¿La presión de los gases de escape afecta la salida de las lambdas de banda estrecha?

Actualmente, se utilizan dos tipos de sensores de banda estrecha: sensores de titanio (NTK) y zirconia (Bosch). Esta respuesta solo aborda los sensores de zirconia, que son el tipo más común.

En referencia al diagrama (que fue creado por Michael Handrich y compartido bajo una licencia Creative Commons), el sensor es una celda galvánica que genera lo que se llama el voltaje de Nernst , que es proporcional al logaritmo natural de la relación de las dos concentraciones de oxígeno diferentes. Específicamente, esta es la ecuación de voltaje de Nernst:

dU = -T*k_B/e_0 * ln(c1/c2)

Donde k_B es la constante de Boltzmann en J/K, T es la temperatura en K, e_0 es la carga de un electrón en C. c1 y c1 son concentraciones de iones.

Otra ley física importante es la ley de Dalton que dice que la presión total de una mezcla de gases ideales es igual a la suma de las presiones parciales.

p_total = p_1 + p_2 + p_3 + ... + p_n

Entonces, la relación entre la presión parcial de oxígeno en un lado de la celda y la presión parcial de oxígeno en el otro es idéntica a la relación de concentración de iones. Debería ser evidente que la presión parcial de cualquier gas en particular es directamente proporcional a la presión total (en igualdad de condiciones).

Esto significa que una presión total más alta en el lado de los gases de escape debería significar una concentración más alta de oxígeno y, por lo tanto, un voltaje más alto en comparación con el voltaje que estaría presente si no hubiera diferencia de presión. Eso es exactamente lo que dice su ecuación (aunque está curiosamente relacionado con la corriente en lugar del voltaje en esa ecuación).

No puedo encontrar una fuente autorizada que proporcione los coeficientes exactos para un sensor de zirconio de banda estrecha, pero espero que sea idéntico a la ecuación que proporcionó, con la única diferencia de los valores de las constantes.

Además, dado que estamos hablando de un sensor de banda estrecha en este caso, el efecto sería solo en el rango lineal estrecho del sensor: los voltajes "demasiado pobres" o "demasiado ricos" no cambiarían. Solo los puntos en los que la curva cambia de plana a lineal se desplazarían ligeramente.