Guía Completa Sensor KS (Sensor de Detonación)

Introducción

El sensor KS (Knock Sensor) es un componente esencial para el sistema de encendido, encargado de detectar las detonaciones anómalas dentro de los cilindros. Estas detonaciones, también conocidas como "knock" o "picado", pueden generar daños graves en los pistones y la cámara de combustión si no se controlan adecuadamente.

La función principal del sensor KS es informar a la ECU (Unidad de Control Electrónico) sobre la presencia de detonaciones (Combustiones fuera de tiempo) para que esta pueda ajustar el avance del encendido, evitando daños graves en el motor y optimizando su rendimiento.

Funcionamiento

El sensor KS trabaja detectando las vibraciones anormales generadas por las detonaciones dentro del motor gracias a un anillo Piezoeléctrico que está dentro del sensor. Este anillo normalmente está hecho de cuarzo. Cada vez que se genera un cambio en su estructura física (Sea torción, presión o vibración) se polariza, es decir, en su estructura física aparece un polo positivo y uno negativo (diferencia de tensión). 

Es por esta razón que estos sensores van instalados en el block de motor, normalmente anclados a través de un perno con torque específico para transmitir de mejor manera estas vibraciones. Mientras mayor sea la variación física, mayor será la diferencia de tensión generada, es así cómo este sensor puede generar su propio voltaje en base a las vibraciones generadas por detonaciones dentro del cilindro. 

Gracias a este sensor, los motores pueden operar con un mayor nivel de eficiencia, aprovechando mejor la energía del combustible y reduciendo el riesgo de sobrecalentamiento o fallas mecánicas por exceso de detonaciones. Esto porque cada detonación genera un movimiento anormal en el pistón llamado “cabeceo”, donde el pistón bascula sobre el eje del pasador, golpeando el cilindro con la falda y la parte superior en un movimiento de vaivén. Si este movimiento se intensifica, ya sea porque el octanaje del combustible es muy bajo, la relación de compresión muy alta o cualquier otro factor que genere combustiones anormales, podría aumentar demasiado la temperatura en el pistón, que muchas veces termina en roce directo con la camisa o incluso peor; perforado por completo en el centro por altas temperaturas.

La función del sensor KS juega un papel crucial en motores modernos con sistemas de inyección directa, ya que son muy propensos a generar LSPI (Low Speed Pre Ignition) debido a sus relaciones de compresión elevadas y rangos de trabajo en mezcla pobre, donde el riesgo de detonaciones es mayor. Además, permite a los fabricantes optimizar los mapas de encendido para mejorar la potencia sin comprometer la durabilidad del motor.

Cantidad de cables

Los sensores KS pueden tener diferentes configuraciones en cuanto al número de cables:

• Sensor de un solo cable: El cable es de señal y utiliza la masa del motor, a través del perno de sujeción, como referencia de masa. No necesita alimentación ya que el sensor genera su propio voltaje a través del anillo de cuarzo en su interior (Piezoeléctrico)

• Sensor de dos cables: Tiene un cable de señal y un cable de masa, con esto conseguirmos aislar mejor la señal y darle una referencia estable de masa para mayor precisión en la medición. Estos son más comunes en motores modernos, ya que ofrecen mejor aislamiento contra interferencias eléctricas de otros cables y proporcionan señales más estables y precisas, así se puede ajustar mucho mejor el encendido. 

En algunos casos se entrega un voltaje de referencia desde la unidad de control hacia el sensor para poder medir solo en rangos positivos de voltaje (el sensor genera señal alterna). Así se evita que el voltaje descienda de los 0 volts y no genere incoherencias en la señal.

Fallas típicas

Un sensor KS defectuoso puede generar diversas fallas en el funcionamiento del motor, tales como:

• Jaloneos o “Tirones”: Si el sensor no detecta correctamente las detonaciones, la ECU puede retrasar demasiado el encendido, reduciendo la eficiencia del motor y con esto la potencia. Esto como resultado genera que el motor no sea capaz de determinar en qué momento se debería realizar el encendido correctamente y comienzan los desfaces, produciendo “tirones” al acelerar.

• Limitación de revoluciones: Cuando el sensor funciona mal detecta más detonaciones de las que debería y muchas electrónicas entran en modo “emergencia” y se limitan en revoluciones. No dejando acelerar el motor por sobre cierto límite de revoluciones, normalmente cercano a las 3.000 rpm.

• Código de error en la ECU: Cuando este sensor falla puede activar algunos DTC (Diagnostic Trouble Codes), Por Ejemplo:

 

• Ruidos extraños en el motor: Si el sensor no detecta las detonaciones, o las detecta de manera errónea generará más de estas mismas, es decir, como no existe medición exacta aumentaran las detonaciones dentro del cilindro y se generará mayor “picado” de pistón. Este movimiento anormal genera un ruido de choque -metal con metal- en la parte media del motor debido al constante golpeteo entre el pistón y la camisa del cilindro. 

Diagnóstico y solución de fallas

Para diagnosticar un sensor CKP, se pueden seguir estos pasos:

• Inspección visual: Revisar el estado del conector y los cables en busca de daños o corrosión. El sensor también puede estar roto, debes revisar que esté en perfectas condiciones. Si está sucio con barro pegado o capas de aceite quemado hecho barro, siempre se recomienda limpiar bien y volver a probar. 

• Comprobar apriete: Si duda de que fue una mala instalación o si posterior a una reparación comenzó el fallo, lo recomendado es comprobar que el torque del perno de fijación sea el correcto, ya que de estar muy apretado o muy suelto podría provocar errores de medición. Normalmente los torques para estos sensores van entre los 20 y 40 Nm, dependiendo del motor.

• Simular detonaciones: Con scanner conectado al vehículo, en la sección de datos en vivo, analizando el dato de las detonaciones o adelanto corregido por detonación, daremos un golpe en el block del motor en un sector cercano al sensor. Cada golpe debería generar variación en el dato de detonaciones o adelanto si es que el sensor está midiendo correctamente. 

• Medición de señal: Con osciloscopio verificar que la curva de voltaje sea correcta y se mantenga en los valores normales. Esta señal es del tipo alterna y genera peaks de voltaje en cada detonación. Estos peaks aumentan con la intensidad del golpe, por ende en bajas revoluciones y comportamiento normal (sin falla) igual notaremos pequeñas alzas en la señal en cada una de las combustiones generadas dentro del motor. Debemos verificar que no exista alguno de los cilindros con un peaks de tensión demasiado alto, esto nos indicaría en qué cilindro tenemos el problema y qué tan grave es el golpe que se genera en el interior. 

• Voltaje de referencia: En algunos modelos utilizan un voltaje de referencia para que la señal no genere peaks negativos. Recordemos que esta señal es alterna y que si bien las variaciones más altas de voltaje siempre son en positivo, también tenemos una pequeña cresta negativa. Si no existe voltaje de referencia desde la ECU podría disminuir mucho la tensión en algún momento y la unidad lo interpreta como ausencia de señal en el sensor. Verificar con multímetro que exista señal de referencia desde la ECU hacia el sensor con este desconectado. 

Conclusión

El sensor KS es un componente clave en los motores modernos, permitiendo un control preciso del encendido para evitar daños por detonación. Una rápida identificación de fallas puede mejorar el rendimiento del motor y prolongar su vida útil, disminuyendo considerablemente la cantidad de “fallos” producidos por encendido en el motor. 

Un sensor KS en buen estado garantiza una combustión eficiente, mayor potencia y una reducción en las emisiones contaminantes. En caso de presentar síntomas de falla, es recomendable realizar un diagnóstico inmediato para evitar problemas mayores en el motor, como una rotura lateral del block por un pistón trabado, un pistón perforado por exceso de temperatura en la cámara e incluso un lavado de cilindro por fallas en el encendido. 

Si este artículo te fue útil, envíaselo a un colega que también pueda servirle. Con eso me ayudas a que este espacio siga creciendo.

Además, te dejo un video explicativo de este sensor acá abajo. Cada suscripción a nuestro canal lo potencia y ayuda a más gente.