Sonda lambda

A sonda lambda, sensor de oxigénio, sensor de O², por vezes também chamado sensor EGO (do inglês exhaust gas oxygen), é um dispositivo que envia um sinal eléctrico à injecção electrónica do automóvel indicando a presença de oxigénio nos gases de escape, possibilitando o controlo da quantidade de combustível a enviar para o motor.

Lambda refere-se à letra grega que os técnicos utilizam para descrever o volume de ar na mistura combustível-ar e que tem o valor 1 quando é atingida arelação ideal.

História

Apesar de ser bem conhecida a razão estequiométrica da mistura ar-combustível (14,7 partes de ar para uma de gasolina no caso de motores a gasolina) esta proporção deve ser alterada de acordo com diferentes condições, quer ambientais, temperatura, pressão, humidade, quer do próprio funcionamento do veículo, rotação, temperatura do motor, variação de potência desejada, entre outras.

Os antigos carburadores e injecções mais simples não permitiam a variação pretendida pelo que, com a possibilidade de controlar electronicamente o tempo de injecção de combustível, foi necessário conceber um sensor que auxiliasse na determinação da mistura óptima para cada situação.

O método utilizado foi indirecto: criou-se um dispositivo que determina a quantidade de oxigénio residual presente nos gases de combustão. Quando a quantidade de oxigénio é maior significa que a mistura está "pobre"(em combustível), quando é menor significa que a mistura está "rica", e como tal uma grande quantidade de oxigénio é consumida no processo. Ao provocar estas alterações na quantidade de combustível enviado para o motor, não só se conseguiu um melhor rendimento dos motores e redução do seu consumo, como se diminuiu a poluição provocada pelo seu funcionamento.

A sonda lambda foi inventada em 1976 pela sociedade alemã Robert Bosch GmbH.tendo sido aplicada nesse mesmo ano nos automóveis Volvo 240 exportados para a Califórnia de forma a cumprir as normas de emissões de CO² deste estado americano.

Funcionamento

A sonda lambda é composta por um material cerâmico com um revestimento poroso de platina e é protegido por um invólucro metálico. A sua actuação baseia-se na alteração das propriedades da cerâmica a altas temperaturas permitindo a difusão do oxigénio do ar.

Opera em função da diferença da concentração de oxigénio entre o gás de escape e o ar externo, gerando-se uma tensão ou uma alteração da resistência em função dessa diferença.

A sonda tem uma limitação: para iniciar o seu funcionamento é necessário que esteja aquecida a cerca de 300°C. Nas sondas mais antigas eram os próprios gases de escape que as aqueciam pelo que se tornava necessário aguardar vários minutos até que o sensor pudesse ser colocado em funcionamento. Actualmente existe uma resistência de aquecimento situada junto à cerâmica eu permite o aquecimento em cerca de dez segundos, mesmo quando os gases de escape ainda estão a baixa temperatura.

Tipicamente uma sonda lambda tem quatro fios de ligação: dois para a recolha da informação do sensor e os dois restantes para ligação à resistência de aquecimento.

Tipos de sondas

Sonda de Zircónio

A sonda de óxido de zircónio funciona gerando uma diferença de potencial eléctrico entre os seus terminais, oscilando entre cerca de 0,1 a 0,9 Volt.

Uma tensão até cerca de 500 mV indica uma mistura pobre, acima disso reflecte uma mistura rica. A sonda tem um comportamento não linear, isto é, não reflecte a variação do oxigénio na mistura, funciona de uma forma quase binária: mistura "rica"/mistura "pobre".

Sonda de Titânio

Esta sonda possui um semicondutor à base de óxido de titânio que altera a sua resistência eléctrica em função da concentração existente. Esta sonda não necessita de uma referência atmosférica como a de óxido de zircónio.

Quando a mistura é "pobre"(com presença de oxigénio) a resistência é de cerca de 20 kilohm descendo para 1 kilohm na ausência de oxigénio(mistura "rica"), tendo um comportamento não linear oscilando entre os dois extremos.

A sonda é alimentada por uma tensão de 5 Volt.

Em relação aos sensores de zircónio estes têm um menor tempo de resposta, mas são mais sensíveis a impactos mecânicosum e têm um custo mais elevado.

Localização

A sonda lambda é localizada num local de passagem dos gases de escape do motor, normalmente pouco depois do colector de escape e antes do conversor catalítico. Uma outra parte da sonda fica em contacto com o ar exterior.

Hoje em dia alguns veículos possuem várias sondas lambda estando localizadas também após o conversor catalítico, de forma a controlar a eficiência da filtragem efectuada. Também alguns carros a gasóleo começaram a possuir sondas deste tipo para controlar a emissão de poluentes.