sonda lambda

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Sonda Lambda

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SEMINARIO 2: SONDA LAMBDA EMISIONES EN MECHEn el Per, el parque automotor ocasiona aproximadamente el 70% de la contaminacin ambiental [1]. Es por ello, que resulta necesario el uso de tecnologas que aporten con el cuidado del ambiente. La empresa NTK desarroll un producto denominado sensor de oxgeno que logra reducir las emisiones contaminantes de los vehculos generando as menores daos al ambiente.Los sensores de oxgeno buscan reducir las emisiones contaminantes obtenidas del proceso de combustin tales como xidos de nitrgeno (NOx), monxido de carbono (CO) e hidrocarburos no quemados (HC). En primera instancia, los vehculos pasaron a utilizar un sistema de catalizadores que se encargaba de acelerar la reaccin qumica de estas emisiones generando a partir de ellos gases no contaminantes (H2O, CO2, N2, O2) y en efecto, provocando una reduccin del nivel de NOx, CO y HC. Posteriormente, se realizaron estudios que muestran la relacin entre los gases contaminantes (despus de su paso por el catalizador) y entre el tipo de mezcla aire-combustible formada, ya sea rica o pobre. Estos estudios concluyeron que cuando la relacin aire-combustible corresponde a la relacin estequiomtrica (combustin completa) se reducen las emisiones contaminantes a un nivel mnimo. A esta zona de operacin la denominaron regin de lambda igual 1 (=1) o franja de control donde el dosado relativo se aproxima a 1. La composicin del aire ambiente a condiciones normales presenta 21% de O2, este oxgeno es utilizado para quemar la mezcla y en consecuencia formar dixido de carbono (CO2). Por lo tanto, se espera tener una concentracin menor de O2 en los gases de escape que en el aire ambiente, tambin llamado aire de referencia. Para lograr esto, los sensores cuentan con una cermica de dixido de circonio el cual tiene la propiedad de absorber iones de O2 de los gases de combustin cuando es calentado a temperaturas mayores a 350C y as poder compararlo con la referencia. Para lograr el mencionado dosado estequiomtrico, se instala un sensor pre catalizador en el tubo de escape y sensor post catalizador luego del sistema catalizador. Los sensores de oxgeno pre catalizador miden la concentracin de oxgeno de los gases de escape y la comparan con la concentracin de oxgeno de referencia. A partir de esa medicin pueden determinar si la mezcla que ingresa a la cmara es rica o pobre. Si la concentracin de O2 medida es menor que la referencia, la mezcla ser rica y el sensor generar una seal de 1 V. Esta seal es enviada al mdulo de inyeccin que viene a ser un sistema de control que regula el tiempo de inyeccin de combustible. Para este caso, se procedera a reducir el tiempo de inyeccin de combustible y en consecuencia, la mezcla se aproximar a la regin lambda igual a 1. Por otro lado si la concentracin de O2 es mayor que la referencia, la mezcla ser pobre y se generar una seal de 0 V y en consecuencia, el mdulo de inyeccin aumentara el tiempo de inyeccin del combustible para balancear las proporciones de la mezcla. De esta manera se logra que la relacin de aire-combustible quede lo ms prxima posible de la regin lambda 1. No obstante, para tener un control mayor sobre la eficacia del sistema de control de emisin del vehculo se utiliza el sensor post catalizador que evala la eficiencia del catalizador.Existen diversos tipos de sensores de oxgeno dependiendo de la aplicacin que se requiera. Se tienen formatos del sensor tipo dedal y sensor tipo planar estrictamente debido a su forma ya que no hay diferencia en la velocidad de respuesta en ambos. Los sensores cuentan usualmente con cuatro cables, un cable para la seal de la sonda que la conecta al mdulo de inyeccin, un cable para conexin a tierra, y dos cables para la alimentacin del calentador de la cermica. No obstante, es posible encontrar sensores de 1 cable hasta de 4 cables siendo estos ltimos los que tienen un tiempo de calentamiento menor y por ende el tiempo de inicio de funcionamiento de la sonda es menor. Se encuentran valores tpicos desde 60 segundos en los sensores convencionales hasta sensores UFLO (ultra fast light open) de 15 segundos. NTK recomienda reemplazar el sensor de oxgeno cada ao ya que su vida til aproximada es de 30 mil km.En conclusin, los sensores de oxgeno son un elemento fundamental tanto para la proteccin del medio ambiente como para el correcto funcionamiento de un vehculo dentro de los lmites permisibles de emisiones establecidos por cada pas.

REFERENCIAS [1]El ComercioParque automotor ocasiona el 70% de la contaminacin en el Per. Consulta: 12 de septiembre de 2015http://elcomercio.pe/ciencias/planeta/parque-automotor-ocasiona-70-contaminacion-peru-noticia-1388897

[2]NGK NTKSensor de lambda. Consulta: 12 de septiembre 2015http://www.ngkntk.com.br/automotivo/es-pe/catvideos/sensor-de-lambda/