Compreendendo os sensores básicos em um veículo moderno

Jul 24, 2023

Kunle Shonaike

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Kunle Shonaike

Os computadores só podem fazer o que foram programados para fazer. Se eles jogam lixo, jogam lixo fora. Em um computador de controle de motor automotivo (chamado de Powertrain Control Module ou PCM; o que é coloquialmente chamado de 'brainbox' em 'Naija motor speak'), os dados de entrada não são de um teclado, mas de sinais eletrônicos de vários sensores. Eles agem como os olhos e ouvidos do motor, ajudando-o a aproveitar ao máximo suas condições de direção. Conseqüentemente, o PCM não pode fazer isso se a entrada recebida estiver com defeito ou ausente. O sistema de controle do motor não entrará em "circuito fechado" se o PCM não receber um bom sinal do sensor de líquido refrigerante ou do sensor de oxigênio. Também não pode equilibrar a mistura de combustível corretamente se não receber boas entradas do sensor de posição do acelerador, sensor MAP ou sensor de fluxo de ar. O motor pode nem dar partida se o PCM não receber um sinal ou receber um sinal ruim do sensor de posição do virabrequim. Os sensores monitoram todas as principais funções necessárias para gerenciar o ponto de ignição, entrega de combustível, controles de emissão, mudança de marcha, controle de cruzeiro, redução de torque do motor (se o veículo tiver freios ABS com controle de tração) e saída de carga do alternador. Na maioria dos modelos de veículos mais recentes, o PCM também controla o acelerador. Não há ligação mecânica ou cabo (como costumava ser nos automóveis antes desta era da mecatrônica) entre o acelerador ou pedal do acelerador e o acelerador (comumente chamado de 'corpo do acelerador'). Entradas de sensor confiáveis ​​são uma necessidade absoluta para que todo o sistema funcione sem problemas. A seguir estão alguns dos tipos de sensores em um veículo moderno.

Sensor de refrigerante: Normalmente colocado na cabeça do cilindro ou no coletor de admissão, o sensor de refrigerante é usado para monitorar a temperatura do refrigerante do motor. Sua resistência muda proporcionalmente à temperatura do refrigerante. A entrada do sensor de refrigerante informa ao computador quando o motor está quente, para que o PCM possa entrar no controle de combustível de feedback de circuito fechado e lidar com outras funções de emissão (EGR, purga do canister, etc.) que podem depender da temperatura.

Estratégias do sensor de refrigerante: O sensor de refrigerante é um sensor bastante confiável, mas se falhar, pode impedir que o sistema de controle do motor entre em circuito fechado. Isso resultará em uma mistura de combustível rica, consumo excessivo de combustível e emissões elevadas de monóxido de carbono (CO); poluindo o meio ambiente - o que pode fazer com que o veículo falhe em um teste de emissões.

Um sensor ruim pode ser diagnosticado medindo sua resistência e observando uma mudança à medida que o motor esquenta. Nenhuma alteração, ou uma leitura aberta ou fechada, indicaria um sensor ruim.

Sensor de oxigênio (O2): Usado em motores carburados e com injeção de combustível desde 1981, o sensor de oxigênio (ou "sensor de O2", como é popularmente chamado) é o sensor chave no loop de controle de realimentação da mistura de combustível. Montado no coletor de escapamento, o sensor de O2 monitora a quantidade de oxigênio não queimado no escapamento. Em muitos motores V6 e V8, existem dois desses sensores (um para cada banco de cilindros).

O sensor de O2 gera um sinal de tensão proporcional à quantidade de oxigênio não queimado no escapamento. Quando a mistura de combustível é rica (ou seja, quando seu veículo está despejando e desperdiçando combustível), a maior parte do oxigênio é consumida durante a combustão, portanto, há pouco oxigênio não queimado no escapamento. A diferença nos níveis de oxigênio entre o escapamento dentro do coletor e o ar externo cria um potencial elétrico entre os sensores de platina e ponta de zircônio. Isso faz com que o sensor gere um sinal de tensão. A saída do sensor é alta (até 0,9v) quando a mistura de combustível é rica (baixo oxigênio) e baixa (até 0,1v) quando a mistura é pobre (alto oxigênio). A saída do sensor é monitorada pelo computador e é usada para reequilibrar a mistura de combustível para emissões mais baixas. Quando o sensor lê 'pobre', o PCM aumenta o tempo de funcionamento dos injetores para enriquecer a mistura de combustível. Por outro lado, quando o sensor lê 'rico', o PCM reduz o tempo de funcionamento dos injetores para tornar a mistura de combustível pobre. Isso causa uma rápida alternância de rico para pobre e vice-versa enquanto o motor está funcionando. Essas ondas uniformes resultam em uma mistura 'média' que é quase perfeitamente equilibrada para uma combustão limpa. A taxa de comutação é mais lenta em carburadores de feedback mais antigos, mais rápida em sistemas de injeção do corpo do acelerador e mais rápida em injeção de combustível sequencial multiportas. Se a saída do sensor de O2 for monitorada em um osciloscópio, ela produzirá uma linha em ziguezague que dança para frente e para trás de rico a magro. Pense nisso como uma espécie de monitor cardíaco para a mistura ar/combustível do motor.