1. Sensor de Oxigeno/Sonda lambda

2. Sensores
Banda estrecha VS Banda ancha

3. El sensor de oxigeno convierte la densidad del
oxigeno de los gases de escape en una señal
eléctrica.
Para detectar la densidad del oxigeno utiliza la
característica de conductividad de los iones de
oxigeno en un electrolito solido de zirconio.

4. El electrolito de zirconio tiene la forma de una
sonda de pruebas con electrodos de platino
en ambos lados, estando la parte exterior en
contacto con los gases de escape y la parte
interior en contacto con el aire exterior
atmosférico, el cual usa como valor de
referencia conocido.

5. Si existe una diferencia de densidad de oxigeno
entre ambas partes del sensor, se generará un
voltaje entre los electrodos.

6. En función de si la relación A/F es rica (menos
oxigeno) o pobre (mas oxigeno) se genera un
mayor o menor voltaje respectivamente.
Si λ<1(mezcla rica) se generaran 800mV aprox.,
ya que hay mucha conductividad iónica.
Si λ>1(mezcla pobre) se generaran solo 100mV
aprox. ya que no hay casi conductividad
iónica.

7. Hay una clara “frontera” a los 500 mV aprox.
que la ECU puede leer y alargar o acortar el
tiempo de inyección consecuentemente.

8. Este tipo de sensor de oxigeno es el
denominado de banda estrecha o binario, ya
que solo es capaz de leer si la relación AF esta
por encima o por debajo de la AF
estequiométrica.
En función de los datos trasmitidos por el sensor
O2 a la ECU, esta alargara o acortara el tiempo
de FI, pero esto solo ocurre en regímenes
estacionarios o en transitorios muy
progresivos.

9. Retroalimentación Sensor O2 de
bucle cerrado

10. Su función es optimizar al máximo el
funcionamiento del catalizador de tres vías,
utilizando un sistema de gestión de bucle
cerrado.
Ya que bajo estas condiciones de relación AF,
conseguimos la temperatura de trabajo ideal
del catalizador, para que se den las reacciones
químicas necesarias para la eliminación de los
elementos contaminantes.

11. Conversion rate of Lambda window
catalytic converter Sensor voltage
100 %
HC
50 % 1,0
NOx
CO
V 0,2
0%
Rich Stoichiometric Lean l - Value

12. La reacción en el electrolito de zirconio no se da
hasta llegar a 300ºC, por lo que algunos
modelos equipan a los sensores de oxigeno
con un sistema de calentamiento para acelerar
cuando empieza a retroalimentar el sensor a
la ECU.
CALENTADOR

13. Sensor O2 de Banda estrecha

14. Sensor O2 de Banda estrecha
Tienen entre 1 y 4 cables, uno de los cuales siempre es
la señal de datos de voltaje(mV).
Otro puede ser utilizado para aislar la masa y así
reducir el ruido eléctrico (retornos de masa común) .
Los de 3 o 4 cables, incluyen un elemento calentador
para que empiece a trabajar antes.

15. Sensor O2 de Banda estrecha
TÍPICO SENSOR ECU(R1 2009)
DE 4 CABLES

16. Sensor O2 de Banda estrecha
El Dióxido de circonio es una sustancia electrolítica que
mantiene una buena rigidez mecánica, además de
poder transportar una corriente eléctrica de iones de
oxígeno cuando alcanza la temperatura optima (600⁰
aprox.).
Por lo que entre los electrodos de Platino se da una
reacción catalítica entre iones libres de oxígeno del
electrolito y el combustible parcialmente quemado
de los gases de escape.

17. Sensor O2 de Banda estrecha
La ecuación de Nernst se utiliza para determinar la
fuerza electromotriz que se genera en una celda
electroquímica como la del sensor de O2.
Describe la tensión que se produce entre los electrodos
de Platino, como resultado de una reacción catalítica
entre los iones de oxígeno y el gas de escape.

18. Sensor O2 de Banda estrecha
El término de RT/4F puede considerarse como una
constante multiplicada por temperatura T.
La pO2 es la concentración o presión de oxígeno en
cada lado del sensor de oxígeno.
ECUACIÓN DE NERST
Vs =(RT/4F)x(pO2air/pO2exh)

19. Sensor O2 de Banda estrecha
Lo que dice esta ecuación es que con mezclas ricas en
los gases de escape no hay casi oxígeno en estos,
pero gran cantidad de combustible libre, por lo que
el Vs producido por el sensor será alto.
Alrededor de la relación AF estequiometria, algo de
oxígeno queda libre pasa a estar disponible y
desciende la tensión producida por el sensor
drásticamente.
Vs =(RT/4F)x(pO2air/pO2exh)

20. Sensor O2 de Banda estrecha
El gráfico siguiente muestra cómo el Vs baja
rápidamente de una tensión de 900mV a 100mV en
un rango muy pequeño de relación AF.
SEÑAL ANALOGICA
DE TIPO“BINARIO”
RICO
POBRE

21. Sensor O2 de Banda estrecha
Este cambio tan brusco de V en función de la AF, es una
de las razones, por la cual, los sensores de banda
estrecha, no son operativos en la región AF rica, lugar
donde se encuentra la AF de potencia.

22. Sensor O2 de Banda estrecha
La ecuación también dice que a temperaturas más altas
el Vs también será mayor.
Es la otra razón importante por la cual los sensores de
banda estrecha no son muy precisos.

23. Sensor O2 de Banda estrecha
El gráfico siguiente muestra que a temperaturas más
altas el Vs también será mayor, al cambiar la
temperatura del sensor, lee un valor diferente,
aunque la relación AF no ha cambiado.

24. Sensor O2 de Banda estrecha
Esto es debido a que como la carga del motor varía,
cambia la temperatura del sensor y lee un valor
diferente, aunque la relación AF no ha cambiado.
Es posible compensar la temperatura por la impedancia
del sensor y el cálculo de su temperatura media, esto
es lo que un sensor de buena calidad hace a fin de
mejorar su precisión.

25. Sensor O2 de Banda ancha

26. Sensor O2 de Banda ancha
Son más precisos y complejos que un sensor de banda
estrecha estándar, por lo que requieren un
controlador técnicamente avanzado debido a esta
complejidad. CONTROLADOR
EXTERNO
SportDevices

27. Sensor O2 de Banda ancha
El sensor puede considerarse como dos partes
estrechamente relacionadas:
• Un sensor de banda estrecha para detectar la
concentración de oxígeno dentro de una cámara.
• Una bomba de celda que transporta iones de
oxígeno hacia o desde la superficie de esta cámara.

28. Sensor O2 de Banda ancha
La electrónica del controlador del sensor de banda
ancha, genera una corriente de banda ancha, que se
bombea dentro o fuera de una bomba de celda.

29. Sensor O2 de Banda ancha
Esta es la diferencia con un sensor de banda estrecha,
que produce una tensión de banda estrecha
determinada cuando alcanza su temperatura de
funcionamiento, sin ninguna gestión electrónica
externa.

30. Sensor O2 de Banda ancha