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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sonda lambda. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Dispositivos electrónicos Desde el 1 de marzo de 2006, se introdujo el estándar Euro-2 en Rusia. Según los nuevos requisitos, el contenido de CO en los gases de escape no debe superar el 0,5 % en ralentí y el 0,3 % a altas velocidades. En Europa, este estándar se introdujo desde enero de 1996 (hoy los principales fabricantes ya se están preparando para la transición a Euro-5). Esta norma impone requisitos bastante estrictos sobre el funcionamiento de todos los elementos del sistema de potencia del motor, la calidad del motor en sí y la calidad del combustible. Incluso si el motor se puede reparar perfectamente, es necesario mantener la relación de mezcla de aire/combustible con mucha precisión. Para una combustión óptima de 1 kg de combustible, se requieren 14,7 kg de aire. Esto asegura el contenido más bajo de sustancias tóxicas en el escape, la máxima eficiencia y las características de "potencia" del motor. Esta composición de la mezcla se denomina "estequiométrica", y la relación entre la composición estequiométrica de la mezcla y la existente se suele indicar con la letra λ. Si λ (exceso de aire) - enriquecido. Durante la inspección técnica de los vehículos, este parámetro se controla (debe estar entre 0,97 ... 1,03). Desde hace más de 20 años en el exterior, para mantener la composición estequiométrica se utilizan dispositivos para el control operativo del proceso de combustión (por productos de combustión) con organización de retroalimentación. Esto se hizo posible con la llegada de los sistemas de control electrónico para la inyección y el tiempo de encendido. Hoy en día, casi todos los automóviles que se ofrecen en el mercado de los países desarrollados están equipados con dicho sistema de control. Para que este sistema funcione, se coloca un sensor de oxígeno especial en el colector de escape del motor, que se denomina "sonda lambda" (Fig. 1).
Esta mejora supuso un hito en la historia de la industria del automóvil. El elemento de trabajo del sensor es un material cerámico poroso a base de dióxido de circonio, recubierto de platino por pulverización catódica. Los gases de escape fluyen alrededor de la superficie de trabajo. El sensor reacciona a la diferencia entre el nivel de oxígeno en los gases de escape y en la atmósfera, produciendo la correspondiente diferencia de potencial en la salida. Las primeras "sondas lambda" eran resistivas, es decir. cambiar su resistencia. Los sensores modernos funcionan como elementos de umbral: el voltaje de salida (Fig. 2) puede tomar un nivel lógico alto (mezcla rica) o bajo (mezcla pobre). La velocidad de reacción es tan alta que se puede ignorar la duración del frente de la señal.
El dispositivo de control electrónico (ECU) del motor con cierta frecuencia (al menos 2 veces por segundo en ralentí y tazón con un aumento en la velocidad del motor y una serie de otros parámetros) elimina la señal de la "sonda lambda" y la compara con el valor almacenado en la memoria.Si el Si el valor actual difiere del valor establecido (óptimo, correspondiente al modo de funcionamiento seleccionado), entonces el controlador emite un comando para aumentar o disminuir la duración de la inyección de combustible por los inyectores, es decir, el el modo de funcionamiento del motor se ajusta con precisión a la situación actual con el logro de la máxima economía de combustible y la minimización de las emisiones nocivas. El sensor solo puede funcionar si la temperatura de los elementos sensibles no es inferior a 300...350°C (de lo contrario no genera señal), y la temperatura límite puede alcanzar los 950°C. Las primeras modificaciones de la "sonda lambda" intentaron colocarse lo más cerca posible del colector de escape para garantizar el calentamiento más rápido y permitir que el sensor funcionara. Las sondas modernas están equipadas con un elemento calefactor especial y la ubicación de instalación se ha vuelto menos crítica. El dispositivo sensor se muestra en la Fig.3.
Hasta hace poco, la diferencia de potencial se tomaba entre el cable de señal y la tierra. Dichos sensores se atornillaron en el tubo de escape con un lubricante conductor especial. Con el tiempo, la probabilidad de perder el contacto aumentó. Las modificaciones recientes están desprovistas de esta deficiencia. Ahora la "masa" se saca con un cable separado (Fig. 4).
Los niveles de señal producidos por la mayoría de los sensores son aproximadamente los mismos, aunque hay excepciones (!). Un nivel de señal bajo corresponde a un voltaje en el rango de 0,1 ... 0,2 V. Un nivel alto corresponde a 0,8 ... 0.9 V. Los sensores patentados son bastante confiables. Su vida útil es de 80 ... 160 mil km de recorrido del automóvil. A medida que el sensor envejece, el voltaje correspondiente a un nivel lógico bajo aumenta (más de 0,25 V) y el voltaje correspondiente a uno alto disminuye (menos de 0,65 V). La "respuesta" del sensor también aumenta. Si su "respuesta" es más de 250 ms con una mezcla combustible pobre y más de 450 ms con una enriquecida, entonces el sensor se considera defectuoso. Estos son datos promedio del automóvil, pero dicha información, lamentablemente, se publica muy poco. En un servicio de automóviles, se utilizan probadores de motores especiales para controlar la "sonda lambda", pero en casa puede usar un osciloscopio convencional. El receptáculo para conectar el sensor generalmente se encuentra en el mazo de cables principal que corre debajo de los deflectores para drenar el agua del parabrisas. El sensor contiene componentes muy frágiles y sensibles. Al realizar el mantenimiento del sistema de escape, no debe someterse a impactos ni lavarse con detergentes o disolventes. Al instalar el sensor, no utilice selladores que polimericen a temperatura ambiente, así como aquellos que contengan silicona (ya se ha aplicado grasa de contacto especial a las roscas de los nuevos sensores). La falla prematura de la "sonda lambda" generalmente es causada por:
Los posibles signos de un sensor de oxígeno defectuoso incluyen:
El sensor de oxígeno no es un dispositivo independiente. Funciona "en conjunto" con un convertidor catalítico de gases de escape (muchos propietarios de automóviles están dolorosamente "mordidos" por su precio: 400 ... 600 dólares). Un convertidor catalítico es un dispositivo de tres componentes diseñado para oxidar sustancias tóxicas (monóxido de carbono, hidrocarburos y óxido de nitrógeno) a dióxido de carbono, nitrógeno y agua como resultado de una reacción catalítica. El funcionamiento óptimo del catalizador (neutralización de aproximadamente el 80% de todos los componentes) se logra solo cuando el motor funciona en estequiometría durante un siglo de composición de la mezcla (Fig. 5).
La pérdida o distorsión de la señal de la "sonda lambda" conduce a un aumento del contenido de sustancias tóxicas en los productos de combustión y, en consecuencia, a una fuerte reducción de la vida útil del catalizador. Vale la pena señalar que, hasta hace poco, se practicaba con bastante frecuencia el desmontaje de la "sonda lambda" y el catalizador defectuosos, seguido de la instalación de un tubo de inserción. Por lo tanto, una gran cantidad de automóviles extranjeros fueron "finalizados" debido a la imposibilidad de realizar reparaciones costosas. Pero con la introducción de nuevas reglas, al pasar una inspección técnica, se requerirá la presencia y operatividad de todo el equipo si el automóvil estaba equipado con él regularmente (durante la fabricación). Literatura
Autor: I.Nagovitsyn, Talagi-Neftebaza, región de Arkhangelsk.
Una nueva forma de controlar y manipular señales ópticas
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