Tópicos:
- Sonda Lambda
- Elemento de aquecimento
- Meça no sensor lambda
- Valores lambda em um processo de combustão homogêneo e estratificado
- Guarnições de combustível
Sonda lambda:
Todo carro moderno com motor a gasolina e EOBD possui 1 ou 2 sensores lambda montados no escapamento. Freqüentemente, um sensor de controle antes do catalisador (um sensor de banda larga) e um sensor de controle após o catalisador (sensor de salto). Se houver apenas um sensor lambda presente (para o conversor catalítico), na maioria dos casos é um sensor de salto. O sensor de salto também é chamado de sensor de zircônio. A imagem abaixo mostra as sondas lambda dianteiras e traseiras do banco de cilindros 1 (números 1 e 2) e do banco de cilindros 2 (números 3 e 4).
O sensor lambda verifica a composição do ar e do combustível nos gases de escape. Os dados das medições são enviados para a unidade de controle do motor. A sonda lambda é necessária para o funcionamento do conversor catalítico, pois funciona com uma mistura que muda regularmente entre pobre e rica. A sonda de controle essencialmente “controla” a composição da mistura; a unidade de controle do motor recebe os dados de medição da sonda de controle e ajusta a injeção de acordo. Se a mistura for muito pobre, mais combustível será injetado. Se a mistura for muito rica, o tempo de injeção do injetor será reduzido para tornar a mistura mais pobre novamente.
Quando um veículo está equipado com dois sensores, o sensor de salto registra o teor de oxigênio nos gases de escape após o conversor catalítico; Isto verifica se o catalisador converteu os gases de escape adequadamente. Se o catalisador estiver defeituoso (por exemplo, se o interior estiver defeituoso ou puramente devido ao envelhecimento), o sensor de salto reconhecerá o mau funcionamento do catalisador. A luz de falha do motor é então ativada. Quando o carro for lido, aparecerá um código de falha com a informação de que o conversor catalítico não está funcionando corretamente. Um sensor lambda geralmente dura cerca de 160.000 km. Quando um sensor lambda fica desatualizado, os resultados da medição podem ser afetados sem que uma luz de falha do motor acenda.
A página do sistema de injeção explica como a composição da mistura afeta os gases de escape, a potência e o consumo de combustível.
O sensor lambda compara os gases de escape com o ar externo. Portanto, é importante que o fornecimento de ar externo na sonda não esteja obstruído. Quando este orifício estiver fechado e não houver mais ar (azul na imagem abaixo) entrando no sensor, o sensor não funcionará.
Elemento de aquecimento:
Os sensores lambda modernos estão equipados com um elemento de aquecimento interno. Este elemento de aquecimento garante que a sonda lambda possa começar a medir o mais rápido possível após a partida a frio. A sonda lambda só funciona quando os gases de escape atingem uma temperatura de aproximadamente 350 graus Celsius. Ao aquecer internamente a sonda lambda, é possível medir quando os gases de escape atingiram metade da temperatura originalmente exigida. Em vez de apenas alguns minutos, agora você pode executar uma situação de circuito fechado em apenas alguns segundos.
Sensor de banda larga:
O sensor de banda larga possui uma faixa de medição maior que o sensor de salto. Mesmo em plena carga, quando a mistura é rica, a relação ar/combustível correta é registrada e enviada à ECU. Não só a precisão da medição é alta, mas o sensor é rápido e pode suportar altas temperaturas (até 950-1000°C). A imagem abaixo mostra o esquema do sensor de banda larga.
O sensor de banda larga deve estar a pelo menos 600°C para funcionar corretamente. É por isso que é utilizado um elemento de aquecimento (entre as conexões AF) que aquece o sensor após a partida do motor a frio. O sensor de banda larga consiste em um sensor convencional de zircônio e uma célula de bomba. O sensor é colocado entre as conexões D e E, e a célula da bomba é colocada entre C e E. A tensão de saída do sensor de zircônio depende dos valores lambda:
- Braço: 100 mV;
- Rico: 900 mV.
A célula da bomba no sensor de banda larga tenta manter a tensão constante em 450 mV bombeando oxigênio para ou a partir do escapamento. Numa mistura rica o teor de oxigênio é baixo, então a célula da bomba deve bombear muito oxigênio para manter a tensão de 450 mV. Com uma mistura pobre, a célula da bomba bombeia o oxigênio para longe da célula de medição. Isso altera a direção do fluxo usada pela célula da bomba.
A corrente gerada durante o bombeamento é medida. A altura e a direção do fluxo são uma medida da relação ar/combustível atual. A unidade de controle (a parte à direita da linha tracejada na imagem acima) controla a célula da bomba. A tensão no ponto 4 depende do valor transmitido pelo elemento de medição de oxigênio. Esta tensão chega à conexão negativa do amplificador operacional na unidade de controle.
- Mistura rica: a tensão no terminal negativo do amplificador operacional é maior do que no terminal positivo. O amplificador está conectado ao terra e a tensão de saída diminuirá. Uma corrente fluirá de E para C.
- Mistura pobre: a tensão no terminal negativo do amplificador operacional é inferior a 2,45 volts, o que faz com que o amplificador seja conectado a 4 volts e a tensão de saída aumentará. Uma corrente fluirá de C para E. A direção do fluxo é invertida em comparação com a mistura rica.
A unidade de controle pode determinar a intensidade da corrente medindo a queda de tensão no resistor na conexão 3. O tamanho desta queda de tensão é a medida do valor lambda. Portanto, a tensão do sensor de salto não pode ser verificada com um multímetro para garantir que o sensor ainda esteja funcionando corretamente.
Sensor de salto:
O sensor de salto possui uma área de medição limitada. Carros mais antigos com apenas um sensor lambda para o conversor catalítico são frequentemente equipados com um sensor de salto como sensor de controle. O sensor de salto gera uma tensão baseada na diferença de oxigênio. Essa tensão está entre 0,1 e 0,9 volts e pode ser medida com um multímetro.
Valores lambda em um processo de combustão homogêneo e estratificado:
Homogêneo:
Com uma mistura homogénea, o valor lambda é sempre 1. Isto significa que num motor a gasolina a proporção de ar e combustível é de 14,7:1 (14,7 kg de ar para 1 kg de combustível). Cada motor pode funcionar de forma homogênea. Se ocorrer enriquecimento, o valor lambda diminuirá e se a mistura ficar mais pobre, o valor lambda aumentará:
λ<1 = Rico
λ>1 = Ruim
Um motor sempre oscilará entre rico e pobre para manter o conversor catalítico funcionando corretamente.
Em camadas:
Os motores com injeção direta podem funcionar em fases com carga parcial. Um processo de combustão em camadas significa que existem várias camadas de ar no espaço de combustão que são utilizadas durante a combustão. Perto da vela de ignição, o valor lambda é 1. Mais longe, o valor lambda torna-se mais alto (mais pobre, portanto, mais ar). Este ar fornece uma camada de ar isolante. Num processo em camadas o tempo de injeção é mais tardio do que no processo homogéneo.
Com a ajuda de uma injeção em camadas, a válvula borboleta pode ser totalmente aberta, de modo que obstrua menos o ar. Como o ar aspirado é desobstruído, encontra menos resistência e pode, portanto, ser aspirado mais facilmente. Como o valor lambda no espaço de combustão com injeção em camadas é menor que 1 devido à camada de ar isolante, isso não causa problemas de combustão. Durante o processo de estratificação, o consumo de combustível diminui.
Em plena carga o motor funciona sempre de forma homogênea. Isto proporciona um torque mais alto do que com um processo em camadas. Se o motor funcionar de maneira homogênea, o combustível será injetado antecipadamente. O motor também funciona de forma homogênea ao sair da paralisação. Há então um torque de partida mais alto do que se o motor funcionasse em camadas
Guarnições de combustível:
Os cortes de combustível são formados a partir dos dados do sensor lambda. As guarnições de combustível são usadas em motores a gasolina para manter a relação ar/combustível ideal para combustão completa. Isto equivale a 14,7 kg de ar para 1 kg de combustível e é chamado de razão de mistura estequiométrica.
Os trims de combustível fornecem um fator de correção para ajustar a quantidade básica de combustível injetado quando necessário. O desgaste e a contaminação de peças do motor, sensores e atuadores são levados em consideração. Com a ajuda dos acabamentos de combustível, as emissões de gases de escape ao longo de todo o ciclo de vida do automóvel são mantidas dentro dos padrões legais.
Para mais informações acesse a página: Guarnições de combustível.
