Sonda lambda: tudo o que você precisa saber sobre o dispositivo

Função da sonda lambda

A sonda lambda é um componente fundamental para gerenciamento eletrônico do motor e o funcionamento correto do automóvel, pois tem a capacidade de analisar os gases liberados pelo motor

Oxigênio e combustível: é assim que ocorre a combustão de grande parte dos motores de automóveis. Resumindo, sem a junção desses elementos não é possível obter a combustão interna necessária ao seu funcionamento. Isso provavelmente não é novidade para os mecânicos e reparadores do setor. Mas, será que todos sabem como atingir a proporção ideal entre combustível e comburente? Para isso, é necessário conhecer um pouco mais da função desempenhada pela sonda lambda.

A sonda lambda, também conhecida como sensor de oxigênio (sensor de O² ou sensor EGO), é um dispositivo responsável por levar informações ao módulo de injeção eletrônica. Por meio de sinais elétricos, a sonda indica a presença de oxigênio nos gases de escape, o que possibilita o controle da quantidade de combustível que será enviado para o motor.

O nome pode parecer estranho inicialmente, mas a sonda lambda é uma espécie de “nariz” do motor, localizado geralmente no coletor do escapamento. Vamos entender melhor o porquê de esta peça ser tão importante para os carros e quais as verificações necessárias antes da troca.

Afinal, o que é a sonda lambda?

Lambda é uma letra do alfabeto grego, representada pela simbologia Λ – λ, muito utilizada no campo das Ciências e com significados distintos para cada uma das áreas (Álgebra, Física Nuclear, Química, Computação, entre outras). Nos carros, ela pode ser utilizada para descrever o volume de ar na mistura “combustível-ar”. É exatamente isso o que a sonda lambda faz: mede a quantidade de oxigênio presente nos gases eliminados pelo motor.

Esse dispositivo é essencial para que o sistema de injeção trabalhe com eficiência. A posição da sonda lambda pré-catalisador no carro é estratégica: localizada entre o coletor de exaustão e o catalisador, a peça analisa a quantidade de O2 nos gases expelidos pelo motor e envia essa informação à unidade de comando da injeção.

Quantos tipos de sonda lambda existem?

A sonda lambda pode variar de carro para carro. Com o desenvolvimento da tecnologia e as atualizações do mercado automobilístico, podem ser encontrados veículos com diferentes tipos de sonda. A identificação exata da peça pode, inclusive, gerar dificuldades para os reparadores na hora do diagnóstico do funcionamento e manutenção. Existem basicamente dois tipos de sonda:

Sonda lambda de banda estreita (Narrow band sensor) – avalia a combustão somente na faixa estequiométrica do motor.
Sonda lambda de banda larga (Wide band sensor) – avalia a combustão em praticamente todas as condições de trabalho do motor: marcha-lenta, plena carga, entre outros.

O grupo de sondas lambda de banda estreita é mais popularmente encontrado no mercado. Por isso, é importante saber que elas se dividem, ainda, em sondas comuns (finger) e sondas planares. Dentro disso, os mecânicos encontram modelos que variam no número de fios (até 4 fios), de acordo com o modelo e a montadora do automóvel.

Para diferenciar o sensor comum do sensor planar, o reparador deve conferir a aplicação do sensor antes de substituir o componente que está aplicado no veículo em teste. As fabricantes costumam disponibilizam tabelas completas de aplicação. Além disso, existem outros métodos que auxiliam na diferenciação:

  1. Análise da grelha do sensor (furos frontais ou laterais) realizada de forma visual. Esse teste pode ser pouco eficaz, visto que muitas fabricantes passaram a produzir todos os sensores com a grelha de furos frontais.
  2. Também é possível verificar a resistência do aquecedor da sonda lambda. No sensor comum ela fica em torno de 2 a 5 Ohms, enquanto a sonda planar apresenta resistência entre 8 e 12 Ohms.
  3. Observe a posição dos fios do aquecedor da sonda: na sonda lambda planar, os fios brancos se encontram lado a lado. Já na sonda comum, os fios brancos ficam intercalados.
  4. Por fim, uma das principais características que diferencia se um veículo utiliza sonda comum ou planar é o controle negativo do aquecedor. Nos sensores planares o controle é feito pela central de injeção, por meio de um sinal de modulação de largura de pulso, também conhecido como PWM (pulse with modulation). Já, nos modelos comuns o controle do negativo pode ser feito pelo módulo de injeção, de maneira contínua, ou também estar ligado diretamente à massa do veículo.

Até então nós falamos sobre a sonda lambda de banda estreita. Mas, e as sondas de banda larga?

Componente antes restrito a veículos premium, a sonda lambda de banda larga (conhecida comercialmente como sensor linear ou sensor de A/F) também começou a ser encontrada em automóveis mais acessíveis economicamente. Por outro lado, o funcionamento da injeção com esse modelo é um pouco diferente dos sistemas convencionais. Além disso, especialistas do setor afirmam que o diagnóstico deste sistema também é muito mais complexo.

Sonda lambda: para quê serve e qual sua importância?

Sabemos que o equilíbrio da mistura entre ar e combustível na câmara de combustão é determinante para o controle do consumo, emissão de poluentes e extensão da vida útil do catalisador. Nós também já vimos que a sonda lambda tem a função de medir a quantidade de oxigênio que está saindo pelos gases do escapamento.

Fazendo uso das informações emitidas pela peça, o sistema regula a quantidade de combustível injetado durante o tempo de admissão (injeção indireta). Com isso, o módulo da injeção eletrônica consegue avaliar se a mistura está rica ou pobre. Se for constatado alto nível de oxigênio nos gases de escape é sinal de que a mistura está pobre, mas se houver pouco oxigênio é indício de que a mistura está rica.

A sonda lambda trabalha como um fiscal-controlador da qualidade da queima de combustível, ou seja, se as medidas de ar e combustível estão exatas para uma queima ideal. Uma mistura estequiométrica, por exemplo, além de se economizar gasolina e/ou etanol, também permite que o catalisador chegue a 95% de eficiência na conversão de elementos nocivos como CO (monóxido de carbono), NOx (óxido de nitrogênio) e HC (hidrocarboneto) em gases não poluentes.

Para entender melhor: A estequiometria é o cálculo da quantidade das substâncias envolvidas numa reação química. A equação é feita com base nas leis das reações (conservação das massas; proporções definidas e proporções múltiplas). O termo utilizado frequentemente na Termodinâmica para referir-se à “mistura perfeita” de um combustível e o ar.

Você sabe como testar a sonda lambda?

Toda vez que alguma coisa estiver errada com a combustão, a sonda lambda informará ao módulo, que por sua vez acenderá aquela famosa luzinha da injeção no painel de instrumentos do motorista. Muitas vezes, o dispositivo é acusado de estar defeituoso, enquanto a verdade os problemas estão ligados ao sistema de ignição, arrefecimento do motor ou em outros sensores e atuadores.

Seja em sistemas de injeção indireta com apenas uma sonda, ou em motores com injeção direta equipados com sondas de banda larga, o fato é que as sondas são bastante resistentes e duráveis. Os sensores de oxigênio são dimensionados para uma vida útil de no mínimo 80 mil km. Para avaliar a sonda lambda podem ser utilizadas técnicas voltadas a quatro características do aquecedor da sonda: teste da resistência, teste da alimentação positiva, teste do controle negativo e teste do aterramento do elemento sensor.

Outros testes eficientes para a análise do desempenho da sonda são: a verificação da tensão de resposta, bem como o tempo de comutação de rico para pobre e vice-versa. Para executá-los com máxima eficiência é necessária a utilização de um osciloscópio, a fim de analisar detalhadamente o sinal da sonda, como mostra a figura abaixo.

Observando o canal 1 vemos a variação do sinal indicando a mudança constante entre mistura rica e pobre. Uma sonda em perfeito estado deve ter um tempo de comutação em torno de 300ms com o motor entre 1500 a 2000 RPM e na temperatura operacional. Além disso, sua tensão deve variar aproximadamente entre 50mV a 850mV dependendo do modelo de sonda. Para se ter certeza dos valores de tensão, indicamos a consulta à fabricante.

Obviamente, você já conseguiu aprender qual a função da sonda lambda, por isso é importante lembrar que esse componente não possui nenhuma forma de reparo a não ser a substituição pela peça nova original. A rotina de autodiagnóstico do sistema de injeção vai detectar e informar, por meio do código de falhas, quando o dispositivo sair da sua faixa normal de funcionamento. A recomendação básica é que sejam sempre utilizados combustíveis de boa qualidade, além de realizar periodicamente o check up das condições mecânicas do motor.

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