Calentador MCH utilizado para sensor de oxígeno

Hoy presentaremos otra aplicación popular del calentador MCH para sensores de oxígeno, también llamados sensores lambda (sensor de O2).

SENSOR LAMBDA (SENSOR DE O2)

El sensor lambda, también llamado sonda lambda, mide el nivel de oxígeno en los gases de escape y se coloca en el escape del motor. Analizando las formas de onda de funcionamiento del sensor lambda en diferentes modos de funcionamiento del motor, se puede evaluar su funcionamiento, así como el del sistema de gestión del motor en general. Un sensor lambda defectuoso puede indicar un aumento del consumo de combustible, una reducción de la dinámica del vehículo, una pérdida de potencia del motor, un ralentí errático o una velocidad de ralentí incorrecta.

¿Qué es un sensor de oxígeno y cómo funciona?

Los motores de gasolina requieren una proporción precisa de la mezcla aire-combustible para su correcto funcionamiento. La proporción en la que el combustible se quema completa y eficazmente se denomina estequiométrica y es exactamente de 14,7:1. Esto significa que una parte de combustible debe mezclarse con 14,7 partes de aire. En la práctica, esta proporción aire-combustible varía según el modo de funcionamiento del motor y la formación de la mezcla. Por lo tanto, el motor resulta antieconómico.

El coeficiente de exceso de aire – L (lambda) caracteriza la distancia entre la mezcla real de combustible y aire y la estequiométrica (14,7:1). Esta mezcla se considera óptima y, en este caso, L = 1. Si L < 1, hay escasez de aire y la mezcla se enriquece. Cuando L = 0,85 – 0,95, la potencia del motor aumenta. Si L > 1, hay exceso de aire y la mezcla se empobrece. La potencia del motor disminuye cuando L = 1,05 – 1,3, pero el consumo aumenta. Con L > La mezcla 1.3 se vuelve imposible de encender y se producen fallos de encendido en el motor. Los motores de gasolina alcanzan su potencia máxima con una falta de aire del 5-15% (L = 0,85-0,95), y el consumo mínimo de combustible se logra con un exceso de aire del 10-20% (L = 1,1-1,2).

Por lo tanto, cuando el motor está en funcionamiento, la proporción L varía constantemente entre 0,9 y 1,1, que corresponde al rango de funcionamiento de la regulación lambda. Cuando el motor alcanza su temperatura de funcionamiento y no está bajo carga (es decir, al ralentí), mantener el valor L = 1 es esencial para que el convertidor catalítico cumpla plenamente su función y minimice las emisiones del vehículo.

El sensor de oxígeno se monta en el colector de escape para que los gases de escape se encuentren en la línea de flujo de su superficie de trabajo. En esencia, el sensor de oxígeno es una fuente de corriente galvánica que cambia su voltaje de salida según la temperatura y el contenido de oxígeno ambiental. Dependiendo de la concentración de oxígeno en los gases de escape, se genera una señal de salida diferente. La forma de esta señal depende del tipo de material del que está hecho el sensor. De esta forma, el sensor de oxígeno informa al controlador integrado la cantidad de oxígeno en los gases de escape. El flanco de reloj de la señal entre sus estados «alto» y «bajo» es insignificante y puede ignorarse. El controlador de a bordo recibe la señal del sensor de oxígeno, la compara con un valor almacenado en su memoria y, si la señal difiere del valor óptimo para el modo actual, ajusta la duración de la inyección de combustible en ambas direcciones. De esta manera, mediante la implementación de una retroalimentación y un modo de funcionamiento correcto, se logra un máximo ahorro de combustible y una mínima emisión de gases nocivos.

Tipos de sensores de oxígeno
Según el material utilizado en su elemento sensible, son:
Circonio (óxido de circonio)
Titanio (óxido de titanio)
Banda ancha

Según su diseño:
Sonda lambda de un solo cable
Sonda lambda de dos cables
Sonda lambda de tres cables
Sonda lambda de cuatro cables

La sonda lambda de un solo cable se utilizó en los primeros sistemas de inyección con retroalimentación (regulación lambda). Tiene un solo terminal, el de señal. La masa del sensor se encuentra en su carcasa y se conecta a la masa del motor a través de los tubos de escape.

La sonda lambda de dos cables tiene un cable de masa independiente. Se utilizaba también en los primeros sistemas de inyección con retroalimentación (regulación lambda).

La desventaja de los sensores de un solo cable y de dos cables es que su rango de temperatura de funcionamiento comienza en 300 °C. El sensor no funciona ni emite señal hasta que se alcanza esta temperatura. Era necesario montar el sensor lo más cerca posible de los cilindros del motor para calentarlo y protegerlo de la corriente de gases de escape más caliente. El calentamiento del sensor ralentiza el proceso de regulación del controlador integrado debido a la retroalimentación. Además, usar el tubo de escape como masa de señal requiere que la rosca del sensor esté recubierta con una pasta conductora especial, lo que aumenta la posibilidad de un mal contacto en el circuito de retroalimentación.

IEn las sondas lambda de tres cables, hay un elemento calefactor especial en su interior que se activa constantemente durante el funcionamiento del motor, reduciendo así el tiempo de calentamiento de la sonda hasta alcanzar la temperatura de funcionamiento. Esto permite su instalación en el colector de escape, cerca del convertidor catalítico. La desventaja es la necesidad de grasa conductora de electricidad.

En las sondas de oxígeno de cuatro cables, dos terminales son del calefactor y los otros dos, de señal.

Estructura del calefactor cerámico de la sonda de oxígeno

Imagen del calentador cerámico MCH para el sensor de oxígeno

¿Por qué usar un calentador MCH?

– Calentamiento rápido
– Estabilidad de temperatura
– Eficiencia energética:
– Calentamiento uniforme
– Diseño compacto

Propiedades del calentador MCH

Blow es la curva de temperatura y el valor TCR del calentador MCH.

Más aplicaciones del calentador MCH
Cigarrillos electrónicos, impresoras 3D, soldadores, bidés inteligentes/calentadores de agua instantáneos, vehículos de nueva energía, pequeños electrodomésticos como hervidores, planchas de pelo, rizadores, secadores, etc.

Conclusión

Los calentadores MCH ofrecen un excelente rendimiento para el sensor de oxígeno, ya que ofrecen un calentamiento rápido, un control preciso de la temperatura y una alta eficiencia energética. Estos elementos calefactores avanzados permiten que el sensor de oxígeno funcione con mayor precisión y eficacia.

Si tiene alguna pregunta sobre el calentador MCH, contáctenos en sales@innovacera.com.