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Saiba por que a segunda sonda passou a ser obrigatória em todos os carros fabricados no Brasil e veja também como é o procedimento de diagnóstico e testes de sinal e de alimentação do heater

Fernando Lalli

Existe uma peça fundamental para que o sistema de injeção trabalhe no melhor de sua eficiência. Localizada no sistema de escape e posicionada antes do catalisador, a sonda lambda – ou sensor de oxigênio – analisa a quantidade de O2 nos gases expelidos pelo motor e envia essa informação para a unidade de comando da injeção eletrônica. Através dessa informação, o sistema de injeção regula a mistura ar/combustível injetada na câmara de combustão. Caso esteja pobre, ou seja, com pouco combustível, o sistema enriquece a mistura. Se estiver ou rica, com excesso de combustível, o sistema empobrece a mistura.

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O equilíbrio da mistura que queima na câmara é determinante para o controle do consumo, emissão de poluentes e extensão da vida útil do catalisador. A sonda, nos carros Flex, por meio de um mecanismo chamado sensor lógico, é capaz de identificar o combustível usado. E, não menos importante, quando a mistura está na condição estequiométrica (ou seja, com as quantias exatas de ar e combustível), o catalisador chega a ter 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 garantir que o sistema formado pela primeira sonda e catalisador trabalhe com mais eficiência, um segundo sensor de oxigênio foi incorporado para avaliar os gases que já passaram pelo catalisador. Essa segunda sonda pode não atuar diretamente na informação sobre a mistura, mas, sim, verificando se a primeira sonda e o catalisador estão atingindo os resultados esperados na correção da mistura e na “limpeza” dos gases. Esse sistema é chamado de OBD-BR2 (“On-Board Diagnosis” ou “Sistema de Diagnose de Bordo”), e é obrigatório em todos os carros com motor de ciclo Otto comercializados no Brasil desde o início de 2011, como manda a resolução do Conama (Conselho Nacional do Meio Ambiente – Resolução 354/2004).

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A segunda sonda lambda do Fiesta fica localizada no escapamento, após o catalisador.

Este sensor tem a função de analisar se a correção da mistura e a limpeza dos gases está correta.

Por isso, trazemos nessa reportagem um panorama de como funciona essa segunda sonda no Ford Fiesta 2011 1.6 Flex, com 22 mil km rodados, e vamos mostrar ainda procedimentos de diagnóstico e testes que garantem o bom funcionamento do componente. De acordo com os técnicos da NGK/NTK, que fabrica os componentes do sistema OBD-BR2 para o modelo, a segunda sonda lambda está presente nas unidades fabricadas desde o 2º semestre de 2010, portanto o sistema varia dentro do mesmo ano de fabricação.

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É bom lembrar que isso não acontece apenas com o Fiesta, já que 60% dos veículos produzidos em 2010 seguiram o padrão OBD-BR2. Vamos acompanhar os procedimentos dos testes de sinal e alimentação da sonda e diagnose de problemas na emissão de gases do veículo, mas antes vamos entender melhor as características do componente e como ele funciona.

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Equilibrando a mistura

A sonda lambda analisa a quantidade de oxigênio nos gases de escape através de um elemento sensor cerâmico feito de dióxido de zircônio, material que permite a passagem de moléculas de oxigênio através de si após ser aquecido (por um componente interno chamado “heater” (“aquecedor” em inglês) a 350ºC. Quando o sensor atinge essa temperatura, ele mede a concentração de oxigênio nos gases de escape comparada a do ar de referencia, que nada mais é do que o ar atmosférico que entra por orifícios no corpo da sonda, ou pelo próprio fio do chicote. A passagem do oxigênio pelo elemento gera uma tensão elétrica entre 0V (mistura pobre) e 1V (mistura rica). A informação gerada é passada para o módulo da injeção através de sinais elétricos.

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Se for constatado alto nível de oxigênio nos gases de escape, é sinal de que a mistura está pobre, mas se houver pouco de oxigênio, é indício de que a mistura está rica. Com esta comparação, a unidade de comando determina se a mistura que foi queimada na câmara de combustão está estequiométrica – ou seja, se as medidas de ar e combustível estão exatas para uma queima perfeita.

No mercado, os sensores de oxigênio são divididos pelo tipo e formato do elemento sensor: dedal (arredondado na ponta) e planar. O sensor tipo dedal é o mais utilizado atualmente por ter maior área de contato e ser mais resistente a choques térmicos e mecânicos. A NTK fabrica dois tipos de sonda dedal: convencional (ou standard) e FLO (“Fast Light Off” ou “aquecimento rápido”). A empresa também fabrica o sensor do tipo planar para utilização para o seguimento de motocicletas, devido ao seu tamanho reduzido.

Sem reparação

O sensor é dimensionado para atender a uma vida útil de no mínimo 80 mil km. É importante frisar que essa peça não possui nenhuma forma de reparação a não ser a sua substituição pela peça nova original. O chicote também não deve sofrer nenhum tipo de corte ou ruptura, já que o ar de referência também entra pelo conector. “O carro pode pegar chuva e lama e o chicote estará sujeito à entrada de água e sujeira. Por isso não recomendamos que se faça qualquer reparo no chicote”, alerta o técnico Hiromori Mori, da NTK. Ele também recomenda a não utilização de sonda com emenda nos fios. “Sempre frisamos para o mecânico que é importantíssimo usar a tabela de aplicação para saber qual é a sonda correta para cada caso”, orienta Hiromori.

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Outro detalhe é a graxa que já vem na rosca da sonda. Trata-se de uma graxa especial, chamada de “Never Seeze”, que tolera até 1300ºC, especialmente indicada para a função. “O mecânico não deve limpar essa graxa e aplicar outra graxa diferente. Nenhuma outra graxa, seja rolamento, graxa grafitada, graxa azul ou branca deve ser aplicada, pois não oferece resistência para suportar a temperatura da região da sonda, que chega a atingir 700ºC”, avisa Hiromori, que frisa também que, além de aguentar altíssimas temperaturas, a graxa “Never Seeze” evita oxidação e melhora o aterramento.

Testando a segunda sonda

Basicamente, os procedimentos dos testes de sinal e alimentação são comuns tanto à primeira sonda quanto à segunda sonda, com pequenas observações extras, começando pela identificação correta do conector. No Fiesta, os dois conectores são bem aparentes: o cinza é o da primeira sonda e o azul, o da segunda sonda, que, neste carro, é do tipo standard.

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Conectores cinzas da segunda sonda lambda ligados ao

chicote auxiliar (conectores verdes) para os testes.

Importante: para fazer os testes, nunca deve se fazer qualquer tipo de perfuração no chicote ou na vedação do conector. Como não existe nenhuma alternativa à venda no mercado, o ideal é que o mecânico construa um chicote de testes a partir do chicote de uma sonda velha, assim pode espetar as pontas de provas do multímetro ou do osciloscópio sem comprometer o sistema no carro.

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Teste do sinal da sonda

Após conectar o chicote auxiliar, coloque o osciloscópio na escala de tensão e as pontas de prova ligadas aos fios preto e cinza do chicote auxiliar. Em seguida, ligue o carro e, após alguns segundos, comece a observar o gráfico. Para avaliar se a sonda está funcionando corretamente, basta ver o tempo de resposta entre misturas ricas e pobres.

O técnico Hiromori Mori, da NTK, atenta para o fato de que muitos mecânicos confundem o tempo de resposta da sonda com o tempo de resposta da injeção eletrônica. “Por isso, quando se usa o osciloscópio, devemos analisar o gráfico da seguinte forma: o tempo de resposta da sonda é equivalente apenas ao traçado de subida e descida, enquanto o tempo de resposta da injeção corresponde aos picos e vales do gráfico”, afirma.

Na segunda sonda, por ela ser standard, seu sinal começa linear e somente próximo dos 60 segundos é que começará a emitir um sinal mais claro. (A) Se o carro fica parado e funcionando em marcha lenta por muito tempo, a oscilação do sinal da segunda sonda irá identificar que o catalisador está saturado. (B) Quando atingir esta condição, acelere o carro por alguns segundos e solte novamente. Observe o sinal da segunda sonda: ao contrário do sinal da primeira sonda, que sempre apresenta oscilação constante em marcha lenta, o sinal da segunda sonda deve apresentar baixa oscilação. Se os dois sensores apresentarem velocidades de oscilação semelhantes, isto pode indicar que o catalisador está comprometido.(C)

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Se a oficina não possui osciloscópio, o teste pode ser realizado com o multímetro, conectando ao aparelho nos mesmos fios preto e cinza. Mas como a leitura de dados desse aparelho é bem mais lenta, não é a ferramenta mais adequada.

No caso da primeira sonda, para executar o teste mais próximo possível do ideal com o multímetro, primeiramente observe se o valor de tensão oscila constantemente entre 0V e 1V. Em seguida, acelere o veículo, forçando a mistura rica e provocando o sinal próximo a 1V. Solte o acelerador de uma vez e observe se o valor fica próximo de 0V, o que equivaleria ao gráfico linear no osciloscópio. No entanto, não é possível aferir o tempo de resposta.

Na segunda sonda, o seu sinal é mais estável, sem grandes variações. Quando a mistura está rica, a segunda sonda indicará sinal de mistura rica (tensão próxima de 1V). Quando a mistura está pobre a segunda sonda indica sinal de mistura pobre (tensão próxima de 0V).

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Um item a ser observado no painel do veículo é a luz LIM (sigla que significa “luz indicadora de mau funcionamento”), que faz parte do OBD-BR2. Esta indicação deve acender sempre que o catalisador estiver danificado, ou seja, quando o carro estiver emitindo mais gases poluentes do que deveria.

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Teste de alimentação do heater

As sondas, convencional (ou standard) e FLO, se diferenciam pela velocidade (em) que o heater aquece a sonda. Na convencional, o heater é alimentado pela tensão de bateria (12V) e faz a sonda atingir a temperatura ideal de trabalho, acima de 350ºC, em aproximadamente 60 segundos. Já na sonda FLO, o aquecimento deve ocorrer em aproximadamente 15 segundos, passando assim a emitir informações mais cedo, porém não receberá tensão constante de 12V e sim uma tensão que varia de aproximadamente 12V, quando a sonda está fria, a 5V quando a sonda está aquecida. Esta tensão é modulada através de um sinal PWM.

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Para fazer o teste na sonda standard, como é o caso do segundo sensor de oxigênio deste Fiesta, coloque o multímetro na escala de volts e ligue o veículo. Na sonda standard, a alimentação medida sempre deve ser a de bateria, sem alterações. Em uma sonda FLO, esse valor começa por volta de 12V, caindo algum tempo depois para próximo de 7V e, por fim, estabilizando em torno de 5V.

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Mais Informações: NGK/NTK (11) 3053-9514

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