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Consejos técnicos

Tipos de sensores de oxígeno, tecnologías y fallos comunes

Sistema de gestión del motor: Conceptos básicos

La finalidad del sistema de gestión del motor (EMS) es aplicar la cantidad correcta de gasolina al aire que entra en el motor, además de encender la mezcla comprimida de aire/combustible en el momento correcto dentro del cilindro. Cuando se mantiene una relación estequiométrica media de 14,7 lb de aire y 1 lb de gasolina, el EMS proporciona el oxígeno adecuado para la reducción de los contaminantes nocivos, así como una mezcla lo bastante rica para evitar que se sobrecaliente el catalizador.

El EMS utiliza uno o más sensores de oxígeno para monitorizar la combustión midiendo el contenido de oxígeno en el escape. Y, para que el catalizador funcione con su máximo potencial, el EMS utiliza información de los sensores de oxígeno montados delante y detras del catalizador.

Sensores de oxígeno: El “Cómo” y el “Por qué”

Los sensores de oxígeno tienen que alcanzar una temperatura de funcionamiento aproximada entre 600˚ y 650˚ F para producir datos válidos para el control de combustible de circuito cerrado. Para acceder antes al circuito cerrado, los sensores de oxígeno están equipados con un circuito calentador, que proporciona alimentación desde una fuente con fusible y conectado a tierra a través del procesador del ESM.

Se utilizan sensores de oxígeno ascendentes (normalmente situados en los colectores de escape) para mantener el control sobre la mezcla aire-combustible. El EMS utiliza sensores de oxígeno descendentes (situados en la corriente de escape después del catalizador) para monitorizar la eficiencia del catalizador. En algunas configuraciones de gestión del motor, la actividad de los sensores de oxígeno descendentes se utiliza para ajustar el funcionamiento aire-combustible y mantener una relación favorable para optimizar la eficiencia del catalizador.

Tipos comunes de sensores de oxígeno

Aunque todos los sensores de oxígeno sirven al mismo fin, es decir, proporcionar información que permite al EMS mantener una relación aire-combustible adecuada, se pueden encontrar varios tipos de sensores en los vehículos actuales.

Los tipos comunes de sensores de oxígeno incluyen:

    1) Dióxido de zirconia
    2) Planar
    3) Titania
    4) Relación de aire-combustible de banda ancha.

1) Los sensores de dióxido de zirconia generan un voltaje proporcional al contenido de oxígeno del escape. Cuando el oxígeno en el escape es alto (mezcla pobre), el voltaje producido es bajo.

De forma inversa, las mezclas ricas (contenido bajo de oxígeno) se indican con voltaje alto. El rango de voltaje se sitúa entre 0 y 1 voltios.

2) Los requisitos más exigentes sobre las emisiones de escape de mediados de los años 1990, llevaron al desarrollo de sensores planares calentados, que proporcionan una lectura que se puede utilizar para un control preciso del combustible en un periodo de 12 segundos tras el arranque del motor. Introducidos por primera vez en 1998, los sensores planares suponen en la actualidad el 50 por ciento de los sensores de oxígeno instalados en vehículos nuevos en Estados Unidos, y esa proporción crece rápidamente.

3) El sensor de oxígeno de titania es un sensor de tipo de resistencia variable. Según cambia el contenido de oxígeno en el escape, también cambia la resistencia del sensor de oxígeno. Dependiendo del estado (rico o pobre), la resistencia hace que suba o baje el voltaje de resistencia del sensor. Un estado pobre hará que el sensor de oxígeno de titania emita una señal de voltaje alto. El rango de voltaje se sitúa generalmente entre 0 y 5 voltios.

4) Otro tipo de sensor de oxígeno es el sensor AF, también denominado sensor LAF (Lean Air Fuel Sensor). El sensor LAF mejora la eficiencia general manteniendo el sistema de control de combustible en circuito cerrado durante una gama más amplia de condiciones de conducción. En consecuencia, en vez de usar relaciones de aire-combustible preprogramadas de circuito abierto en muchas situaciones, el ECM/PCM realiza un ajuste fino de la mezcla basado en las lecturas de oxígeno reales.

Fallos y averías comunes

Según se deteriora un sensor de oxígeno, puede causar un consumo excesivo de gasolina y elevadas emisiones de escape, además de acelerar los daños en el catalizador.

El deterioro también puede causar problemas de rendimiento del motor, como inestabilidad y conducción lenta. Un sensor deteriorado también puede contribuir a ralentizar el rendimiento del motor causado por problemas de ralentí como consecuencia de una mezcla pobre.

Cuando las emisiones de escape de un vehículo superan 1 1/2 veces los límites federales, el procesador del EMS se programa para registrar los datos de fallos. La MIL (lámpara indicadora de fallo de funcionamiento) se iluminará después de dos fallos consecutivos, y se monitorizarán el sensor de oxígeno y los circuitos asociados.

Los fallos del sensor de oxígeno y/o circuitos del sensor de oxígeno (incluidos los circuitos calentadores) pueden evitar que el EMS acceda al estado de circuito cerrado. Estos fallos también puede grabar DTCs en la memoria y evitar la ejecución de algunas pruebas de diagnóstico del vehículo.