Sonda de Oxigeno (Lambda) IES San Blas

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Laura Lagos Velázquez
hace 8 años
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1 Sonda de Oxigeno (Lambda) IES San Blas

2 Generalidades (I) Informa de la cantidad de oxigeno presente en los gases de escape por comparación con la cantidad existente en la atmósfera. La sonda tiene la forma de un vaso al que hemos introducido, por su base y parcialmente, en el conducto de escape a través de un taladro practicado en el mismo. Tres son los tipos de sonda lambda utilizados; -Dióxido de CIRCONIO (ZrO2) -Dióxido de TITANIO (TiO2) -BANDA ANCHA.

Generalidades (II) La sonda Lambda esta fabricada de cerámica de Circonio o de Titanio según el tipo (son materiales microscópicamente porosos) y recubierta de un fino baño de Platino, cuando la

3 Generalidades (II) La sonda Lambda esta fabricada de cerámica de Circonio o de Titanio según el tipo (son materiales microscópicamente porosos) y recubierta de un fino baño de Platino, cuando la temperatura de ésta sonda supera los 300º C (circonio) o los 500º C (titanio), aparecen las características que las hacen idóneas para cumplir su misión. Esquema básico de la sonda Lambda 1-Cerámica especial 2-Electrodo interior 3-Electrodo exterior 4-Carcasa 5-Tensión de la sonda 6-Funda metálica de protección(con ranuras) 7-Tubo de escape

4 Sonda de Dióxido de Circonio (Zr O2)

) entre la capa exterior de la sonda (gases de escape) y la interior (atmósfera) que varía; Para mezclas pobres entre 100-400 mv (índice λ >1) Mezcla

5 Sonda de Dióxido de Circonio (ZrO2) Por encima de 300º C genera una tensión eléctrica (f.e.m.) entre la capa exterior de la sonda (gases de escape) y la interior (atmósfera) que varía; Para mezclas pobres entre mv (índice λ >1) Mezcla estequiométrica mv λ=1 Para mezclas ricas entre mv (índice λ<1). Por dar lecturas fiables a partir de 300ºC la sonda de Circonio no calefactada se debe colocar muy cerca de la salida de gases (rápido calentamiento). La calefactada usa una resistencia eléctrica para su caldeo (4 a 5,5 Ω), pudiendo ser instalada mas lejos de los colectores. rica pobre

6 Señal sonda lambda funcionamiento a ralentí Señal sonda lambda funcionamiento a 2000 r.p.m

Sonda de dióxido de Circonio Conexionado eléctrico (I) SIN CALEFACTAR - tiene UN solo cable (negro) para (+) de información conectado a UCE y hace masa a través del cuerpo.

7 Sonda de dióxido de Circonio Conexionado eléctrico (I) SIN CALEFACTAR - tiene UN solo cable (negro) para (+) de información conectado a UCE y hace masa a través del cuerpo. Negro a UCE Las tensiones tomadas en el (+) de información (negro) dependen del coeficiente de aire en el escape debiendo de estar continuamente variando entre 100mv y 900mv

8 Sonda de dióxido de Circonio Conexionado eléctrico (II) CALEFACTADAS (eléctricamente) - existen dos tipos, de tres y de cuatro cables. La de TRES cables tiene: dos blancos para resistencia de calefacción (+ y -); uno negro para (+) de información (a UCE) ; y (-) de información a través del cuerpo. 1. Cuerpo de la sonda 2. Tubo cerámico de soporte 3. Cables de conexión 4. Tubo de protección ranurado 5. Cerámica activa del sensor 6. Contacto 7. Tubo de protección 8. Calentador 9. Conexiones para calentador 10.Arandela de presión

9 Sonda de dióxido de Circonio Conexionado eléctrico (III) La de CUATRO cables es igual que la de tres pero el (-) de información hace masa a través de un cable gris. Señal a UCE (-) Gris (+) Negro Resisten. Calefac. (+) Blanco (-) Blanco

15-gases de escape 16-aire atmosférico U-tensión generada λ>1 O2 Ti 800mV Ciclo

10 Ciclo cerrado Concepto de funcionamiento 5-dióxido de circonio 11-Electrodo `positivo 12-electrodo negativo 13-capa protectora de cerámica 14-tubo de escape 15-gases de escape 16-aire atmosférico U-tensión generada λ>1 O2 Ti 800mV Ciclo cerrado O2 Ti λ<1 100mV Ciclo abierto: Motor frío Cut-Off Plena Potencia Aceleraciones Deceleraciones

11 Sonda de Dióxido de Titanio (TiO2)

Sonda de Dióxido de Titanio (TiO2) : Entre 500 900º C varia su resistencia eléctrica en base a la diferencia de oxigeno entre el exterior y el interior de la sonda.

12 Sonda de Dióxido de Titanio (TiO2) : Entre º C varia su resistencia eléctrica en base a la diferencia de oxigeno entre el exterior y el interior de la sonda. Se le aplica una tensión conocida (V ) y produce una caída de tensión (c.d.t) proporcional al índice λ de los gases de escape. En la practica, la medición la realiza la Unidad Electrónica sobre una resistencia de trabajo colocada en serie con la sonda, en el punto de riqueza λ=1 tiene lugar un salto de resistencia que es el que detecta la electrónica de evaluación Mezcla rica (λ = 0,9) >3,85 V Mezcla pobre (λ = 1,1) <0,4 V

13 Sonda de dióxido de Titanio Conexionado eléctrico 4-señal del sensor (negro) 2-alimentación del sensor (amarillo) 3- cable de alimentación calefacción (rojo) 1- cable de control de calefacción. (blanco)

14 Sonda de Banda ancha

15 Sonda de Banda ancha SONDA UNIVERSAL DE OXIGENO Es un generador de tensión que presenta una respuesta casi lineal para mezclas con un factor λ= 0,9 a 2,2 (11:1-22:1) Necesita estar calefactada. -No presenta variaciones bruscas de señal, para factores lambda fluctuantes alrededor de 1 (Circonio o Titanio) -Emite una señal de salida proporcional a la concentración de oxígeno (Ip).

Circonio a la salida, así mismo, se muestra idónea para trabajar

16 Sonda de Banda ancha (II) situación La sonda de banda ancha se esta utilizando a la entrada del catalizador, colocando una de Circonio a la salida, así mismo, se muestra idónea para trabajar en los motores de mezcla pobre con un factor lambda superior a 1,15.

Sonda de Banda ancha (III) funcionamiento 1-gases de escape 2-Tubo de escape 3-resistencia de caldeo 4-sistema electrónico de regulación 5-canal de referencia (aire atmosférico) 6-cámara de difusión

17 Sonda de Banda ancha (III) funcionamiento 1-gases de escape 2-Tubo de escape 3-resistencia de caldeo 4-sistema electrónico de regulación 5-canal de referencia (aire atmosférico) 6-cámara de difusión 7-célula de medida (Dióxido de Circonio) 8-célula de bombeo de oxigeno 9-capa porosa protectora 10-orificio acceso gases 11-barrera porosa de difusión - La finalidad es mantener una tensión de 450 mv (λ=1) en la célula de medida (7) (sonda de circonio), - para ello es necesario conseguir un nivel de Oxigeno apropiado y constante entre la cámara de difusión (6) (Oxigeno proveniente de los gases de escape) y el canal de referencia (5) (aire atmosférico), - esto se logra metiendo o sacando Oxigeno en la cámara (6) desde o hacia los gases de escape. - La célula de bombeo de oxigeno (8) esta alimentada por un circuito electrónico que es capaz de cambiar el sentido y la intensidad de la corriente que manda a la célula, en base a estos datos (intensidad y polaridad) la UCE conoce exactamente la riqueza de la mezcla. Explicación por pasos 19 enter

18 Sonda de Banda ancha (IV) estrategia de regulación En serie con la célula de bombeo de oxigeno existe una resistencia (Us) de medición en la que la c.d.t. es proporcional a la intensidad consumida por la célula de bombeo de oxigeno, de esta manera se consigue una imagen eléctrica de la proporción exacta de los gases de escape. Mezcla pobre: La célula de bombeo, bombea oxigeno de la cámara de difusión hacia los gases de escape (corriente de bombeo positiva) (pulsar enter) Mezcla rica: Se bombea oxigeno de los gases de escape hacia la cámara de difusión (corriente de bombeo negativa) (pulsa enter)

Sonda de Banda ancha (V) conexiones 1- alimentación circuito electrónico 3V 2 y 6- Señal de la

Acelerando bruscamente (160 mv) 3- Alimentación resistencia de caldeo (12V) 4-Tensión mando

Cuadrada de amplitud variable (dwell) en función de la temperatura y carga del motor.

19 Sonda de Banda ancha (V) conexiones 1- alimentación circuito electrónico 3V 2 y 6- Señal de la sonda. Ralenti con λ=1 (0v). Acelerando bruscamente (160 mv) 3- Alimentación resistencia de caldeo (12V) 4-Tensión mando resistencia de caldeo. Cuadrada de amplitud variable (dwell) en función de la temperatura y carga del motor. 5- Alimentación bomba de oxigeno. Tensión fija de 2,5 V. El sentido de la corriente variara en función de si es necesario introducir o extraer Iones de oxigeno de la cámara de difusión. Hasta -7,5 ma mezcla rica y +7,5 ma si es pobre (amperímetro en pin 5)

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