Sensores de oxígeno lentos o perezosos

Apr 19, 2023

Un sistema de gestión del motor siempre está tratando de encontrar la relación aire/combustible perfecta. Pero es casi imposible caminar por la línea entre demasiado rico o demasiado pobre. Con cada revolución del cigüeñal, pequeños cambios en el aire, el combustible y las condiciones de operación pueden causar cambios en el contenido de oxígeno que sale del puerto de escape.

Un sensor de oxígeno mide el contenido de oxígeno en el escape. Lo hace generando electricidad a partir de la diferencia de oxígeno entre el escape y la celda interior de la bomba. No mide combustible, NOX ni monóxido de carbono.

Si conecta un sensor de oxígeno a un motor con carburador, la señal no oscilará. Sería una línea plana que sube o baja a medida que el combustible pasa a través de los primarios y secundarios hacia el motor.

En un motor de inyección de combustible, cuando observa el sensor de oxígeno, los voltajes de señal producidos oscilan. El motivo de las oscilaciones o cambios de voltaje se debe a que la gestión del motor cambia el ancho de pulso de los inyectores y otros parámetros para lograr la relación aire-combustible perfecta. Oscila entre los niveles de oxígeno rico y pobre, pero se mantiene lo suficientemente cerca para que el motor funcione sin problemas.

A medida que el sensor de oxígeno ha evolucionado durante los últimos 40 años, los ingenieros han hecho que el componente detecte una gama más amplia de condiciones ricas y pobres, al mismo tiempo que detecta pequeños cambios en el contenido de oxígeno antes. Algunos sensores modernos de aire/combustible son tan sensibles que pueden detectar pequeñas fugas en el colector de escape. El sensor puede leer los gases que faltan, así como el aire exterior que ingresa a medida que los pulsos de escape pasan por la fuga.

No importa la generación o los materiales en el corazón de un sensor de oxígeno, pueden estar contaminados y ya no leer el contenido de oxígeno en la corriente de escape. Los enemigos del platino, la zirconia o la titania son los silicatos, la silicona y el hollín. Estos contaminantes envenenan el componente para que ya no pueda medir el diferencial de oxígeno a través del espacio de difusión. Los contaminantes recubren y se adhieren a las superficies y sofocan los elementos sensores.

Cuando un sensor de oxígeno está envenenado, pierde su capacidad de medir el contenido de oxígeno en el escape. Las oscilaciones se aplanan a medida que el sensor se contamina. La señal del sensor eventualmente se vuelve completamente plana.

La dirección del motor sabe cuándo no confiar en un sensor de oxígeno contaminado. El motor sabe cuánto aire entra al motor usando los sensores MAS y MAP. El módulo también sabe cuánto combustible se está inyectando. Si no ve el cambio del sensor, establecerá un código y comenzará a controlar el combustible y la chispa para proteger los convertidores catalíticos.

Algunos motores pueden mirar el sensor de oxígeno aguas abajo para controlar el ajuste de combustible. Los sensores de oxígeno aguas abajo (ubicados en la corriente de escape después del catalizador) se utilizan para monitorear la eficiencia del convertidor catalítico. En algunas configuraciones de gestión del motor, la actividad del sensor de oxígeno aguas abajo se utiliza para ajustar la operación de aire/combustible para mantener una relación favorable para optimizar la eficiencia del catalizador. Otros sistemas de gestión del motor podrían mirar el banco opuesto.

Si el sensor de oxígeno está contaminado, los códigos más comunes son P0139 a P0153 para respuesta lenta del circuito del sensor de oxígeno. Estos códigos se establecen cuando el sistema de gestión del motor ve un voltaje de señal más bajo de lo esperado, o el sensor no cambia de rico a pobre. Los códigos P0160 a P0166 para que no haya actividad del sensor de O2 pueden indicar un problema con el circuito o que el sensor está tan contaminado que ya no genera voltaje.

Si la fuente de contaminación está lo suficientemente lejos aguas arriba, no solo se contaminarán los sensores de oxígeno, sino también los convertidores catalíticos. Si la contaminación no se diagnostica antes de reemplazar el sensor, el sensor establecerá códigos para la eficiencia del catalizador y fallará más rápido que el original.

Cada vez que las emisiones del tubo de escape del vehículo exceden 1-1/2 veces los límites federales, el procesador EMS está programado para registrar datos de fallas. La luz indicadora de mal funcionamiento se iluminará después de dos viajes fallidos consecutivos, y el sensor de oxígeno y sus circuitos asociados se controlarán en busca de defectos.

Si algo además de combustible o aire llega a la cámara de combustión, tiene el potencial de envenenar el sensor de oxígeno. Las principales fuentes de contaminación son el aceite de motor y el refrigerante. Ambos usan aditivos que contienen compuestos que eventualmente pueden dañar un sensor de oxígeno. Los formuladores de aceite y los fabricantes de automóviles han estado trabajando para reducir los niveles de zinc, fósforo y silicatos que pueden dañar los sensores de oxígeno y los convertidores catalíticos. Los nuevos refrigerantes de larga duración y los aceites GF-6 han reemplazado estos ingredientes dañinos, pero las fugas excesivas o los escapes limitarán la vida útil de los sensores y catalizadores.

Otros productos, como los selladores de juntas de silicona e incluso los antiadherentes, pueden dañar un sensor de oxígeno. Si el motor no está utilizando un filtro de aire, la arena o la sílice pueden contaminar el sensor de oxígeno.

Cuando un sensor falla, debe reemplazarse para restablecer el funcionamiento normal del motor. El diagnóstico generalmente requiere algunas pruebas adicionales una vez que se ha leído un código de falla. Un diagnóstico preciso es fundamental para evitar errores. Muchos sensores se reemplazan innecesariamente porque fueron mal diagnosticados. Por ejemplo, alguien leyó un código, asumió que el sensor estaba defectuoso e instaló un sensor nuevo. A veces soluciona el problema, ya veces no. Los sensores son caros, por lo que no deben reemplazarse a menos que se hayan descartado todas las demás posibilidades.

La mayoría de los sensores no tienen un servicio recomendado o un intervalo de reemplazo, y la mayoría de los sensores se reemplazan después de que fallan. Aun así, un proveedor líder de sensores de O2 dice que reemplazar los sensores de O2 de alto kilometraje antes de que fallen puede mejorar la economía de combustible, reducir las emisiones y evitar molestos problemas de conducción.

Uno de los problemas más difíciles de solucionar es un código de sensor de oxígeno relacionado con el circuito del calentador. Si decide simplemente colocar un nuevo sensor y borrar los códigos, existe la posibilidad de que el código regrese porque el mal funcionamiento en el circuito no está en el sensor de oxígeno.

El circuito del calentador en un sensor de oxígeno no es una bobina de alambre enrollada alrededor de una oblea o cono de cerámica. Se aplica energía al calentador y calienta los elementos del sensor que detectan la diferencia de concentraciones de oxígeno entre los gases de escape y el aire de referencia en la celda de la bomba. Con un calentamiento más rápido, el motor puede entrar en operación de circuito cerrado antes.

Hay varios tipos de diseños de circuitos que proporcionan energía al calentador. En algunos circuitos más antiguos, habrá un fusible y un relé. En algunos sensores de último modelo, solo hay un módulo que lleva el voltaje a tierra. Pero, la mayoría de los sistemas proporcionan energía al calentador con voltaje modulado por ancho de pulso.

La mayoría de los sistemas de calefacción prueban el circuito con un voltaje de polarización. Esto verifica la condición del circuito antes de que se aplique la potencia modulada por ancho de pulso. Si el módulo de control del motor detecta un circuito abierto, un cortocircuito o una resistencia superior o inferior a la esperada, el sistema entrará en un modo de seguridad y no enviará energía al calentador del sensor.