Funcionamiento de una sonda Lambda

Existen dos tipos de sondas Lambda y se diferencian por los elementos de cerámica de los que se componen y que a su vez son los que determinan los niveles de oxígeno de los gases de escape.

Sondas de dióxido de circonio:

El lado externo de la pieza de dióxido de circonio se halla en contacto directo con los gases de escape, mientras que el lado interno está en contacto con el aire. Ambas partes están recubiertas con una capa de platino. El oxígeno en forma de iones atraviesa el elemento de cerámica y carga eléctricamente la capa de platino, que pasa a funcionar como un electrodo; la señal se transmite desde el elemento hasta el cable de conexión de la sonda.

El elemento de dióxido de circonio pasa a ser conductor de los iones de oxígeno a una temperatura de aproximadamente 300ºC. Cuando la concentración de oxígeno a los dos lados del elemento de dióxido de circonio es diferente, se genera una tensión debido a las particularidades del elemento. Cuando la relación aire-combustible es pobre, la tensión que se produce es baja; si la relación es rica, la tensión es alta. 

El cambio en la tensión se produce normalmente cuando la relación aire-combustible es de aproximadamente 1:14,7. Esta relación también puede caracterizarse por la densidad del aire λ= 1 (letra griega lambda = 1), que  corresponde a una relación aire-combustible de 1:14,7, es decir una combustión completa. De ahí viene el nombre de sonda Lambda.

Sólo cuando la relación de la mezcla es de 1 kg de combustible a 14,7 kg de aire se puede garantizar la combustión completa y el catalizador puede convertir los gases de escape nocivos en gases que son respetuosos con el medio ambiente.

El controlador de la mezcla del sistema del motor regula la relación aire-combustible. El control del motor obtiene la información necesaria para que la sonda Lambda realice esta función. La sonda sólo produce una tensión cuando la temperatura operativa supera los 300ºC, de modo que el elemento tarda un cierto tiempo desde el encendido del motor hasta que los gases de escape la calientan.

Hoy en día, la mayoría de las sondas cuentan con un calentador de cerámica interno que reduce el tiempo que tarda la sonda en empezar a funcionar. Las sondas con elemento calefactor de NGK son un ejemplo de su profunda experiencia en el ámbito de la tecnología multi-capa de película espesa, garantía de confianza y calidad.

Sondas de dióxido de titanio:

El elemento de dióxido de titanio no produce una tensión como el dióxido de circonio, sino que su resistencia eléctrica varía según la concentración de oxígeno del gas de escape. Con Lambda = 1 se produce un cambio significativo en la resistencia. Cuando una tensión se descarga sobre el elemento, la tensión de salida varía en relación a la concentración de oxígeno en el gas. A diferencia de la sonda de dióxido de circonio, y gracias a su funcionamiento, la de titanio no necesita aire de referencia.

Por ello, las dimensiones de la sonda de dióxido de titanio son más pequeñas. El elemento sensible, el electrodo de platino y el calentador, se construyen mediante la tecnología multi-capa de película espesa de NGK, sobre una capa de cerámica. Las sondas de dióxido de circonio y de titanio no son intercambiables debido a la diferencia del tamaño y las técnicas de control que se utilizan para la evaluación de la señal de la sonda.