8/6/2019 Sistema de Injeo Eletrnica(UFMG) - Sonda Lambda (sensor de oxignio)
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Injeo Eletrnica
Sensor de Oxignio (sonda lambda)
Universidade Federal de Minas Gerais Introduo Engenharia Mecatrnica
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Equipe
Filipe Lage Garcia 2010017263
Universidade Federal de Minas Gerais Introduo Engenharia Mecatrnica
Trabalho apresentado para
avaliao na disciplina Introduo
Mecatrnica do Curso de
Engenharia Mecnica da Escola de
Engenharia da Universidade deMinas Gerais.
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Sistema de Queima de Combustvel
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ECU
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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.
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ECU
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Funcionamento (Localizao)
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Funcionamento (movimentao de ons)
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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.
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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.
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Elemento sensor: dixido
de zircnio
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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.
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Elemento sensor: dixido
de zircnio
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Funcionamento - Componentes
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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
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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.
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Tipos de Sondas Nmero de Fios
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Tipos de Sondas Elemento Ativo
Sonda de Zircnio
Sonda de Titnio
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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)
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Sonda Planar:
8 a 10 segundos para
aquecer
Sempre possui resistncia
Possui furos na grelha deproteo da cermica
(diferenciao visual)
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Tipos de Sondas - Banda
Sonda de Banda Estreita(EGO, HEGO)
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Sonda de Banda Larga(UEGO)
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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.
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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).
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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
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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.
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Manuteno
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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.
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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.
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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.
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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
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