Sensor de NOx: estructura, localización de averías e indicaciones de reparación

El sensor de NOx se instala tanto en vehículos de gasolina como diésel a partir de Euro 5/6 y permite respetar los estrictos valores de emisiones. Los respectivos sistemas de gestión del motor necesitan los datos de los sensores para calcular la tasa de recirculación de los gases de escape, la mezcla de aire y combustible o la cantidad de inyección de urea. El sensor es necesario para los vehículos con inyección directa de gasolina, ya que éstos producen una mayor cantidad de óxidos nítricos debido al funcionamiento de carga estratificada. Estos vehículos también disponen de un catalizador de almacenamiento de NOx.

En los vehículos diésel, el sensor se utiliza junto con un sistema de reducción catalítica selectiva (Selective Catalytic Reduction, SCR). Aquí, la urea se introduce en el flujo de gases de escape y reduce los óxidos nítricos a nitrógeno (N2) inofensivo y agua (H2O). Mediante el registro de los datos de medición relevantes para los gases de escape, el sensor de NOx permite una dosificación óptima de AdBlue® por parte del sistema de gestión del motor y, de esa manera, una reducción eficaz de los óxidos nítricos, perjudiciales para el medio ambiente. En cuanto se alcanza la temperatura de funcionamiento requerida, el sensor de NOx mide permanentemente el contenido de óxido nítrico en los gases de escape. Los valores determinados son procesados por la unidad de control del sensor de NOX y transmitidos a través del bus de datos CAN a unidades de control de nivel superior, como el SCR o la unidad de control del motor. Basándose en la información recibida, estas unidades de control pueden calcular la cantidad de AdBlue® que debe inyectarse delante del catalizador SCR para conseguir una reducción óptima de los óxidos nítricos. Además, un elemento calefactor integrado directamente en la sonda garantiza la temperatura de funcionamiento de aprox. 300° requerida para el sensor. La unidad del sensor de NOx puede instalarse individualmente o como un par de sistemas en el sistema de gases de escape. Esto depende del modelo del sistema instalado en cada vehículo. Si se utilizan dos sensores, uno se sitúa delante y otro detrás del catalizador SCR. El sensor que se encuentra detrás supervisa el efecto del catalizador SCR. Así se garantiza el funcionamiento del sistema y se logra un control más preciso de los sistemas de depuración de gases de escape. Esta disposición contribuye al cumplimiento de los límites de emisiones, cada vez más estrictos.

Los gases de escape entran en la primera cámara a través de la barrera de difusión. Esta cámara alberga la primera celda de bombeo y una celda de medición. El oxígeno residual en el gas de escape se determina mediante la celda de medición de la primera cámara. Otra celda de medición con conexión al aire exterior sirve como referencia. La diferencia entre el contenido de oxígeno en el gas de escape y el aire de referencia crea una tensión entre las dos celdas de medición. Esta es utilizada por la unidad de control de la unidad de sensor como magnitud medida para controlar la corriente de la primera celda de bombeo. La celda de bombeo transporta el oxígeno residual fuera de la primera cámara de medición. Los óxidos nítricos (NOx) restantes pasan a través de otra barrera de difusión a la cámara dos, que contiene un electrodo revestido. Este electrodo tiene la propiedad de desdoblar catalíticamente los óxidos nítricos (NOx) en nitrógeno (N²) y oxígeno (O²).

Las partes de nitrógeno (N²) resultantes se difunden hacia el exterior a través de una capa porosa. Las partes de oxígeno (O²) son transportadas al aire exterior por la segunda celda de bombeo. La unidad de control de la unidad del sensor registra la corriente de bombeo de la segunda celda de bombeo y envía la información procesada a la unidad de control del motor a través del bus de datos. Esta señal del sensor se procesa allí y permite así supervisar y controlar la reducción de NOx.

El funcionamiento del sensor de NOX es supervisado por la correspondiente unidad de control del sistema de nivel superior y, por tanto, a través del sistema de diagnóstico a bordo (OBD). Los defectos relacionados con los componentes, como una disponibilidad operativa defectuosa, cortocircuitos eléctricos o interrupciones de cables, se reconocen directamente y se registran en la memoria de averías. Por lo tanto, debe leerse primero la memoria de averías de los sistemas relevantes para los gases de escape mediante un dispositivo de diagnóstico adecuado. Los datos de la comunicación con la unidad de control son la base para la localización de averías propiamente dicha y una reparación exitosa. No obstante, antes de comenzar directamente con un diagnóstico ampliado de la unidad de control, debe inspeccionarse visualmente todo el sistema de gases de escape. Los daños externos suelen notarse ya por un cambio en el comportamiento acústico y pueden estar causados por grietas u oxidación en las tuberías, en las uniones o en los silenciadores. También se debe comprobar que los silenciadores y catalizadores instalados no presenten defectos, como piezas sueltas en el interior, sacudiendo o golpeando el componente respectivo. El cableado o las conexiones eléctricas enchufables pueden haberse dañado aquí debido a influencias ambientales como la suciedad, el agua o la sal de la carretera. Por lo tanto, en el proceso de localización de averías debe incluirse también la conexión eléctrica de la unidad de control. Si no se detectan daños, deben comprobarse en caso necesario la alimentación eléctrica y la comunicación del bus de datos mediante un dispositivo de medición adecuado, de acuerdo con las especificaciones del fabricante.