Tras 40 años
de producción, Robert Bosch Automotive superó recientemente
los mil millones de sondas lambda en su
cadena de producción.
Llegados a
este punto queremos dar a conocer desde nuestro blog la historia y situación actual de las “sondas lambda”, que muy
probablemente son el avance tecnológico más ecológico de la historia de la
automoción.
A tal efecto Robert Bosch Automotive desarrolló un sensor específico basándose en el estudio
de los electrolitos sólidos y la ecuación de Nernst.
Tras 6 años
de investigación, experimentación y desarrollo, el sensor destinado a medir la
correcta proporción y combustión de la mezcla recibiría el nombre de sonda
Lambda.
Su señal eléctrica permitía por primera vez la corrección activa de la
mezcla, reduciendo en un 90% las emisiones de gases tóxicos y rebajando los
consumos de modo sustancial.
La proporción correcta de la mezcla determina cierta proporcionalidad en los gases de escape en condiciones de combustión correctas, que asegura la capacidad la depuración de los gases de escape llevada a cabo por los catalizadores y su duración.
El comportamiento inverso del CO frente al O2 resultantes del proceso de combustión condiciona el comportamiento no lineal de la sonda y su característico salto de tensión.
De este modo, en un proceso de corrección continua en torno a Lambda 1 (0.98
– 1.02) la mayor parte del tiempo la
dosificación de combustible es casi perfecta, y el pequeño margen de error de corrección y la producción de Monóxido de carbono que
conlleva, lo soluciona un sistema catalizador de dos o tres vías sin dificultad.
La progresiva
evolución hacia vehículos cada vez más
eficientes y limpios, junto a la reducción de consumos ha supuesto la
generalización de los sistemas de inyección directa y en muchos casos el trabajo con
mezclas pobres o estratificadas, cuya proporción de gases de escape requirió el
desarrollo de un nuevo sensor por parte de Robert Bosch hacia finales de los
años 90.
La limitada
vida útil de los sensores electroquímicos
basados en pilas de oxigeno utilizados en otros sectores impide su utilización en los motores para automóviles, cuyas
exigencias térmicas, de duración y velocidad de respuesta son mucho más
elevadas que en otras aplicaciones.
Para poder
trabajar con mezclas pobres y alto contenido de oxígeno en el escape se adoptó un nuevo concepto de medición y se desarrolló
un nuevo sensor. La medición activa y la sonda lambda de banda ancha.
Los sensores
de oxígeno o sondas de banda ancha son la parte externa de un circuito activo
de medición. La medición obtenida es fruto del trabajo de la sonda, colocada en
el conducto de escape y de un circuito electrónico especifico en la Unidad de
control.
 |
| Sección Lambda-Microprocesador |
Su
funcionamiento se basa en la combinación de dos células de Nernst de dióxido de
circonio separadas por una pequeña cámara de gas. La primera de ellas actúa
como elemento de medición y la segunda como bomba electroquímica.
La medición
activa se basa en tomar como valor indicador de medida el trabajo necesario
para alcanzar un valor predeterminado
partiendo de una base desconocida.
Conociendo el resultado final y el
trabajo necesario para alcanzarlo se
puede fácilmente deducir cual era la situación inicial.
La célula de Nernst de medición informa mediante un valor de tensión de la concentración de oxígeno en la cámara () al circuito de control CJ125, que alimenta a la bomba química de Oxigeno para modificar la concentración de oxígeno en la cámara de medición hasta obtener el valor de tensión objetivo / ideal (450mv ) = Lambda 1.
El “trabajo” eléctrico necesario
resulta pues proporcional a la concentración de Oxigeno inicial.
En función
de la polarización aplicada a la cédula
de bombeo se puede extraer o introducir oxígeno en el interior de la cámara de
medición, a mayor o menor velocidad dependiendo de la intensidad de la
corriente aplicada.
Reduciendo el
diámetro del orificio de entrada de gases y la capacidad de la cámara de medición a la mínima
expresión y aplicándole a todo el proceso las velocidades de la electrónica (
muestreo de medición de 3 Khz y continua corrección ), se obtiene un sistema de
medición de oxígeno con gran amplitud de
medición ( lambda 0.65 – infinito ), la sonda lambda de banda ancha.
En la
actualidad la capacidad de medición de las sondas de banda ancha fabricadas por
Robert Bosch Automotive supera con creces las exigencias de los fabricantes de
automóviles y de los motores térmicos.
40 años de
sondas lambda y más de 1.000. 000.000 de unidades producidas. Resulta imposible
calcular la cantidad de gases tóxicos que gracias a las sondas lambda se ha evitado producir y la cantidad que
gracias a las sondas lambda se ha logrado transformar.
Ningún otro
sensor en el mundo del automóvil se
puede considerar más ecológico.
Cuentan los
libros de historia que el Premio Nobel de Química del año 1919 quedó desierto
por no existir figura relevante ni investigación meritoria.
Probablemente, Walther Nernst (1864-1941) , galardonado con dicho premio en 1920 y creador de la célula y
ecuación química que lleva su nombre nunca llegó a imaginarse lo que medio
siglo después, basándose en sus investigaciones, Robert Bosch llegaría a
desarrollar.
Por nuestra
parte, no podemos menos que darles las gracias. Hay cosas que si no existieran,
se tendrían que inventar.
Sencillamente un benefactor de la humanidad
ResponderEliminarSencillamente un benefactor de la humanidad
ResponderEliminarA mi me recago quiero entregar el auto..y me salta una falla de la sonda y no pueden detectarla..
ResponderEliminarMuy buen aporte y gran información, gracias por su artículo. Cómo siempre los expertos automotrices. Saludos desde Cancún 😎 México
ResponderEliminarMuy buen aporte y gran información, gracias por su artículo. Cómo siempre los expertos automotrices. Saludos desde Cancún 😎 México
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