Existen dos tipos de sondas:
Sonda lambda digiforme o de dos puntos
Son utilizadas en motorizaciones de gasolina. Para el funcionamiento de un motor de gasolina se requiere la aportación de una mezcla de aire/ combustible en una proporción determinada. Ésta es, teóricamente, de 14,7 partes de aire y una de gasolina (14,7:1) denominada mezcla de estequiometría ideal. Esta proporción debe corregirse en función del funcionamiento del motor (aceleraciones, deceleraciones). Para determinar en qué medida varía la mezcla real aire/ combustible del valor teórico necesario (14,7:1) se ha elegido el coeficiente de aire llamado lambda (λ). Fig. 1 La sonda lambda de dos puntos, también denominada genéricamente de “todo o nada”, se caracteriza por medir en rangos de lambda de 0.7… a…1.25; fuera de estos márgenes no da una señal válida. El elemento activo de la sonda es una cerámica de óxido de zirconio (ZRO2), recubierta interna y externamente por capas de platino que hacen de electrodos. El electrodo interno está en contacto con el oxígeno del aire, mientras que el electrodo externo está en contacto con los gases de escape. A temperaturas inferiores a 300°C, el sensor se comporta como un circuito abierto; a temperaturas mayores de 300°C, la cerámica genera una tensión, denominada Nerts, y depende de la diferencia de concentración de oxígeno entre los electrodos. La tensión que genera varia de 100 mv (mezcla pobre) a 900 mv (mezcla rica) dependiendo de la composición de los gases tal y como se ve en la gráfica inferior tensión/coeficiente de aire. Para conseguir rápidamente la temperatura de funcionamiento la sonda incorpora una resistencia calefactora.
Sonda lambda de banda ancha o de segunda generación
La sonda lambda de banda ancha es necesaria en los motores diésel para cumplir con las normas anticontaminantes Euro V y VI. El calculador de control del motor determina la cantidad de gasoil básica a inyectar dependiendo del número de rpm del motor y la posición del acelerador. Para esa cantidad de combustible se designa qué proporción de aire corresponde para generar los mínimos NOX y partículas; lo consigue regulando los gases de escape (EGR). Si para una cantidad de carburante se apota más aire, las partículas disminuyen, pero aumentan los NOX; y, si se aporta menos aire, las partículas aumentan. Por lo tanto, en un funcionamiento incorrecto de los inyectores del caudalímetro no se respetarían las proporciones correctas. En estos casos mediante la sonda lambda de banda ancha se corregiría dicho disfuncionamiento al anali-
zar el oxígeno de los gases de escape. También son utilizadas para conocer el correcto funcionamiento del filtro de partículas. Es una sonda que funciona en un margen mucho más amplio que las digiformes. Este margen va desde mezclas de 11:1 a 22:1 (λ entre 0,9 a 2,3). Existen diferencias entre el tipo anterior y éste. Mientras que el tipo convencional genera una tensión entre valores de lambda 0.85 a 1.2, fuera de este valor la tensión que genera no es proporcional al oxígeno existente en los gases de escape, es una señal lineal (ver el gráfico "tensión/ coeficiente de aire"). La sonda de banda ancha está provista de una cámara interior llamada “cámara de medida”, a la que siempre se le hace trabajar en un valor de λ=1 (450 mv). Esto se consigue introduciendo oxígeno dentro de esa cámara o extrayéndolo mediante una célula de bombeo. La introducción o la extracción dependen del sentido de la corriente que se le aplica a la cámara. El elemento sensor es de dióxido de circonio (ZRO2). Este material tiene la propiedad de que al aplicarse una tensión eléctrica los iones de oxígeno negativos pasan del electrodo negativo al positivo. Cuando la medida es inferior a 450 mv (mezcla pobre) el calculador de gestión del motor aplica una intensidad con un sentido a la célula de bombeo. En esta situación en la cámara de medida se extrae oxígeno, haciendo que la mezcla sea más rica que la real; en este momento la tensión de la célula de medida crece. Cuando la medida es mayor de 450 mv (mezcla rica) el calculador de gestión del motor aplica una intensidad en sentido contrario al anterior a la célula de bombeo; en este momento se introduce oxígeno en la cámara de medida, por lo que la célula tiende a medir una mezcla más pobre que la que realmente tiene. Por tanto, el calculador de gestión del motor da una corriente de valor y sentido proporcional a la mezcla existente, que tiene como misión compensar el oxígeno para que en la cámara de medida, la mezcla tenga una λ=1 y, por tanto, una señal de 450 mv.