se produce en los electrodos del sensor depende de la concentración de oxígeno en los gases de escape. Cuanto mayor sea, menor será el voltaje. El rango de voltaje de la señal del sensor de oxígeno es de 100 a 900 mV. La señal tiene forma sinusoidal, en la que se distinguen tres zonas: de 100 a 450 mV - mezcla pobre, de 450 a 900 mV - mezcla rica, el valor de 450 mV corresponde a la composición estequiométrica de la mezcla aire-combustible.

Tipos de sondas lambda

Además del zirconio, también se utilizan sensores de oxígeno de banda ancha y titanio.

• Titanio. Este tipo de oxigenador tiene un elemento sensible hecho de dióxido de titanio. La temperatura de funcionamiento de un sensor de este tipo comienza a partir de 700 °C. Las sondas lambda de titanio no requieren la presencia de aire atmosférico, ya que su principio de funcionamiento se basa en un cambio en el voltaje de salida, dependiendo de la concentración de oxígeno en el escape.
• La sonda lambda de banda ancha es un modelo avanzado. Consta de un sensor de circonio y un elemento de bombeo. El primero mide la concentración de oxígeno en los gases de escape, fijando la tensión provocada por la diferencia de potencial. A continuación, la lectura se compara con el valor de referencia (450 mV) y, en caso de desviación, se aplica una corriente que provoca el bombeo de iones de oxígeno del escape. Esto continúa hasta que el voltaje es igual al valor especificado.

Recurso oxigenador y sus averías.

La sonda lambda es uno de los sensores de uso más rápido. Esto se debe a que está constantemente en contacto con los gases de escape y su recurso depende directamente de la calidad del combustible y la salud del motor. Por ejemplo, un tanque de oxígeno de circonio tiene un recurso de aproximadamente 70-130 mil kilómetros.

Dado que el funcionamiento de ambos sensores de oxígeno (superior e inferior) es monitoreado por el sistema OBD-II, si alguno de ellos falla, se registrará el error correspondiente y se encenderá la luz indicadora de mal funcionamiento en el panel de instrumentos. comprobar el motor". En este caso, puede diagnosticar un mal funcionamiento utilizando un escáner de diagnóstico especial.

Cuando el sensor de oxígeno funciona correctamente, la característica de la señal es una onda sinusoidal regular, que muestra una frecuencia de conmutación de al menos 8 veces en 10 segundos. Si el sensor falla, la forma de la señal diferirá de la de referencia, o su respuesta a un cambio en la composición de la mezcla se ralentizará significativamente.

Los principales fallos de funcionamiento del sensor de oxígeno:

• desgaste durante el funcionamiento ("envejecimiento" del sensor);
• acantilado circuito eléctrico elemento de calefacción;
• contaminación.

Todos estos tipos de problemas pueden desencadenarse por el uso de combustible de baja calidad, el sobrecalentamiento, la adición de varios aditivos, la entrada de aceites y productos de limpieza en el área del sensor.

El sistema de inyección de combustible de un automóvil es más económico y eficiente que un carburador. Esto se logra mediante un control completo sobre el suministro de combustible y aire, que se lleva a cabo mediante una serie de sensores. Comprueban los parámetros de funcionamiento, los transmiten a la unidad electrónica, que analiza y, en base a ellos, corrige el funcionamiento de todo el sistema.

Además, sensores para asegurar información completa sobre el funcionamiento del sistema se establecen no solo en la entrada (cantidad de combustible, aire), sino también en el sistema de escape. Utiliza solo un sensor, pero la cantidad de aire que se suministrará a los cilindros depende de su funcionamiento. Se llama sensor de oxígeno, otro nombre es sonda lambda.

¿Por qué necesita una sonda lambda en un automóvil?

1) caja metálica con rosca y hexágono llave en mano;
2) junta tórica;
3) colector de corriente señal eléctrica;
4) aislante cerámico;
5) alambres;
6) collar de alambre de sellado;
7) contacto portador de corriente del cable de alimentación del calentador;
8) pantalla protectora externa con abertura para aire atmosférico;
9) elemento sensible;
10) punta de cerámica;
11) una pantalla protectora con un orificio para gases de escape.

La tarea principal de este sensor de oxígeno es estimar la cantidad de oxígeno no quemado en los gases de escape. El hecho es que la combustión más eficiente de la mezcla de aire y combustible se logra con una cierta proporción de combustible y aire: una parte de gasolina debe mezclarse con 14,7 partes de aire.

Si la mezcla de aire y combustible es pobre, el contenido de aire aumentará y viceversa: una mezcla rica proporcionará un porcentaje menor de oxígeno en los gases de escape. Y esto ya afecta a la potencia, el consumo, la respuesta del acelerador.

Dado que el motor está funcionando diferentes modos, por lo que esta relación no siempre se cumple. Para poder controlar la cantidad de aire suministrado, se incluye una sonda lambda en el sistema de alimentación.

Con base en las lecturas de este sensor, la unidad electrónica evalúa la calidad de la mezcla aire-combustible y, si detecta un incumplimiento de las normas, corrige el funcionamiento del sistema, asegurando que se suministre la mezcla óptima enviando una señal a los inyectores, que aumentan o disminuyen la cantidad de combustible inyectado.

El dispositivo y el principio de funcionamiento de la sonda lambda.

El principio de funcionamiento de la sonda lambda.

El principio parece ser simple, pero su implementación no es tan fácil. Este sensor debe comparar los resultados con algo para “entender” que se ha producido un cambio en el porcentaje de oxígeno. Por lo tanto, realiza mediciones en dos lugares: el aire atmosférico y el que queda después de la combustión de la mezcla. Esto le permite "sentir" la diferencia al cambiar la proporción de la mezcla de aire y combustible.

1 – electrolito sólido ZrO2; 2, 3 - electrodos exterior e interior; 4 - contacto con el suelo; 5 - "contacto de señal"; 6 - tubo de escape

En este caso, se debe suministrar una señal eléctrica a la unidad electrónica. Para hacer esto, la sonda lambda necesita convertir los resultados de la medición en un impulso al que se aplicará. Para medir la concentración de oxígeno en la atmósfera y en los gases de escape se utilizan dos electrodos que reaccionan con él. Es decir, el principio de una celda galvánica está involucrado en el funcionamiento de este sensor, en el que el cambio de parámetros reacción química implica un cambio en el voltaje entre los electrodos del sensor. Entonces, con una mezcla enriquecida, cuando el porcentaje de oxígeno es menor, el voltaje aumenta, y cuando se agota, disminuye.

El impulso eléctrico recibido como resultado de una reacción química se alimenta a la computadora, cuyos parámetros compara con los registrados en su memoria y, como resultado, ajusta el funcionamiento del sistema de potencia.

Usando reacciones químicas para trabajar, la sonda lambda no tiene un diseño complejo. Su elemento principal es una punta de cerámica hecha de dióxido de circonio (con menos frecuencia dióxido de titanio) con un recubrimiento de platino, que actúa como electrodos que reaccionan. Un lado de la punta está en contacto con la atmósfera y el otro lado está en contacto con los gases de escape.

sonda lambda calentada

La peculiaridad del trabajo de una punta de cerámica de este tipo es que el producto de las mediciones efectivas del porcentaje residual de oxígeno se realiza solo bajo un cierto régimen de temperatura. Para que la punta adquiera la conductividad necesaria, se requiere una temperatura de 300-400 grados. CON.

Para garantizar las condiciones de temperatura requeridas, este sensor se instaló inicialmente más cerca del colector de escape, lo que aseguró que se alcanzara la temperatura requerida a medida que se calentaba. planta de energía. Es decir, no entró inmediatamente en el trabajo. Antes de que la sonda lambda comenzara a transmitir impulsos, la unidad electrónica se basaba en las lecturas de otros sensores incluidos en el sistema de potencia, pero no se observó una formación óptima de la mezcla.

Vídeo: Cómo conectar una sonda lambda calentada

Algo más útil para usted:

Algunos modelos de sondas lambda en su diseño tienen especial calentadores eléctricos, que proporciona un acceso más rápido a la temperatura requerida. El calefactor se alimenta de la red de a bordo del automóvil.

El sensor, que realiza su trabajo debido a una reacción química, se llama sensor de dos puntos, debido al hecho de que las mediciones se realizan en dos lugares. Pero también se produce otro tipo de sonda lambda: de banda ancha, que es una versión más moderna del sensor. Su diseño también utiliza un elemento de dos puntos, así como otro elemento cerámico: el bombeo. En este caso, la esencia se reduce al mismo suministro de una señal eléctrica a la computadora.

Uso de dos o más sensores

Ahora, muchos automóviles, con el fin de aumentar su respeto por el medio ambiente, utilizan, lo que reduce las emisiones nocivas a la atmósfera. En este caso, el sistema de escape está equipado no con uno, sino con dos o más sensores de oxígeno.

En un sistema de escape de este tipo, estos sensores no solo miden el oxígeno residual, sino que también evalúan la eficiencia del convertidor. Uno de los sensores está instalado frente al catalizador y el segundo, detrás de él. Esto permite, en base a una comparación de las lecturas de dos sondas lambda, comprender si se está llevando a cabo la neutralización de sustancias nocivas.

Por un lado, un sistema de este tipo permite menos contaminación ambiente, pero por otro lado, ella es muy “caprichosa”. Uno o dos llenados con gasolina de baja calidad pueden arruinar fácilmente el convertidor. Y esto ya afectará las lecturas de los sensores de oxígeno y, como resultado, el funcionamiento de todo el sistema de suministro de energía.

Además, incluso si se observan todas las condiciones de funcionamiento del automóvil, el convertidor fallará porque tiene su propio recurso, luego de lo cual debe reemplazarse para restablecer el funcionamiento normal del sistema de energía. Y dado que el reemplazo es un "placer" costoso, varios trucos vienen al rescate.

Muchos son simples y en su lugar instalan un parallamas, una pieza de tubería ordinaria del diámetro requerido. Y para obtener la diferencia en las lecturas de los dos sensores, utilizan el llamado inconveniente en la sonda lambda, un espaciador especial que se instala en la segunda sonda lambda.

Este inconveniente simplemente elimina la punta del flujo de escape, lo que afecta sus lecturas. Debido a esto, se logra una diferencia que la ECU percibe como el trabajo de un catalizador.

Vídeo: Sonda lambda (sensor de oxígeno). Cómo engañar a la segunda sonda lambda

Síntomas de una falla del sensor de oxígeno

Una sonda lambda es un elemento bastante importante en el sistema de energía de un automóvil y su avería puede afectar significativamente el funcionamiento de la planta de energía. Sus síntomas son los siguientes:

• aumento en el consumo de gasolina;
• velocidad de ralentí "flotante";
• disminución de la dinámica de aceleración;
• chasquidos y crujidos debajo del automóvil después de que se detiene el motor;

Una de las características de la sonda lambda radica en el hecho de que su mal funcionamiento está lejos de ser siempre reconocido por el sistema de autodiagnóstico automático. Además, es imposible comprobarlo utilizando instrumentos de medición convencionales en condiciones del garaje. Su rendimiento se verifica solo con un osciloscopio.

Tampoco es reparable. Lo único que se puede eliminar es una rotura en el cableado que va al sensor. Pero con él también hay fallas de funcionamiento tales como daños en el elemento calefactor y pérdida de sensibilidad del sensor.

Vídeo: Cómo comprobar una sonda lambda

Reemplazo

Por lo tanto, muchos automovilistas no intentan diagnosticar el rendimiento de las sondas lambda, sino que simplemente las reemplazan periódicamente por una nueva. Para mantener el sistema de energía en buen estado de funcionamiento, debe reemplazarse cada 2 o 3 años.

Esta operación no es difícil y se realiza en agujero de visualización. Primero debe comprar el modelo de sensor requerido. Antes del desmontaje, el bloque de cables se desconecta de la sonda y luego se desenrosca de su asiento llave inglesa del tamaño adecuado. Para facilitar el desatornillado, se permite el procesamiento por medios especiales(WD-40 u otros). Se atornilla un nuevo elemento en lugar del elemento desatornillado y se le conecta el cableado.

Moderno vehículos equipado con muchos sensores que monitorean el rendimiento de los componentes y ensamblajes. Uno de los principales sensores del vehículo es el sensor de oxígeno residual (sonda λ). Sin embargo, solo unos pocos automovilistas saben cómo verificar la sonda lambda por sí mismos, ahorrando tiempo y dinero.

¿Qué es una sonda lambda y dónde se encuentra?

En relación con el endurecimiento de los estándares ambientales para reducir la toxicidad de los gases de escape, los automóviles comenzaron a equiparse con un convertidor catalítico (catalizador). La calidad y duración de su funcionamiento depende directamente de la composición de la mezcla aire-combustible (FA). En función de las señales transmitidas por la sonda lambda, la porcentaje en una mezcla de combustible y aire.

Sonda lambda: un sistema que determina la cantidad de oxígeno residual que contienen los gases de escape. De lo contrario, se puede llamar un sensor de oxígeno.

La sonda lambda se encuentra en el colector de escape delante del catalizador

La purificación de alta calidad de los gases de escape tóxicos en el catalizador se lleva a cabo solo en presencia de oxígeno en ellos. Para controlar la efectividad del convertidor y mejorar la precisión del estudio del estado de los gases de escape, muchos modelos instalan una segunda sonda lambda en la salida del catalizador.

Para mejorar la eficiencia en los automóviles modernos, se instala una sonda lambda adicional en la salida del catalizador.

Cómo funciona un sensor de oxígeno

La función principal de la sonda lambda es medir la cantidad de oxígeno contenida en los gases de escape y compararla con la referencia.

Los impulsos eléctricos del sensor de oxígeno se envían a la unidad de control electrónico (ECU) Sistema de combustible. Con respecto a estos datos, la ECU regula la composición de los elementos combustibles suministrados a los cilindros.

Esquema de instalación de los sensores de oxígeno principales y adicionales en el automóvil.

El resultado del trabajo conjunto de la sonda lambda y la ECU es obtener un conjunto combustible estequiométrico (teóricamente ideal, óptimo), compuesto por 14,7 partes de aire y 1 parte de combustible, en el que λ=1. Para una mezcla enriquecida (exceso de gasolina) λ<1, у обеднённой (избыток воздуха) - λ>1.

Gráfico de potencia (P) y consumo de combustible (Q) versus valor (λ)

Variedades de sondas lambda.

Los automóviles modernos están equipados con los siguientes sensores:

• circonio;
• titanio;
• Banda ancha.

Circonio

Uno de los modelos más comunes. Formulado con zirconio (ZrO2).

El sensor de oxígeno de circonio funciona según el principio de una celda galvánica con un electrolito sólido en forma de cerámica de circonio (ZrO2)

La punta de cerámica con dióxido de circonio está cubierta por ambos lados con pantallas protectoras de electrodos de platino porosos conductores. Las propiedades de un electrolito permeable a los iones de oxígeno aparecen cuando el ZrO2 se calienta por encima de los 350°C. La sonda lambda no funcionará sin calentarse a la temperatura deseada. El calentamiento rápido se lleva a cabo debido al elemento calefactor integrado en el cuerpo con un aislante cerámico.

¡Importante! Elevar la temperatura del sensor a 950°C provoca su sobrecalentamiento.

Los gases de escape ingresan a la parte exterior de la punta a través de espacios especiales en la carcasa protectora. El aire atmosférico ingresa al sensor a través de un orificio en la carcasa o una cubierta de sellado impermeable porosa (manguito) de los cables.

La diferencia de potencial se forma debido al movimiento de iones de oxígeno a través del electrolito entre los electrodos de platino externo e interno. El voltaje generado a través de los electrodos es inversamente proporcional a la cantidad de O2 en el sistema de escape.

El voltaje que se desarrolla a través de los dos electrodos es inversamente proporcional a la cantidad de oxígeno

En cuanto a la señal proveniente del sensor, la unidad de control regula la composición del elemento combustible, tratando de acercarla a la estequiométrica. El voltaje proveniente de la sonda lambda cambia varias veces por segundo. Esto permite regular la composición de la mezcla de combustible, independientemente del modo de funcionamiento del motor de combustión interna.

Por la cantidad de cables, se pueden distinguir varios tipos de dispositivos de circonio:

1. En un sensor de un solo cable, solo hay un cable de señal. El contacto con el suelo se realiza a través de la carcasa.
2. El dispositivo de dos hilos está equipado con cables de señal y de tierra.
3. Los sensores de tres y cuatro cables están equipados con un sistema de calefacción, control y cables de tierra.

Las sondas lambda de circonio, a su vez, se dividen en sensores de uno, dos, tres y cuatro hilos

titanio

Visualmente similar a la zirconia. El elemento sensible del sensor está hecho de dióxido de titanio. Dependiendo de la cantidad de oxígeno en los gases de escape, la resistencia de volumen del sensor cambia abruptamente: de 1 kOhm con una mezcla rica a más de 20 kOhm con una pobre. En consecuencia, la conductividad del elemento cambia, lo que el sensor señala a la unidad de control. La temperatura de funcionamiento del sensor de titanio es de 700 °C, por lo que se requiere un elemento calefactor. Falta el aire de referencia.

Debido a su complejo diseño, alto costo y quisquilloso a los cambios de temperatura generalizado no recibi el sensor.

Además del circonio, también existen sensores de oxígeno a base de dióxido de titanio (TiO2)

banda ancha

Estructuralmente diferente de las 2 cámaras anteriores (células):

• Medición;
• Bombeo.

En la cámara para mediciones usando circuito electrónico la modulación de voltaje mantiene la composición del gas correspondiente a λ=1. La celda de la bomba, cuando el motor funciona con una mezcla pobre, elimina el exceso de oxígeno del espacio de difusión hacia la atmósfera; cuando la mezcla es rica, repone el orificio de difusión con los iones de oxígeno faltantes del mundo exterior. La dirección de la corriente para mover el oxígeno en diferentes direcciones cambia y su valor es proporcional a la cantidad de O2. Es el valor de la corriente que sirve como detector λ de los gases de escape.

La temperatura necesaria para el funcionamiento (al menos 600 °C) se alcanza gracias al funcionamiento del elemento calefactor del sensor.

Los sensores de oxígeno de banda ancha detectan lambda de 0,7 a 1,6

Síntomas de mal funcionamiento

Los principales signos que indican una avería del sensor de oxígeno son:

• Aumento de la toxicidad de los gases de escape;
• Dinámica de aceleración intermitente e inestable;
• Encendido a corto plazo de la lámpara "CHECK ENGINE" con un fuerte aumento de la velocidad;
• Inestable, cambiando constantemente inactivo;
• Mayor consumo de combustible;
• Sobrecalentamiento del catalizador, acompañado de crujidos en su zona cuando se apaga el motor;
• Indicador constantemente encendido "CHECK ENGINE";
• Alarma sin motivo ordenador de a bordo sobre elementos combustibles reenriquecidos.

Hay que tener en cuenta que todas estas desviaciones pueden ser síntomas de otras averías.

La vida útil de una sonda lambda es de aproximadamente 60-130 mil km. Los motivos de la reducción de la vida útil y la avería del dispositivo pueden ser:

• Úselo cuando monte sensores que no están diseñados para altas temperaturas selladores (silicona);
• Gasolina de baja calidad (alto contenido de etilo, plomo, metales pesados);
• Entrada de aceite en el sistema de escape como resultado del desgaste de los anillos o tapas raspadores de aceite;
• Sobrecalentamiento del sensor como resultado de un encendido mal configurado, conjuntos de combustible demasiado enriquecidos;
• Múltiples intentos de arrancar el motor, lo que lleva a la penetración de mezclas combustibles en el sistema de escape;
• Contacto inestable, corto a tierra, cable de salida roto;
• Violación de la integridad del diseño del sensor.

Métodos para diagnosticar un sensor de oxígeno.

Los expertos aconsejan comprobar el correcto funcionamiento de la sonda lambda cada 10.000 km, aunque no haya problemas en el funcionamiento del aparato.

El diagnóstico comienza con la verificación de la confiabilidad de la conexión del terminal con el sensor y la presencia de daños mecanicos. A continuación, desenrosque la sonda lambda del colector e inspeccione la cubierta protectora. Se limpian pequeños depósitos.

Si durante inspección visual En el tubo protector de la sonda de oxígeno se encontraron rastros de hollín, fuertes depósitos blancos, grises o brillantes, se debe reemplazar la sonda lambda.

Cómo comprobar una sonda lambda con un multímetro (probador)

La verificación del rendimiento del sensor se lleva a cabo de acuerdo con los siguientes parámetros:

• Voltaje en el circuito de calefacción;
• "Voltaje de referencia;
• Estado del calentador;
• Señal del sensor.

Esquema eléctrico de una sonda lambda según su tipo

La presencia de voltaje en el circuito de calefacción se determina con un multímetro o voltímetro en la siguiente secuencia:

1. Sin quitar el conector del sensor, encienda el encendido.
2. Las sondas están conectadas al circuito de calefacción.
3. Las lecturas del dispositivo deben coincidir con el voltaje de la batería: 12 V.

"+" va al sensor desde la batería a través del fusible. En su ausencia, esta cadena se llama.

"-" proviene de la unidad de control. Si no se detecta, controlar los terminales del circuito sonda lambda - ECU.

Las mediciones de la tensión de referencia se realizan con los mismos dispositivos. Secuenciación:

1. Encienda el encendido.
2. Mida el voltaje entre el cable de señal y tierra.
3. El dispositivo debe mostrar 0,45 V.

Para verificar el calentador, el multímetro está configurado en modo óhmetro. Pasos de diagnóstico:

1. Retire el conector del dispositivo.
2. Mida la resistencia entre los contactos del calentador.
3. Las lecturas en diferentes tanques de oxígeno son diferentes, pero no deben superar los 2-10 ohmios.

¡Importante! La ausencia de resistencia indica una ruptura en el circuito del calentador.

Se usa un voltímetro o multímetro para verificar la señal del sensor. Para esto:

1. Encender el motor.
2. Caliéntelo hasta la temperatura de funcionamiento.
3. Las sondas del dispositivo están conectadas al cable de señal y al cable de tierra.
4. La velocidad del motor se aumenta a 3000 rpm.
5. Supervise las lecturas de voltaje. Deben observarse saltos en el rango de 0,1 V a 0,9 V.

Si durante al menos una de las comprobaciones los indicadores difieren de la norma, el sensor está defectuoso y debe reemplazarse.

Vídeo: comprobación de la sonda lambda con un tester

La principal ventaja de este diagnóstico de sonda lambda sobre la verificación con un voltímetro y un multímetro es la fijación del tiempo entre el mismo tipo de cambios de voltaje de salida. No debe exceder los 120 ms.

Secuencia de acciones:

1. La sonda del dispositivo está conectada al cable de señal.
2. El motor se calienta a la temperatura de funcionamiento.
3. La velocidad del motor se aumenta a 2000-2600 rpm.
4. Según el osciloscopio, se determina el rendimiento del sensor de oxígeno.

El diagnóstico con un osciloscopio ofrece la imagen más completa del funcionamiento de la sonda lambda

Exceder el indicador de tiempo o cruzar los límites de voltaje de 0,1 V inferior y 0,9 V superior indica un sensor de oxígeno defectuoso.

Video: diagnóstico del sensor de oxígeno con un osciloscopio.

Otros métodos de verificación

Si el automóvil tiene un sistema a bordo, entonces la señal "COMPROBAR EL MOTOR", que da un cierto error, se puede usar para diagnosticar el estado de la sonda lambda.

Lista de errores de la sonda lambda

Para que la sonda lambda funcione durante mucho tiempo y de manera eficiente, es necesario repostar el automóvil solo combustible de calidad. Los diagnósticos programados y oportunos del sensor de oxígeno ayudarán a detectar su mal funcionamiento a tiempo. Esta medida puede prolongar la vida útil no solo del sensor en sí, sino también del catalizador.