El secreto de la Lambda

2

La Lambda garantiza un aire limpio

En la construccin de automviles, la letra griega

es sinnimo de aire limpio. En Espaa, ms de

18 millones de turismos salen con regularidad a

las carreteras. De los cuales, unos 6 millones son

vehculos diesel y 12 millones llevan un motor

gasolina. De estos ltimos, alrededor de 6 millo-

nes estn equipados con un catalizador y el

nmero de coches con catalizador aumenta da a

da. Sin los catalizadores respiraramos sustancias

contaminantes en lugar de aire fresco. La Lambda

es garante de que los catalizadores tienen un ren-

dimiento optimo y que el aire sigue conservndo-

se limpio.

Emisiones para vehculos nuevos(vehculos con motores de gasolina)

vigente CO HC NOx HC+NOx

a partir de (g/km) (g/km) (g/km) (g/km)

Euro I 07/92 2.72 k k 0.97

Euro II 01/96 2.20 k k 0.50

Euro III 01/00 2.30 0.20 0.15

Euro IV 01/05 1.00 0.10 0.08

Valores de emisiones (fig. 1)

La legislacin medioambiental no se

queda parada y exige para los coches

gases de escape cada vez ms limpios.

Para que no tengamos que vivir en

una bruma permanente como la que

experimentamos en algunas grandes

ciudades, los valores permitidos para

las emisiones de los vehculos nuevos

(fig. 1) han sido prescritos mediante las

normas Euro. En la actualidad, est

vigente la norma Euro III y a partir de

2005, la norma de referencia ser la

Euro IV. Con esta medida se consigue

reducir casi a la mitad la cantidad de

gases de escape nocivos. La legislacin

exige la reduccin a la mitad de los

gases de escape nocivos y la sonda

Lambda juega un papel importante en

esta misin porque ayuda a reducir la

cantidad de CO de 1,3 a 1,0 (g/km), la

de HCV de 0,20 a 0,10 (g/km) y de NOx

de 0,15 a 0,08 (g/km).

En todos los turismos con cataliza-dor de tres vas, la sonda Lambdagarantiza el cumplimiento estrictode los valores lmite.

3N2 71%

CO2 16.1%

O2 y gases nobles 0,7%

Sustancias contaminantes 1%

H2O 9.2%

CO 0.850%HC 0.050%NOx 0.080%Sustancias slidas 0.005%

Sustancias contaminantes (fig. 2)

La formacin y las caractersticas delas sustancias contaminantes

Los gases de escape de los motores

no slo contienen productos inocuos

como vapor de agua, dixido de

carbono y nitrgeno, sino tambin

sustancias contaminantes peligrosas

monxido de carbono (CO),

hidrocarburos (HC) y xidos de

nitrgeno (NOx) (fig. 2). El volumen de

la emisin de cada una de estas

sustancias depende principalmente

de la relacin existente en la mezcla

de aire y combustible. Los gases

txicos llegaran a travs del tubo de

escape al medio ambiente si no fuera

por el catalizador, ya que en l los

gases nocivos son transformados en

productos no txicos: dixido de

carbono (CO2), agua (H2O) y nitrge-

no (N2).

Sin embargo, la combustin ptima

del combustible y la transformacin

correcta de los gases de escape en el

interior del catalizador slo pueden

ser garantizadas si el motor recibe la

cantidad correcta de aire y combusti-

ble. La sonda Lambda se encarga de

controlar este proceso.

Para el futuro se espera aumentar el

nmero de sondas Lambda en el equi-

pamiento de motocicletas y camiones

que destacan por ser especialmente

contaminantes. Las sondas Lambda

tambin encuentran una nueva rea

de aplicacin en las nuevas generacio-

nes de motores de inyeccin directa

de gasolina.

La tecnologa avanza rpidamente

Y por este motivo, se ha introducido el

sistema de diagnstico a bordo (OBD).

Con la ayuda de una segunda sonda

Lambda, situada detrs del catalizador,

se controla de forma continua el fun-

cionamiento correcto del catalizador y

de la sonda Lambda que se encuentra

montada delante de ste. De este

modo, cualquier fallo es visualizado

inmediatamente en el tablero de

instrumentos.

Y en este caso hay que llevar elvehculo al taller

Efectividad

Cuando la mezcla de aire ycombustible no ha sido ajustada conprecisin, se produce un aumentode emisiones. Slo cuando larelacin de la mezcla es de 1 kg decombustible a 14,7 kg de aire (fig. 1)se puede garantizar una combustincompleta y el catalizador puedeconvertir los gases de escape noci-vos en gases que son respetuososcon el medio ambiente.

Y para conseguir este objetivo es nece-

sario que el motor reciba en cada

momento las cantidades exactas de

aire y combustible. Esta relacin exacta

de aire y combustible se denomina

con la letra griega Lambda ().

La sonda Lambda mide el contenidoresidual de oxgeno en el gas deescape y determina de este modo sila mezcla es estequiomtrica*.

Este trmino expresa que la relacin

entre la cantidad de aire y de com-

bustible (internacional: A/F = air /fuel =

mezcla de aire/combustible) ( = 1) es

la adecuada. Cuando los valores medi-

dos son de < 1, tenemos en el inte-

rior del motor una mezcla rica en la

que falta el aire, y cuando > 1, la

mezcla es pobre y presenta un exceso

de aire. Para garantizar que se cum-

plan los valores lmites para gases de

escape, en la actualidad, casi todos los

motores de gasolina trabajan con una

mezcla estequiomtrica de aire y com-

bustible en la que = 1 (fig. 1 y 2).

Slo cuando se dan estas condiciones

ptimas, el catalizador de tres vas con-

sigue trabajar con eficacia absoluta y

convierte las tres sustancias contami-

nantes (el nmero que da nombre al

catalizador de tres vas) hidrocarburo

(HC), monxido de carbono (CO) y

xidos de nitrgeno (NOx), en sustan-

cias no nocivas.

Tubo protector

Rosca M 18 x 1,5

4

Junta

Tuerca hexagonal

Relacin de la mezcla (fig. 1)

* El trmino Mezclaestequiomtrica

denomina la mezclaentre aire y

combustible en unarelacin de 14,7:1

Cantidad de aire (fig. 2)

14,7 kg de aire

1 kg de combustibleMezcla rica(falta de aire)

0.9

Mezclaestequiomtrica

1.0

Mezcla pobre(exceso de aire)

1.1

Sellado de silicona

5 y precisin

La sonda Lambda se encarga de laregulacin correcta del suministro deaire y combustible al motor.

En consecuencia, garantiza un nivel

reducido de sustancias contaminantes,

la marcha equilibrada del motor y, a la

vez, optimiza el consumo de combusti-

ble y aumenta la vida til del cataliza-

dor.

Las primeras sondas Lambda fuerondesarrolladas al principio de los aos80 y NTK es uno de los pioneros eneste campo.

El xito de la sonda Lambda se basa no

slo en ser la forma ms efectiva de

depurar los gases de escape, sino, ade-

ms, en el continuo desarrollo de dife-

rentes tipos de sonda, entre ellas las

sondas con elemento calefactor y sin l

o sondas que detectan la seal por

generacin de tensin o cambios de

resistencia. Para regular la mezcla, los

motores de gasolina Otto con inyeccin

directa precisan unas sondas especiales

de banda ancha.

Tubo en fibra de vidrio

Seal de sonda

(cable negro) Conector

Masa de sonda

(cable gris)

Para que el catalizador pueda funcionar deforma ptima, la relacin de aire y combustibledebe ser ajustada con precisin. Y de ello seencarga la sonda Lambda que detecta deforma continuada el contenido residual de ox-geno en el gas de escape. Mediante una sealde salida regula la unidad de control del motor(centralita) que, en consecuencia, ajusta conprecisin la mezcla de aire y combustible.

Funcionamiento

100

50

0

0.9 Mezcla rica

NOx

CO

HC

V 0.2

1.0

1.0 Mezcla estequiomtrica

1.1 Mezcla pobre

Catalizador% Ratio de conversin

Voltaje dela sonda

Unidad de controldel motor

Sonda Lambda

Gas deescape

Combustible

Aire

Catalizador detres vas

MotorSistema demezcla de

combustible

Elemento calefactor

(cable blanco)

La sonda Lambda de dixido de circonio

Conexin del elemento calefactor(cable blanco)

Masa de sonda (cable gris)

Seal de sonda (cable negro)

Elemento calefactor

Cuerpo metlico con tuerca hexagonal

Tubo protector

Aislador

Soporte cermico

Junta

Elemento de circonio

6

Ambos lados del elemento estn recu-

biertos de una capa fina y porosa de

platino que desempea el papel de

electrodo. En cuanto aparece una

diferencia entre la concentracin de

oxgeno en el interior y el exterior, se

produce una migracin de iones de

oxgeno. Ello es posible gracias a la

caracterstica especial del elemento.

Esta migracin, a su vez, produce un

voltaje (V). Los movimientos continuos

de los iones de oxgeno permiten

medir de forma inequvoca la mezcla

de aire y combustible. El voltaje (fig. 2)

es transmitido en forma de seal a la

unidad de control del motor que se

encargar de disponer los ajustes

necesarios. Este procedimiento se

repite varias veces por segundo y con

la misma velocidad tiene lugar la

modificacin de los ajustes. Gracias a

la seal de la sonda, la mezcla es

continuamente enriquecida o reducida

para producir una mezcla cuyo valor

medio corresponde al de una mezcla

estequiomtrica ( = 1).

Ventajas

La sonda de dixido de circonioest equipada con un tubo

protector especial que evita daos

en el exterior y tambin choques

trmicos provocados por

salpicadras de agua.

El elemento calefactor incorporado en la sonda hace posible que la

temperatura de trabajo pueda

alcanzarse con mucha rapidez.

Atencin

La sonda es extremadamente sensible a la gasolina con plomo: el

plomo destruye los electrodos de

platino de la sonda Lambda.

Estructura de la sonda de dixido decirconio

El ncleo de la sonda Lambda de dixi-

do de circonio es una pieza de cermi-

ca hueca en forma de dedo, hecha de

dixido de circonio. La caracterstica

principal de este electrolito slido es

que se vuelve permeable para los

iones de oxgeno cuando alcanza una

temperatura aproximada de 300C.

Como funciona

Este dato es importante porque el gas

de escape fluye por el lado exterior de

la pieza cermica, mientras que en el

interior se encuentra el aire de referen-

cia (fig. 1). Ambos tipos de gas, el gas

de escape y el aire de referencia, son

medidos por la sonda Lambda a travs

de un contacto directo.

Voltaje de la sonda (fig. 2)Principio de trabajo de la sonda de circonio (fig. 1)

Aire de referencia

Elemento de circonio

Capa porosa de cermica

Gas de escape

O2 - O2 -

O2 -

e-

e-

V

El voltaje (V) est ocasionado por la concentracin de oxgeno

Electrodo deplatino

Electrodo deplatino

~ max. 0.7-1 s

V 0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

O2 O2

O2

O2 O2 O2 O2

O2

O2 O2 O2

O2 O2 O2 O2

Tubo protector

Elemento de Titanio

Cable de seal

Sustrato conductor

Cuerpo metlico con tuerca hexagonal

Junta

Soporte cermico

Aislador de cristal Sellado

Cuerpo metlicoexterior

7

La sonda Lambda de dixido de titanio

Estructura y modo de actuar de lasonda de dixido de titanio

En el caso de la sonda de dixido de

titanio (fig. 3), el elemento de cermica

se confecciona utilizando una tecnolo-

ga de capas mltiples de pelcula

gruesa. El elemento de cermica est

unido al elemento calefactor a travs

de esta capa. Una carcasa de acero

inoxidable conectada al sistema de

escape protege el cuerpo de medicin

contra daos exteriores (golpes) y cho-

ques trmicos.

La resistencia elctrica del dixido de

titanio se va modificando en relacin

proporcional a la presin parcial del

oxgeno contenido en la mezcla de

gases. Cuando sta presenta un exceso

de oxgeno, el dixido de titanio pier-

de conductividad. Y cuando la propor-

cin de oxgeno es ms reducida

( < 1) aumenta la conductividad del

dixido de titanio. Con el dixido de

titanio, los cambios son especialmente

rpidos de detectar a altas temperatu-

ras. Por este motivo, la temperatura de

trabajo de estas sondas Lambda est

entre 200 y 700C. A partir de 850C

existe peligro de daar la sonda.

Ventajas

Robusta y compacta Material con alta velocidad de

reaccin

No requiere aire de referencia Alta resistencia, incluso a la gasolina

con plomo y alcanza la temperatura

de trabajo con gran rapidez

Principio de trabajo de la sonda de Titanio (fig. 3)

O2 -

O2 -

O2 -

Electrodode platino

Cuanto ms rica es la mezcla, ms se reduce la resistencia (R)

Electrodode platino

Gas deescape

R

4+

Ti

8Sonda lambda de dixido de circonio

Distribucin de cables

Sin elemento calefactor

1 cable=> seal

Masa a travs de carcasa

EGO

2 cables=> seal

Masa aislada

ISO-EGO

Tipo I

rojo elemento calefactor (+)

blanco elemento calefactor (-)

negro seal (-)

amarillo seal (+)

Tipo II

gris elemento calefactor (+)

blanco elemento calefactor (-)

negro seal (-)

amarillo seal (+)

Con elemento calefactor

3 cables=> seal

elemento calefactor (2x)

Masa a travs de carcasa

HEGO

4 cables=> seal

elemento calefactor (2x)

Masa aislada

ISO-HEGO

Modelo: HEGO (sonda con elemento calefactor)

El cable negro transmite la seal a la unidad de control del motor. Los dos cables blancos sirven para calentar

la sonda. El contacto de masa es establecido a travs

de la rosca de la sonda y el sistema de escape (3 cables)

El contacto de masa con el sistema elctrico del vehculo se establece a travs de la lnea gris (4 cables).

Sonda lambda de dixidode titanio

Modelo: EGO (sonda sin elemento calefactor)

El cable negro transmite la seal a la unidad de control del motor. El contacto de masa tiene lugar a travs de la

rosca del sensor y el sistema de escape (1 cable).

El contacto de masa con el sistema elctrico del vehculose establece a travs de la lnea gris (2 cables).

9Indicaciones relativas al mantenimiento

Debido a que las sondas Lambda estnsujetas a determinado desgaste y enve-jecimiento, es recomendable comprobarel funcionamiento cada 30.000 km y/ocon ocasin de la inspeccin de gasesdel vehculo. Los posibles fallos en elfuncionamiento tienen los siguientessntomas:

Una marcha irregular del motor El incumplimiento de los valores

establecidos para los gases de escape

Un aumento en el consumo de gasolina

Indicaciones para el mantenimientoen caso de fallos

Vibraciones:Comprobar la sujecin

Daos mecnicos:Cambiar la sonda

Consumo de gasolina elevado:Comprobar el funcionamiento de la

sonda

Destruccin de la sonda con gasolina con plomo:Cambiar la sonda

Seal de salida negativa:Cambiar la sonda

Conector flojo o con holgura:Comprobar la fijacin

Cambio de sondas

Una sonda debe ser cambiada nicamente por un modelo idntico (con las mismas especificaciones)

Sustitucin de la sonda paso por paso

Atencin: Deben utilizarse siempre losconectores adecuados para cada vehcu-lo. Existen sondas especiales para cadavehculo, nunca aplicar soluciones provi-sionales.

Comprobacin del elemento calefactor

Desconectar el encendido, retirar elconector y comprobar la resistenciaentre los dos cables blancos ( OZA - dixido de circonio) o entre los doscables rojos-blancos (OTA - dixido detitanio). Si la resistencia es superior a30 , ser necesario cambiar la sondaLambda.

Atencin: La medicin directa del volta-je de la sonda puede provocar daos enlos cables.

Mantenimiento de las sondas Lambda

Cable y clavija fundi-dos debido al contactocon el sistema de escape.

Problema

Cable roto y con puntas deshilachadas.

Sellado de silicona desplazado o aflojado.Permitiendo la entrada deagua en la sonda.

Sonda doblada.

Agua en el interior delconector y xido en losterminales.

Depsitos de carbnque obstruyen lasaperturas del tubo pro-tector. Causa: mezclademasiado rica o con-sumo excesivo de acei-te debido al desgastedel motor y holgurasen el pistn o en lasguas de las vlvulas.

Cambiar la sonda ycolocar el cable de talmodo que no entre encontacto con el sistemade escape.

Solucin

Cambiar la sonda y colocarel cable sin tensarlo demasiado.

Cambiar la sonda y colocarel cable sin tensarlo demasiado.

Cambiar la sonda.

Cambiar la sonda.Comprobar las conexioneselctricas, la estanqueidaddel conector y la conexinentre la sonda y la unidad decontrol del motor.

Diagnosticar y eliminar elfallo.Observacin: Los depsitos excesivos deholln y lubricante en el tuboprotector de la sonda no sonprovocados por la sonda.

Seal de salida de la sonda Lambda

10

Del buen funcionamiento de lasonda Lambda no slo depende laeficacia del catalizador.

Las sondas Lambda defectuosas

causan una serie de problemas.

Elevado consumo de combustible Catalizador inoperable o daado Reduccin de las prestaciones del

motor

Incumplimiento de la normativa medioambiental (impidiendo supe-

rar la inspeccin de gases de escape

para vehculos)

El buen funcionamiento de la sonda

Lambda debe comprobarse con

regularidad en cada revisin y en las

inspecciones de gases de escape.

Puntos a verificar

Revisar la resistencia del calentador (superior a 30 sonda defectuosa)

Rotura del cable o conectordefectuoso

Sellado de silicona aflojado Humedad en el conector Signos de corrosin en los

terminales del conector

Comprobar si los cables estn colocados correctamente

Daos visibles en la sonda

En cada caso se proceder de acuerdo

con las descripciones contenidas en la

tabla de problemas y soluciones.

Prueba de funcionamiento conosciloscopio

Antes de iniciar la prueba, debe com-

probarse que el motor haya sido

ajustado correctamente y de acuerdo

con los datos del fabricante. A

continuacin, se ha de conectar la

sonda al osciloscopio, usando el dispo-

sitivo de conexin adecuado. En esta

operacin, la conexin entre la sonda y

la unidad de control del motor no

debe ser interrumpida. Si la sonda

Lambda funciona correctamente, a

aprox. 2000 r/min. y dentro de un

intervalo de reaccin de aprox. 300

milisegundos (de mezcla pobre - a

mezcla rica) se producir un salto de

tensin de entre aprox. 0,2 y 0,8 vol-

tios. El intervalo de reaccin para

mezcla rica mezcla pobre muestra

valores similares.

Ser necesario cambiar la sonda

Lambda si la sonda emite una seal

constante o si la reaccin es demasia-

do lenta.

Verificacin visual

Aunque es cierto que la sola compro-

bacin visual no es suficiente para

determinar el funcionamiento de la

sonda Lambda, resulta til revisar visu-

almente todas las lneas de conexin,

conectores y el cuerpo de la sonda

antes de la prueba de funcionamiento,

puesto que irregularidades en estas

zonas tambin pueden distorsionar la

seal de la sonda.

Verificacin visual del tubo protector de la sonda

Incluso el estado del tubo protector de

la sonda puede facilitar al especialista

informacin sobre las posibles causas

del mal funcionamiento.

Voltaje de salida de la sondaLambda en un circuito cerrado

Despus de la fase de calentamiento en rgimen normal, el voltaje de

salida oscila entre 0 V y 1 V.

Cuando se corta el suministro de gasolina en la fase de empuje, el

voltaje de salida es de aprox. 0 V.

Con carga plena, en la mayora de los casos, el voltaje de salida

alcanza 1 V.

Pruebas que pueden realizarse en el taller

Voltaje de la Sonda (V)

Voltios (V)

Relacin entre aire y combustible

1.0

0.2

0.9 1.0 1.1

La excesiva cantidad de depsitos de colorblanco o gris indica que se utiliza un combusti-ble con aditivos o que el motor est quemandoaceite. Determinados componentes en estosaditivos y en el aceite pueden ensuciar el sen-sor. Debe eliminarse la causa y cambiarse lasonda.

Una excesiva cantidad de carbonilla puedeobstruir el sensor y afectar a su tiempo derespuesta. La causa puede ser una mezclademasiado rica o daos en el elementocalefactor de la sonda. En todo caso, serinevitable cambiar la sonda.

La aparicin de depsitos brillantes indicala presencia de plomo en el combustible. Elplomo daa el platino de la sonda y delcatalizador. En este caso es necesario cam-biar la sonda y despus del cambio deberutilizarse siempre un combustible sinplomo.

Plomo Carbonilla Aceite

Seal devoltaje de la

sonda

Elementocalefactor

Alimentacin

11

Diagnsticos que pueden realizarse en el taller

Proceso de prueba ControlActivacin de laluz de alerta:

Problemas con lasonda Lambda

Revisin de los cables Comprobacin visual delos cables

Comprobacin visual dela sonda

Comprobacin de lasonda

Anlisis de la sonda

Prueba Ejecucin Resultado Si no se obtiene el resultado previsto Comprobacin

1. Desconectar el encendido y extraer

los conectores del sensor

2. Conectar el multmetro entre la seal

del sensor (+ cable negro) y el

punto de conexin de masa (-batera)

3. Volver a conectar la sonda

4. Poner el motor en marcha por aprox.

2 min. a 2000 rpm

5. Realizar la prueba con el motor

caliente

El voltajeoscila entre 0 V y 1 V

Admisin completa-mente abierta: voltajede sonda aprox. 0 V

1. La sonda puede estar daada si el voltaje permanece constante

2. Desmontar la sonda y revisar si hay restos de aceite o si est daada

3. Reemplazar la sonda

1. Del sistema de escape, que no tenga fugas de aire

2. De los conectores elctricos

3. Del consumo de aceite (un consumo alto puede deberse a defectos en los segmentos del pistn y/o de las guas de las vlvulas)

1. El calentador puede estar daado. La sonda debe ser reemplazada

1. Revisar la lnea de alimentacin y la conexin de masa

Resistencia a tempera-tura ambiente entre 2 y 14 (ohmios)

Voltaje de 10,5 V o ms

1. Desconectar el conector de la sonda

2. Conectar el multimetro entre los doscables blancos de la sonda

1. Desconectar el encendido y extraer los conectores del sensor.

2. Conectar el multmetro entre el cable de alimentacin y el de masa en el conector del vehculo

3. Conectar encendido

1

2

3

Multmetro

Rotura de cable o conector defectuoso?

Sellado de silicona aflojado?

Humedad en el conector?

Signos de corrosin en los terminales del conector?

Los cables estn colocados correctamente?

Daos visibles en la sonda?

12

Sondas Lambda de banda anchaUEGO

Cada vez ms aumenta la utilizacin

de las denominadas sondas lineales o

tambin llamadas sondas Lambda de

banda ancha (fig. 1) con ventana

Lambda de medicin ampliada.

NGK/NTK tambin es lder en tecnolo-

ga como fabricante de este compo-

nente y posee ms de 10 aos de

experiencia (desde 1991) con su pro-

duccin en serie. La seal de salida

representa el valor Lambda en banda

ancha y es proporcional al contenido

residual de oxgeno en el gas de esca-

pe. A fin de optimizar la produccin de

gases de escape y el consumo de com-

bustible, el sistema detecta los

momentos de funcionamiento en rgi-

men estequiomtrico y los momentos

en que se encuentra por debajo o por

encima de este valor. En el caso de los

motores de inyeccin de gasolina nor-

males, los motores de inyeccin direc-

ta (DI), CNG y los motores diesel, la

sonda, tambin juega un papel impor-

tante para mantener el aire limpio y

proporcionar un ahorro en el consumo

de combustible (fig. 2).

Caractersticas

Mxima precisin y fiabilidad Minimiza el tiempo de respuesta No requiere aire de referencia del

exterior, en consecuencia, puede

utilizarse una carcasa absolutamen-

te hermtica

Mxima rapidez en alcanzar la ope-rabilidad gracias a la construccin

compacta del elemento sensor

Los desarrollos de NTK aseguran unfuturo excelente para las sondasLambda.

Incluso en la categora reina de las

carreras, la Frmula 1, los equipos lder

ya no se plantean la puesta a punto de

sus motores sin las sondas Lambda de

NTK. En competicin, la potencia pti-

ma del motor es muchas veces el fac-

tor decisivo para la victoria o el fracaso

y esta potencia ptima es regulada por

las sondas Lambda de NTK. Cuando

unos pocos segundos deciden, el

motor debe trabajar siempre de forma

inmejorable para poder alcanzar el

mayor rendimiento.

Las sondas Lambda de NTK no slo

son sinnimo de unos gases de escape

limpios, sino que, adems, proporcio-

nan un ahorro garantizado de gasolina

y a potencia mxima.

(fig. 2)

NOx

Reduccindel 10-15%

=1

15 20 25

Lmite de marcha con mezcla pobre

Consumo de combustible

Sonda Lambda de banda ancha UEGO (fig. 1)

Las buenas ideas disean el futuro

13

Sondas de NOx:Tan particular como el vehculo

La reduccin del consumo y de las

emisiones son temas de alta prioridad

en la actualidad y en el futuro seguire-

mos ocupndonos de ellos. Un coche

que consume 3 litros est en boca de

todo el mundo y por este motivo, los

fabricantes han emprendido un nuevo

camino que promete tener xito en

esta bsqueda: el motor de gasolina

de inyeccin directa. El ahorro de

consumo en este tipo de motores se

sita entre el 12 y el 20%.

Funcionamiento

Los xidos nitrosos que son generados

durante la combustin, posteriormen-

te no pueden ser convertidos, de una

forma ptima, en gases no nocivos.

Por este motivo, se emplea un cataliza-

dor de NOx con acumulador que alma-

cena los xidos nitrosos de forma tem-

poral. La sonda de NOx detecta cuan-

do la capacidad del acumulador queda

agotada y transmite de forma inmedia-

ta la orden de iniciar el servicio con

mezcla rica ( < 1) por un espacio

reducido de tiempo (aprox. 2 seg.).

Gracias a la combustin de la mezcla

rica, el NOx es liberado y es reducido

a nitrgeno inocuo. Este proceso es

denominado la fase de regeneracin

y se repite en la combustin con

mezcla pobre aprox. cada 60 seg.

= CO = NOx = HC

60 s 2 s

Combustin con cargaestratificada

Combustin con cargaestratificada

H20Co2N2O2

Sonda de NOx

Unidad decontrol delmotor

Catalizador de NOx

Catalizador detres vas

Sonda Lambda debanda ancha

Combustin en fase deregeneracin

14

En el desarrollo de nuevos produc-tos, la industria se rige por lo queresulta realizable utilizando la ltima tecnologa. Ya en el pasado,para NTK esta frmula era unanorma a seguir para el trabajo diarioen los departamentos de investiga-cin y una garanta para asegurar elliderazgo tecnolgico de los produc-tos de NTK.

As, a lo largo de los ltimos aos, los

motores que incorporan la tecnologa

de NTK se han vuelto cada vez ms

ecolgicos y esta tendencia seguir

tambin vigente en el futuro. Ya que,

adems, la poltica medioambiental da

los incentivos necesarios para que

pueda ser as.

En la actualidad, tanto el Gobierno

Espaol como tambin el Parlamento

Europeo y el Consejo de Ministros de

la UE estn trabajando para aprobar

unas leyes nuevas con las que bajar el

lmite mximo de sustancias contami-

nantes para motocicletas. Para el ao

2006, finalmente, est previsto que el

nivel de emisiones de sustancias con-

taminantes de las motocicletas sea

equiparable al nivel que deban cum-

plir los turismos en el ao 2000. Por lo

tanto, los valores lmite de la norma

Euro III, que incluyen ciclos de revisin

ms severos (ciudad, carretera, auto-

pista), sern aplicables a las motocicle-

tas.

Seguramente, cada vez ms motoristas

aprovecharn las prestaciones que

ofrecen las sondas de calidad, en

beneficio del medio ambiente y de su

monedero. Porque las sondas Lambda

garantizan un ajuste ptimo de la

mezcla, reducen el consumo de com-

bustible y, en consecuencia, ayudan a

ahorrar dinero.

Los investigadores de NTK ya estn

adentrndose en nuevas reas a favor

del progreso ecolgico.

Soluciones innovadoras para el futuro

Sonda Lambda con elemento plano

(fig. 1)

Sonda Lambda con elemento en forma

de dedo (fig. 2)

15

La sonda Lambda plana

Comparada con la sonda tradicional en

forma de dedo, esta sonda necesita

menos tiempo para iniciar el funciona-

miento y al mismo tiempo requiere

menos potencia. Adems, gracias a su

estructura compacta y a un peso muy

reducido, ocupa un espacio muy limi-

tado.

Caractersticas

Construccin ligera y compacta Bajo consumo de energa Voltaje de salida constante, ya que

no requiere aire de referencia

En el futuro, los pequeos motoresde gasolina sern un mbito deaplicacin para las sondas

Un csped cuidado es algo bonito,

pero con un cortacsped tradicional, el

mantenimiento resulta una tarea

perjudicial para el medio ambiente: un

equipo de investigadores suecos

descubri que cortar el csped

durante una hora daa el ambiente

igual que un viaje en coche de 150 km.

Un cortacsped con catalizador

regulado por una sonda Lambda tam-

bin har que el cuidado del csped

resulte ms ecolgico.

Motor

Carburador Filtro de aire

Vlvula deaire

Sonda Lambda

Unidad de control del motor

Catalizador

Marcha de un motor con

carburador y catalizador

regulado (fig. 3)

16

Las sondas Lambda estn expuestas acargas trmicas, qumicas y mecnicasconsiderables y por lo tanto estnsujetas a un determinado desgaste.Las sondas Lambda de cierta edadreaccionan con retardo a los cambiosen la mezcla, regulan con mucha lenti-tud y no alcanzan el nivel de voltajenormal.

El consumo de combustible y las emisio-

nes van en aumento y en las inspeccio-

nes de gases de escape se detectan irre-

gularidades.

NTK suministra sondas Lambda para pri-

mer equipo a vehculos de casi todos los

fabricantes de coches del mundo entero.

Gracias a muchos aos de experiencia

en el desarrollo y la fabricacin de pro-

ductos para la automocin, NTK se

encuentra en la situacin de poder ofre-

cer sondas Lambda para casi todos los

vehculos del mercado.

Nuestra gama de sondas Lambda siem-

pre se ha ido adaptando y sigue adap-

tndose con esmero a las necesidades

del primer equipo e incluye varios cien-

tos de modelos diferentes. Como resul-

tado de este trabajo se ha conseguido

una gran cuota de mercado. Adems,

todos los componentes del cuerpo metli-

co de la sonda, los conectores, los tipos

de elementos y las resistencias calefacto-

ras cumplen los requisitos del Certificado

General de Aptitud Tcnica (ABE) (fig. 1)

TV y Direccin General deAutomovilismo (KBA)

Las pruebas exhaustivas de la TV

demuestran que las sondas Lambda de

NTK son compatibles con la pieza original.

Cada una de las sondas se suministra con

el Certificado General de Aptitud Tcnica

(ABE) (fig.1) de la Direccin General de

Automovilismo (KBA) que certifica su ido-

neidad para ser comercializadas.

El mercado de recambios

Sonda

Lambda con

cdigo de la

KBA

Certificado General de Aptitud Tcnica (fig. 1)

17

Catlogo

Para el comercio y los talleres se pone a disposi-

cin un catlogo especial de sondas Lambda

(fig. 1) que facilita de forma estructurada y clara la

siguiente informacin:

Aplicaciones. Detalles tcnicos. Fotos de clavijas a escala 1:1 del original.

Pster

Nuestro pster tcnico (fig. 2) para talleres en el

formato DIN-A-2 presenta de manera grfica los

detalles tcnicos de la sonda Lambda. En l, se

describe la construccin, la instalacin y el funcio-

namiento de la sonda Lambda, adems de explicar

los pasos a seguir en el diagnstico de defectos e

ilustraciones sobre los daos mecnicos.

El catlogo de sondas Lambda y el pster tcnico

pueden solicitarse gratuitamente a NGK.

(Tel. 93 480 22 99)

Catlogo de sondas

Lambda (fig. 1)

Pster sobre las

sondas Lambda

(fig. 2)

Sondas Lambda listas para el monta-je, la eleccin acertada

Prueba de compatibilidad de la TV Montaje rpido, sencillo y seguro Emisin optimizada de gases

de escape

Rpida puesta en servicio Marcha armnica del motorFacilidad en el montaje

Con las sondas especificas que estn

listas para el montaje se ahorra cualquier

trabajo adicional como, por ejemplo,

recortar cables o manipular las piezas de

unin, aspectos que aumentan el riesgo

de fallos, puesto que agua, aceite y otras

sustancias tienen una influencia negativa

sobre el funcionamiento correcto.

Por esta razn y en el inters del cliente se

recomienda emplear siempre las sondas

Lambda originales de NTK.

Material de apoyo

18

lder de mercado en todo el mundo

Ya hace mucho tiempo, los fabrican-tes de automviles internacionalesreconocieron el importante papel delas sondas Lambda en el cumplimien-to de las normas de contaminacinpara vehculos.

Como resultado de muchos aos deexperiencia: NTK es el lder de merca-do en todo el mundo.

NTK lleva produciendo sondas Lambda

desde el 1982. En la actualidad, cada ao

en NTK se fabrican 20 millones de pie-

zas, y la tendencia va en aumento, ya

que, con la introduccin del diagnstico

a bordo (OBD), se instala una segunda

sonda detrs del catalizador.

La lista de clientes de referencia de NTK

se lee como el Quien es Quien del sec-

tor de la construccin de automviles a

nivel mundial.

Los siguientes fabricantes de automviles

equipan sus vehculos con sondas

Lambda:

Aston Martin, Audi, BMW, Citroen,

Daewoo, Daihatsu, Daimler Chrysler, Fiat,

Ford, General Motors, Honda, Hyundai,

Isuzu, Jaguar, Kia, Lancia, Mazda,

Mitsubishi, Nissan, Opel, Peugot, Renault,

Rover, Seat, Skoda, Subaru, Suzuki,

Toyota, Volvo y VW.

Aire de referencia 6

Averas en la sonda Lambda 9

Calefactor 9

Cambio de la sonda Lambda 9

Cantidad de aire 4

Catalizador de tres vas 2,4,13

Catlogo 17

Certificado General de AptitudTcnica (ABE) 16

Coeficiente de conversindel catalizador 5

Combustin con carga estratificada 13

Comercio 16

Comprobacin visual 10

Contenido residual de oxgeno 4

Choque trmico 6

Depsitos 10

Depsitos de holln 9

Diagnstico 11

Diagnstico a bordo (OBD) 3

Dixido de carbono (CO2) 3

Direccin General deAutomovilismo (KBA) 16

Distribucin de cables 8

EGO (sonda sin elemento calefactor) 8

Electrodo de platino 6

Elemento calefactor 11

Elemento en forma de dedo 14

Elemento plano 14

Exceso de aire 4

Falta de aire 4

Fase de regeneracin 13

Formacin 17

HEGO (sonda con elemento calefactor) 8

Hidrocarburos 3, 4

Indicaciones relativas al mantenimiento 9

Mando del motor 5

Mantenimiento de la sonda Lambda 9

Mezcla estequiomtrica 4, 5

Mezcla pobre 4

Mezcla rica 4

Monxido de carbono (CO) 3, 4

Motor de carburador 15

Nitrgeno (N2) 3

Norma EURO 2

Osciloscopio 10

xidos de nitrgeno (NOx) 3, 4

Pster 17

Prensaestopa de cable 9

Prueba de funcionamiento 10

Pruebas 10

Puntos de prueba 10

Relacin aire y combustible 3

Relacin de la mezcla 4

Seal de voltaje de la sonda 11

Soluciones futuras 14, 15

Sonda de dixido de titanio 7

Sonda de NOx 13

Sonda Lambda con elementocalefactor (HEGO) 8

Sonda Lambda de banda ancha 12

Sonda Lambda de banda ancha UEGO 12

Sonda Lambda de dixido de circonio 6

Sonda Lambda sin elemento calefactor (EGO) 8

Sustancias contaminantes 3

Tensin de la sonda 5, 6

TV 16

Valores de emisin 2

Ventana Lambda 5,12,13

Voltaje de la sonda 11

ndice de palabras clave

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