Sonda Lambda. Uma desconhecida dentro de cada carro

A Robert Bosch GmbH introduziu o primeiro sensor lambda automotivo em 1976 e foi usado pela primeira vez pela Volvo e pela Saab no mesmo ano. Os sensores foram amplamente introduzidos nos Estados Unidos desde 1979, e passaram a ser exigidos em todos os modelos vendidos como novos em muitos países europeus após 1993. Esta pequena peça, em grande parte desconhecida em seu funcionamento, mas reconhecida em oficinas, está presente em nossos carros faz muito tempo.

Você pode inclusive ter mais de uma sonda lambda embarcada em seu veículo. Se o seu carro for relativamente novo, ele pode ter dois sensores lambda, sendo o primeiro localizado na saída do coletor de escapamento e o segundo logo após o catalisador. Nos motores modernos equipados com turbocompressor, um dos sensores é colocado atrás da turbina. Se o seu veículo possui cilindros dispostos em “V”, existe uma sonda lambda por banco de cilindros, ou mesmo uma por cilindro para poder fazer uma regulagem seletiva.

Como funciona a sonda lambda?

Uma sonda lambda funciona como um gerador elétrico em miniatura, pois produz sua própria tensão quando aquecido. Dentro da extremidade da sonda que se enrosca no coletor de escapamento (fora do bloco do motor) existe uma espécie de “lâmpada” de cerâmica de zircônio. A lâmpada é revestida externamente com uma camada porosa de platina. Dentro dessa lâmpada há duas tiras de platina adicionais que servem como eletrodos ou pontos de contato. Além disso, todo o conjunto é protegido por uma gaze metálica.

Quando a Central do carro recebe o sinal de que a relação ar e combustível é rica (alta tensão), ela reduz a entrada do segundo para diminuir a leitura do sensor. Ao derivar para uma mistura pobre (baixa tensão), o cérebro do computador do carro retrocede novamente, fazendo com que a mistura de combustível fique rica. Essa oscilação constante se manifesta em diferentes velocidades dependendo do propulsor: no mais antigo (carburado), cerca de uma vez por segundo a 2.500 rpm; em uma corrente de cinco a sete vezes por segundo na mesma taxa.

A sonda lambda normalmente produz cerca de 0,9 volts quando a mistura de combustível é rica e há pouco oxigênio não queimado no escapamento. Quando a mistura estiver pobre, a tensão de saída do sensor cairá para aproximadamente 0,1 V. Quando as misturas de ar e combustível estiverem equilibradas, o sensor deverá ler cerca de 0,45 V. A diferença nos níveis de oxigênio do escapamento e do ar externo dentro do sensor faz com que a tensão flua através do bulbo de cerâmica. Quanto maior a diferença, maior a leitura do sistema.

O sensor de oxigênio precisa estar quente (cerca de 300°C ou mais) antes de começar a gerar um sinal de tensão, e é por isso que muitos sensores lambda possuem um pequeno elemento de aquecimento interno para ajudá-los a atingir a temperatura de operação mais rapidamente. O aquecedor acima também pode evitar que o sensor fique muito frio após um longo período de inatividade. A sonda normalmente tem quatro fios: dois nas extremidades de saída e mais dois para alimentar o aquecedor, embora alguns fabricantes usem uma caixa de metal para o aterramento.

O sensor na verdade não mede a concentração de oxigênio, mas a diferença entre a quantidade desse gás no escapamento e no ar. Uma proporção rica causa uma demanda de oxigênio. Essa solicitação faz com que uma tensão se acumule devido ao transporte de íons de oxigênio através da camada do sensor. A mistura causa uma baixa tensão, pois há excesso de oxigênio. O ajuste contínuo da forma garante que o motor receba sempre uma mistura muito próxima da idílica (próxima da proporção estequiométrica de 14,7: 1) e que o catalisador funcione de maneira ideal.

Para que serve a sonda lambda

Como vimos, as sondas lambda possibilitam a injeção eletrônica de combustível enquanto gerenciam o controle de emissões. Eles ajudam a determinar, em tempo real, se a relação ar-combustível de um motor de combustão é rica ou pobre. Por estarem localizados na saída do motor, eles não medem diretamente o ar ou o combustível que entra no bloco, mas quando as informações dos sensores são combinadas com as de outras fontes, podem ser usadas para determinar indiretamente a relação ar-combustível.

Além de permitir que a injeção eletrônica de combustível funcione com eficiência, essa técnica de controle de emissões pode reduzir as quantidades de combustível não queimado e óxidos de nitrogênio (NOX) que entram na atmosfera. Quando a combustão não é ótima, os gases de escape resultantes resultam em poluição na forma de hidrocarbonetos no ar, enquanto os óxidos de nitrogênio são o resultado de temperaturas da câmara de combustão superiores a 1.000 °C.

Portanto, a sonda lambda não é apenas responsável por reduzir o consumo de combustível (cerca de 15% em relação a não tê-lo instalado) e as emissões, mas também garante que o carro esteja em conformidade com as regulamentações sobre poluição e emissões de dióxido de carbono (CO2). Não tê-lo operacional ou modificá-lo pode causar danos caros ao funcionamento do seu carro, além de consumir mais combustível, e ter problemas no momento da vistoria, ou receber uma multa por excesso de emissões poluentes por ter um escapamento não catalisado.

Como detectar que a sonda lambda está com problemas

Se a sonda lambda estiver começando a dar problemas, nenhum dado será enviado para a Central do carro, que usará informações com incertas. Muito provavelmente, isso aumentará o consumo de combustível e, posteriormente, as emissões poluentes.

Ocasionalmente, isso pode causar o entupimento do catalisador, que nesse caso deve ser substituído e pode ser uma manutenção muito cara. Embora não seja uma falha detectada facilmente, existem alguns sinais que nos dizem se uma sonda lambda já cumpriu sua vida útil:

• A luz de problema de motor se acenderá no painel.
• O carro vibra mais do que o normal ao arrancar.
• O consumo de combustível é perceptivelmente mais alto.
• O motor não responde bem quando você acelera mais forte.
• Aumento das emissões de gases poluentes e tóxicos.

Uma sonda lambda geralmente dura cerca de 150.000 quilômetros. No entanto, isso pode ser menor dependendo de muitos fatores que podem danificá-la, principalmente devido a anomalias vindas do motor ou vazamentos de escape, que também podem encurtar a vida útil do sensor. Se você notar algum dos sintomas mencionados acima, é recomendável que você visite uma oficina mecânica que possa testar se a falha é da sonda ou de outro componente. Isso é feito com uma ferramenta de diagnóstico, e realmente vale a pena se você não quiser vagar no escuro.