Sistema de Injeção Eletrônica(UFMG) - Sonda Lambda (sensor de oxigênio)

8/6/2019 Sistema de Injeo Eletrnica(UFMG) - Sonda Lambda (sensor de oxignio)

1/25

Injeo Eletrnica

Sensor de Oxignio (sonda lambda)

Universidade Federal de Minas Gerais Introduo Engenharia Mecatrnica


2/25

Equipe

Filipe Lage Garcia 2010017263


Trabalho apresentado para

avaliao na disciplina Introduo

Mecatrnica do Curso de

Engenharia Mecnica da Escola de

Engenharia da Universidade deMinas Gerais.


3/25

Sistema de Queima de Combustvel


ECU


4/25

Funcionamento

A sonda lambda mede a

quantidade de oxignio na exausto

de gases (antes do conversor

cataltico) atravs da voltagem

gerada por um processo semelhantea uma pilha (usando ons de

oxignio). O resultado dessa anlise

enviado a Unidade de Controle

Eletrnico para que assim possa ser

modificada a razo

combustvel/oxignio para obter

uma maior rendimento. Esse um

processo cclico de malha fechada.


ECU


5/25

Funcionamento (Localizao)



6/25

Funcionamento (movimentao de ons)



7/25

Funcionamento (movimentao de ons)

O fluxo de ons de oxignio pelos eletrodos de platina gera uma

tenso eltrica devido diferena de concentrao de oxignio entre os

gases de escape e do ar ambiente. Se houver uma pequena diferena de

concentrao de oxignio entre o ar ambiente e os gases do escapamento

(devido ao baixo consumo de oxignio) haver baixo fluxo de ons peloseletrodos e ento a tenso eltrica ser prxima de 0V (mistura pobre) e a

ECU entender que deve enriquecer a mistura, aumentando o tempo de

injeo do combustvel. Quando houver uma grande diferena de

concentrao de oxignio entre o ar ambiente e os gases do escapamento

(devido ao alto consumo de oxignio na combusto) haver aumento do

fluxo de ons pelos eletrodos e ento a tenso eltrica ser prxima de 1V(mistura rica) e a ECU entender que deve empobrecer a mistura,

diminuindo o tempo de injeo do combustvel e assim sucessivamente,

alternando a tenso eltrica entre 0V e 1V.



8/25

Funcionamento

Mistura Rica

Quando o motor est

trabalhando com a mistura rica, pouco

oxignio estar presente no cano deescape, pois ter sido consumido para

queimar o excesso de combustvel.

Assim, poucos ons se agruparo no

eletrodo externo, gerando muita

difuso de ons de oxignio, e avoltagem gerada ser relativamente

alta. Uma mistura rica causa

desperdcio de combustvel e pode

danificar o catalizador.


Elemento sensor: dixido

de zircnio


9/25

Funcionamento

Mistura Pobre

Quando o motor est

trabalhando com a mistura pobre,

muito oxignio estar presente no canode escape, pois pouco oxignio ter

sido consumido para queimar o

combustvel. Assim, muitos ons se

agruparo no eletrodo externo,

gerando pouca difuso de ons deoxignio, e a voltagem gerada ser

relativamente baixa. Uma mistura

pobre prejudica o desempenho do

motor e pode at causar falhas.


Elemento sensor: dixido

de zircnio


10/25

Funcionamento - Componentes



11/25


Problemas Relacionados Queima

Rica/PobreVela de Ignio

O p do isolador, os eletrodos e a cabea da

vela ficam cobertos por uma camada fosca de

fuligem preto-aveludada seca. A principal causa a mistura rica de ar/combustvel

Vela de Ignio

Combusto por incandescncia causada portemperaturas extremamente elevadas na

cmara de combusto em decorrncia. Uma

das possveis causa a mistura pobre de

ar/combustvel


12/25


Problemas Relacionados Queima

Rica/PobreMotor

Com a queima pobre, vem o sobreaquecimento

do motor, o que pode causar diversos

problemas como desgaste excessivo das peasmveis.

Catalizador

A queima rica pode gerar excessos dehidrocarbonetos e outras substncias que

causam uma maior deteriorao no

conversor cataltico.


13/25

Tipos de Sondas Nmero de Fios



14/25

Tipos de Sondas Elemento Ativo

Sonda de Zircnio

Sonda de Titnio



15/25

Tipos de Sondas Finger e Planar

Sonda Finger:

Mais barata

Com resistncia: 30 a 50

segundos para aquecer

Possui aletas na grelha deproteo da cermica

(diferenciao visual)


Sonda Planar:

8 a 10 segundos para

aquecer

Sempre possui resistncia

Possui furos na grelha deproteo da cermica

(diferenciao visual)


16/25

Tipos de Sondas - Banda

Sonda de Banda Estreita(EGO, HEGO)


Sonda de Banda Larga(UEGO)


17/25

Interface com a Unidade de

Comando (Banda Estreita)A sonda est preparada para trabalhar numavariao de tenso entre 0 a 1 volt. Neste

caso, a unidade de comando (memria de

calibrao) preparada para interpretar da

seguinte maneira os valores obtidos pela

sonda:

Entre 450 a 550 milivolts- mistura prximo

do ideal ou relao estequiomtrica;

Entre 50 a 450 milivolts- mistura pobre;

Entre 550 a 900 milivolts- mistura rica;

Abaixo de 50 milivolts - mistura

extremamente pobre- grava cdigo de

defeito;

Acima de 900 milivolts- mistura

extremamente rica- grava cdigo de

defeito.



18/25

Interface com a Unidade de

Comando (Banda Larga)Esse tipo de sensor pode informar unidade de controle o quanto uma

mistura est rica ou pobre, de modo

que a correo mais precisa.

Tambm conhecido como UEGO(Universal Exhaust Gas Oxygen).



19/25

Evoluo

1976: O primeiro controle de emisses

O desenvolvimento da Sonda Lambda tornou os catalisadores mais

eficientes e estveis, o que j reduziu as emisses em 50%

Vida til da sonda: Entre 50000km e 80000km

1985: Sondas Lambda aquecidasA instalao da sonda prxima do motor no era mais necessria. O

aquecimento permitia que a operao do elemento do sensor fosse de

mais de 350C.

Vida til da sonda: Entre 100000km e 160000km

1985: Controle Funcional constanteA extenso da Sonda Lambda para a incluso de uma quarta conexo

facilitou seu controle. Quaisquer falhas ou danos podiam ser detectados

facilmente.

Vida til da sonda: 160000km



20/25

Evoluo

1990:Aquecimento mais rpido

A sonda Lambda planar com folhas de cermica de multicamadas atingia sua

temperatura operacional duas vezes mais rpido. Isto reduziu as emisses

em mais 50% na partida fria, que era uma etapa crtica.

1999: Para gasolina, diesel e gs naturalDuas clulas de medio e 6 polos eram usados para medio mais precisa

das emisses. Pela primeira vez, as sondas planares de banda larga tambm

podiam controlar motores a gs natural e diesel.

Vida til da sonda: 160000km

2002: Para gasolina, diesel e gs naturalOs veculos modernos requerem vrias Sondas Lambda entre o motor e o

escapamento, para garantir o controle ideal do motor e baixas emisses.



21/25

Manuteno



22/25

Outros usos

Tratamento de Efluentes (sensor de OxignioDissolvido)

Na rea de tratamento de efluentes, pode-se ser usados

sensores de oxignio dissolvido para controle de tanques de

aerao, sendo, neste caso, necessrio sensores altamente

resistentes a aes qumicas e fsicas.

Industrias (sensor de Oxignio Dissolvido)Na parte industrial, pode-se ser usado em cervejarias um

sensor de oxignio tico, esse sensor ajuda no processo de

aerao do mosto. Sensores pticos tem a vantagem de serem

de fcil e rpida manuteno, possibilitando melhorsegurana do processo com baixo custo de aquisio.



23/25

Outros usos

Fornos em Geral (sensor de oxignio)Como o sensor lambda detecta a quantidade de

oxignio que no queimado, ele no afetado pelo tipo de

combustvel usado, logo se pode ser usado nos mais variados

fornos. Ressalta-se que dependendo do uso, a resistnciafsica e qumica do sensor dever mudar.



24/25


Concluso

O uso do sensor lambda na ignio eletrnica melhora a

eficincia de queima de combustvel, o que reduz enormemente

a quantidade de CO produzidos, alm de melhorar a

durabilidade dos componentes do sistema de combusto e

proporcionar economia de combustvel. Essas qualidades

compensam enormemente o seu custo, j que no um sensor

caro. Alm disso, a sonda lambda pode ser usada para detectar

irregularidades no motor, desde que esses proporcionem uma

mistura excessivamente rica ou pobre, evitando assim danosmaiores.


25/25

Referncias Bibliogrficas

http://www.alfatest.com.br/noticias/sensores.html

http://www.dicasmecanicas.com/2010/05/sonda-lambda-saiba-mais/

http://quatrorodas.abril.com.br/autoservico/reportagens/conteudo_262424.shtml

http://pt.wikipedia.org/wiki/Sonda_lambda

http://bestcars.uol.com.br/ct/lambda.htm

http://www.bosch.com.br/

http://www.ngkntk.com.br/

http://www.kitscar.com.br/

http://www.odginstruments.com.br/

A bblia do carro

Manual Bosch

Catlogo Bosch

Catlogo NTK

Catlogo TEM - THOMSON


Documents

Sistema de Injeção Eletrônica(UFMG) - Sonda Lambda (sensor de oxigênio)