Sensores de oxigênio e eficiência do catalisador

Apr 18, 2023

Não importa se é um sensor de oxigênio tradicional ou um sensor de relação ar/combustível, ele mede a diferença nos níveis de oxigênio entre o ar externo e os gases de escape. Ao conhecer a quantidade de oxigênio nos gases de escape, o gerenciamento do motor pode controlar a quantidade de combustível injetado no motor para obter a melhor potência, eficiência e emissões possíveis.

Se for encontrado muito oxigênio no fluxo de escape, o motor está funcionando muito pobre. Se for medido muito pouco oxigênio no fluxo de escape, o motor está funcionando com excesso de combustível. Esta é uma visão geral muito básica de sensores de oxigênio e guarnições de combustível, mas a conclusão é que a quantidade de combustível queimado no cilindro determinará a quantidade de oxigênio nos gases de escape.

Este não é um processo perfeito. O módulo de gerenciamento do motor está sempre em busca do melhor tempo de abertura dos injetores. A concentração de oxigênio está sempre oscilando entre rica e magra. Quanto mais sensível for o sensor de oxigênio e os injetores de combustível precisos, as oscilações entre rico e pobre são menores. A relação ar/combustível mais recente ou sensores de banda larga podem detectar uma ampla gama de condições de combustível. Além disso, esses tipos de sensores aquecem até as temperaturas operacionais mais rapidamente.

As informações do sensor de oxigênio ou do sensor de relação ar/combustível permitem que o sistema de gerenciamento do motor ajuste os tempos de abertura dos injetores de combustível. Embora exista o número Lambda perfeito de 14,7 partes de ar para uma parte de combustível para a melhor combustão possível, muitos motores operam fora dessas faixas. Mas, nos limites do Lambda, oxigênio e combustível podem se combinar com nitrogênio, hidrogênio e carbono para formar compostos que não são bons para o meio ambiente.

Os sensores de oxigênio também monitoram a operação dos conversores catalíticos. Ao controlar o compensador de combustível, ele pode controlar a temperatura dos leitos do catalisador. O conversor catalítico começa a funcionar de 400 a 600 graus F. A temperatura operacional normal pode variar de 1.200 a 1.600 graus. Ao controlar as temperaturas, é possível controlar as reações dentro do conversor.

As reações dentro do conversor catalítico são monitoradas por um sensor de oxigênio na saída chamado de sensor a jusante. O módulo de gerenciamento do motor compara os dois sensores para ver se os níveis de oxigênio são reduzidos pelo conversor catalítico.

O monitor de eficiência do catalisador verifica se o conversor catalítico está operando com uma classificação de eficiência alta o suficiente para manter as emissões de escape dentro dos valores predeterminados. O PCM compara os sinais dos sensores de oxigênio a montante e a jusante para determinar o estado do conversor. Esses "testes" são chamados de monitores de prontidão.

O conversor tem uma classificação de eficiência calculada pelo fabricante do veículo. A eficiência do conversor está ligada ao ajuste de combustível do motor. A compensação de combustível é monitorada pelos sensores de oxigênio e é constantemente ajustada pelo PCM. Isso ajuda a manter o conversor na temperatura correta para uma operação mais eficiente. Uma das coisas que o conversor faz é armazenar uma certa quantidade de oxigênio nele. Se um motor estiver funcionando muito rico, ele não poderá armazenar oxigênio. Se estiver funcionando muito pobre, os níveis de oxigênio podem impedir que o conversor atinja sua faixa de aquecimento ideal.

A eficiência do conversor pode ser verificada com uma ferramenta de varredura, bem como observando a alternância de O2 entre rico e pobre. Os escopos de laboratório também podem ser usados ​​para monitorar a comutação. Quando a eficiência cair abaixo de um nível especificado e outros critérios forem atendidos, um código de eficiência será definido.

A maioria dos conversores começa com cerca de 99 por cento de eficiência quando novos e diminui rapidamente para cerca de 95 por cento. Contanto que a eficiência não caia mais do que alguns pontos percentuais, o conversor fará um ótimo trabalho de limpeza do escapamento. Mas se a eficiência cair abaixo de 92 por cento, geralmente acenderá a lâmpada MIL.

Os veículos mais novos precisam atender a um requisito de Veículo de Baixa Emissão (LEV) ainda mais rígido. Agora, há ainda menos espaço para margem de manobra. Uma queda na eficiência do conversor de apenas 3% pode fazer com que as emissões excedam os limites federais. O padrão LEV permite apenas 0,225 gramas por milha de hidrocarbonetos.