Mostrando postagens com marcador Sonda Lambda. Mostrar todas as postagens
Mostrando postagens com marcador Sonda Lambda. Mostrar todas as postagens

Erros que abordam a sonda lambda

Muitos pensam que os erros de sonda lambda que ficam registrados frequentemente na memória de defeito do sistema de injeção é a causa do mau funcionamento de um motor, e inclusive substituem inutilmente a sonda lambda. A falta de êxito nestes casos é algo que merece reflexão.  

Inicialmente os sistemas de injeção eletrônica não possuíam sonda lambda, ela foi implantada posteriormente para atender leis mais severas de controle de emissões de gases poluentes e reduzir o consumo de combustível.
A figura que segue ilustra de forma simplificada o controle da sonda lambda no funcionamento da injeção eletrônica tradicional (mono combustível), entenda o processo.
Com base na informação do sensor de carga (massa de ar admitido versos rotação do motor) e temperatura do motor a unidade de comando do sistema de injeção (UCM) calcula a quantidade de combustível necessária para o correto funcionamento do motor, expresso por meio de um pulso de curta duração que regula a abertura do injetor de combustível. O volume de combustível injetado é produto do tempo de duração do pulso (ti – tempo de injeção) e pressão do combustível ©.
 
Sistema de injeção e regulagem lambda 
Ar e combustível são aspirados para o interior dos cilindros do motor e após comprimidos se inflamam pela centelha da vela de ignição. A queima da mistura ar/combustível gera gases residuais que são expelidos através do escapamento do motor. O oxigênio presente nestes gases, o único a ser detectado pela sonda lambda, é determinante para estabelecer a eficiência da combustão e para calcular o fator de correção (tc). O tempo de injeção corrigido torna a mistura ar/combustível ótima de maneira que os gases residuais da combustão sejam processados adequadamente pelo catalisador.  

O teor de oxigênio elevado, detectado pela sonda lambda no escapamento, pode indicar que volume de combustível injetado é pequeno, e para corrigir, o tempo de injeção (ti) é aumentado somando-se o tempo de correção calculado (tc). Da mesma forma a escassez de oxigênio pode representar um volume alto de combustível injetado, portanto agora a correção se faz deduzindo do tempo de injeção (ti) o tempo de correção apurado.

O fator de correção máximo é cerca de +/-20 % do tempo de injeção principal (ti) e geralmente é incapaz de causar falha acentuada no funcionamento do motor.

Conclusão:
A regulagem da mistura através da sonda é uma ação secundária, que tenta consertar irregularidades ocorridas na combustão.
A sonda lambda pode ser usada como “feedback” do processo de combustão.
Evidentemente qualquer problema que afeta a combustão do motor recai sobre a regulagem proporcionada pela sonda lambda. Ao alcançar o limite de compensação estipulado no sistema, a conseqüência será a suspensão da regulagem da mistura e registro de um erro que aborda a sonda lambda.

Mecânica do motor, fuga de ar na admissão, defeitos nos injetores de combustível, qualidade do combustível, pressão de combustível, sensores de carga e temperatura do motor, falhas de ignição, entre outros são problemas frequentemente identificados como elementos que provocam problemas de combustão e afetam a regulagem desempenhada pela sonda lambda.

A sonda pode sofrer danos conseqüentes de defeitos da combustão, entretanto em grande parte deles, após serem sanados, a sonda volta a operar normalmente.  


Pense nisso na próxima vez que encontrar um erro que aborda a sonda lambda memorizado no sistema de injeção. Além disso, somente substitua a sonda após testar-la minuciosamente, assim como qualquer outro componente.

veja também:

Erros de adaptação A/F em carros “flex-fuel”

Ao planejar uma manutenção preventiva, muitas vezes o técnico recomenda a limpeza de injetores, troca velas, cabos, filtros, etc. Avanços tecnológicos empregados na fabricação de injetores e o uso de gasolina aditivada reduzem bastante a necessidade de manutenção dos mesmos. Por outro lado fatores adversos como: o uso alternado com diferentes tipos de combustível, próprios dos carros "flex-fuel", e condições gerais de manutenção em relação à troca de óleo do motor, arrefecimento, “blow by”, etc. podem acelerar o processo de deterioração dos injetores.

Como sabemos, a adaptação lambda pode compensar desvios da mistura ar-combustível (A/F) provocados pelos inconvenientes citados, basta consultar a adaptação aditiva e multiplicativa para constatar falha que ainda não foi registrada na memória de erro da UCM.

Ao ler o A/F em um veículo “flex-fuel”, bem como seus parâmetros adaptativos, o técnico pode acreditar que a leitura corresponde fielmente à proporção de mistura gasolina/álcool, porém o que muitos ignoram é que a indicação pode ser errônea. Isto mesmo, as falhas citadas podem levar a adaptação A/F de combustível a um valor inconsistente. Casos mais sutis sequer são percebidos por técnicos menos atentos.

Vejam este exemplo: Ao escanear um veículo VW Gol 1000 flex com sistema ME 7.5.20 se observa os parâmetros visto na tela abaixo:
Estado da mistura e A/F com veículo defeituoso
A primeira vista tudo está perfeito, não há reclamação do cliente, e o carro funciona "perfeitamente". O caso é que o carro estava abastecido com gasolina, sendo assim, o parâmetro de  A/F para combustível está incorreto. Retirado uma amostra do combustível para teste, quem é do tempo do carburador sabe como é, se adiciona 100 ml de água a 100ml de combustível em uma proveta, agita e teremos a separação dos líquidos. Com o teor de 70% de gasolina, concluiu-se que se tratava de uma adaptação errônea de A/F para combustível. Fazendo a readaptação com o scanner para o A/F de gasolina, figura a seguir, o mesmo voltava à condição anterior após o uso do carro.
A/F para gasolina forçado com o scanner de diagnóstico 
Com base na adaptação (cerca de 11% de aumento de Ti), histórico de manutenção e a kilometragem do veículo (97.000 km) optou-se pela limpeza nos injetores que certamente poderiam estar obstruídos, pois não havia nenhuma outra falha evidente.
Após a limpeza dos injetores e uso do veículo os parâmetros se mantiveram próximo dos valores ideais para gasolina como mostra a tela do scanner abaixo.

Notem, com A/F de gasolina (13,2) a adaptação multiplicativa deve indicar -20%, neste caso. Com os injetores sujos este valor caia para -9%, indicando aumento do tempo de injeção.

Quando o sistema entra na fase de reconhecimento de combustível, que pode ocorrer independente de haver abastecimento, erroneamente toma esta falha como adaptação de combustível. 

O que ocorre neste veículo é muito comum, independente de marca ou modelo, portanto fique atento para não errar no diagnóstico. Outro alerta é quanto à necessidade de testar o teor de álcool do combustível ou outra forma de trabalho que evite equívocos.

temas relacionados:

Adaptação de combustível em carros Flex Fuel - II

Dando ênfase ao comentário feito pela motordomundo, acrescento que o A/F mencionado é o encontrado diretamente nas leituras do veículo Gol Flex sistema ME7.5.20, executadas com o scanner VAG.
Abaixo publico as imagens da tela do VAG em diferentes leituras:
A/F (campo 31.3) 132.0 leia-se 13.2:1, teor de álcool E22 (campo 31.4) 

A/F (campo 31.3) 90.0 leia-se 9:1, teor de álcool E100 (campo 31.4)

A/F (campo 31.3) 98 leia-se 9,8:1, teor de álcool E84 (campo 31.4)
Tomando estes parâmetros e colocando-os em um gráfico (abaixo) podemos ter uma linha de tendência, e inclusive levantar novos pontos possíveis.
A linha do gráfico nos mostra uma variação, aparentemente, linear. Infelizmente carecemos de literaturas neste assunto, porém podemos aprender muito com as deduções feitas nas medições "in loco" através do equipamento de diagnóstico. Ainda que tais deduções estejam sujeitas a equívocos, deve ser explorada com o objetivo de encontrar a resposta ideal. Seria interessante fazer ensaios com combustível conhecido para aferir as leituras.

link relacionado:

Sonda lambda após o catalisador

Nos carros brasileiros comumente encontramos sonda lambda antes do catalisador, diferente de outros países onde as normas que regem as leis de emissões são mais severas.
A sonda antes do catalisador tem por finalidade manter a mistura regulada, atribuindo alta eficiência à conversão catalítica.

Más, o que faz a sonda após o catalisador?
Com a finalidade de supervisionar o funcionamento do catalisador e da sonda reguladora (anterior), a sonda posterior possibilita o autodiagnóstico de falhas pela UCM nestes componentes. Em alguns sistemas podem ainda atuar como sonda de regulação, otimizando o trabalho do catalisador ao longo de sua vida.

E, como se comporta o sinal da sonda posterior?
Em boas condições de funcionamento o volume de oxigênio após o catalisador deve ser reduzido e estável, portanto a tensão gerada pela sonda ficará também estável, geralmente em torno de 0,7 Volts (veja figura abaixo).

Oscilações de grandes amplitudes em fase com o sinal da sonda anterior, indicam o esgotamento do catalisador, induzindo a gravar na memória de diagnóstico da UCM os códigos de erros P0 420, P0 430. Tensão reduzida na sonda posterior pode indicar baixa eficiência do catalisador ou mistura muito pobre. Outros códigos de erros possíveis: P0 133, P0 153, P0 140, P0 160.

Links relacionados:

Adaptação lambda aditiva e multiplicativa

Os sistemas de injeção, dos motores de ciclo Otto, dotados de sonda lambda são construídos para autoadaptar a mistura ar/combustível, mantendo-a estequiométrica (lambda=1) sob certos regimes de cargas.

O integrador Lambda
É o circuito interno da UCM que processa o sinal recebido da sonda lambda e gera o fator de correção de curto prazo para a mistura.
 
O valor central atribuído ao integrador para indicar a ausência de correção da mistura pode ser 0, 1, 100% ou 128 , conforme critérios do fabricante do veículo. O desvio em relação ao valor numérico central representa a porcentagem de aumento ou redução do tempo de injeção necessário para reajustar a estequiometria da mistura ar/combustível. Os limites mínimo e máximo de correção permitido são determinados conforme o projeto.

Adaptação de mistura aditiva e multiplicativa.
Sistemas autoadaptativos memorizam os ajustes persistentes executados pelo integrador, gravando-os sob o rótulo de adaptação aditiva e/ou multiplicativa. Assim as correções duradouras são adaptadas e o integrador volta a trabalhar em torno do valor central, evitando-se longos processos de correção da mistura a cada funcionamento do motor. Os parâmetros numéricos exibidos são similares aos encontrados no integrador. Em alguns casos a correção aditiva é mostrada diretamente em milésimos de segundos (ms).

Correção de mistura aditiva
São as correções persistentes da mistura memorizados durante o funcionamento do motor em marcha lenta e cargas baixas, por exemplo: até 20% de carga e abaixo de 1500 rpm (determinado conforme o projeto).

Correção de mistura multiplicativa
São as correções persistentes da mistura memorizados durante o funcionamento do motor em cargas parciais, por exemplo: entre 20% e 70% de carga e acima de 1500 rpm (determinado conforme o projeto).

Alguns sistemas adotam a correção em regimes de cargas baixa e parcial baixa, indicados pelos rótulos de adaptação de mistura aditiva 1 e/ou aditiva 2.

Os limites da adaptação e diagnose
A adaptação procura manter a mistura estequiométrica, compensando pequenas falhas, desgastes próprios do motor, desvios na qualidade do combustível, entre outros; garantindo assim condições perfeitas para as conversões catalíticas e consequentemente baixos índices de emissões de gases nocivos.

Ao atingir o limite programado na UCM se armazenará um erro de adaptação de mistura, indicando o rótulo cujo limite foi excedido.
Ainda que não haja indicação de erros, a consulta destes parâmetros é de grande ajuda para sanar pequenas falhas que ainda não foram detectadas pela diagnose da UCM.

Exemplo de adaptação


O integrador da figura 2 deverá oscilar em torno do valor central (1) e a correção aditiva e multiplicativa deve permanecer em 128. A faixa de ajuste indica que o integrador pode reajustar a mistura em +/- 20% .

Uma oscilação em torno de um valor médio acima ou abaixo de 1 indica uma correção na mistura. Sendo a correção persistente será adaptada como uma correção aditiva e/ou multiplicativa, segundo o regime de carga. O integrador deverá voltar a oscilar em torno do valor central (1).

A figura 3 mostra uma adaptação similar encontrada no Fiat – Tipo 1.6 ie, porém a leitura do integrador é direta e a faixa de ajuste é maior (+/-25%). A correção multiplicativa possui a mesma faixa de ajuste, porém o valor central é indicado com 100%.

Dica!
Se o integrador, ou a correção aditiva, ou multiplicativa acumula um valor no campo superior (aumento de injeção), procure por falhas que provoquem excesso de ar no escapamento, redução no volume de combustível injetado ou componentes que possam causar o empobrecimento da mistura. Para o campo inferior vale o raciocínio contrário.

Links relacionados
Regulagem - Adaptacao lambda
Regulagem - Adaptacao lambda II
Adaptacao de combustivel nos carros flex

Como "enganar"a sonda lambda

Uma pergunta que me fazem freqüentemente é como simular a sonda lambda, habitualmente chamado de “enganar” a sonda.

É que ao converter um motor injetado para gás (GNV ou GLP) o diagnóstico da UCM passa a registrar erros de mistura, falhas da sonda e entra em funcionamento de emergência devido à dificuldade em se manter a estequiometria da mistura. Para evitar tais erros existem os chamados emuladores de sonda que simulam o sensor de oxigênio evitando anomalias no sistema de injeção original.

A atuação da regulagem lambda é bastante complexa, pois existe uma interdependência com a freqüência do sinal, rotação e carga do motor, duração dos impulsos, etc.
Tudo isso dificulta a elaboração de um emulador para desempenhar o papel da sonda de oxigênio, principalmente em carros com protocolo OBDII. Outra limitação é a nova geração de sondas que alteram estes conceitos.

Os interessados devem ficar atentos às leis locais que regulamentam o uso de veículos automotores. Consultem as empresas especializadas em conversão para obter maiores detalhes.

Temas relacionados:
Regulagem e adaptacao lambda
Como funciona sonda lambda de banda larga

Adaptação de combustível nos carros Flex

Flex é o termo geralmente associado ao carro bicombustível ou a seus componentes. No sistema de gerenciamento do carro flex o volume de combustível injetado e os avanços da ignição são controlados de forma a permitir o funcionamento do motor com álcool hidratado, gasolina ou com uma mistura destes em qualquer proporção.

Através do sofware da unidade de gerenciamento do motor o combustível é reconhecido e adaptado tomando como referência principalmente o sinal da sonda lambda.

Como em qualquer sistema, com base no sinal da sonda de oxigênio a mistura é corrigida imediatamente ao variar o fator lambda. Entretanto somente por meio de uma lógica no software da UCM é que se define se a trajetória leva ao ajuste (aprendizagem) do teor de combustível ou a uma adaptação habitual da mistura.

A seguir pode ser visto os blocos de medições exibidos no VAG para o veículo VW Gol - sistema ME 7.5.20, comuns para a maioria dos veículos flex.

No modo clássico, ao reconhecer abastecimento superior a um volume pré-definido por meio do sensor de nível do tanque, o sistema fica disposto para aprendizagem, vide figura bloco de medição 30-3, o segundo bit à direita vai para 1. Levando em conta a temperatura, carga e rotação do motor, se desencadeia o processo de aprendizagem do teor de combustível. A correção da mistura é muito rápida, menos de 1 minuto, porém a adaptação efetiva (veja bloco 32-2) demora em média 10 a 20 minutos segundo os parâmetros mencionados e o percurso realizado pelo veículo. A adaptação usual (adaptativa bloco 32-1 e multiplicativa bloco 32-3) só ocorre após a aprendizagem do combustível.

Significado dos parâmetros Lidos:
  • A/F = 90 – bloco de medição 31-3 indica a relação de mistura ar-combustível, valor 9:1
  • Bloco 31-4, indica o teor de álcool estimado, valor 100%.
  • Bloco 32-2, Indica que o volume de injeção/tempo de injeção foi acrescido em 23,4 % para ajustar-se ao combustível.
Valores exibidos com o uso de gasolina brasileira:
  • A/F 132 – bloco 31-3, indicou a relação de mistura ar-combustível, equivalente a 13,2:1.
  • Bloco 31-4, o teor de álcool no combustível foi estimado em 22%.
  • Bloco 32-2, O volume de injeção/tempo de injeção, foi reduzido em 20,3% (indicado com sinal negativo).
Conclusão:
Nas medições realizadas o volume/tempo de injeção variou 43,7 % para menos ao readaptar o combustível, antes 100% álcool hidratado, para o uso de gasolina com 22% de álcool.

Observa-se neste modelo que a adaptação gira em torno de um valor central igual a zero no bloco 32-2, equivalente ao combustível com teor de 64% de álcool.

Como medida de proteção, o processo de aprendizagem é bloqueado temporariamente quando o quarto bit a direita vai para 1, bloco de medição 30-3, até que se cumpra algum procedimento que de alguma maneira possa afetar a eficiência do reconhecimento de combustível.

Nota-se que após a partida com o motor muito frio ou inúmeras partidas sem que o motor entre em funcionamento a aprendizagem é bloqueada, provavelmente para limpar o excesso de combustível aderido nas paredes do coletor, cilindros e/ou depositados no óleo do cárter.

A aprendizagem também não ocorre enquanto houver erro armazenado na unidade de comando do motor para qualquer sensor ou componente essencial à função de aprendizagem, tais como a sonda lambda, injetores, NTC motor, sensor de carga, rotação ou nível do tanque.

Dependendo do erro identificado, o funcionamento de emergência se dá com o teor de álcool reajustado para um valor previamente programado ou mantém o último valor aprendido.

Ao realizar o “reset” ou ajuste básico com o scanner ou outro meio disponível o teor de álcool assume um valor previamente programado.

Neste carro, os programas para funcionamento de emergência ou “reset” assumem o valor de 64% para o teor de álcool.

A lógica para todos os veículos é parecida, porém os parâmetros de emergência e faixa adaptável poderão ser diferentes.

Assuntos relacionados:

Controle PWM para aquecimento da sonda lambda

O controle de aquecimento por pulsos PWM é uma das opções existentes que proporciona um aquecimento eficiente e seguro para as sondas planares.

As figuras que seguem ilustram detalhes do controle aplicado no aquecimento da sonda lambda.


Na configuração usual de conexão do osciloscópio, isto é, sinal em relação à massa (vide figura acima), os pulsos de nível alto indicam o tempo em que o aquecedor permanece desligado. Neste lapso de tempo temos a tensão do positivo da bateria medida através do circuito série formado pelo contato do relê e o PTC da sonda. 
Na figura 5 a potência aplicada no aquecimento, determinada pelo nível baixo do sinal, corresponde a 41% do período. A indicação numérica sobre o gráfico se refere ao nível alto do sinal, para obter uma leitura direta (nível baixo) se deve selecionar no osciloscópio a opção de trigger (disparo) na descida do sinal.
Na figura 6 a potência é reduzida para 2% do período, indicando que a temperatura está próximo do valor ideal. Notem que somente se modificou a largura dos pulsos e não a freqüência.

O circuito mostrado é similar para outros componentes controlados.

Temas relacionados:
O que significa PWM?
Teste a sonda lambda banda larga com o osciloscópio
Regulagem - adaptação lambda

Teste da sonda universal com o scanner

Visualizando o sinal da sonda lambda de banda larga com o scanner pode-se notar que os valores de tensão são ligeiramente diferentes daqueles medidos no seu conector. Isto ocorre devido à existência do circuito de controle na unidade de comando que converte a corrente aplicada à célula de bombeamento na tensão de referencia para a relação lambda da mistura.


Estes valores se apresentam em duas faixas distintas, segundo o modelo da unidade de comando usado.
LAMBDA = 0,7LAMBDA = 1AR AMBIENTE
SONDA TIPO I0,3 V1,5 V4,5 V
SONDA TIPO II0,6 V2,5 V6,5 V
Nota: Valores aproximados, visualizados em medições práticas em veículos VW. Consulte o fabricante do sistema/veículo para obter os valores exatos em função da relação lambda, caso seja necessário.

Veja também o teste com multímetro
Veja também o teste com osciloscópio

Teste da sonda lambda LSU com o multímetro

Cada vez mais presentes nos veículos atuais a sonda lambda de banda larga (LSU- designação Bosch) requer um diagnóstico cuidadoso em cada uma de suas etapas de controle.

As cores dos fios se referem à cablagem da sonda Bosch.



Borne 1 – Preto
Borne 3 – Cinza
Borne 4 – Branco
Borne 5 – Amarelo
Borne 6 – Vermelho


Abaixo seguem os valores de testes teóricos, medidos no conector da sonda com um multímetro digital, independente da marca ou modelo de veículo.
1 - Com motor funcionando, sem desconectar a sonda:
  • Positivo do multímetro entre borne 5 e negativo do multímetro à massa (chassi): Valor 1,5 V ou 2,5 V. Depende do tipo de unidade de comando do veículo.
  • Negativo do multímetro entre borne 5 e positivo no borne 1: Valor 0,45 V.
  • Negativo do multímetro entre borne 5 e positivo no borne 6. Varia de acordo com a relação Lambda.
    Mistura rica: 0 a – 600 mV (negativo).
    Lambda 1(mistura estequiométrica): 0 (zero).
    Mistura pobre: 0 a + 600 mV (positivo).
  • Positivo do multímetro entre borne 3 e negativo à massa (chassi): tensão da bateria (13,5 a 15V)
  • Positivo do multímetro entre borne 4 e negativo à massa (chassi): pulsos PWM – multímetro indica o valor médio entre 0 e 14 V. Freqüência: 100 Hz.Largura dos impulsos, variam conforme a temperatura da sonda: 0 a 99%.
2 - Com o motor parado, sonda desconectada medir:
  • Resistência do PTC entre os bornes 3 e 4: valor 3 a 6 Ohm a 25 °C.
  • Resistência calibrada (Rs) no conector da sonda, entre os bornes 6 e 2: Valor 30 a 300 Ohm.
Veja também o teste com osciloscópio.
Veja também valores de teste com o scanner

Novidade! Sonda lambda sem ar de referência

Desde a sua invenção a sonda lambda passou por constantes evoluções, difícil mesmo é prever quantas mais poderão vir. Visitando os sites dos maiores fabricantes mundiais deste produto, pude constatar que desponta mais uma novidade: a sonda lambda planar sem referencia de ar ambiente, ou seja, a câmara de referencia não se comunica com o ar exterior.

Segundo literaturas técnicas, a câmara de referencia hermética absorve oxigênio do gás escape, bombeado através da cerâmica de dióxido de zircônio.

Para realizar este feito se aplica uma corrente elétrica da ordem de poucos microamperes ao eletrodo positivo da célula de geração, que passa a ter dupla função: bombear íons de oxigênio residual do gás de escape para a câmara de referência e ao mesmo tempo gerar o sinal correspondente à relação lambda da mistura.

Até o momento não pude constatar que veículos poderiam estar usando este produto.

Fonte de referência: Apostila Bosch - Los sensores en el automóvil, Site NGK

Teste a sonda lambda banda larga com o osciloscópio

Testar a sonda lambda de banda larga com o osciloscópio é uma alternativa que enriquece bastante o diagnóstico, pois além de medir a tensão é possível visualizar a qualidade do sinal, a sua duração, freqüência, entre outros.

As medições que seguem foram feitas em um veículo VW-Passat FSI versão Brasil, e servem de referências para outras aplicações que usam este tipo de sonda.

Com o negativo do osciloscópio (isolada da massa) conectado no borne 5 (fio amarelo) e o positivo no borne 1 (fio preto). Valor teórico 0,45 V. Valor medido varia 0,42 a 0,49V, figura 1.


Conectar o negativo do osciloscópio à massa (chassi) e o positivo no borne 5 (fio amarelo). Valor teórico 2,5V. Valor medido varia de 2,5 a 2,56V, figura 2.
Nota: Em algumas versões de unidades de comandos este valor é de 1,5 V. Exemplo: VW- Bora ME 7.5, os demais valores não se alteram.


Negativo do osciloscópio (isolado da massa) entre borne 5 (fio amarelo) e positivo no borne 6 (fio vermelho). Valor teórico 600 mV negativo a 600 mV positivo.

Mistura rica, figura 3, oscilação de pouca almplitude a valores negativos. 
 

Mistura pobre, figura 4, oscilação de pouca amplitude a valores positivos.

Teste sinal de controle do PTC de aquecimento da sonda.Positivo do osciloscópio entre o borne 4 (fio branco) e negativo à massa (chassi): pulsos PWM. 

Com a sonda fria, figura 5, a largura dos impulsos decrescem gradativamente com o aquecimento da sonda. Freqüência fixa de 100 Hz.

A figura 6 mostra os pulsos no PTC da sonda à temperatura de trabalho. Considera-se como ciclo ativo, o qual circula corrente elétrica através do PTC, o nível baixo do sinal.

Como funciona a sonda lambda de banda larga - LSU

Como comentado, a sonda lambda de banda larga necessita o suporte de um sistema eletrônico para seu funcionamento. Um circuito integrado (CI), montado na UCM, é responsável por compor o sinal que corresponda à relação lambda da mistura queimada no motor.
Dispostas em camadas se formará duas células, sendo uma denominada célula geradora CG e a outra a célula de bombeamento CB.

A célula geradora CG produz uma tensão, inicialmente, em função do volume de oxigênio no gás de escape, já que este se comunica com a câmara intermediaria.

Fixado a tensão de referencia U1em 450 mV, o diferencial de tensão deste com a célula geradora CG na entrada do comparador C origina a corrente elétrica aplicada na célula de bombeamento, que transportará íons de oxigênio do gás escape para a câmara interna da sonda e vice versa.

Controlado pela corrente elétrica, o volume de oxigênio na câmara intermediaria regula a tensão da célula geradora ao nível da tensão de referencia U1.

Dependente do volume de oxigênio no gás de escape, a corrente de bombeamento é uma relação exata da mistura queimada no motor. O sinal é obtido na etapa de conversão (A) amplificando-se a queda de tensão sobre os resistores em paralelo Rs (interno a UCM) e Rs1 (instalado no conector da sonda), por onde circula a corrente enviada a célula de bombeamento de oxigênio.

Rs1, montado no conector da sonda, é um resistor destinado à calibração da sonda no final da fabricação.

A tensão U2 eleva o potencial do borne negativo (5) da sonda para +1,5V ou +2,5 V em relação à massa, criando um referencial para a inversão de corrente na célula de bombeamento, além de fixar este valor de tensão para lambda=1.

A potencia de aquecimento é regulada por um controle PWM aplicado na alimentação do PTC, garante a temperatura exata e protege a sonda contra choques térmicos.

Regulagem (adaptação) Lambda III

A situação oposta à regulagem II, simulada aquí com a tensão do MAP em 1,75 V na marcha lenta, pode ser apreciada na tela do scanner.

A alta tensão do MAP é entendida como aumento da pressão absoluta (grupo 2 – bl 4), falseando o cálculo da carga do motor para um valor maior. Como resultado final tem-se: o aumento do tempo de injeção, o enriquecimento da mistura e naturalmente a alta tensão da sonda Lambda. O regulador de mistura reage perante a tensão Lambda reduzindo o volume de injeção, agora em – 20% (grupo 33 – bl 1), para que se faça a devida compensação.

Após restabelecer as condições normais, a regulagem da mistura (Grupo 1 – bl 3) passa a trabalhar em torno de zero. Observe que a pressão do coletor (Grupo 2 – bl 4) e a carga calculada (Grupo 2 – bl 2) estão inferiores a condição anterior.

No grupo 32 - bloco 2 mostra que a regulagem se faz sobre uma mistura ainda adaptada. Os parâmetros finais serão estabelecidos após a realização de ciclos de partida e condução do veículo, conforme estratégia programada no módulo.

Possíveis causas: Tensão do sensor carga elevada, sensor temperatura, alta pressão de combustível, estanqueidade do regulador de pressão ou válvulas, sonda Lambda, etc. 

Conclusão: A regulagem da mistura é feita com base a tensão Lambda, se está alta (mistura rica) implica em redução de injeção, regulador com correção negativa e tensão baixa (mistura pobre) implica em aumento de injeção, regulador com correção positiva.    
--------------------------------------------------------------------------------

Regulagem ( adaptação) Lambda II

Orientando-se pela leitura dos parâmetros do integrador descrito na parte I, temos:

Condição normal: Regulagem Lambda oscila, a pressão do coletor está normal, a adaptação mistura está normal.

Para ver na prática a atuação do integrador ou regulador de mistura foi reproduzido uma falha que ocorre principalmente em veículos GM - sensor MAP incorreto – Foi substituído o MAP original de 10 a 115 kpa por outro de 20 a 105 kpa.
Com o MAP errado a pressão atmosférica medida está acima do normal (deveria ser 920 mbar).

Em marcha lenta a pressão do coletor é mais baixa, o que leva a um calculo errôneo da massa de combustível e deixa a mistura pobre. Consequentemente a tensão Lambda é fixada a níveis próximos de zero devido ao excesso de oxigênio no escape. O integrador (regulador de mistura) é forçado a aumentar em 25% o volume de injeção para corrigir a mistura. A tensão da sonda Lambda volta a oscilar após a correção.

Conclusão:
Embora possa haver erros de correção Lambda memorizados a falha nem sempre é causada pela sonda.
Sob esta condição, procure identificar e verificar todos os possíveis defeitos que causariam um aumento de oxigênio no escape em marcha lenta.

Algumas falhas que levam a uma correção anormal positiva: mistura pobre, falha de ignição, baixa vazão da válvula de injeção, fuga de ar no coletor de escape/admissão, tensão baixa do sensor de carga, falha mecânica no motor, tensão do sensor de temperatura baixa, pressão de combustível baixa, tensão Lambda baixa, fuga da válvula EGR/canister, etc.
Regulagem (adaptação) Lambda III
--------------------------------------------------------------------------------

Regulagem (Adaptação) Lambda - I

“Desconfiômetro”, troca indiscriminada de componentes não são métodos dignos para um bom profissional. Uma maneira mais nobre para ampliar os recursos de diagnóstico é a leitura dos parâmetros do regulador e adaptação de mistura, conhecido também como regulagem Lambda. Considero estes parâmetros importantíssimos para elucidarem casos de maus funcionamentos do motor/veículo. Para mim este procedimento sempre foi decisivo para solucionar os casos mais difíceis, entretanto é pouco aplicado pelos profissionais da área de injeção eletrônica.

Com o propósito de difundir esta técnica farei uma serie de matérias com exemplos práticos baseados em experiências passadas.

Este conceito de diagnóstico está centrado em que a regulagem e adaptação de mistura são etapas para processamento da tensão Lambda (sonda), cuja finalidade é corrigir a relação de mistura para um valor pré-determinado, através do aumento ou redução do tempo de injeção.

O regulador de mistura que aparece aqui com o rótulo de integrador Lambda tem ação direta e imediata na correção do tempo de injeção. Veja o Diagrama.

Um aumento na tensão Lambda faz o sinal do integrador baixar, enquanto que uma redução de tensão Lambda o faz subir.

O fator de desvio do integrador, geralmente em porcentagem, é aplicado na correção do tempo de injeção a fim de manter a relação da mistura em torno do valor pré-fixado.



Este campo lido pelo “scaner” indica o valor médio necessário para a correção da mistura, assim como no diagrama deve variar constantemente.

A oscilação em torno do valor central, neste caso o zero, indica uma correção de mistura normal. Valores positivos indicam aumento e valores negativos redução no tempo de injeção, representa a necessidade de correção adicional da mistura.

Pense sobre esta informação e em como ela pode ajudá-lo.
Regulagem (adaptação) Lambda II
--------------------------------------------------------------------------------


Sonda Lambda universal


Para facilitar o trabalho do aplicador e reduzir custos, fabricantes de sondas oferecem programas de fornecimento de sondas universais. Entretanto, o técnico deve usá-lo com muito cuidado, pois é comum enganar-se ao escolher a sonda universal.

Os erros mais comuns ocorrem com as sondas de 4 fios devido:

• Existem dois tipos no mercado, a de dióxido de zircônia e a de titânio.
Ambas são sensíveis ao teor de oxigênio no gás de escape, porém quanto ao funcionamento são totalmente diferentes, a de zircônia é geradora de eletricidade, funciona como uma pilha, e a de titânio é uma resistência variável. Uma resistência substituiria a bateria do seu celular? Claro que não, então, podemos dizer que as sondas não são intercambiáveis.
 
• As sondas de 4 fios são diferentes também quanto à ligação do negativo do sensor, que pode ser isolado ou aterrado na carcaça. A aplicação equivocada pode resultar em: instabilidade da marcha lenta, falhas de aceleração, consumo alto de combustível, emissões irregulares, falhas de regulagem Lambda. Faça um teste de continuidade e compare com a sonda original.

• As potências dos PTCs de aquecimento das sondas variam. Uma potência alta pode danificar a sonda por superaquecimento e a baixa potencia não irá aquecer-la suficientemente, ocasionando erros de mistura. Algumas unidades de comando monitoram o aquecedor e pode detectar o erro na potencia do PTC.
 
Em todo caso, é recomendável: apagar a memória de erro, fazer um teste de condução no veiculo e repetir o autodiagnóstico antes de encerrar o serviço.


Sonda Lambda com defeito

Frequentemente ocorrem casos em que, mesmo após a troca da sonda Lambda, o defeito ou sintoma de falha permanece, inclusive o erro da sonda volta a ser memorizado na UCM.

Qual é a razão? 
A sonda lambda é o sensor usado para detectar o teor de oxigênio no gás de escapamento. O sinal gerado pela sonda é usado pela unidade de comando do motor para calcular a relação de mistura ar-combustível queimada no motor. Desvios da mistura programada são corrigidos através do controle do volume de combustível a ser injetado. Um erro atribuído a sonda lambda será gerado, caso não seja possível a compensação da mistura.
O que significa isso? 
Por exemplo: Ao falhar a vela de ignição de um cilindro, haverá um aumento do volume de oxigênio no gás de escape. A sonda lambda emitirá um sinal detectando o excesso de ar, e o módulo de controle do motor interpretará como sendo uma mistura pobre. A reação do controle do sistema será aumentar o volume de combustível injetado, como medida de correção.

Sabendo como reage o comando do sistema, podemos deduzir neste exemplo, por mais que se aumente o volume de combustível injetado a mistura não será compensada, pois existe uma falha de combustão. Possivelmente causará aumento no consumo de combustível, falhas no funcionamento do motor e irá memorizar erros relacionados a sonda, tipo: mistura pobre ou sonda defeituosa.
Leitura da memória de defeitos na UCM, erro de sonda lambda
De maneira idêntica qualquer outra falha que altere fortemente a mistura, pode gravar um erro de mau funcionamento atribuindo-o à sonda Lambda, como: mistura muito rica, muito pobre ou sonda defeituosa. Veja figura do scanner acima. 

Possíveis causas que induzem a sonda lambda ao erro de funcionamento:
Sensores ou atuadores com defeito, mecânica do motor com defeito, sistema de ignição defeituoso, fuga de ar no coletor de admissão ou escape, sistema de arrefecimento do motor defeituoso, sistema de combustível com pressão muito alta/muito baixa/com fuga, etc.

O que fazer?
Investigue todos os elementos que tenham relação com a falha memorizada, corrija o problema encontrado. Não se deve trocar a sonda Lambda, exceto se testes específicos comprovarem que ela esteja defeituosa ou sofreu algum dano em consequência do mau funcionamento.

Veja também:
Mais erros que abordam a sonda lambda
Erros de adaptação do A/F em carros flex fuel
Sonda lambda após o catalisador

Sonda Lambda banda larga


O mais recente sensor de oxigênio em uso, sonda Lambda, se trata de um elemento de duas células, capaz de medir com grande precisão uma faixa ampla de relação de mistura. Fisicamente sua carcaça é idêntica as anteriores, notório somente pelo número de fios de ligação (cinco fios na sonda).
Acostumado com a sonda tradicional, a tensão de sinal chama a atenção do técnico, pois ela pode alcançar até 6 Volts. Além disso, a amplitude do sinal é muito pequena, oposto do que ocorrem nos demais tipos de sondas.

A figura mostra o sinal medido em um Passat FSI versão Brasil.

O circuito eletrônico da unidade de comando determina a faixa de tensão do sinal e também o ponto de operação (set point) de mistura estequiométrica, que pode ser de 1,5 ou 2,5 Volts, conforme o sistema.

A flexibilidade de aplicação permite o uso deste componente em veículos leves e pesados com qualquer tipo de combustível ou sistema de injeção.
Apesar de ser um produto que ganha espaço nos novos sistemas, já encontrei este sensor num Volvo 98.