Las ECU de los vehículos modernos, utilizan una señal del sensor de oxígeno para detectar la cantidad de oxígeno restante, después de la combustión. El sensor O2, está ubicado en el flujo de los gases de escape.
Los sensores de oxígeno tienen un lado expuesto al flujo de escape de gases y el otro lado está expuesto al aire exterior. La diferencia en la cantidad de oxígeno en el escape, comparado con la cantidad de oxígeno en el aire exterior, provocará que el sensor genere una variación en el rango de voltaje.
Figura 23: Sensor de oxígeno
La temperatura de funcionamiento del sensor O2 es crítica, y deberá exceder 300°C (570°F), antes de que el sensor O2, genere todo el voltaje disponible, arriba de 850°C el sensor se destruye. La computadora "ve" o interpreta el voltaje del sensor O2, al igual que las otras señales, para determinar si el sistema de combustible funciona, en circuito abierto (Open Loop) o circuito cerrado (Close Loop).
Muchos de los motores de modelos recientes, utilizan un sensor de oxígeno pre calentado (HEGO), el cual será calentado eléctricamente para alcanzar y mantener rápidamente la temperatura de funcionamiento. Esto acortará el tiempo necesario para iniciar el funcionamiento de circuito cerrado. También se le eliminará la pérdida de la señal del sensor O2, debido al enfriamiento del sensor durante el flujo bajo de escape de gases.
Sensor de oxígeno precalentado
NOTA:
La señal del sensor O2 será ignorada por la ECU cuando el sistema trabaja en circuito abierto (Open Loop).
Mezcla Aire Combustible (A/C)
Se entiende por combustión la rápida oxidación del combustible. En los motores de combustión interna la combustión produce energía en forma de calor, la cual es convertida en movimiento, por el conjunto móvil del motor (cigüeñal, bielas, pistones, etc.), que a su vez mueve el vehículo.
Si la combustión fuera ideal, el combustible sería quemado completamente, resultando como subproductos de la combustión únicamente H2O y CO2, pero en la realidad no existe una combustión completa, sino una combustión incompleta, la cual deja subproductos adicionales, tales como: O2, CO, HC y NOx.
Un funcionamiento del motor con mezcla rica, hará que la cantidad de oxígeno residual presente en el flujo de gases de escape sea muy baja. La diferencia entre la cantidad de oxígeno en el aire exterior y el oxígeno que se encuentra en el flujo de gases de escape será muy grande y provocará que el sensor de oxígeno genere un voltaje muy cercano a su límite. Este voltaje podrá alcanzar un máximo de 1.0 V (excepto en algunos motores Chrysler en los cuales podría ser de 5.0 V).
Relación entre el voltaje generado y la condición de la mezcla
El funcionamiento del motor con mezcla pobre, será lo opuesto al funcionamiento de mezcla rica. El funcionamiento de mezcla pobre ocurre cuando existe mayor cantidad de oxígeno del necesario. El sensor O2 detectará una pequeña diferencia entre el oxígeno presente en los gases de escape y el aire exterior. Cuando esto sucede el sensor generará un voltaje muy bajo de aproximadamente 0.0 voltios.
Durante el diagnóstico, será sumamente importante, saber si un motor está funcionando con mezcla rica o pobre. Recuerde que el sensor O2 solamente está reportando el contenido de oxígeno en el flujo de gases de escape, pero no está creando la condición de mezcla rica o pobre.
Si el flujo de gases de escape está bajo en oxígeno, lo cual provocará que el voltaje se mantenga alto (mezcla rica), analice las siguientes condiciones:
1. Falla en la válvula de prueba del Cánister
2. Sensor MAP dañado
3. Señal de sensor de temperatura del refrigerante incorrecta
4. Problemas de los circuitos del carburador
5. Presión excesiva de combustible en los sistemas inyectados
6. Fuga en el inyector
7. Revise si existe combustible contaminado de aceite
8. Filtro de aire obstruido
Si el contenido de oxígeno en el flujo de gases de escape es alto, provocando una lectura de voltaje bajo (mezcla pobre), analice las siguientes condiciones:
1. Falla del sistema PCV
2. El cable del sensor de oxígeno aterrizado contra el múltiple de escape o entre el conector y la ECU
3. Inyectores defectuosos
4. Un MAP defectuoso
5. Una mala señal de temperatura
6. Agua en el combustible y otros contaminantes
7. Baja presión de combustible u otros contaminantes
8. Baja presión de combustible en los sistemas inyectado
9. Roturas en el sistema de escape
10. Sistema de inyección de aire defectuoso
Diagrama del sensor de oxígeno (Nissan 1993-95)
Clasificación.
Por su aplicación, pueden ser:
1) Sensor de Oxígeno delantero: Es del tipo de Circonio y genera una señal de 0 a 0.1 voltio. La relación de la mezcla ideal ocurre cuando hay un cambio radical de 1 a 0 voltios. La ECU utiliza esta señal para ajustar el ancho del pulso del inyector.
2) Sensor de oxígeno (trasero): funciona con las mismas características que el delantero y la diferencia está en que bajo condiciones normales, la ECU no toma en cuenta esta señal para el control del motor.
La mayoría de sensores de oxígeno reducen su capacidad de generación de voltaje (señal) debido a contaminación producida por aditivos del aceite o del combustible. El plomo utilizado en la gasolina deteriora rápidamente la vida útil del sensor de oxígeno.
Códigos de falla
En el caso de General Motor, los códigos relacionados con el funcionamiento del sensor de O2, son 13, 44 ó 45 según el modelo.
En el caso de CHRYSLER si aparece en la memoria un código 2, significa que el sensor está generando una señal entre 0.45 - 0.55 voltios y no cambia, es decir no funciona. Si existe un código 51, significa que la señal se mantiene baja entre 0 - 0.45 voltios, como resultado de una condición de mezcla pobre. Si aparece el código 52, significa que la señal se mantiene alta entre 0.55 - 1.0 voltios como resultado de una mezcla rica.
Para determinar los códigos de falla relacionado con el sensor de O2, refiérase al manual de servicio del vehículo.
SONDA LAMBDA DE TITANIO
Este sensor está construido con óxido de titanio depositado sobre un soporte de cerámica calefaccionada, y presenta una variación de resistencia interna que depende de la concentración de oxígeno en los gases del escape después de ser calefaccionada durante solo 15 segundos. Este tipo de sonda no entrega tensión, solamente varía su resistencia interna. Tampoco necesita una referencia del oxígeno atmosférico. Es más frágil y tiene menos precisión que la sonda de zirconio.
En ausencia de oxígeno (mezcla rica) su resistencia es inferior a 1000 ohms.
En presencia de oxígeno (mezcla pobre) su resistencia es superior a 20000 ohms.
El cambio de resistencia es brusco para una relación lambda de 1.
La unidad de control electrónico alimenta a la sonda con una tensión de 1 volt (En algunos vehículos Jeeps de Toyota y Nissan la alimentación es de 5 volt).
El circuito de entrada a la unidad de control electrónico es similar al utilizado por los sensores de temperatura, y la tensión medida es similar a la que entrega la sonda de zirconio:
Tensión baja indica mezcla pobre
Tensión alta indica mezcla rica
Pero con algunas unidades de control electrónico es exactamente al revés, según su conexión interna.
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