¿Qué controla el ciclo del sensor de O2/lambda?

Acabo de reemplazar la sonda lambda en mi 98 Mazda 626 GF 2L porque mostraba una señal que estaba constantemente ligada a la inclinación y sospeché que estaba defectuosa.

Después de reemplazar el sensor, llevé el automóvil a dar una vuelta de 15 minutos que registré. Una cosa que me interesó fue la relación entre el voltaje de O2 y STFT (lo registré al final de la unidad):

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Estaba leyendo una página sobre el diagnóstico de la operación lambda y surgieron algunas preguntas en mi mente.

La primera pregunta se debió a esta frase:

6) El sensor de O2 debe realizar un ciclo al menos una vez por segundo, lo que mostraría 3 conteos cruzados en el PID de la herramienta de escaneo.

También dice:

El sensor de O2 no solo tiene que hacer un ciclo, sino que también tiene que hacer un ciclo lo suficientemente rápido (frecuencia adecuada) y lo suficientemente amplio (amplitud adecuada). Se debe ver al menos un ciclo por segundo (1 Hz) en el cable de señal para que el O2 se considere bueno (no perezoso). Un ciclo por segundo hará que la traza del osciloscopio cruce la marca de 0,450 voltios aproximadamente 3 veces, lo que el ECM reconoce como 3 conteos cruzados.

Como puede ver en este gráfico ampliado, el sensor solo cruza 0,45 voltios aproximadamente una vez cada tres segundos en lugar de una vez por segundo.

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El STFT también pasa alrededor de dos segundos en territorio negativo por cada segundo en territorio positivo.

Ahora según el mismo sitio:

10) Al contrario de lo que mucha gente piensa, un sensor de O2 NO ciclará solo. El ciclo del sensor de O2 es un resultado directo de la respuesta del ECM a los cambios en la mezcla.

Entonces surge la pregunta, ¿por qué mi señal de O2 es mucho más lenta de lo que este sitio dice que es normal, y por qué el STFT pasa el doble de tiempo negativo que positivo? Esto es en un automóvil que sufre un ralentí irregular, con tropiezos ocasionales durante el ralentí y una falta inicial de potencia en la aceleración.

Se me ocurren algunas posibilidades:

  • Este es solo el algoritmo normal para la ECU de este automóvil
  • Una lambda defectuosa
  • Una ECU defectuosa que no responde tan rápido como debería
  • La mezcla de aire/combustible no se quema por completo debido a la falta de aire

Me inclino por la última posibilidad, ya que noté que la lambda oscila entre 0,18 y 0,89 voltios, permaneciendo mayormente por encima de 0,20 voltios y el hecho de que la STFT se vuelve negativa el doble de lo que es positiva.

Puedo pensar en algunas causas posibles:

  • Inyector pegado abierto o exceso de presión de combustible
  • Una válvula de admisión no se abre lo suficiente
  • MAF sesgado ligeramente alto, lo que hace que la ECU piense que hay más aire del que realmente hay

Medí las holguras de la leva al elevador. La especificación es de 0,23 mm a 0,30 mm

+---------+-----+-----+-----+-----+
| Cyl #   |  1  |  2  |  3  |  4  |
+---------+-----+-----+-----+-----+
| Intake  | .24 | .29 | .24 | .24 |
+---------+-----+-----+-----+-----+
| Exhaust | .29 | .24 | .29 | .24 |
+---------+-----+-----+-----+-----+

Todos están dentro de las especificaciones, pero tal vez el desgaste en I2 en relación con las otras cuñas del elevador de la válvula de admisión está causando el problema.

De todos modos, me gustaría escuchar lo que todos ustedes piensan.

Muestra las trazas de STFT y O2, pero no menciona la LTFT. ¿Cuál es su valor?
Si pudiera molestarlo con una solicitud para el sensor de O2 2, la salida del banco 1 también, por favor...
@Zaid Este es un modelo europeo y solo tiene un sensor de O2. LTFT es cero, pero tal vez porque solo conduje el automóvil una vez desde que cambié el sensor.
Entonces, solo para confirmar, ¿no hay un sensor de O2 después del convertidor catalítico?
@Zaid No. Visualmente confirmado. Creo que los automóviles europeos no se convirtieron completamente en OBDII hasta alrededor de 2001.
OK, eso ayuda a reducir un poco las cosas. Según lo que estoy viendo, creo que su control lambda está absolutamente bien. El período está más cerca de 2 segundos que de 3 segundos (que supongo que se registró en RPM inactivas). No lea demasiado sobre la afirmación "debería ser menos de 1 segundo": hay muchos videos de YouTube que mostrarán que andar en bicicleta cada 2-3 segundos es perfectamente aceptable en reposo. Tenga en cuenta que no dijeron a qué RPM debería estar el requisito de una vez por segundo.
@Zaid En realidad, descargué los datos sin procesar y varía entre 2,7 y 3,2 segundos a aproximadamente 650 RPM.
@Zaid Además, ¿qué pasa con el hecho de que la señal casi nunca está por debajo de .20 voltios y nunca por debajo de .18?

Respuestas (2)

Este es un patrón de control de combustible normal, especialmente para ralentí. Los patrones de cambio de O2 no están especificados para verse de cierta manera, pero varían mucho. Son el resultado de un conjunto competitivo de requisitos que incluyen; eficiencia de la combustión, requisitos del catalizador, demanda del conductor y requisitos reglamentarios.

La estrategia de mantener la mezcla pobre que se ve aquí es una forma de mantener la mezcla ligeramente pobre (Lambda 1.001). A menudo se usa al ralentí porque mejora un poco el kilometraje. Se puede usar en ralentí porque la salida de NOx del motor es baja. El NOx se reduce pobremente con un catalizador de tres vías en mezclas pobres. Una estrategia de mezcla rica similar en la que la mezcla se mantiene ligeramente rica (lambda .99), alto voltaje de O2 durante más tiempo que bajo voltaje, se usa con menos frecuencia. Proporciona algo de ayuda en la estrategia de potencia y catalizador a expensas del consumo de combustible.

Pruebe a 2500 rpm, el patrón es más probable, pero no siempre como lo describe su fuente. La prueba de 02 sensores con datos de escaneo no es concluyente debido a la manipulación PCM de la señal. Se requiere un osciloscopio y un analizador de gases para probar definitivamente este sensor. Tenga cuidado al generalizar la estrategia de control de combustible y lo que se encuentra describiendo cómo se hace en fuentes disponibles públicamente. Mucho de lo que se encuentra es inexacto o no está lo suficientemente detallado. También hay algunos subterfugios industriales entre los fabricantes de vehículos en esta área de la tecnología.

El estado del arte ha avanzado mucho más allá y los juegos entre los fabricantes de vehículos y los reguladores continúan.

Supongo que te refieres al asunto de las emisiones con VW.
Sí y... Ha sido una batalla de 25 años entre la junta de recursos aéreos de CA y los ingenieros de diseño. Los OEM encuentran lagunas y "malinterpretan" las reglas y luego la Junta las ajusta y el ciclo continúa. Las reglas se parecen poco a la versión de 1996. Esta es una de las razones por las que gran parte de lo que hay en los sitios de aficionados es incorrecto. Alguien publica lo que aprende sobre un vehículo en particular y lo publica como si todo estuviera diseñado de esa manera, cuando en realidad la respuesta a cómo funciona esto es "depende".

Su control lambda se ve absolutamente bien.

Y, en consecuencia, no creo que sea la causa raíz de su ralentí irregular. Aquí está mi razonamiento:

  1. La página web vinculada en su pregunta dice

    El sensor de O2 debe ciclar al menos una vez por segundo

    No tomaría esto como un límite estricto por varias razones :

    • el libro Bosch Fuel Injection & Engine Management indica una cifra aproximada de 1-2 segundos en ralentí

      En ralentí, el ciclo de pobre a rico y viceversa puede tardar de 1 a 2 segundos. En la semilla de crucero, el ciclo puede ocurrir varias veces por segundo.

    • Las sondas lambda se degradan con el uso. Tendrían que cambiarse con mucha más frecuencia que si la computadora del motor estableciera un código de "respuesta lambda lenta" sobre la base de un límite estricto de 1 segundo.

      Eche un vistazo a este estudio de caso de ScannerDanner para ver un ejemplo de salida de sensor lambda "perezosa" frente a normal.

  2. LTFT y STFT rondan cerca del 0 %

    Si el LTFT ya se estabilizó después de reemplazar el sensor lambda, esta es una buena noticia, ya que indica que la medición de aire y combustible de su automóvil está midiendo en el escape lo que cree que debería ser el AFR.

    No espere que sean perfectamente cero. No lo serán.

  3. Los sensores lambda de banda estrecha se basan en la detección cualitativa de condiciones ricas/pobres

    En otras palabras, no me molesta el hecho de que el sensor emita 0,89 V en el lado rico, sino solo 0,2 V en lugar de los 0,1 V teóricos en el lado pobre. Al sistema de control de gestión de la inyección de combustible, 0,1 V = 0,2 V = pobre.

    Ahora bien, si se tratara de un sensor de banda ancha, la historia sería bastante diferente, pero no lo es.

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