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Sonda lambda

Funcionamiento en ciclo cerrado:1 medidor de caudal de aire ; 2 y 3 catalizador; 4 inyectores; 5 sonda lambda delantera;6 sonda lambda trasera; 7 llegada de gasolina ; 8 entrada de aire desde el filtro;9 escape Volvo 240, primer automóvil equipado con sonda lambda.

3 Funcionamiento: el ciclo cerrado

La sonda lambda (Sonda-λ), es un sensor que está situado en el conducto de escape, inmediatamente antes del catalizador, de forma que puede medir la concentración de oxígeno en los gases de escape antes de que sufran alguna alteración. La medida del oxígeno es representativa del grado de riqueza de la mezcla, magnitud que la sonda transforma en un valor de tensión y que comunica a la unidad de control del motor.[1]

Esa información se transmite a la central de la inyección electrónica y así esta central puede regular la cantidad de combustible que inyecta en el cilindro para mantener la relación lo más próxima a 1/14,7 llamada relación estequiométrica.

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4 Función de la sonda Nernst

La medición se basa en la cantidad de oxígeno restante en el gas evacuado por el tubo de escape. La sonda lambda es uno de los sensores de corrección principales en la electrónica de control, conocido como regulación de lambda para la limpieza catalítica del gas emitido (popu1 Gases del escape larmente denominado catalizador regulado). El sensor se basa en dos principios diferentes para las mediciones: el Los gases de escape de un motor de ciclo Otto están for- voltaje de un electrolito (sonda de Walther Nernst) y una mados en un 80% por Nitrógeno, que no participa prác- variación de la resistencia eléctrica de una resistencia de ticamente en la reacción química de combustión, un 14- cerámica (sonda de resistencia). 16% de dióxido de carbono o CO2 , y el resto agua (va- Su campo principal de aplicación es el motor de combuspor) además de una pequeña proporción de contaminan- tión interna, de ciclo Otto principalmente de inyección tes, siendo los principales los hidrocarburos (HC) y el de combustible, pero también se usa para regular el gas monóxido de carbono (CO) . El oxígeno residual es de emitido por calderas de condensación y motores diésel. un 0,3 % aproximadamente. Su proporción varía bastanLa primera versión de la sonda lambda fue desarrollate en función del factor lambda. da en 1976 por la empresa alemana Bosch y aplicada al Volvo 240.

Constitución

La sonda en sí está constituida por una parte cerámica y unos electrodos de Circonio o Titanio. Los gases de escape están en contacto con la sonda y esta toma información de la proporción de oxígeno residual tras la combustión.

Un lado del sensor de cerámica está expuesto a la corriente de gas evacuado, mientras que el otro se basa en una referencia sobre el nivel de oxígeno. En la mayoría de ocasiones se usa el aire del entorno, por medio de una 1

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6 USO EN MOTORES

apertura en la sonda o sobre una guía para el aire. Con ello se impide que el valor de referencia se vea influenciado por una posible contaminación de vapores de agua, aceite o combustible. Si la sonda se contaminara se reduciría la cantidad de oxígeno en la referencia, y por ello se reduciría el voltaje de la sonda. En el caso de una referencia bombeada, el aire del entorno no es necesario, sino que la referencia de oxígeno se basa en una corriente de iones a partir del gas evacuado. En temperaturas superiores a unos 300 °C la cerámica de la sonda, compuesta de dióxido de circonio y de itrio, se vuelve conductora de iones negativos de oxígeno. La diferencia de concentración da lugar a una difusión de iones del gas evacuado. Los átomos de oxígeno pueden moverse en la cerámica como iones de carga negativa doble. Los electrones necesarios para la ionización de los átomos de oxígeno son suministrados por los electrodos, que son conductores electrónicos. De esta forma puede tomarse el voltaje de la sonda entre los electrodos de platino situados dentro y fuera. Esta información se transmite por medio del cableado a la centralita electrónica del motor. El valor se sitúa para λ>1 (mezcla pobre, falta de combustible o exceso de aire) entre 0 y 150 mV, para λ1). Los motores diésel que despiden por el tubo de escape una mezcla excesivamente oscura suelen precisar de mantenimiento, tiene algún problema, o bien la mezcla inyectada se ha manipulado por medio de “Chip-Tuning”. Para la regulación de los motores diésel y de los motores Otto de mezcla ligera no puede usarse una sonda de valor λ=1, ya que no se puede evaluar el comportamiento de las señales con mezcla ligera o cargada.

Calefacción de la sonda

Ya que la temperatura de un motor frío está muy por debajo de 300 °C, la sonda (y por ello el sistema de regulación) no funciona (o lo hace de forma limitada). Por eso hoy en día todas las sondas llevan incorporado un elemento calefactor para que la sonda alcance la temperatura adecuada. Gracias a ello, garantizan un funcionamiento correcto de la sonda incluso en la fase de calentamiento del motor. La temperatura óptima de operación es, para sondas λ=1, de entre 550 y 700 °C. Las variantes de banda ancha operan a temperaturas de entre 100 y 200 °C más.

6.6 Aspectos eléctricos Para evitar interferencias y funciones erróneas del sensible elemento de control motivadas por variaciones del voltaje, ya no se usa la masa común del vehículo para la calefacción y el voltaje de la sonda, sino un cable separado para masa y señales conectado directamente a la centralita electrónica.

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11 ENLACES EXTERNOS

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Sonda de monitoreo

En los motores Otto de última generación se usa una segunda sonda denominada Sonda de monitoreo para monitorear la función del catalizador, y situada detrás de éste. La centralita electrónica del motor puede comparar los valores de la sonda previos al catalizador con los valores de la sonda de monitoreo. Si el catalizador está en perfecto estado hay una reacción posterior de la sonda de monitoreo frente a la señal de la primera sonda. Si el catalizador ya no está en perfecto estado puede perder su capacidad de almacenamiento de oxígeno, con lo que se reduce la distancia entre la sonda del catalizador y la sonda de monitoreo. La centralita electrónica comunicará este problema en forma de una señal de error que se almacena en la memoria, y un icono se activará en el panel de instrumentos. La sonda de monitoreo, además de realizar una labor de diagnóstico del catalizador, puede mejorar la exactitud de la primera regulación lambda y de la plausibilización de la primera sonda en el marco del autodiagnóstico.

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Aplicación en el calentamiento del hogar

Mediante el uso de caldera de condensación en la sonda lambda situada en la chimenea puede medir el contenido de oxígeno y de esta forma regular la mezcla, para evitar el uso excesivo de aire, que conllevaría a un uso excesivo de energía por parte del sistema de calefacción.

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Referencias

[1] Salinas Villar, Antonio (2006). Motores. Madrid, España: Thomson.

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Véase también

• Centralita electrónica • Sensor

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Enlaces externos

• Sensor de oxígeno o sonda lambda • Sonda Lambda y otros sensores • Sonda Lambda Bosch

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Text and image sources, contributors, and licenses Text

• Sonda lambda Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Sonda%20lambda?oldid=79777483 Colaboradores: FAR, Petronas, Taichi, CEM-bot, Rastrojo, Tortillovsky, Isha, JAnDbot, TXiKiBoT, Mercenario97, BlackBeast, 3coma14, Muro Bot, Edmenb, Bigsus-bot, BOTarate, Tecsie, Poco a poco, SilvonenBot, AVBOT, DumZiBoT, Lu Tup, Sergiportero, SuperBraulio13, Ortisa, Xqbot, Jmcastano, Rubinbot, Botarel, White Master King, EmausBot, Metrónomo, MerlIwBot, Cesar mendez1988, Elvisor, Tsunderebot, Addbot y Anónimos: 29

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• Archivo:Lambda-Regelung.svg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6d/Lambda-Regelung.svg Licencia: CCBY-SA-3.0 Colaboradores: Trabajo propio Artista original: Stefan-Xp • Archivo:Oxygen_sensor.gif Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3b/Oxygen_sensor.gif Licencia: Public domain Colaboradores: photo Artista original: Yamakawa • Archivo:Volvo_240_vorn.JPG Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Volvo_240_vorn.JPG Licencia: CC BY 3.0 Colaboradores: Trabajo propio Artista original: VonNortheim

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