Sensor lambda de circonio

Para realizar esta prueba es necesario un PicoScope.

Cómo conectar el osciloscopio

Conecte un terminal de pruebas BNC al Canal A del PicoScope, coloque una pinza de cocodrilo negra grande en el terminal de pruebas con el recubrimiento negro (negativo) y una punta de sujeción en el terminal de pruebas con el recubrimiento rojo (positivo).
Coloque la pinza de cocodrilo negra en el polo negativo de la batería y toque la conexión de salida de los sensores lambda con la punta de sujeción o la punta multímetro como se muestra en la figura 1. Independientemente del número de cables que conecten el sensor lambda al ECM del vehículo, la salida del sensor será siempre por el cable negro. Esta conexión se muestra en la figura 1 en un sensor de un solo cable.

Ejemplo de forma de onda de un sensor lambda de circonio

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

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

El sensor tendrá diferentes conexiones eléctricas y puede tener hasta cuatro cables; reacciona con el contenido de oxígeno en el sistema de escape y produce un pequeño voltaje dependiendo de la mezcla de aire/combustible en ese momento. El voltaje variará, 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 v indica una mezcla más rica.
Se dice que un vehículo equipado con un sensor lambda tiene un «bucle cerrado»; esto significa que, después de que se queme el combustible durante el proceso de combustión, el sensor analizará las emisiones y reajustará el suministro de combustible al motor.

Los sensores lambda pueden incorporar un sistema calentador para que el sensor alcance su temperatura óptima de funcionamiento. Los sensores de circonio, cuando funcionan correctamente, se activarán aproximadamente una vez por segundo (1 Hz), y solo se iniciará la conmutación cuando se encuentren a su temperatura normal de funcionamiento. Este proceso se puede ver en el osciloscopio; la forma de onda debería ser similar a la que se muestra en el ejemplo. Si la frecuencia de la conmutación es más lenta de lo esperado, retire el sensor y límpielo con un espray disolvente; esto podría mejorar el tiempo de respuesta.

Información técnica

El sensor lambda también se conoce como sensor de oxígeno O2 o sensor de oxígeno en los gases de escape (HEGO), y desempeña un papel muy importante en el control de las emisiones de escape de un vehículo equipado con un sistema catalítico. El sensor lambda está instalado en el tubo de escape antes del convertidor catalítico; los coches que utilizan el nuevo EOBD2 también tendrán un sensor lambda posterior al catalizador.

El sensor tendrá diferentes conexiones eléctricas y puede tener hasta cuatro cables; reacciona con el contenido de oxígeno en el sistema de escape y produce un pequeño voltaje dependiendo de la mezcla de aire/combustible en ese momento. El voltaje variará, 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 v indica una mezcla más rica.
Se dice que un vehículo equipado con un sensor lambda tiene un «bucle cerrado»; esto significa que, después de que se queme el combustible durante el proceso de combustión, el sensor analizará las emisiones resultantes y reajustará el suministro de combustible al motor.
Los sensores lambda pueden llevar un calentador que calienta el sensor a su temperatura óptima de 600º C; esto hace que el sensor pueda estar situado más lejos de la fuente de calor en el colector, en una ubicación «más limpia». El sensor no estará operativo a una temperatura inferior a 300 C.

El sensor lambda consta, básicamente, de dos electrodos porosos de platino. La superficie del electrodo exterior está expuesta a los gases de escape y recubierta por una cerámica porosa; la superficie cubierta interior está expuesta al aire fresco.

El sensor más habitual utiliza un elemento de circonio que genera voltaje cuando percibe una diferencia en el contenido de oxígeno de los dos electrodos. Después, la señal es enviada al módulo de control electrónico (ECM) y la mezcla se ajusta según corresponda.
El titanio también se utiliza en la fabricación de otro tipo de sensor lambda que ofrece un tiempo de conmutación más rápido que el sensor de circonio más habitual.

El sensor de oxígeno de titanio difiere del sensor de circonio en que es incapaz de producir su propia tensión de salida y, por lo tanto, depende de una fuente de 5 voltios procedente del ECM del vehículo. La tensión de referencia se altera según la relación aire-combustible del motor; una mezcla pobre devuelve una tensión de tan solo 0,4 voltios, mientras que una mezcla rica produce una tensión de alrededor de 4,0 voltios.

Un ECM solo controlará el abastecimiento en «bucle cerrado» cuando lo permitan las condiciones adecuadas, que suele ser durante: ralentí, carga ligera y operaciones de crucero. Cuando el vehículo acelera, el ECM permite el sobreabastecimiento e ignora las señales de lambda. Esto también sucede con el calentamiento inicial.
Los sensores de titanio y de circonio, cuando funcionan correctamente, se activarán aproximadamente una vez por segundo (1 Hz), y solo se iniciará la conmutación cuando se alcance a su temperatura normal de funcionamiento. Este conmutación se puede observar en un osciloscopio o utilizando el voltaje de gama baja en un multímetro. Cuando se utiliza un osciloscopio, la forma de onda resultante debería parecerse a la que se muestra abajo. Si la frecuencia de la conmutación es más lenta de lo esperado, retirar el sensor y limpiarlo con un espray disolvente podría mejorar el tiempo de respuesta.

Una salida de voltaje alto constante de circonio indica que el motor está funcionando constantemente con una mezcla rica y que está fuera del rango de ajuste del ECM, mientras que un voltaje bajo indica una mezcla pobre o débil.

La figura 2 muestra un ejemplo de sensor de lambda de circonio de dos cables.

Conexiones eléctricas (solo tipo circonio)

Un solo cable: este cable es la salida de tensión autogenerada del sensor y suele ser de color negro.
Dos cables: tendrá un cable de salida y un uno de retorno a tierra.
Tres cables: tendrá un cable de salida única y dos cables para el elemento calentador (alimentación y tierra). El elemento calentador interno eleva la temperatura para asegurar un control más rápido cuando se arranca en frío.
Cuatro cables: esta unidad tiene señal y retorno a tierra de la señal. Los dos cables adicionales son para el elemento calentador.

Las configuraciones de cableado típicas de los dos tipos de sensor se muestran en la figura 3.

AT022-2(ES)

Cláusula de exención de responsabilidad
Este tema de ayuda podría estar sujeto a modificaciones sin previo aviso. La información aquí publicada ha sido revisada detenidamente y se considera correcta. Esta información es un ejemplo de nuestras investigaciones y conclusiones, pero no se trata de un procedimiento definitivo. Pico Technology no acepta responsabilidad alguna por imprecisiones o errores. Los vehículos pueden ser diferentes y necesitan configuraciones de pruebas específicas.