Un automóvil es un sistema complejo con muchos componentes, cada uno de los cuales realiza una función diferente. Uno de ellos es un sensor de oxígeno, también conocido como sonda lambda.
Diseño de sensor de oxígeno
Un sensor de oxígeno o sonda lambda (de la letra griega λ, que denota una mezcla de gasolina y aire) es un componente especial del motor de un automóvil para evaluar la cantidad de oxígeno libre que queda en los gases de escape. Según el principio de funcionamiento, el dispositivo es una celda galvánica con un electrolito cerámico sólido hecho de dióxido de circonio. Los electrodos conductores de platino se depositan sobre la cerámica dopada con óxido de itrio. Los gases de escape ingresan a uno de los electrodos y el aire de la atmósfera ingresa al otro. Durante el funcionamiento, la sonda lambda se calienta hasta 300-400 grados, lo que permite medir el oxígeno residual. A esta temperatura, el electrolito de circonio se vuelve conductor y la diferencia en la cantidad de oxígeno en el gas de escape y el oxígeno atmosférico da como resultado un voltaje de salida en los electrodos.
Si la concentración de oxígeno es la misma en ambos lados, el sensor de electrolito está en equilibrio y su diferencia de potencial es cero. Cuando la concentración de oxígeno cambia en uno de los electrodos, surge una diferencia de potencial, que es proporcional al logaritmo de la concentración de oxígeno en el lado de trabajo del sensor. Tan pronto como la mezcla combustible alcanza la composición estequiométrica, el contenido de oxígeno en los gases de escape disminuye cientos de miles de veces, lo que lleva a un cambio brusco en el sensor, que es detectado por un dispositivo de medición de alta resistencia (computadora de a bordo de un coche).
Función del sensor de oxígeno
El sensor de oxígeno no es un dispositivo independiente. Opera con la participación de un catalizador de gases de escape diseñado para oxidar sustancias tóxicas (hidrocarburos, óxido de nitrógeno y monóxido de carbono) a dióxido de carbono, agua y nitrógeno en una reacción catalítica. El catalizador se vuelve efectivo (con neutralización de hasta el 80% de los componentes) en un rango bastante estrecho: a λ de 0,85 a 0,9, se proporciona la potencia máxima del sistema, y a λ de 1,1 a 1,3 (la válvula de mariposa de el motor de gasolina está completamente abierto) se logra la mayor economía de combustible. Un sistema de suministro de energía especial con inyección de combustible discreta (electrónica), así como el sensor de oxígeno en sí, están involucrados en lograr los indicadores exactos necesarios para el funcionamiento eficiente del motor de combustión interna. El control sobre el consumo de combustible y el contenido de oxígeno en él le permite evitar varias fallas en el funcionamiento de todos los sistemas del motor.
