sábado, 25 de septiembre de 2010

Sensor de Oxigeno o Sonda Lambda

Bueno ahora quisiera hablarles sobre un sensor muy importante hoy en dia gracias a los motores inyectados, tanto en motores a Gasolina como a Diésel.
Ya que como la mayoría sabe este Sensor se encarga de medir la relación de Aire/Combustible en los gases de escape.
Primero les voy a mostrar un vídeo que encontré en Youtube, y luego les voy a mencionar algunas características que todo mecánico debe saber, ya que una buena base hace a un Gran Maestro ^_^




Características:

+ El sensor de oxígeno en los motores diesel permite un control mas preciso de la EGR y el control de la cantidad de combustible inyectado bajo condiciones de plena carga del motor.
+ El sensor de oxígeno de banda ancha esta compuesto por un sensor calefactor de banda estrecha (que consiste en sí mismo de una célula de referencia y una célula Nernst) conectado a una célula bomba. Las células están fabricadas de ZrO2 con electrodos de platino poroso.
+ El espacio entre las células es de alrededor de 10-50 micrómetros.
+ El Módulo de Control del Motor (regula la corriente de la bomba) de forma que pueda conseguirse que el valor lambda de los gases de escape en la cámara siempre sea lambda=1.
+ Cuando esto se consigue, el voltaje desde la célula de medición es 450mV, un voltaje que el ECM trata de mantener constante variando la corriente de la bomba.
+ Debido al circuito interno utilizado en un sensor de oxígeno de banda ancha, no es posible conectar un voltímetro o un osciloscopio para medir directamente la salida del sensor. Este sensor entrega una salida de señal de corriente que no solamente varía en amplitud, sino que también en la dirección.
+ El contenido de O2 en los gases de escape en relación con el aire de referencia producen una tensión eléctrica entre ambas superficies.
Esta tensión puede ser:
  • Mezcla Rica = Lambda < - 1
[800 a 1000 mV - 0.8 a 1.0 voltios) ]
  • Mezcla Pobre = Lambda > - 1
[Valores de 100 mV - 0.01 Voltios]
  • Mezcla Buena = Lambda 1
[450 a 500 mV - 0.45 a 0.50 Voltios]
+ Estos sensores pueden ser divididos genéricamente en tres grandes grupos, esta división responde a la cantidad de conductores de conexión que lleva el componente y no a la tecnología utilizada en su construcción:
  • Sondas de 1 conductor.
  • Sondas de 3 conductores.
  • Sondas de 4 conductores.
+ En estos distintos tipos de sonda, siempre el conductor de color negro es el que lleva la información brindada por la sonda, a la computadora.
+ En la mayoría de las sondas de 3 y 4 conductores, que son las que tienen incorporada resistencia calefactora, los conductores de color blanco son los que alimentan con + 12 Volts y masa a dicha resistencia.
+ El cuarto conductor que incorporan las sondas de 4 conductores, color gris claro, es masa del sensor de oxígeno. Esta masa es tomada en la masa de sensores en un Pin determinado de la computadora.
Sondas de 1, 3 y 4 Conductores:
Pruebas de Diagnostico:

    Tomar un multimetro digital y prepararlo para medir resistencias.
  • Si el instrumento utilizado no es auto rango, seleccionar la escala de 200 ohms.
  • Desconectar el conector de la sonda.

*Conectar las puntas del Tester a los Pines 1 y 2 de la ficha de la sonda, a estos Pines llegan los conductores color blanco y entre ellos se encuentra conectada la resistencia calefactora de este componente.


Estando la sonda fría, la resistencia medida será de alrededor de 4 a 6 ohms. (Este valor no difiere mayormente entre las sondas utilizadas por distintas marcas y modelos
  • Dejar el multímetro en la función óhmetro y no cambiar la escala.
  • Conectar una punta del mismo a masa firme de chassis y con la otra punta hacer contacto con el Pin 2 de la ficha de sonda que trae el cableado desde la computadora:

La resistencia medida no deberá exceder de 1 ohm, puesto que el conductor correspondiente a este Pin está conectado a masa, (masa de la resistencia de calefacción).
  • Reconectar el conector de la sonda.
  • Arrancar el motor del vehículo.
  • Disponer el multímetro para medir tensiones de corriente continua (DC/V). Si el instrumento utilizado no es auto rango, seleccionar la escala de 20 volts.
  • Conectar la punta negativa del multímetro a masa firme de chassis y con la punta positiva hacer contacto con el Pin 1 de la sonda:
El voltaje medido debe ser de + 12 volts (tensión de alimentación de la resistencia calefactora).
La razón para tener el motor funcionando, radica en que el calefactor de la sonda es alimentado con + 12 volts desde el mismo relay que alimenta a la bomba de combustible. Si solamente damos contacto, recodemos que ese relay es temporizado por la computadora y es activado en esa condición por 2 o 3 segundos solamente, tiempo suficiente para presurizar el conducto de combustible, pero insuficiente para el propósito buscado.
Con las comprobaciones realizadas ya se estará seguro que el calefactor de la sonda no se ha cortado y que está bien alimentado.

La comprobación de funcionamiento de la sonda de oxígeno puede realizarse con un osciloscopio o con un multímetro.
Para ambos casos es importante para realizar la comprobación que el motor este a temperatura normal de operación, por lo menos asegurarse que electro ventilador haya arrancado 2 veces.
  • Si se va a utilizar un osciloscopio, seleccionar para realizar la medición por ejemplo "Canal A" (CH A).
  • Seleccionar una sensibilidad vertical de 0,2 Volt/DIV.
  • Seleccionar un tiempo de barrido de 0,5 ms/DIV.
  • Colocar la llave "A" en la posición GND y ajustar la línea de barrido del haz en la primera línea horizontal de la retícula, comenzando a contar desde el borde inferior de la misma (fijación del cero de referencia).
  • Colocar la llave "A" en la posición medición de corriente continua "DC".
  • Conectar la punta de medición del osciloscopio al conductor color negro de la sonda y su negativo a masa firme.
  • Con el motor girando a velocidad de ralentí (850 a 1000 rpm), la línea de barrido del osciloscopio deberá oscilar de arriba – abajo entre valores de voltaje comprendidos entre 0,85 volts y 0,25 volts. Estas variaciones deben seguir un ritmo de 3 a 5 oscilaciones cada 10 segundos.
  • Acelerar el motor hasta que alcance una velocidad de giro de aproximadamente 2300 rpm, mantenerlo estable a esa velocidad por 30 segundos como mínimo.
  • Sin variar dicha velocidad de giro observar en el osciloscopio las variaciones de voltaje que produce la sonda. Los niveles de tensión máximos y mínimos alcanzados deben ser los mismos que en el caso de ralentí, pero el ritmo de las variaciones deben aumentar a 8 a 10 cada 10 segundos.
  • Si se utiliza un multímetro para realizar la misma comprobación anterior, se deberá disponerlo para medir voltajes de corriente continua "DC/Volts".
  • Si el instrumento utilizado no es auto rango, seleccionar la escala de 2 volts.
  • Conectar la punta negativa del multímetro a masa firme de chassis.
  • Conectar la punta positiva al conductor color negro de la sonda.
  • Los niveles medidos de tensiones máximas y mínimas, tanto en ralentí como a 2300 rpm deben ser los mismos que los indicados en la medición efectuada con osciloscopio.
  • La cantidad de variaciones que se observaran cada 10 segundos, tanto en ralentí como a 2300 rpm, deben ser las mismas que las indicadas en el caso de comprobación con osciloscopio.

Relación Estequiometrica Ideal = 1

La computadora se informa constantemente de la condición de la mezcla, por medio de la información que le brinda la sonda de oxígeno.
Con el motor funcionando a su temperatura normal de operación (95º a 100º C) y girando a 2000 rpm, cuando la condición de la mezcla aire/combustible con la que se está alimentando al motor, se aproxima a la Relación Estequiometrica Ideal, la Sonda de Oxígeno produce una brusca variación en su voltaje de salida de información. Si el voltaje de salida se encuentra en 0,2 a 0,3 volts aumentará bruscamente a 0,8 a 0,9 volts y si se encuentra a este nivel de voltaje, esa brusca variación se producirá desde ese nivel a 0,2 a 0,3 volts.

El tiempo de trepada del flanco ascendente de la señal comprendido entre 0,3 volts y 0,6 volts (condición de mezcla pobre cambiando para rica), deberá ser aproximadamente 300 milisegundos.
El tiempo del flanco descendente de la señal comprendido entre 0,6 volts y 0,3 volts (condición de mezcla rica cambiando para pobre) deberá ser también de 300 milisegundos.

Si los tiempos de respuesta medidos en las condiciones citadas fueran muy lentos, nos estará indicando que estamos en presencia de un sensor defectuoso o que está llegando al fin de su vida útil.
Esta comprobación es solo posible realizarla con un osciloscopio digital con memoria o en el que se pueda congelar la imagen en pantalla.

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