Una sonda lambda es un dispositivo electrónico que monitorea el nivel de oxígeno en los gases de escape de un motor de combustión interna. Ajusta la relación aire-combustible del motor a través de la ECU y asegura una combustión adecuada. Mantiene el funcionamiento eficiente del vehículo.
Exploremos el sensor lambda.
¿Qué es un sensor Lambda?
Una sonda lambda, o sensor de oxígeno, es un dispositivo que se utiliza para monitorear y medir el volumen de oxígeno en los gases de escape de un motor de combustión interna. El sensor se instala en la línea de escape de su automóvil o vehículo.
El sensor de O₂ identifica la relación aire-combustible (AFR) óptima para el motor y mantiene un nivel adecuado de emisiones. Se pueden usar hasta cuatro sensores de oxígeno en un vehículo, según su tipo y fabricación. Las sondas lambda identifican los niveles de oxígeno en el escape y envían datos en tiempo real a la ECU.
A continuación, la ECU calcula la relación de la mezcla aire-combustible del motor, lo que garantiza una combustión adecuada en las cámaras de combustión y reduce las emisiones de gases nocivos al medio ambiente. La sonda lambda mantiene la relación de la mezcla aire-combustible en torno a 14,7 estequiométricas para el motor de gasolina.
Esta proporción de aire y combustible se denomina relación aire-combustible estequiométrica (AFR). Si funcionan con esta relación, los motores queman todos los combustibles completamente sin exceso de aire ni combustible.
¿Cómo funciona un sensor Lambda?
Los sensores funcionan según el principio de tomar una entrada y compararla con el valor estándar, para luego enviar la salida relacionada.
Cuando la sonda del sensor lambda detecta una temperatura cercana a los 350 grados, la cantidad extra de oxígeno en los gases de escape genera un cambio de voltaje en la sonda.
Esto indica que la función de detección depende del contenido de oxígeno en los gases de escape.
Luego, el pin lambda del sensor de oxígeno cuenta el gas O2 en el escape (que está cerca de 0,3 a 3%) en comparación con el oxígeno en el aire natural (alrededor de 20,8-21%).
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Si el exceso de oxígeno en el escape es inferior a 3%, la mezcla aire-combustible del motor se indica en estado de combustión rica, lo que significa que consume un exceso de combustible. En este estado, se registran hasta 0,9 V en la sonda del sensor.
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Por otro lado, si el exceso de oxígeno en el escape es igual a 3%, se identifica como un motor de combustión pobre, lo que significa que consume más aire del estándar y provoca una combustión ineficiente. En estado de combustión pobre, la sonda detecta 0,1 V.
Como se mencionó anteriormente, el sensor de oxígeno lambda calcula el exceso de oxígeno en los gases de escape del motor.
Una vez finalizado el cálculo, el sensor lambda de O₂ envía una señal de voltaje eléctrico al circuito de la unidad de control del motor. La ECU identifica si el motor está en mezcla pobre o rica según el voltaje que se le transmite.
Tipos de sensores de oxígeno:
El zirconio y el titanio son dos tipos populares de sensores de oxígeno utilizados en los sistemas de escape modernos. Entre ellos, el sensor de oxígeno de zirconio o lambda es el más utilizado.
El sensor de oxígeno de zirconio funciona con la señal de voltaje generada por el cambio de emisión de O2 con los gases de escape.
Cuando el volumen de oxígeno en el escape de un motor es mayor que el valor estándar, se trata de una mezcla pobre y el sensor de O2 recibe bajo voltaje.
Cuando la cantidad de oxígeno en el escape es baja, se define como una mezcla rica de aire y combustible. El sensor detecta alto voltaje.
Por el contrario, el sensor de titanio funciona según los cambios de resistencia eléctrica que se producen debido a la concentración de oxígeno en los gases de escape. La unidad de control del motor (ECU) interpreta estas fluctuaciones en la resistencia del sensor para fijar la relación aire-combustible.
Hay otros dos tipos de sensores de oxígeno:
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sondas de salto
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y sondas de banda ancha
Sonda de salto: El sensor de oxígeno con sonda de salto también se conoce como sensor de banda estrecha o de conmutación. Este tipo de sensor no proporciona datos continuos como el sensor de banda ancha. Detecta cualquier salto repentino de voltaje y envía la señal de salto a la ECU.
Esto significa que el sensor de oxígeno de la sonda de salto puede detectar y enviar datos cuando identifica que la mezcla está en condiciones pobres o ricas.
El sensor de sonda de puente no se suele utilizar en vehículos modernos debido a algunas limitaciones. Sin embargo, algunos sensores de sonda de puente tienen un tiempo de respuesta más rápido, de cuatro segundos, y no requieren ningún valor de referencia de gas. Se conecta a la fuente de alimentación de 5 V de la unidad de control del motor.
Sonda de banda ancha: La sonda lambda de banda ancha es reconocida por su precisión de medición. También conocida como sensor de oxígeno de banda ancha, permite mantener un amplio rango de relaciones aire-combustible, a diferencia del antiguo sensor de banda estrecha. Permite medir mezclas ricas y pobres, algo imposible con la sonda de salto convencional.
Este sensor de banda ancha también se conoce como sensor de oxígeno de sonda lineal. La mayoría de los motores modernos incorporan sensores lambda de oxígeno de banda ancha que ofrecen diversas ventajas. Esta sonda cuenta con todas las funciones necesarias para la monitorización de sistemas de escape modernos.
Ha mejorado la eficiencia del combustible, reducido las emisiones, un tiempo de respuesta más rápido, una medición precisa y mejorado el rendimiento del motor.
Tiene aplicaciones en el ajuste del rendimiento del motor y en la investigación y desarrollo de nuevas tecnologías.
Preguntas frecuentes
¿Qué hace un sensor Lambda?
La sonda lambda examina el volumen de O₂ en el escape de un motor de combustión interna. Luego, envía una señal a la unidad de control del motor para ajustar el AFR según corresponda.
¿Qué sucede si el sensor Lambda está defectuoso?
Una sonda lambda defectuosa provoca una desviación de la mezcla aire-combustible y puede aumentar el consumo de combustible y las emisiones excesivas de CO₂ en los gases de escape. También puede afectar el rendimiento del motor.
Dado que el sensor envía una señal en tiempo real de la cantidad de oxígeno en el escape, podría enviar un mensaje erróneo a la ECU si falla. Como resultado, el motor de su vehículo podría consumir demasiado combustible (mezcla rica) o muy poco (mezcla pobre).
¿Cuánto duran las sondas lambda?
Las sondas lambda pueden durar entre 80.000 y 160.000 km a una velocidad media de 80 km/h. Si lo convertimos a horas de funcionamiento, serían entre 2.000 y 4.000 horas.
Sin embargo, este cálculo de vida útil es solo una estimación y puede variar significativamente dependiendo de las condiciones del vehículo y otras situaciones.
¿Qué pasa si quito el sensor lambda?
Algunos usuarios pueden retirar la sonda lambda de sus vehículos para reducir los costos de mantenimiento y la resolución de problemas. Sin embargo, no es recomendable y puede causar problemas como un menor rendimiento del motor, un aumento del consumo de combustible y un incremento de las emisiones de escape.
Esto puede dar lugar a violaciones de la normativa medioambiental y a multas no deseadas por parte de las autoridades.
¿Qué mata a los sensores lambda?
El sensor de oxígeno puede fallar debido a la antigüedad, el kilometraje, la contaminación interna o fallas eléctricas.
Por lo tanto, podrían ser necesarias comprobaciones regulares y sustituciones cada 30.000 millas.
Conclusión: El sensor lambda de O₂ es un dispositivo pequeño pero crucial para motores diésel, de gasolina y de gas. Identifica y calcula el volumen de oxígeno en el escape y envía datos en tiempo real a la ECU.
La ECU fija las relaciones de la mezcla aire-combustible y garantiza una combustión eficiente. Por lo tanto, es necesario cuidar el sensor de oxígeno para un funcionamiento eficiente del vehículo.