El sensor de oxígeno, también conocido como sonda Lambda, se encuentra en el sistema de escape y mide el nivel de oxígeno en los gases a la salida del motor. Esta información es usada por la computadora central de tu Primera (ECU o PCM) para controlar la inyección de combustible y permitir que el motor trabaje eficientemente sin desperdiciar combustible ni perder rendimiento.
El sistema de escape puede tener 1 o 2 sensores de oxígeno, el principal se encuentra a la entrada el catalizador y monitorea los gases que salen del motor. El segundo (si es que el sistema cuenta con uno) se ubica a la salida del catalizador y sirve para monitorear su desempeño.
Qué es y para qué sirve el sensor de oxígeno
Una sonda lambda, también conocida como sensor de oxígeno se encuentra ubicado en el sistema de escape del vehículo y su principal función es analizar la cantidad de oxígeno presente en los gases de escape expulsados por el motor. Este sensor sirve para recopilar información sobre la quema del combustible y enviarla a la ECU del motor.
Motores de combustión interna (Ciclo Otto, Diesel o GNV) solo consiguen funcionar si existe oxígeno, combustible y calor (combustión o quema es una reacción exotérmica, ósea, ocurre de adentro hacia afuera). Sin estos elementos no es posible obtener una combustión interna necesaria para su funcionamiento.
El desafío en estos motores es obtener una mezcla ideal entre combustible y comburente, en el caso del oxígeno, llamada mezcla estequiométrica, es aquí donde el sensor de oxígeno juega un papel muy importante, ya que mide la cantidad de oxígeno resultante de la quema.
En la combustión ideal no debe haber residuos de oxígeno, por lo que el sensor de oxígeno al detectar moléculas de este en el escape del auto permite a la computadora del motor realizar ajustes en la inyección del combustible para disminuir los gases contaminantes.
Mezcla rica, mezcla pobre y factor lambda
Si la mezcla fuera pobre (más oxígeno que combustible) o rica (más combustible que oxígeno), el sensor envía una señal eléctrica (mili volts) a la unidad de mando del motor (ECU). Conforme a la señal enviada por el sensor a la ECU, esta inyecta una mayor o menor cantidad de combustible para que la situación de funcionamiento del motor pueda ser modificada y así tener un mejor desempeño del motor, mayor economía de combustible y reducción de emisiones contaminantes.
La letra Lambda también fue utilizada para definir el Factor Lambda (ƛ) que corresponde a la razón de equivalencia de la relación aire combustible real (aquella que está ocurriendo en el vehículo) entre la relación considerada ideal o estequiométrica para una mezcla.
| Combustible | Relación aire/combustible ideal |
|---|---|
| Gasolina | 14.7/1 (14.7 partes de aire por 1 parte de combustible) |
| Etanol | 9.0/1 (9.0 partes de aire por 1 parte de etanol) |
| Diesel | 15.2/1 (15.2 partes de aire por 1 parte de Diesel) |
De esta forma podemos concluir que cuando una mezcla tiene más aire del especificado conforme a la tabla, se dice que ƛ>1 o que es una mezcla pobre. Cuando la cantidad de aire está por debajo de la especificada, se dice que ƛ<1 o que es una mezcla rica.
Cuando la mezcla es rica (mucho combustible), la tensión generada en Volts por el sensor es alta (900 mili volts), en ese instante la unidad de mando disminuye el pulso de inyección de combustible, convirtiendo la mezcla en pobre. El sensor informa a la unidad de mando con una señal baja (50 mili volts) en este momento la unidad de mando incrementa el pulso de inyección de combustible.
Este movimiento de transición entre rico y pobre lleva por nombre la letra griega Lambda (ƛ). Solo que en algunos modelos de sensores actuales, llamados Banda Larga, no son llamados de Lambda, solo Sensores de oxígeno.
Cómo funciona la sonda Lambda
Un sensor de oxígeno está compuesto por un material cerámico interno llamado Dióxido de Zirconio con un revestimiento poroso de platina y es protegido por una protección metálica. Su funcionamiento se basa en la alteración de las propiedades de la cerámica a altas temperaturas permitiendo la difusión del oxígeno del aire.
Opera en función a la diferencia de concentración de oxigeno entre los gases de escape y el aire externo, generando una tensión de entre 50mV y 900mV. Si, la cerámica que se encuentra dentro del sensor se transforma, por arriba de 300°C, en un conductor de iones de oxígeno.
Así genera una tensión en mili volts muy semejante a una pila. Esta tensión que varía de 50mV a 900mV es enviada a la unidad de mando para que sea procesada la información en base al factor lambda.
Estos sensores tienen una limitante; para iniciar su funcionamiento es necesario que alcance una temperatura próxima a 300°C. Para los sensores más antiguos eran los propios gases de escape quienes calentaban dicho sensor, como resultado se tenía que esperar algunos minutos hasta que el sensor era puesto en marcha.
Actualmente existen resistencias de calentamiento situadas conjuntamente en la cerámica permitiendo un calentamiento de hasta 10 segundos, aun cuando la temperatura de los gases no sea alta. La mayoría de los sensores de oxígeno modernos cuentan con una sonda de pre calentamiento que ayuda a que el sensor alcance temperaturas entre 300 y 550 grados celsius pues es a esta temperatura en que las lecturas son correctas.
Ubicación y tipos de sensores en el Nissan Primera
Normalmente es localizado en el múltiple de escape muy cercano al motor y antes del catalizador. En esta posición el sensor controla la mezcla entre el combustible y el oxígeno.
Después fue creado el protocolo OBD-2 que obliga a utilizar un segundo sensor de oxígeno después del catalizador. Este ahora monitorea el funcionamiento del catalizador, validando su función de convertir gases nocivos como CO y HC en H2O y CO2.
El sensor de oxígeno antes del catalizador también es conocido como sensor aguas arriba o sensor primario, se encuentra en el colector de escape, antes del catalizador. Su objetivo es medir el contenido de oxígeno en los gases de escape inmediatamente después de salir del motor.
El sensor de oxígeno después del catalizador también es conocido como sensor aguas abajo o sensor secundario, se ubica después del catalizador. Su función es monitorear la eficiencia del catalizador al comparar los niveles de oxígeno antes y después de la conversión catalítica.
| Posición | Función principal |
|---|---|
| Antes del catalizador | Medir el oxígeno de los gases que salen del motor y ayudar a corregir la mezcla aire-combustible. |
| Después del catalizador | Monitorear la eficiencia del catalizador mediante la comparación de los niveles de oxígeno. |
El catalizador y el segundo sensor
El catalizador o convertidor catalítico es una especie de panal formado por elementos como el platino y rodio, este se encuentra en el escape o mofle del vehículo después del primer sensor de oxígeno.
La función del catalizador es separar los gases contaminantes, estos gases al ser separados por si solos no son dañinos como el oxígeno, vapor de agua, nitrógeno y dióxido de carbono. Cabe destacar que aunque este fuera un método 100 % exacto, es decir, en el caso ideal en que los motores de gasolina no emitieran un solo gas contaminante esto no reduciría los gases de efecto invernadero, es decir, de cualquier forma contribuyen con el calentamiento global.
Este sistema es inexacto por lo que la computadora toma lecturas continuamente y realiza ajustes que van de una mezcla rica a una mezcla pobre durante todo el tiempo que el motor este encendido. Cabe destacar que tanto las mezclas ricas como las mezclas pobres producen gases contaminantes.
Esto propiamente no elimina los gases contaminantes que se emiten a la atmósfera, solo los reducen, es por esto que se integraron otros componentes como el catalizador y un sensor de oxígeno después de este para evaluar el desempeño del mismo.
Este sensor de oxígeno sirve para evaluar el desempeño del catalizador, es decir, al saber la cantidad de oxigeno antes del catalizador y después del catalizador la computadora puede realizar un cálculo para evaluar su desempeño.
Orden de los componentes del escape
- Múltiple de escape
- Sensor de oxígeno 1
- Catalizador
- Sensor de oxígeno 2
Tipos de sensores de oxígeno
Hoy la mayoría de vehículos pueden llegar a utilizar algunas de las siguientes tecnologías:
Sensor de oxígeno convencional
Están disponibles con 1, 2, 3 o 4 cables dependiendo la aplicación. Los vehículos modernos debido a normativas utilizan sensores de 4 cables, pues estos ya cuentan con un calentador interno y el sensor comienza a funcionar aproximadamente en 40 segundos.
Sensor de oxígeno planar
Únicamente se encuentran disponibles con 4 cables y una construcción de cerámica diferente que promueve un calentamiento más rápido, cerca de 15 segundos en relación al Convencional. Así comienza más rápido el proceso de monitoreo de la mezcla aire/combustible.
Sensor de oxígeno de banda ancha de cuatro cables
Conocido como sensor A/F (Relación Aire Combustible) este sensor es más preciso para medir y buscar una mezcla ideal. Consigue monitorear cuan es rico o pobre, diferente al sensor Convencional y Planar.
Este sensor es utilizado en mayor cantidad por vehículos asiáticos como Honda, Nissan y Toyota.
Sensor de oxígeno de banda ancha de cinco cables
Así como el sensor A/F, consigue monitorear una condición mejor de mezcla conforme a la condición del vehículo.
No se debe inferir la tecnología a partir del número de cables o de un título de mercado. Las etiquetas A/F, de banda ancha y calentado pueden implicar diferentes circuitos o funciones, pero la descripción de servicio completa es la que controla.
Cómo se muestran los datos en un escáner
En un escáner automotriz, los datos del sensor de oxígeno se muestran en tiempo real en formato de voltaje (generalmente entre 0.1V y 0.9V) y como gráficos de oscilación.
Para un solo banco, el escáner indicará O2S1 (Sensor de Oxígeno del Banco 1) y O2S2 si hay un segundo sensor en el mismo banco. Si el vehículo tiene dos bancos (motores en “V”), se mostrará O2S1 y “O2S2 para el Banco 1, y O2S1 y O2S2 para el Banco 2, reflejando ambos sistemas de escape.
Sensor antes del catalizador
Utiliza un elemento de dióxido de zirconio que genera un voltaje basado en la diferencia de concentración de oxígeno entre los gases de escape y el aire ambiente. El voltaje oscila entre 0.1V y 0.9V.
Un voltaje bajo (cerca de 0.1V) indica una mezcla pobre (exceso de oxígeno), mientras que un voltaje alto (cerca de 0.9V) indica una mezcla rica (poca cantidad de oxígeno). La señal del sensor debe oscilar varias veces por segundo.
Una oscilación lenta puede indicar que el sensor está envejeciendo o tiene depósitos de contaminantes. Sin embargo, una respuesta lenta no demuestra por sí sola que el sensor haya fallado.
Sensor después del catalizador
Similar al sensor anterior, utiliza un elemento de dióxido de zirconio para generar un voltaje basado en la concentración de oxígeno. El voltaje en este sensor es más estable y normalmente se mantiene alrededor de 0.45V cuando el catalizador está funcionando correctamente.
Si este sensor detecta niveles de oxígeno similares a los del sensor anterior, esto podría indicar una falla en el catalizador, activando la luz de Check Engine.
Un escáner puede mostrar voltaje HO2S, corriente A/F, lambda o relación de equivalencia. Confirme que el PID sea compatible, coincida con el circuito físico y use las unidades esperadas.
Diagnóstico del sensor de oxígeno
Cuando este sensor falla se enciende la luz de Check Engine o luz de testigo de fallo del motor, sin embargo esto puede ser una situación compleja, si no sabes distinguir las diferencias entre los tipos de sensor de oxígeno presentes en un motor moderno.
Si la luz de avería está encendida, puede ser el sensor de oxígeno, pero a su vez pueden ser también diversos sensores por parte del sistema de inyección Electrónica. Para tener un mejor diagnóstico, acuda a su taller de confianza, para que realicen las pruebas necesarias.
Si fuera el sensor de oxígeno, el mecánico tendrá que realizar un análisis antes de reemplazar, ya que existen factores que pueden ocasionar un mal funcionamiento del sensor: quema de aceite, mal combustible, inyectores, etc.
Comprobaciones iniciales
Registre códigos actuales, pendientes y permanentes, fotograma congelado y estado de preparación. Inspeccione el enrutamiento del arnés, terminales y fugas de escape.
Pruebe alimentación/tierra/control del calentador para códigos de calentador. Compare ajustes de combustible y respuesta del sensor específica de la tecnología para códigos de mezcla o respuesta.
Un sensor frío o motor fuera de condiciones de lazo cerrado no debe compararse con una especificación de respuesta en caliente. Registre la temperatura del refrigerante, carga, velocidad y estado comandado con el valor del sensor.
La corrección positiva o negativa muestra lo que el módulo de control intenta, no qué componente falló. Fugas de admisión, error de flujo de aire/carga, suministro de combustible, purga, encendido y condición mecánica pueden crear el resultado de escape que un sensor saludable reporta.
Códigos de avería y sus límites
Las fallas mas comunes en los sensores de oxígeno son:
- Sensor en corto
- Pre calentador dañado, circuito abierto
- Problemas de cableado
Los códigos relacionados con una falla del precalentador son: P0141, P0155, P0161, P0167.- Sensor calentado de oxigeno defectuoso
En muchas ocasiones encontraremos códigos de falla relacionados con problemas en el cableado, es decir, que una línea del sensor de oxígeno se encuentre interrumpida, en corto a tierra o en corto a corriente. Para esto hay una gran variedad de códigos de falla.
Un código reduce la ruta de prueba pero no demuestra que el sensor haya fallado. Múltiples códigos pueden revelar una falla compartida de suministro, mezcla en todo el sistema o fallo de encendido.
Los códigos P0420/P0430 indican eficiencia del sistema catalítico y no son una orden automática de sensor trasero. Una comparación de formas de onda sin sellado de escape, condición del motor y criterios de monitoreo válidos no puede establecer un sensor o catalizador defectuoso.
| Tipo de código | Comprobaciones iniciales | Qué no se debe concluir |
|---|---|---|
| Circuito calefactor | Posición correcta, fusible/alimentación, masa/control, conector y elemento | El sensor está averiado solo por el código |
| Actividad baja/alta/sin actividad | Circuito de señal/referencia, estado de funcionamiento y mezcla real | Un límite mostrado identifica el componente defectuoso |
| Respuesta lenta | Habilitar criterios, fugas, tecnología y respuesta controlada | Cada gráfico lento requiere reemplazo |
| P0420/P0430 | Fallo de encendido, control de combustible, fugas, ambos sensores y catalizador | El sensor aguas abajo está automáticamente defectuoso |
Síntomas de una falla en el Nissan Primera
Los síntomas comunes de falla del sensor de oxígeno son una marcha mínima inestable, un mal rendimiento de consumo de combustible y el encendido de la luz de check engine.
Cuando un sensor de oxígeno esta fallando o bien esta tomando una lectura pobre o rica el desempeño del motor baja, los indicios de falla son:
- Humo negro en el escape es un indicador de una mezcla rica en combustible
- Un código de falla de mezcla pobre puede desencadenar pérdida de potencia en el motor.
- Cuando un sensor de oxígeno esta en corto puede dañar una computadora de motor.
- Si un sensor de oxígeno esta en corto puede provocar fallas de encendido en el auto.
Es importante que de notar cualquiera de estas fallas en tu auto acudas cuanto antes con tu taller de confianza.
Suciedad, contaminación y limpieza
Es común que el sensor de oxígeno falle por acumulación de suciedad dada por el uso de combustibles incorrectos o de baja calidad. Muchas veces solo basta con limpiarlo para que vuelva a sus funciones.
Si no está con problemas te recomendamos que no lo reemplaces. Ten en cuenta que no es un elemento clave con períodos estandarizados de mantenimiento, aunque ayuda a mantener un funcionamiento eficiente de tu Primera reduciendo las emisiones y a prolongar la vida útil del motor.
El sensor de oxígeno usualmente comienza a fallar entre los 90.000 y los 140.000 kms, momento en que debe ser reemplazado. Esta referencia no sustituye el diagnóstico del sensor, del cableado, del motor, del sistema de combustible y del escape.
Identificación correcta del sensor para el Nissan Primera
Hoy en día es muy complicado definir cuál es el sensor correcto. Se recomienda seguir los pasos del folleto “7 Pasos” ya que es el mejor camino.
Utilice evidencia del vehículo, motor, emisiones, posición e interfaz física antes de seleccionar un reemplazo. Registre el VIN, el motor/sistema de propulsión exacto y la etiqueta de emisiones antes de elegir datos de servicio o un resultado de catálogo.
Conserve el término original, el motor/grupo motriz exacto, el mercado de emisiones, la posición del banco/sensor, la referencia OE y la ruta del conector. Una coincidencia de enchufe no puede establecer la estrategia de señal correcta.
Datos que deben comprobarse
- Año exacto, modelo y motor
- Datos de VIN y fabricación
- Mercado de ventas y configuración de emisiones
- Posición del sensor en relación con el catalizador
- Banco 1 o Banco 2 y Sensor 1 o Sensor 2, cuando corresponda
- Referencia OE de una fuente verificada o etiqueta de la pieza antigua
- Tecnología del sensor
- Conector, pines, cables y clips
- Rosca, blindaje y longitud del cable
Los nombres populares de modelos no son identidades de ajuste completas. Un año de registro o distintivo de modelo no equivale necesariamente a la fecha de producción o punto de corte del VIN.
Los vehículos importados también pueden diferir del mercado asumido por un catálogo local. Registre la etiqueta de emisiones bajo el capó y use un catálogo que cubra explícitamente el mercado de ventas.
Sensor de ajuste directo y sensor universal
Un sensor de ajuste directo proporciona un conector de aplicación y disposición de cables, pero aún necesita una cobertura exacta.
Claro que se puede utilizar un sensor universal, para casos muy específicos. Recomendamos su uso cuando no encuentre el sensor original, principalmente para vehículos importados.
Un sensor universal requiere compatibilidad de circuito aprobada por el fabricante e instrucciones de empalme; universal no significa todos los vehículos. Los colores de los cables no son un estándar de pinout universal.
Pero tenga mucho cuidado a la hora de la instalación. No corte un arnés de ajuste directo ni improvise un empalme cerca del escape.
Nunca intercambie un sensor de oxígeno por otro sensor. Siempre utilizar el mismo tipo que requiere el vehículo. Ya que existen variaciones del mismo, por ejemplo convencional y planar.
Sus valores de resistencia del calefactor y posición de cables pueden perjudicar el funcionamiento del sensor.
Reemplazo del sensor de oxígeno
Preparación y seguridad
Deje que el escape se enfríe y use un soporte de vehículo aprobado. Confirme el sensor físico y el conector antes de la desconexión.
Proteja las roscas del escape y los componentes cercanos durante la extracción. Compare los detalles de la tecnología y la interfaz del sensor viejo y de reemplazo.
Siga las instrucciones exactas de par de apriete y compuesto para roscas del producto/servicio. No existe un par de apriete o tiempo de mano de obra universal responsable para cada aplicación.
Extracción e instalación
El acceso, la corrosión, el diseño del sensor y los componentes circundantes varían. Deténgase cuando las roscas, el orificio, el conector o el arnés se dañen y cambien el alcance del trabajo.
Restablezca los manguitos térmicos, clips, protectores y el enrutamiento seguro de cables. Enrute el cable lejos del calor, bordes afilados y piezas móviles, y restaure cada clip y protector.
No corte un arnés de ajuste directo. Siga el procedimiento de servicio exacto y las instrucciones del sensor de reemplazo para acceso, par de apriete y compuesto para roscas.
Verificación después del reemplazo
Verifique el conector, el enrutamiento y el sellado del escape, luego confirme la respuesta del calentador/circuito y del sensor bajo condiciones especificadas.
Complete el procedimiento de monitoreo legal aplicable. Borrar códigos, usar un espaciador/simulador o deshabilitar un monitor no prueba la reparación.
Guarde todos los códigos actuales, pendientes y permanentes, fotograma congelado y preparación antes de borrar. Borrar la memoria puede eliminar el contexto y restablecer los monitores sin reparar nada.
La señal posterior se evalúa con el comportamiento anterior y las condiciones de monitoreo del catalizador. Una comparación de formas de onda sin sellado de escape, condición del motor y criterios de monitoreo válidos no puede establecer un sensor o catalizador defectuoso.
Sonda Lambda , Técnica y Diagnóstico
Errores frecuentes al cambiar el sensor
No saber interpretar los códigos de falla de estos sensores te puede llevar a gastar una buena cantidad de dinero, toma en cuenta que dependiendo de tu auto este puede llevar entre 1 y 4 sensores de oxígeno.
Muchos códigos de falla nos indican que la mezcla de combustible y aire en alguno de los bancos del motor puede ser rica o pobre o bien que su actividad no tenga fluidez, se mantenga estático o su tiempo de respuesta sea muy lento.
Reemplazar un sensor por una lectura de este tipo es un error garrafal que solo te quita dinero del bolsillo. Antes de realizar cualquier cambio es necesario verificar desde el filtro del aire, una afinación de motor mal realizada, hasta el cableado, empaques, inyectores, bobinas, cables de bujía, sensores MAF, MAP, válvula PCV, etc, etc.
Hoy en día muchas refaccionarias te ofrecen un diagnóstico por computadora gratis y después de leer los códigos te sugieren reemplazar tal pieza sin antes buscar donde más pueda estar el problema.
Te recordamos que las herramientas de diagnóstico son solo eso, una herramienta que te facilita el trabajo sin embargo requieren de técnicos especializados para interpretar tal información.