Sensor de Oxigênio

O sensor de oxigênio faz parte dos sistemas de injeção eletrônica que utilizam à estratégia de malha fechada (closed-loop), onde o sinal gerado pelo sensor de oxigênio tem a função de atualizar a ECU (Engine Control Unit) constantemente sobre a condição da queima, se baseando na concentração de oxigênio (por esse motivo se chama “sensor de oxigênio”.) encontrada nos gases de escape.

Com essa informação, a ECU faz as correções necessárias no tempo de injeção de combustível (Ti), gerando empobrecimento (reduzindo o Ti) ou enriquecimento (aumentando o Ti) da mistura ar/combustível, para garantir o funcionamento do motor sempre em condições ideais, formando uma mistura estequiométrica. Nos motores Flex, a ECU inicia o aprendizado da mistura,quando o sensor de oxigênio gera um sinal fora do padrão,ocasionado no momento da troca do combustível utilizado na queima (quando tinha etanol no tanque e abasteceu com gasolina, ou vice versa).

Sistema de exaustão dos gases modificado para testes de funcionamento do sensor de oxigênio utilizado pelos fabricantes na indústria automotiva.

Como exemplo de sistema de injeção que não utilizava a malha fechada, ou seja, que não tem o sensor de oxigênio, temos as motocicletas Yamaha que até o ano de 2009,quando a fase 3 do PROMOT foi iniciada,não trabalhavam em malha fechada. (FAZER 250cc, XTZ250 LANDER, XTZ250X, XT660R), posso afirmar que essas motocicletas são menos eficientes que as motocicletas com sensor de oxigênio, fabricadas a partir de 2009. Se for adquirir uma motocicleta usada, de preferência para os modelos com sensor de oxigênio.

Motocicletas Yamaha, desde 2005, com injeção eletrônica, porém sem o sensor de oxigênio.

Com a ajuda do amigo Daniel Ribeiro, do Motosblog,elaborei essas questões com resposta,para um melhor esclarecimento sobre o sensor.

1) O sensor se desgasta? Quanto tempo dura um sensor?

Sim, o sensor se desgasta com o tempo, pela construção do seu elemento em cerâmica, pelo contato direto com os gases de escape em altas temperaturas e com contaminantes originários do combustível usado, e esse desgaste pode ser acentuado quando o motor está fora dos padrões de funcionamento.

O sensor tem vida útil que varia dependendo do modelo do sensor. Quanto mais recente a versão (hoje, o sensor IsoHEGO tipo planar), maior a vida útil. Não vou passar números, porque cada fabricante tem um numero diferente para a vida útil do sensor, porém, todas afirmam que um motor desregulado reduz essa vida drasticamente.

2) Existe sensor “racing”, próprio para competição? Ou são todos iguais?

Para análise da queima em motores de competição, usa um sensor de oxigênio chamado “banda larga” (Wideband lambda sensor). Ele é muito preciso e indica exatamente qual é a condição da queima e informa com auxilio de um indicador (gauge) junto com um condicionador do sinal, essa condição da queima em fator lambda, e em alguns modelos em AFR (Air Fuel Relation=Mistura Ar Combustível) também. Tanto que hoje é aplicado em veículos leves com injeção eletrônica diesel,pois o sensor comum não consegue controlar uma queima tão pobre, como a do diesel.

Os sensores de oxigênio não são iguais. Para cada aplicação (motor de carro ou de motocicleta) existe um sensor de oxigênio específico para obter maior eficiência nas leituras, e no controle da queima, pois pode variar pela posição de instalação do sensor no escapamento a temperatura que o sensor está exposto, consequentemente, a sua eficiência na leitura e sua vida útil. Existem sensores não aquecidos e aquecidos, com massa aterrado ou massa isolado e com 3 tamanhos diferentes.

Ilustração de um Sensor de oxigênio aquecido em corte.

3) Combustível ruim pode estragar o sensor?

Sim, os aditivos como sílica ou solventes,quando acima dos limites permitidos pela legislação, podem contaminar o elemento, tornando ele inoperante.

4) Existe conserto para sensor? Ou só trocando por um novo?

No caso de uma avaria do sensor, não existe conserto. Apenas a substituição por um novo. Você com certeza vai escutar alguém afirmar que é possível limpar, que ele vai funcionar novamente, mas isso não funciona.

5) O que acontece se eu rodar sem o sensor? Há como desligar o sensor?

Ao se desligar o sensor de oxigênio do sensor, desconectando ele da injeção, a ECU irá trabalhar em “malha aberta”, onde não há correção da queima. Prejudicando assim a eficiência do motor. Há como desligar o sensor, porém a lâmpada de avarias irá acender, mas existem módulos de competição, como o POWERCOMMANDER, que “enganam” a ECU, simulando o sinal do sensor de oxigênio, para obter mais potência do motor, usando um conector igual ao do sensor com resistores. O objetivo do conector com resistores é fazer com que a ECU não entre em malha aberta, após detectar que o sensor está desconectado. 

Conector eliminador do sinal do sensor de oxigênio, usado no Powercommander.

6) Ao trocar a ponteira de escapamento por um modelo esportivo, é necessário trocar o sensor?

Ao trocar a ponteira do escapamento, não é necessário trocar o sensor, o que é necessário é comprar um escapamento que tenha fixação para o sensor idêntica ou em local bem aproximado que o original estava fixo. Existe todo um trabalho de pesquisa e desenvolvimento para posicionar o sensor na melhor posição, buscando eficiência na leitura, e não somos nós que vamos mudar sem analisar antes, não é?

7) Qual é o sinal gerado pelo Sensor de Oxigênio?

Na injeção eletrônica cicla constantemente em uma faixa entre 0 e 1V,com o motor aquecido.Em sistemas carburados (no caso da instalação de um sensor com Hallmeter,ou multimetro),o funcionamento do sensor difere da injeção eletrônica,pois não há correção do volume de combustível queimado..Um sinal estabilizado sem oscilação com valor aproximado de 450mV,constante,isso se o motor estiver original,sem adaptações como filtro esportivo,aumento de taxa de compressão,turbo entre outras.

Sinal do sensor de oxigênio visualizado com o uso do osciloscópio digital.

 8)Como posso testar o sensor para saber se está funcionando?

Com o auxilio de um scanner (ferramenta de diagnóstico automotivo), com o osciloscópio (a melhor e mais precisa ferramenta de análise de sistemas elétricos, porém o custo é muito alto), com um hallmeter,ou com um simples multímetro.Apenas lembrando que o sinal gerado é TENSÃO CONTÍNUA(VDC),dou ênfase a essa observação pois já vi profissionais afirmando que é tensão alternada porque o sinal”fica fazendo ondinha”.Erro grave,e você não conseguirá interpretar nada.Outro detalhe importante é fazer a verificação do sinal do sensor apenas quando o motor estiver aquecido,em motores com refrigeração líquida,faça a medição após o eletroventilador ser ativado.

Multimetro ou Hallmeter podem ser utilizados na verificação do sinal do sensor de oxigênio.

Enfim, o assunto é extremamente complexo e longo, o objetivo é apenas apresentar o sensor e sua importância na injeção eletrônica atual,e com o tempo irei falar mais sobre ele, se tiver alguma duvida sobre o texto,ou encontrou algum erro,por favor deixe um recado!