Sensor de óxido nítrico para automóvil: propósito, dispositivo, fallas
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La lista de equipos de un automóvil moderno incluye una gran cantidad de equipos adicionales que brindan la máxima comodidad para el conductor y los pasajeros, y también hacen que el automóvil sea más seguro a diferentes velocidades. Pero el endurecimiento de las normas medioambientales, especialmente para los vehículos diésel, obliga a los fabricantes a equipar sus modelos con equipos adicionales que proporcionen a la unidad de potencia el escape más limpio posible.
Entre tales equipos se encuentra un sistema de inyección de urea. Ya lo hemos hablado en detalle. en otra reseña... Ahora nos centraremos en el sensor, sin el cual el sistema no funcionará, o funcionará con errores. Consideremos por qué se necesita un sensor de NOx no solo en un diesel, sino también en un automóvil de gasolina, cómo funciona y cómo determinar su mal funcionamiento.
¿Qué es un sensor de óxido nítrico del automóvil?
Otro nombre para un sensor de óxido de nitrógeno es sensor de mezcla pobre. Es posible que el entusiasta de los automóviles ni siquiera sepa que su automóvil puede equiparse con dicho equipo. Lo único que puede indicar la presencia de este sensor es la señal correspondiente en el tablero (Check Engine).
Este dispositivo está instalado cerca del catalizador. Dependiendo de la modificación de la planta de energía, puede haber dos de estos sensores. Uno se instala aguas arriba del analizador catalítico y el otro aguas abajo. Por ejemplo, el sistema AdBlue a menudo funciona con solo dos sensores. Esto es para asegurar que el escape tenga un contenido mínimo de óxido de nitrógeno. Si el sistema no funciona correctamente, el vehículo no cumplirá con los estándares ambientales establecidos por el fabricante.
La mayoría de los motores de gasolina con un sistema de inyección de combustible distribuido (se describen otras modificaciones de los sistemas de combustible en otra reseña) obtenga otro sensor que registre la cantidad de oxígeno en el escape. Gracias a la sonda lambda, la centralita regula la mezcla aire-combustible en función de la carga de la unidad de potencia. Lea más sobre el propósito y el principio de funcionamiento del sensor. aquí.
Propósito del dispositivo
Anteriormente, solo una unidad diesel estaba equipada con inyección directa, pero para un automóvil moderno con motor de gasolina, ese sistema de combustible ya no es una maravilla. Esta modificación de la inyección permite introducir una serie de innovaciones en el motor. Un ejemplo de esto es el sistema para apagar múltiples cilindros con cargas mínimas. Dichas tecnologías no solo permiten proporcionar la máxima economía de combustible, sino también eliminar la mayor eficiencia de la planta de energía.
Cuando un motor con un sistema de inyección de combustible de este tipo funciona a carga mínima, el control electrónico genera una mezcla pobre (concentración mínima de oxígeno). Pero durante la combustión de dicho VTS, el escape contiene una gran cantidad de gases tóxicos, incluidos óxido de nitrógeno y carbono. En cuanto a los compuestos carbonosos, son neutralizados por un catalizador (sobre cómo funciona y cómo determinar sus fallas, lea por separado). Sin embargo, los compuestos nitrogenados son mucho más difíciles de neutralizar.
El problema de un alto contenido de sustancias tóxicas se resuelve en parte instalando un catalizador adicional, que es de tipo almacenamiento (en él se capturan óxidos de nitrógeno). Dichos contenedores tienen una capacidad de almacenamiento limitada y el contenido de NO debe registrarse para mantener los gases de escape lo más limpios posible. Esta tarea es solo para el sensor del mismo nombre.
De hecho, esta es la misma sonda lambda, solo que se instala después del catalizador de almacenamiento en el caso de una unidad de gasolina. El sistema de escape de un vehículo diesel tiene un convertidor catalítico de reducción y un dispositivo de medición está instalado detrás de él. Si el primer sensor corrige la composición de BTC, el segundo afecta el contenido de gases de escape. Estos sensores están incluidos en la configuración obligatoria del sistema de reducción catalítica selectiva.
Cuando el sensor de NOx detecta un mayor contenido de compuestos nitrogenados, el dispositivo envía una señal a la unidad de control. Se activa un algoritmo correspondiente en el microprocesador y se envían los comandos necesarios a los actuadores del sistema de combustible, con la ayuda de los cuales se corrige el enriquecimiento de la mezcla de aire y combustible.
En el caso de un motor diesel, la señal correspondiente del sensor pasa al control del sistema de inyección de urea. Como resultado, se rocía una sustancia química en la corriente de escape para neutralizar los gases tóxicos. Los motores de gasolina simplemente cambian la composición del MTC.
Dispositivo sensor de NOx
Los sensores que detectan compuestos tóxicos en los gases de escape son dispositivos electroquímicos sofisticados. Su diseño incluye:
- Calentador;
- Cámara de bombeo;
- Cámara de medida.
En algunas modificaciones, los dispositivos están equipados con una tercera cámara adicional. El funcionamiento del dispositivo es el siguiente. Los gases de escape salen de la unidad de potencia y pasan por el catalizador hasta la segunda sonda lambda. Se le suministra una corriente y el elemento calefactor lleva la temperatura del ambiente a 650 grados o más.
En estas condiciones, el contenido de O2 disminuye debido al efecto de la corriente de bombeo, que es creada por el electrodo. Al entrar en la segunda cámara, los compuestos nitrogenados se descomponen en elementos químicos más seguros (oxígeno y nitrógeno). Cuanto mayor sea el contenido de óxido, más fuerte será la corriente de bombeo.
La tercera cámara, que está presente en algunas modificaciones del sensor, ajusta la sensibilidad de las otras dos celdas. Para neutralizar sustancias tóxicas, además de la exposición a la corriente y la alta temperatura, los electrodos están hechos de metales preciosos, que también se pueden encontrar en el catalizador.
Cualquier sensor de NOx también tiene al menos dos mini bombas. El primero captura el exceso de oxígeno en el escape y el segundo toma una porción de control de gases para determinar la cantidad de oxígeno en la corriente (aparece durante la descomposición del óxido de nitrógeno). Además, el medidor está equipado con su propia unidad de control. La función de este elemento es capturar las señales del sensor, amplificarlas y transmitir estos impulsos a la unidad de control central.
El funcionamiento de los sensores de NOx para un motor diesel y para una unidad de gasolina es diferente. En el primer caso, el dispositivo determina qué tan eficientemente funciona el catalizador de reducción. Si este elemento del sistema de escape deja de hacer frente a su tarea, el sensor comienza a registrar un contenido demasiado alto de sustancias tóxicas en la corriente de escape. Se envía una señal correspondiente a la ECU y la marca del motor o la inscripción Check Engine se enciende en el panel de control.
Dado que aparece un mensaje similar en caso de otras fallas de funcionamiento de la unidad de potencia, antes de intentar reparar algo, debe realizar un diagnóstico de computadora en un centro de servicio. En algunos vehículos, se puede activar la función de autodiagnóstico (cómo hacerlo se describe en por separado) para averiguar el código de error. Esta información es de poca ayuda para el conductor promedio. Si hay una lista de designaciones, en algunos modelos de automóvil, la unidad de control emite el código correspondiente, pero en la mayoría de los automóviles solo se muestra información general sobre fallas en la pantalla de la computadora a bordo. Por esta razón, si no hay experiencia en la realización de dichos procedimientos de diagnóstico, las reparaciones deben realizarse solo después de visitar la estación de servicio.
En el caso de los motores de gasolina, el sensor también envía un pulso a la unidad de control, pero ahora la ECU envía un comando a los actuadores para que corrijan el enriquecimiento de BTC. El convertidor catalítico por sí solo no puede eliminar los compuestos nitrogenados. Por esta razón, el motor solo puede emitir gases de escape más limpios si se cambia el modo de inyección de gasolina para que se queme correctamente.
El catalizador puede hacer frente a una pequeña cantidad de sustancias tóxicas, pero en cuanto su contenido aumenta, el sensor inicia una mejor combustión de la mezcla aire-combustible para que este elemento del sistema de escape pueda "recuperarse" un poco.
Un problema aparte con respecto a este sensor son sus cables. Dado que tiene un dispositivo complejo, su cableado también consta de una mayor cantidad de cables. En los sensores más avanzados, el cableado puede constar de seis cables. Cada uno de ellos tiene su propia marca (la capa aislante está coloreada en su propio color), por lo tanto, al conectar el dispositivo, es necesario observar el pinout para que el sensor funcione correctamente.
Este es el propósito de cada uno de estos cables:
- Amarillo - menos para el calentador;
- Azul: positivo para el calentador;
- Blanco - cable de señal de corriente de la bomba (LP I +);
- Verde: cable de señal de corriente de la bomba (LP II +);
- Gris - cable de señal de la cámara de medición (VS +);
- El negro es el cable de conexión entre cámaras.
Algunas versiones tienen un cable naranja en el cableado. A menudo se encuentra en la configuración de pines de los sensores de los modelos de automóviles estadounidenses. Esta información es más necesaria para los trabajadores de las estaciones de servicio, y para un automovilista común, es suficiente saber que el cableado no está dañado y que los chips de contacto están bien conectados a los contactos de la unidad de control.
Fallos y sus consecuencias
Un sensor de óxido nítrico en funcionamiento no solo proporciona emisiones más respetuosas con el medio ambiente, sino que también reduce en cierta medida la glotonería de la unidad de potencia. Este dispositivo le permite ajustar el funcionamiento del motor de combustión interna a cargas bajas. Gracias a esto, el motor utilizará la mínima cantidad de combustible, pero al mismo tiempo la mezcla de aire y combustible se quemará de la manera más eficiente posible.
Si el sensor falla, transmitirá una señal demasiado lentamente o este pulso será muy débil, incluso a la salida de la unidad de control del dispositivo. Cuando la ECU no registra una señal de este sensor o este impulso es demasiado débil, la electrónica entra en modo de emergencia. De acuerdo con el firmware de fábrica, se activa un algoritmo, según el cual se suministra una mezcla más enriquecida a los cilindros. Se toma una decisión similar cuando falla el sensor de detonación, de lo que hablamos. en otra reseña.
En el modo de emergencia, es imposible lograr la máxima eficiencia del motor. En muchos casos, se observa un aumento en el consumo de combustible en el rango del 15-20 por ciento, e incluso más en el modo urbano.
Si el sensor está roto, entonces el catalizador de almacenamiento comienza a funcionar incorrectamente debido al hecho de que el ciclo de recuperación está roto. Si se prueba que el automóvil cumple con los estándares ambientales, entonces el reemplazo de este sensor es obligatorio, ya que debido al funcionamiento incorrecto del sistema de neutralización, se libera una gran cantidad de sustancias tóxicas al medio ambiente y el automóvil no pasará el control.
En cuanto a los diagnósticos, no siempre es posible reconocer una avería de un sensor avanzado mediante un código de error específico. Si se enfoca solo en este parámetro, entonces tendrá que cambiar todas las sondas. Una determinación más precisa del mal funcionamiento solo es posible en el centro de servicio utilizando diagnósticos informáticos. Para ello, se utiliza un osciloscopio (se describe aquí).
Seleccionar un sensor nuevo
En el mercado de repuestos para automóviles, a menudo puede encontrar repuestos económicos. Sin embargo, en el caso de los sensores de óxido de nitrógeno, esto no se puede hacer: los productos originales se venden en las tiendas. La razón de esto es que el dispositivo utiliza materiales costosos que proporcionan una reacción química. El costo de los sensores baratos no diferirá drásticamente del costo del original.
Sin embargo, esto no impide que los fabricantes sin escrúpulos intenten falsificar incluso equipos tan caros (el precio del sensor puede ser el mismo que el de las partes generales del automóvil, por ejemplo, el panel de la carrocería o el parabrisas en algunos modelos de automóviles).
Exteriormente, la falsificación no es diferente de la original. Incluso las etiquetas adhesivas de productos pueden ser apropiadas. Lo único que ayudará a reconocer una falsificación es la mala calidad del aislamiento del cable y los chips de contacto. La placa en la que se fijan la unidad de control y el chip de contacto también será de peor calidad. En esta parte, la falsificación también carecerá de aislamiento térmico, contra la humedad y las vibraciones.
Es mejor comprar productos de fabricantes conocidos, por ejemplo, Denso y NTK (fabricantes japoneses), Bosch (productos alemanes). Si la selección se realiza de acuerdo con el catálogo electrónico, es mejor hacerlo a través del código VIN. Esta es la forma más sencilla de encontrar el dispositivo original. También puede buscar productos por código de sensor, pero en la mayoría de los casos esta información no es conocida por el automovilista promedio.
Si no es posible encontrar los productos de los fabricantes enumerados, debe prestar atención al embalaje. Puede indicar que el comprador tiene productos OEM vendidos por la empresa de embalaje. A menudo, el embalaje contendrá los productos de los fabricantes enumerados.
Muchos automovilistas hacen la pregunta: ¿por qué este sensor es tan caro? La razón es que en la fabricación se utilizan metales preciosos, y su trabajo está asociado con una medición de alta precisión y un gran recurso de trabajo.
conclusión
Por lo tanto, el sensor de óxido de nitrógeno es uno de los muchos dispositivos electrónicos sin los cuales no funciona ningún automóvil moderno. Si tal equipo falla, el automovilista tendrá que gastar dinero seriamente. No todas las estaciones de servicio podrán diagnosticar correctamente sus averías.
A pesar del alto costo de los diagnósticos, la complejidad del dispositivo y la sutileza del trabajo, el sensor de NOx tiene muchos recursos. Por esta razón, los automovilistas rara vez se enfrentan a la necesidad de reemplazar este equipo. Pero si el sensor está roto, debe buscarlo entre los productos originales.
Además, ofrecemos un breve video sobre el funcionamiento del sensor mencionado anteriormente:
Preguntas y respuestas
¿Qué hace un sensor de NOx? Este sensor detecta óxidos de nitrógeno en los gases de escape del vehículo. Se instala en todos los coches modernos para que el transporte cumpla con los estándares medioambientales.
¿Dónde está ubicado el sensor de NOx? Se instala cerca del catalizador para que la unidad de control pueda ajustar el funcionamiento del motor para una mejor combustión del combustible y neutralización de sustancias nocivas en el escape.
¿Por qué es peligroso el NOx? La inhalación de este gas es perjudicial para la salud humana. Una concentración de sustancia superior a 60 ppm provoca una sensación de ardor en los pulmones. Las concentraciones más bajas causan dolores de cabeza, problemas pulmonares. Mortal en alta concentración.
¿Qué es NOX? Este es el nombre colectivo de los óxidos de nitrógeno (NO y NO2), que aparecen como resultado de una reacción química acompañada de combustión. El NO2 se forma al entrar en contacto con el aire frío.
