Dica 19 – Quais são e como funcionam os principais sensores automotivos?
Agora que entendemos como basicamente os scanners e os sensores automotivos funcionam, vamos detalhar os principais existentes em um automóvel atualmente.
1 - sensores de temperatura
Os sensores de temperatura são aplicados para controlarem, por exemplo, a temperatura do líquido de arrefecimento nos motores refrigerados a água, ou também medirem a temperatura do óleo nos motores refrigerados a ar.
Estes sensores são basicamente termistores (resistores do tipo NTC) que, em geral, fica alojado
dentro de uma cápsula de proteção, que o isola parcialmente do líquido
arrefecimento.
Normalmente os sensores de temperatura podem se localizar na própria válvula termostática, ou no bloco do motor ou ainda na base do coletor de admissão, quando por
ali circular o líquido de arrefecimento.
Alguns modelos de veículos utilizam um
sensor de temperatura junto com um interruptor térmico, que além de informar a
temperatura no painel por meio de um ponteiro também aciona um alarme ou
lâmpada para informar um eventual excesso de temperatura.
Não é incomum este tipo de sensor com
esta dupla função ao apresentar defeito enviar uma informação equivocada,
dentro da faixa de trabalho ou até fora dela no caso dele estar “em curto” ou
“aberto”.
Em todos os casos, o diagnóstico mais
preciso pode ser realizado por meio de um scanner ou utilizando um voltímetro.
O uso deste último instrumento permite
comparar o correto valor de escala com a temperatura real e elevada do motor.
No caso do sensor estar “em curto” ou “aberto” simplesmente não haverá nenhum
valor no display do voltímetro.
No caso de haver intermitência na indicação da temperatura correta, é interessante verificar com o sensor conectado, a presença de eventuais descontinuidades (saltos de tensão no voltímetro) na medição do sinal do sensor, enquanto o motor aquece desde temperatura ambiente até a normal de trabalho.
Obviamente para a verificação de uma calibração mais precisa, além do voltímetro é indispensável dispor da curva característica de calibração fornecida pelo fabricante.
Ao se substituir um sensor defeituoso
evite apertar em excesso o novo componente, assim como se certifique de ter
feito a sangria (retirada do ar) do sistema de arrefecimento.
Sempre substitua o sensor de temperatura pelo mesmo modelo indicado pelo fabricante do veículo e nunca faça manutenções com o sistema de arrefecimento quente devido ao grande risco de ocorrer acidentes com queimaduras.
Verifique semanalmente o nível do
líquido de arrefecimento com o motor frio e sempre utilize a solução
especificada e na proporção correta pelo fabricante.
Lembre-se que a diminuição do nível do
líquido pode sinalizar a existência de algum vazamento no sistema e nunca
complete com água pura, pois ela dilui a concentração de etilenoglicol.
Qualquer sintoma de excesso de temperatura estacione em local seguro e desligue o motor imediatamente.
2 - sensores de posição
Entre os sensores de posição, o mais conhecido é o sensor de posição da válvula de aceleração (TPS).
Este tipo de sensor também é conhecido
como sensor de posição da borboleta ou sensor de posição do acelerador – TPS (sigla
em inglês para Throttle Position Sensor).
De um modo geral um sensor de posição é
utilizado para determinar a posição angular do eixo de um componente mecânico
ou a posição linear da haste de uma válvula, sendo que a posição angular é
detectada por um potenciômetro circular e a posição linear, por um
potenciômetro linear.
Por esta razão é um tipo de sensor que
pode ter várias aplicações, como por exemplo, indicar a posição da válvula de aceleração – TPS, ou a posição do pedal do acelerador, ou ainda a posição da válvula EGR (linear) que ajuda a reduzir as emissões de
poluentes.
Também pode identificar com precisão a
posição da suspensão, informando a
altura do veículo com relação ao piso.
Este tipo de sensor é basicamente,
constituído por um potenciômetro (linear ou circular), cujo cursor é solidário
a um dispositivo que se movimenta de forma circular ou linear, sendo que o
terminal elétrico deste cursor representa o sinal do sensor.
Neste caso, o potenciômetro é um resistor
composto por três terminais, sendo que dois são os extremos fixos, e o terceiro
é o central, móvel e denominado cursor, que assim, pode deslocar-se de um
extremo ao outro do resistor.
Em função desta estrutura, verifica-se
que, alimentando com uma tensão de referência os terminais extremos, é possível
medir, entre o terminal do cursor e qualquer um dos extremos, uma tensão
variável que sempre vai depender da posição pontual do cursor.
No potenciômetro circular, seu cursor gira e serve para medir o movimento angular do eixo ao qual ele está
fixado.
Já no potenciômetro linear, o cursor se movimenta de forma linear e servem
para medir o deslocamento linear do
dispositivo ao qual ele está fixado.
Como vimos, o sensor de posição da válvula de aceleração (TPS) informa a posição angular (abertura) da borboleta. Neste caso, o cursor do potenciômetro é solidário ao eixo da borboleta e normalmente está localizado no corpo da borboleta.
Porém, utilizando este mesmo
raciocínio temos outros sensores como, por exemplo, o sensor de posição do pedal do acelerador que informa a posição do
pedal nos sistemas “drive-by-wire” e está montado na parte superior do pedal e
solidário ao eixo do mesmo.
Também temos o sensor de posição da válvula EGR que informa a abertura da válvula
EGR, sendo constituído de um potenciômetro linear com um cursor solidário à
haste que é movimentada pelo diafragma da própria válvula.
A válvula
EGR (sigla em inglês para Exhaust Gas Recirculation) é um dispositivo colocado
no sistema de escape para reduzir as emissões de poluentes e seu funcionamento
baseia-se no vácuo criado na parte da admissão que consequentemente movimenta
seu diafragma.
Outro sensor contendo o mesmo princípio é o sensor de posição da suspensão que informa a altura do carro com relação ao piso, obviamente apenas nos veículos nos quais ele está instalado. Geralmente, este sensor fica fixo ao chassi do veículo e seu cursor é movimentado por um braço articulado, ligado à suspensão.
Quando ocorre um defeito nestes
sensores resulta em um erro identificado, em geral, como falha “fora da faixa
de operação” do sensor (“curto-circuito” ou “circuito aberto”) e um código de
falha é gravado na memória do módulo de controle eletrônico do motor (ECU).
Repetimos que este código pode ser posteriormente
lido e recuperado utilizando equipamento de teste (scanner). Da mesma forma a
ECU no momento em que gravou a falha, certamente acionou o sistema
correspondente que assim, entrou em estado de emergência.
Lembramos que apenas no caso do
defeito resultar de uma condição de falha “dentro da faixa de operação” do
sensor, geralmente, não há gravação de código de falha e o sistema
correspondente pode apenas apresentar um funcionamento irregular.
Como por exemplo, no sistema TPS o
motor apresentará marcha lenta irregular ou oscilante, se a falha ocorrer
dentro da faixa de operação.
No sistema EGR o motor apresentará
marcha lenta irregular em função de mistura incorreta ou falta de potência por
excessiva recirculação de gases de escape.
Por outro lado, no sistema que inclui o sensor de posição do pedal do acelerador a unidade de comando detecta a maioria das condições de falhas.
Em todos os casos para fazer o
diagnóstico com maior exatidão pode ser utilizado o scanner ou um voltímetro
conectado ao circuito com a ignição ligada. Em ambos os casos, a verificação
consiste em permitir ou possibilitar a movimentação do cursor e não observar
nenhuma variação brusca de resistência ou tensão.
3 - sensores de pressão
Entre os sensores de pressão, o mais conhecido na área automotiva é o sensor de pressão absoluta do coletor de
admissão (conhecido como sensor MAP oriundo da sigla em inglês Manifold
Absolute Pressure Sensor).
Ele é um importante sensor do sistema
de injeção eletrônica que transforma a pressão absoluta medida no coletor de
admissão em sinais elétricos que desta forma são informados à ECU.
Esta informação é utilizada no cálculo
da massa de ar a ser admitida e no cálculo do avanço do ponto de ignição.
Existem basicamente três tipos de
sensores de pressão:
1 - o sensor analógico que consiste de um diafragma cerâmico em cuja
superfície são aplicados resistores com propriedades piezo-resistivas.
A resistência elétrica desses
resistores se modifica sensivelmente quando são submetidos a algum tipo de
deformação. Como por exemplo, quando mudam as dimensões do diafragma onde eles estão
aplicados.
Isto é o que acontece quando ele se
deforma como resultado da ação da pressão exterior ao dispositivo.
Nesta situação o diafragma divide e
separa duas câmaras. A primeira é selada por uma placa de vidro, contendo vácuo
absoluto e denomina-se câmara aneróide.
A outra câmara está em comunicação
direta com a fonte de vácuo (coletor) por meio de uma mangueira.
O sinal gerado pelo sensor é o resultado
da deformação sofrida pelo diafragma quando ele é submetido a variações de
pressão.
Na sua aplicação prática, este tipo de
sensor (sensor analógico) possui um circuito eletrônico associado que
transforma as variações de resistência (variações de pressão) em variações de
tensão elétrica. Este sensor é alimentado com uma tensão de referência (5V
estabilizados) fornecida pela unidade de comando.
2 - No sensor digital existem duas placas de alumínio separadas por um anel isolante contendo vácuo no seu interior, formando uma câmara aneróide.
O conjunto apresenta as
características elétricas de um capacitor. Com a modificação da pressão, à qual
está submetido o conjunto modifica a capacidade elétrica da cápsula capacitiva.
Na aplicação prática deste princípio,
o sensor (sensor digital) possui um circuito eletrônico associado que emite um
sinal pulsado, cuja frequência depende do valor de capacidade da cápsula e
esta, por sua vez, da pressão de coletor.
3 - Também existem sensores combinados cujo sensor de pressão está encapsulado juntamente com o sensor de temperatura do ar admitido e, da mesma forma, existem sensores de vácuo que curiosamente não possuem uma câmara aneróide. Neste caso, o diafragma tem uma de suas faces submetida ao vácuo do coletor e a outra, à pressão atmosférica. Assim, este tipo de sensor mede a depressão com relação à pressão atmosférica.
Independente do sensor de pressão ser
digital ou ser analógico, em geral, o sensor
MAP está localizado especificamente no bloco do motor, ligado ao coletor de
admissão por uma mangueira de aproximadamente 30 cm de comprimento.
Resumindo, o sensor MAP tem a função de informar à unidade de comando a pressão absoluta presente no coletor de admissão e esta informação é utilizada pela ECU no cálculo da massa de ar admitida e no cálculo do avanço do ponto de ignição.
Portanto, um defeito nele apresentará alterações na marcha lenta e falhas no funcionamento do motor, causadas pela mistura que poderá estar enriquecida ou empobrecida com efeitos na resposta das acelerações e no consumo de combustível.
Quando o defeito no sensor MAP resulta
numa condição de falha “fora da faixa de operação” do sensor (“curto-circuito”
ou “circuito aberto”), o respectivo código de falha é gravado na memória e o sistema
correspondente entra em estado de emergência concomitante à gravação do defeito.
Por outro lado, quando o defeito
resulta numa condição de falha “dentro da faixa de operação” do sensor não há gravação
de código do defeito. Contudo, o sistema ainda assim pode apresentar um
funcionamento irregular, como o apontado acima.
Como sempre, para o diagnóstico mais
exato pode ser utilizado o scanner, visualizando o parâmetro “Pressão
Absoluta”, “Pressão do Coletor”, “Sensor MAP” ou algo similar.
O valor apresentado pode ser um valor
de frequência ou tensão ou um valor de pressão em mmHg (milímetros de
mercúrio), psi (libra por polegada quadrada) ou ainda kPa (kilopascal).
Por ser um sensor que gera um sinal de
tensão ou de frequência variáveis, ele somente pode ser verificado com auxílio
de um voltímetro ou até um frequencímetro.
Para sua verificação, o sensor deve estar alimentado ou conectado ao circuito e, neste caso, com a ignição ligada.
A luz da injeção eletrônica ao acender com o carro em movimento pode indicar um problema no sensor MAP. Neste caso, é muito importante levar o veículo o mais rápido possível a uma oficina mecânica para avaliação do problema.
4 - sensores de massa
Entre os sensores de massa de ar o mais conhecido é o sensor MAF.
Este sensor cuja denominação se
origina da sigla em inglês Mass Air Flow
(MAF) informa diretamente a massa de ar admitida fornecendo um sinal de
tensão variável cujo valor depende da massa de ar que o atravessa.
Este sensor está instalado na corrente
de ar, entre o filtro de ar e o corpo de borboleta e fornece um sinal de tensão
ou de frequência variável, que é proporcional à massa de ar que o atravessa.
Assim, o sensor MAF mede diretamente a massa de ar e não requer correções
por variação de densidade, devido a mudanças de temperatura ou altitude.
Ele não possui partes móveis, oferece uma resistência desprezível à passagem do ar e podem ser encontrados diversos tipos de sensores de massa de ar, entre os quais, destacamos o sensor de fio quente (“hot wire”) e o de película aquecida (“hot film”).
O sensor de fio quente (“hot wire”) é constituído
de um venturi com dois fios de platina. Um fio quente e outro de compensação,
que mede a temperatura do ar admitido, sendo que o venturi está suspenso dentro
do duto principal do sensor.
Um circuito eletrônico incorporado ao
sensor mantém o fio quente a uma temperatura constante de 100ºC acima da
temperatura do ar admitido.
O ar que atravessa o sensor provoca o
esfriamento do fio quente. O circuito eletrônico compensa esta queda de
temperatura, aumentando a corrente que circula o fio quente com o objetivo de
manter o diferencial de 100ºC.
A variação de corrente elétrica de
aquecimento do fio para manter sua temperatura sempre em um valor constante
acima daquele do ar admitido é exatamente a medida da massa de ar que está
sendo admitida.
Outros sensores de fio quente existem com
base no mesmo modelo descrito acima com pequenas variações.
Nos últimos anos, foi desenvolvido o sensor de película aquecida que
funciona segundo o mesmo princípio que o sensor de fio quente.
A diferença é que nele o fio de platina foi substituído por um resistor térmico (película semicondutora depositada sobre uma placa cerâmica) encapsulado em plástico. Este sensor trabalha em uma temperatura de 180ºC acima da temperatura ambiente.
Quando é detectado um defeito no
sensor ou no seu circuito pelo sistema de diagnóstico, um código de falha é
gravado na memória do módulo de controle eletrônico do motor (ECU)
Os defeitos não detectados pelo
sistema de diagnóstico em geral ocorrem por causa de acúmulo de óleo ou
impurezas sobre o elemento sensor (fios) o que provoca demora na detecção de
variações ou indicação errada da massa de ar admitida.
Esta inadequação da relação ar e combustível
às condições de carga do motor podem resultar em marcha lenta irregular e aumento
de consumo.
Lembramos que nesta situação, alguma
elevação de custos com combustível pode ser inicialmente quase imperceptível,
porém, este gasto pode se tornar bem significativo ao se acumular com o passar
do tempo.
Para estes sensores as falhas podem enviar a informação errada, dentro da faixa de trabalho (sensor “em curto” ou “aberto”) ou apenas para certos intervalos de medição (falha intermitente).
Em todos os casos, o diagnóstico pode
ser realizado utilizando o equipamento de teste scanner ou um voltímetro ou até
um frequencímetro. No caso do uso do scanner, é interessante visualizar os
parâmetros de funcionamento e compará-los com a informação do fabricante, se
disponível, assim como ler as falhas armazenadas.
No caso de falha intermitente é interessante verificar com o voltímetro e com o sensor conectado a presença de eventuais descontinuidades (saltos de tensão ou de freqüência) na medição do sinal do sensor, enquanto o motor é acelerado e desacelerado.
5 - sensores de rotação
Em um carro atualmente existem vários sensores de rotação e entre eles
podemos destacar o sensor de fase, sensor de velocidade e sensor ABS.
Eles são importantes componentes no sistema de injeção eletrônica, pois
medem a rotação do eixo onde cada um está instalado e informa estes valores ao
módulo de controle eletrônico do motor (ECU).
Assim, por meio do sinal pulsado
enviado pelo respectivo sensor de rotação, a ECU calcula a velocidade de giro do eixo onde ele está instalado.
Os sensores de rotação também são
utilizados como sensor de rotação por
minuto - RPM e sensor de ponto morto
superior – PMS.
Também são utilizados como sensor de posição do eixo de comando ou
mais conhecido como sensor de fase (identificado
com a sigla CMP em inglês para Camshaft
Position Sensor).
Da mesma forma, temos o sensor de velocidade do veículo, identificado
com a sigla VSS (sigla em inglês de
Velocity Speed Sensor) e o sensor de
velocidade da roda utilizados nos sistemas de freios ABS.
Em todos os casos cada sensor de
rotação está em geral associado a uma roda dentada (fônica) ou disco
magnetizado.
Por exemplo, um sensor de relutância magnética variável consiste de um imã
permanente com uma bobina captora enrolada sobre ele. Toda vez que um dente da
roda passa na frente do sensor magnético, a relutância do circuito magnético
diminui e quando nenhum dente está na frente, a relutância aumenta.
Assim, quando a roda gira, o fluxo
magnético varia e esta variação de fluxo induz uma tensão variável na bobina
captora (na forma de pulsos; sincronizados com a passagem dos dentes na frente
do imã).
Nos terminais do sensor é possível medir pulsos de tensão toda vez que um dente passa pelo sensor. Assim, o valor de tensão dos pulsos depende da velocidade de rotação da roda fônica.
Temos também o sensor de efeito hall que neste caso é constituído por uma pequena
pastilha de material semicondutor circulado por uma corrente contínua. A
resistência elétrica da pastilha é sensível à presença de campo magnético.
Assim, variando o campo magnético também
varia a resistência e com isto, se altera a corrente no circuito.
Um circuito eletrônico interno ao
sensor converte as variações de corrente em variações de tensão conforme um rotor
ou roda dentada se interpõe entre o ímã e o elemento sensível.
Ao girar, a alternância de abas e
janelas provoca a variação de campo magnético necessária à geração do sinal
pulsado.
Finalmente também temos o sensor magneto-resistivo que é constituído
de um disco de material magnético, magnetizado de forma alternada, com ímãs de
polaridade diferente. Um circuito eletrônico contendo um elemento magneto-resistivo fica localizado sobre
o disco.
Ao girar o disco, os ímãs provocam a variação do campo magnético que atinge o elemento magneto-resistivo. Como consequência varia também a resistência do mesmo e um circuito eletrônico associado transforma as variações de resistência em variações de tensão gerando, assim, o sinal pulsado.
A localização de cada sensor de
rotação automotivo depende da sua aplicação no veículo.
Por exemplo, o sensor de rotação do motor (RPM) está associado a uma roda dentada, solidária ao virabrequim ou está instalado no distribuidor.
O sensor de posição do eixo comando ou sensor de fase (CMP) está instalado no cabeçote do motor associado ao dente forjado no eixo de comando ou instalado em dispositivo conectado mecanicamente com o eixo comando, nos motores com comando no bloco.
O sensor
de velocidade do veículo (VSS) está associado a uma roda dentada instalada
na saída da transmissão ou acionado pelo cabo flexível do velocímetro.
O sensor
de velocidade da roda (ABS) está instalado no cubo da roda, associado a uma
roda dentada e em alguns veículos com tração traseira ele está instalado no
eixo de propulsão das rodas traseiras.
Este sensor emite o sinal da
velocidade para a ECU, que processa estas
informações para controlar a pressão do freio sobre a roda que estiver na
iminência de travamento ou escorregamento.
Quando ocorre um defeito em um destes
sensores resulta em uma condição de falha “fora da faixa de operação” do respectivo
sensor (“curto-circuito” ou “circuito aberto”) e um código de falha é gravado
na memória da ECU e o sistema correspondente entra em estado de
emergência.
No caso de ocorrer uma falha no sensor de rotação do motor, este deixa
de funcionar e se o sensor de velocidade
da roda (ABS) apresentar algum problema o sistema é desativado.
Quando o defeito resulta numa condição
de falha “dentro da faixa de operação” do sensor, não há, geralmente, gravação
de código de falha e a gravidade dos sintomas são variáveis.
Normalmente os piores problemas incluem quando o sensor de rotação do motor pode não funcionar continuamente ou até parar abruptamente. Os mesmos sintomas podem ocorrer com o sensor de velocidade da roda (ABS) o que resulta em um funcionamento equivocado do sistema.
Como ocorre com a maioria dos
sensores, para realizar um diagnóstico de algum problema, deve-se utilizar o
scanner consultando, nestes casos, os parâmetros “rotação”, “velocidade do veículo”
ou “velocidade da roda (ABS)”. Também podem ser diagnosticados os defeitos recuperando
possíveis códigos de falha gravados na memória.
Nos sensores de relutância magnética variável, a bobina pode ser
verificada com voltímetro girando com certa velocidade, o eixo correspondente.
Nos sensores magneto-resistivos e nos de efeito hall também podem ser diagnosticados problemas com o
voltímetro. Neste caso, o sinal pode ser verificado fazendo girar o eixo
correspondente, lentamente.
Contudo, repetimos que a melhor forma
de perceber se há algum possível problema com algum sensor de rotação é
considerar o acendimento da luz da injeção eletrônica com o carro em movimento.
Mais uma vez, caso isto ocorra é importante
levar o veículo o mais rápido possível a uma oficina mecânica para avaliação do
problema.
Caso persista o funcionamento inadequado de algum destes sensores, certamente o veículo ficará sem funcionar em um futuro bem próximo.
6 - sensor de vibrações mecânicas
O principal sensor de vibrações mecânicas é o sensor de detonação que transforma as vibrações mecânicas do motor
em oscilações elétricas capazes de serem interpretadas pela ECU.
A análise por meio de cálculos
matemáticos complexos permite detectar a presença de detonação.
Assim, a ECU consegue identificar e separar a detonação das outras fontes de
vibrações mecânicas presentes no motor. Esta informação é enviada na forma de
um sinal de tensão variável cujo valor depende da intensidade da vibração
mecânica detectada.
Os sensores de detonação ficam
instalados no bloco do motor e detectam todas as vibrações originadas nos
componentes mecânicos, sendo que a ECU
consegue separar as vibrações resultantes da detonação, de outras, como por
exemplo, folga de biela, batida de pino, fechamento de válvulas, etc.
A aplicação do sensor de detonação aos
modernos sistemas de ignição mapeada permite obter máximo proveito da potência
oferecida e ao mesmo tempo proteger o motor dos possíveis danos causados pelo
aumento rápido da pressão no cilindro, durante o processo de combustão.
Como a detonação é uma forma de combustão quase descontrolada ela pode provocar perda de eficiência e até comprometimento de elementos mecânicos, já que ocorre geralmente com altas pressões de coletor de admissão e avanço excessivo da ignição.
O sensor
de detonação pode ser do tipo piezo-elétrico
(o mais difundido) ou piezo-resistivo.
O sensor de detonação piezo-elétrico é constituído de um
cristal piezo-elétrico que ao ser submetido a uma deformação mecânica, emite um
sinal de tensão variável.
Já o sensor de detonação piezo-resistivo possui uma membrana de
material semicondutor que é submetida a deformações provocadas pela detonação
nos cilindros. Tais alterações modificam as características resistivas
(resistência) do condutor que podem ser medidas nos terminais elétricos do
sensor.
Em ambos os casos o sinal elétrico
fornecido pelo sensor deve ser processado pelo ECU com o objetivo de separar as variações provocadas pela
detonação, daquelas provenientes de outros elementos do motor.
Uma consideração muito importante é que deve ser respeitado o torque de aperto do parafuso que fixa o sensor no bloco, especificado pelo fabricante.
Basicamente, a informação enviada por
este tipo de sensor é utilizada para controlar o avanço da ignição.
Quando surge um defeito neste
componente em uma condição de falha “fora da faixa de operação” do sensor (“curto-circuito”
ou “circuito aberto”), um código de falha é gravado na memória e a ECU passa a aplicar um avanço de
ignição reduzido com o objetivo de evitar danos ao motor.
Quando o defeito resulta numa condição
de falha “dentro da faixa de operação” do sensor, não há, geralmente, gravação
de código de falha e como resultado em acelerações ou alta rotação pode
aparecer o fenômeno de detonação.
Como já dissemos um diagnóstico mais preciso pode
ser feito por meio de um scanner e, neste caso, visualizando o parâmetro “avanço”
ou similar, quando disponível.
Outra estratégia interessante é bater
no bloco perto do sensor (não em cima dele) e verificar se ocorre alguma
modificação (diminuição) do avanço com o motor funcionando.
O sensor de detonação não permite a
verificação com voltímetro ou ohmímetro.
7 - sensor de oxigênio
Finalmente o sensor de oxigênio, também conhecido como sonda lambda está localizado no escapamento do veículo e sua
principal função é analisar a quantidade de oxigênio presente nos gases
liberados pelo motor e enviar estas informações à ECU.
O nome sonda lambda deve-se a utilização da letra grega (λ) que foi utilizada para definir o fator lambda (λ) que corresponde à razão de equivalência na relação ar e combustível real em um momento pontual com a relação considerada ideal.
Ou seja,
λ = (mistura ar e combustível real) / (mistura ar e combustível ideal)
A importância desta análise é que os
motores de combustão interna apenas funcionam se houver oxigênio e combustível em
proporções adequadas para obterem as explosões necessárias para seu
funcionamento.
A mistura ideal entre combustível e comburente, (neste caso o oxigênio) é chamada de mistura estequiométrica e neste ponto o sensor de oxigênio mostra sua importante função ao medir a quantidade de oxigênio resultante da queima.
Se a mistura estiver pobre (entrada maior de oxigênio e menor de combustível) ou rica (entrada de combustível maior que a do comburente), a sonda lambda envia um sinal elétrico à ECU que gerencia a injeção eletrônica.
O sensor de oxigênio é composto por um material cerâmico interno chamado dióxido de zircônio com um revestimento poroso de platina sendo protegido por um invólucro metálico. A sua atuação baseia-se na alteração das propriedades da cerâmica em altas temperaturas, permitindo a difusão do oxigênio do ar.
Opera em função da diferença da concentração de oxigênio entre o gás de escape e o ar externo, gerando-se uma tensão de 50 mV até 900 mV.
Como o sinal da sonda lambda enviado à ECU tem que se tornar necessariamente binário (0 ou 1), já que ele é simulado por software pela própria unidade de controle, então, caso o fator lambda seja maior que um (λ > 1) a saída é interpretada como zero Volts, e se for λ < 1 a saída é computada como sendo de um Volts.
Contudo, a sonda tem uma limitação.
Para iniciar o seu funcionamento é necessário que ela esteja aquecida acima de
300°C. Nas sondas mais antigas eram os próprios gases de escape que as
aqueciam, tornando-se necessário aguardar vários minutos até que o sensor
pudesse ser colocado em funcionamento.
Atualmente existem resistências de
aquecimento situadas junto à cerâmica que permite o aquecimento em até 10
segundos, mesmo quando os gases de escape ainda estejam com uma temperatura
baixa.
Normalmente um sensor de oxigênio está
localizado no coletor de escape próximo ao motor e antes do catalisador e nesta
posição o sensor controla a mistura entre combustível e oxigênio.
Porém, após 2010 foi criado o
protocolo OBD-Br2 que obriga a utilização de um segundo sensor de oxigênio após
o catalisador. Este segundo sensor monitora o funcionamento do próprio catalisador,
avaliando a eficiência da sua função de converter gases nocivos como monóxido
de carbono (CO) em água (H2O) e dióxido de carbono (CO2).
Quando surge um defeito neste
componente, eventualmente, a luz da ignição vai sinalizar no painel um provável
problema. Porém nesta situação a ECU
continuará a receber informações inadequadas sobre a queima e o veículo passa a
ter comprometido seu desempenho, consumo e marcha lenta.
Isto significa, em outras palavras,
que haverá elevação de custos com combustível e que este aumento, inicialmente,
poderá até ser imperceptível, mas, certamente se tornará significativo ao se
acumular com o passar do tempo.
Um consenso entre os especialistas é que defeitos neste componente elevam imediatamente o consumo de combustível de 5% até 15%, pois, normalmente a mistura tende a ficar bem mais rica.
Dica 1 - Qual a importância e o significado de cada luz do painel?
Dica 2 - Quanto se gasta realmente com um carro por mês?
Dica 3 – Por que seguir as especificidades do óleo lubrificante do motor?
Dica 4 – Quais os cuidados ao dar a partida no motor e como usar a caixa de câmbio?
Dica 5 – Qual a real importância do óleo da caixa de câmbio?
Dica 6 - Quais os cuidados são necessários com a temperatura do motor e com o líquido do sistema de arrefecimento?
Dica 7 – Para que serve e como funciona o fluido de freio?
Dica 8 – O que é importante conhecer e acompanhar no sistema de direção?
Dica 9 – Para que serve esse tal de filtro de ar?
Dica 10 – Para que serve um filtro de gasolina?
Dica 11 – O filtro do ar condicionado precisa ser trocado?
Dica 12 – Quando trocar a palheta do limpador do para-brisa?
Dica 13 – Quais os cuidados devemos ter com a bateria?
Dica 14 – Quanto tempo dura um pneu e quais os cuidados devemos ter com eles?
Dica 15 – Quando substituir as velas de ignição?
Dica 16 – Por que manter cheio o reservatório de partida a frio e também do lavador do para-brisa?
Dica 17 – É preciso fazer regularmente a limpeza de bicos de injeção e esse tal de TBI?
Dica 18 – Como funcionam e para que servem os sensores automotivos?
Dica 19 – Quais são e como funcionam os principais sensores automotivos?
Dica 20 – Como funcionam e para que servem as bobinas?
Dica 21 – Como funciona o motor de arranque?
Dica 22 – Quando trocar a correia do alternador e seus tensores?
Dica 23 – Tem diferença entre essa tal de correia dentada do motor e a corrente de comando?
Dica 24 – Quais os cuidados devemos ter com a suspensão do carro?
Dica 25 – Para que serve calço do motor?
Dica 26 – Quando trocar os amortecedores?
Dica 27 – Quais os cuidados devemos ter com os freios?
Dica 28 – Como funciona o sistema de arrefecimento?
Dica 29 – Como saber se a injeção eletrônica está com problemas?
Dica 30 – O que é módulo central (ECU) e Centralina?
Dica 31 – Quais os cuidados devemos ter com o motor?
Dica 32 – O que são trizetas, tulipas, coifas e semi-eixos?
Dica 34 – Como limpar adequadamente o carro?
Complementos:
Tabela de códigos de falha sistema ODBII/EOBD para scanner automotivo (clique para ver on line)
Tabela de códigos de falha sistema ODBII/EOBD para scanner automotivo (clique para baixar o PDF)
Tabela sugestiva para manutenção automotiva (clique para ver on line)
Tabela sugestiva para manutenção automotiva (clique para baixar o PDF)
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