¿Qué es el factor Lambda? – Vehículos de gasolina –

En muchas ocasiones nos encontramos en el taller con vehículos rechazados en itv por emisiones contaminantes. Entre las causas más habituales encontramos el denominado factor lambda. Veamos exactamente de qué se trata este indicador.

El factor Lambda (λ) que se mide en las estaciones de Inspección Técnica de Vehículos (ITV) se basa en la relación entre la cantidad de aire y combustible en la combustión del motor. Se obtiene a partir de la medición de los gases de escape y se usa para evaluar si la mezcla es rica, pobre o estequiométrica.

Fórmula del Factor Lambda:

El factor lambda se define como el cociente entre el Aire real suministrado, dividido entre el Aire teórico necesario para la combustión completa.

En base a esto, podemos encontrar los siguientes casos:

λ = 1 → Mezcla estequiométrica (relación aire/combustible ideal).

λ < 1 → Mezcla rica (exceso de combustible).

λ > 1 → Mezcla pobre (exceso de aire).

A lo largo de este post veremos qué acciones debemos tomar en función de estos valores. El objetivo será en primer lugar no sustituir ningún componente innecesario y además, optimizar los tiempos del técnico para no incurrir en perdidas de productividad. Como siempre insistimos desde autodemia, es fundamental tener un plan de actuación en cada reparación.

¿Cómo se mide en la ITV?

El factor λ se calcula a partir de la prueba de los gases de escape utilizando un analizador de cuatro gases. Éste mide:

• CO (Monóxido de Carbono)
• CO₂ (Dióxido de Carbono)
• HC (Hidrocarburos no quemados)
• O₂ (Oxígeno residual)

A partir de la información obtenida, el cálculo del factor λ en la ITV se basa en la ecuación de Brettschneider, que utiliza las concentraciones de O₂, CO y CO₂ en los gases de escape para determinar si la mezcla es correcta.

Valores típicos aceptados en la ITV:

Como apuntamos en el título de este post, estos valores son aplicables unicamente a los vehículos de gasolina. Si bien dicho indicador es válido también para los motores diésel, su estudio lo veremos en un próximo post. A continuación te mostramos los valores esperados.

• Para vehículos con sonda lambda y catalizador: 0.97 ≤ λ ≤ 1.03 (mezcla ligeramente ajustada a estequiométrica).
• Para vehículos sin catalizador: No se mide el factor Lambda, solo CO en ralentí y acelerado.

Caso práctico del análisis del factor Lambda:

Supongamos que nos recibimos un vehículo en el taller con una resolución negativa en itv. El valor lambda es de 1,055. ¿Por donde empezamos?

Un factor lambda de 1.055 indica según lo visto anteriormente que la mezcla está pobre, es decir, el motor está funcionando con un exceso de aire en la combustión. Aunque el valor no está extremadamente fuera del rango aceptable (0.97 – 1.03), en algunas ITV estrictas esto puede causar un rechazo, especialmente si el vehículo tiene catalizador y sonda lambda.

Posibles causas de un factor λ elevado (mezcla pobre)

1. Fugas en el sistema de escape(antes de la sonda lambda)
   • Si hay una fuga en el colector de escape o en la junta con el catalizador, puede entrar aire extra y falsear la lectura de la sonda lambda.
   • Prueba: Inspección visual y prueba de humo en el escape.
2. Sonda Lambda defectuosa o envejecida
   • Una sonda lambda lenta o degradada puede generar una señal incorrecta, obligando a la ECU a empobrecer la mezcla.
   • Prueba: Con osciloscopio, verificar el tiempo de respuesta de la señal de la sonda lambda. Debería oscilar entre 0.1V y 0.9V en menos de 100 ms.
3. Sensor MAF/MAP sucio o defectuoso
   • Si el sensor MAF (caudalímetro) mide menos flujo de aire del real, la ECU reducirá la inyección de combustible.
   • Prueba:
     • Medir con multímetro u osciloscopio la señal del sensor MAF en diferentes RPM.
     • Comparar valores con los datos del fabricante.
4. Presión de combustible baja
   • Si la bomba de combustible o el regulador de presión están fallando, el motor recibirá menos gasolina de la necesaria.
   • Prueba: Medir la presión en la rampa de inyección. Debería estar en el rango especificado por el fabricante (por ejemplo, 3.5 bar en muchos sistemas).
5. Inyectores obstruidos
   • Un inyector con un patrón de pulverización deficiente o con suciedad puede reducir la cantidad de combustible inyectado.
   • Prueba: Test de caudal de inyectores y limpieza ultrasónica.
6. Admisión de aire no medida
   • Una toma de aire en el colector de admisión después del sensor MAF hará que la ECU no compense correctamente la mezcla.
   • Prueba: Pulverizar limpiador de frenos o agua con el motor encendido en las uniones del colector y observar si hay cambios en el ralentí.

Solución y recomendaciones

1. Verificar el escape en busca de fugas (antes de la sonda lambda).
2. Comprobar la señal de la sonda lambda con osciloscopio.
3. Revisar el sensor MAF/MAP y limpiarlo si es necesario.
4. Medir la presión de combustible y comprobar el estado de los inyectores.
5. Buscar fugas de admisión y corregir cualquier toma de aire no medida.

Si el problema es leve, puedes intentar una limpieza de inyectores y comprobar que el sensor MAF no esté contaminado. En muchos casos, esto es suficiente para ajustar la mezcla y bajar el factor lambda dentro del rango correcto.

Veamos ahora este mismo caso pero con un valor lambda de 0,89.

Un factor lambda de 0.89 en un motor de gasolina indica una mezcla rica, es decir, hay exceso de combustible o falta de aire en la combustión. Este valor está fuera del rango óptimo de 0.97 – 1.03 y puede causar un rechazo en la ITV por altas emisiones de CO y HC.

Posibles causas de un factor λ bajo (mezcla rica)

1. Sonda lambda defectuosa o contaminada

• Si la sonda lambda envía una señal incorrecta indicando una mezcla pobre, la ECU enriquece la mezcla innecesariamente.
• Prueba:
  • Usar un osciloscopio para medir la señal de la sonda.
  • Debe oscilar entre 0.1V y 0.9V en menos de 100 ms en ralentí.
  • Si es una sonda de banda ancha, revisar la corriente de bombeo con un escáner.

2. Sensor MAF/MAP defectuoso o sucio

• Si el sensor MAF (Mass Air Flow) mide menos aire del real, la ECU inyecta más combustible del necesario.
• Prueba:
  • Conectar un escáner y verificar el flujo de aire en g/s en ralentí y aceleración.
  • En ralentí, debería estar en torno a 2-4 g/s en motores de 1.6L.
  • Si el valor es anormalmente bajo, limpiar el MAF con limpiador específico.

3. Presión de combustible demasiado alta

• Un regulador de presión defectuoso o una válvula de retorno obstruida pueden hacer que la presión de combustible sea mayor de lo debido.
• Prueba:
  • Medir la presión de la rampa de inyección con un manómetro.
  • Debe estar dentro del rango del fabricante (3.5 bar en muchos sistemas).
  • Si la presión es alta, revisar el regulador de presión o la válvula de retorno.

4. Inyectores goteando o con fugas

• Un inyector con una mala pulverización o que gotea puede causar exceso de combustible.
• Prueba:
  • Desmontar los inyectores y realizar un test de estanqueidad y caudal en un banco de prueba.
  • Si hay goteo al apagar el motor, es necesario reemplazar o limpiar los inyectores.

5. Filtro de aire obstruido

• Si el filtro de aire está muy sucio, se reduce el flujo de aire, provocando una mezcla más rica.
• Prueba:
  • Revisar el filtro de aire y cambiarlo si está muy sucio.

6. Problemas en el sistema EVAP (Recirculación de Vapores de Combustible)

• Si la válvula de purga del EVAP está atascada abierta, pueden entrar vapores de combustible extra a la admisión.
• Prueba:
  • Conectar un escáner y activar/desactivar la válvula de purga.
  • Si no cambia de estado, puede estar averiada.

Efectos de un factor lambda bajo en ITV

Si el factor λ es 0.89, lo más probable es que los niveles de CO (monóxido de carbono) y HC (hidrocarburos no quemados) estén muy altos, lo que llevaría a un rechazo en la prueba de emisiones.

Soluciones recomendadas

1. Verificar la sonda lambda con osciloscopio y sustituir si es necesario.
2. Limpiar o revisar el sensor MAF y comprobar su lectura con escáner.
3. Comprobar la presión de combustible con un manómetro.
4. Test de inyectores en banco de pruebas y limpieza ultrasónica si es necesario.
5. Sustituir el filtro de aire si está sucio.
6. Revisar la válvula EVAP y su funcionamiento con escáner.

Si corriges el problema y vuelves a medir, el factor lambda debería volver al rango normal (0.97 – 1.03), permitiendo que el vehículo pase la ITV sin problemas.

Confiamos en que tengas ahora una idea más general sobre éste interesante tema, que con frecuencia supone un quebradero de cabeza en la resolución de la avería para el taller.