viernes, 7 de mayo de 2021

El sensor de óxidos de nitrógeno

¿En qué consiste?

Es el encargado de determinar el porcentaje de los óxidos nítricos contenidos en los gases de escape. Suelen incorporarse dos sensores: uno delante del catalizador SCR y otro detrás. Cada sensor tiene su propia unidad de mando, formando un conjunto de montaje indivisible que se ubica en los bajos del vehículo.


La razón por la que el sensor NOx necesita una unidad de mando propia, es por la escasa potencia eléctrica de las señales de detección. La unión convencional del elemento sensor con la unidad de control del motor no es posible a través de la instalación eléctrica, ya que la resistencia del cableado y los posibles parásitos electromagnéticos afectarían a la medición.

Las unidades de los sensores NOx comparten la información resultante del trabajo activo de medición con la unidad de mando del motor a través de CAN-Bus, para calcular el rendimiento del catalizador de reducción y vigilar el funcionamiento del sistema SCR.

¿Cómo es por dentro?

Estructuralmente, el sensor está formado por:

  • Un conjunto de láminas de dióxido de circonio.
  • Dos cámaras de trabajo.
  • Tres pares de electrodos con diferente función.
  • Dos barreras de difusión (una en la entrada y otra entre las dos cámaras).
  • Una resistencia calefactable.

¿Cómo funciona?

El funcionamiento del sensor NOx guarda similitudes con el de las sondas lambda de banda ancha. Cuando los gases de escape entran en la cámara 1 la unidad de mando de NOx, aplica una diferencia de tensión variable sobre los electrodos selectivos de reducción de O2 para atraerlos hacia el exterior. Los iones de oxígeno libres (O-) son atraídos por el electrodo externo (+), desplazándose a través del dióxido de circonio. De este modo se reduce a un valor de concentración mínima y estable el oxígeno en el interior del sensor NOx, valor que se obtiene de la diferencia de potencial que se produce en los electrodos de referencia.

Los gases restantes acceden a la segunda cámara de reacción, a través de la barrera de difusión, donde los NOx se disocian en iones de N y O al entrar en contacto con el electrodo reductor interior. La unidad de mando del sensor NOx aplica una diferencia de tensión eléctrica estable entre los electrodos de reducción de NOx. Los iones de oxígeno disociados de los NOx, atraídos por el potencial positivo del electrodo externo atraviesan el dióxido de circonio y se recombinan formando O2 en el canal de ventilación del sensor. El flujo de iones resulta proporcional a la cantidad de NOx disociados, lo cual al mantener la tensión estable da lugar a una corriente eléctrica de intensidad equivalente a la proporción de NOx en los gases de escape.

La intensidad de esta corriente resultante permite calcular la proporción de NOx, valor que la unidad del sensor comunica a la UCE del motor junto con la temperatura, concentración de Oxígeno y otros datos de trabajo del sensor.



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