Autor Tópico: Sonda Lambda - Como funciona!  (Lida 3942 vezes)

intercept

  • Visitante
Sonda Lambda - Como funciona!
« Online: 21 de Fevereiro de 2011, 22:28 »
Oi pessoal, espero poder ajudar.
Eu sou profissional no assunto. Conheço de mecânica de motos à + de 30 anos. Trabalho com injeção, com alto nível de informação a 14 anos. hoje invento e fabrico equipamentos para oficinas e alguns poucos para o consumidor. Também sou professor de Injeção e Reprogramação de ECU de motos. Escrevi para uma revista uma Coluna especializada em I.E. durante 2 anos. Já dou informações técnicas em muitos Fórums, sempre na intenção de ajudar. O assunto é totalmente desconhecido da maioria dos consumidores e infelizmente de mecânicos também.

Conheçam o meu site e vejam Dicas Técnicas
www.powerchip.com.br


Esta matéria foi escrita no início de 2009 por mim para a revista Pro Moto.

Sonda Lambda
Que bicho é esse?
É um componente do Sistema de Injeção Eletrônica pouco conhecido tecnicamente pelos mecânicos e proprietários de motos e por isso mesmo existem conceitos errados sobre seu funcionamento e diagnósticos, trazendo prejuízos. Como a nossa missão nesta Coluna é informar corretamente sobre esta tecnologia de alimentação de motores aos leitores da revista Pro Moto, decidimos abordar logo o tema.  O que também reforça a nossa intenção é que cada vez mais modelos, inclusive de baixa cilindrada, vão adotar a Sonda Lambda a partir de 2009. Temos notícias que até uma Honda 100 Biz usará esta tecnologia.

O que é.
A Sonda Lambda também conhecida com Sensor de O2 (Oxigênio) é feita de um elemento cerâmico de Zircônio que quando submetido aos gases do escapamento (fica instalada no escape), aquecido a 300 graus, gera uma variação de tensão entre a diferença de oxigênio presente nos gases da queima comparados aos 21% de oxigênio presente no ar. Com esta diferença é possível saber o percentual de ar nos gases queimados do escapamento. Com este sinal emitido pela Sonda, a ECU sabe o resultado da queima e conseqüentemente se a mistura ar combustível está ideal, pobre ou rica, fazendo correções necessárias visando menor emissões de poluentes e consumo. É um re-controle do Sistema de Injeção Eletrônica. A ECU calcula a mistura ideal, verifica o resultado da queima e corrige em tempo real. Por isso os Sistemas de Injeção equipados com Sonda Lambda são classificados como “Close Loop” ou Sistema Fechado, Malha Fechada, Circuito Fechado, etc.
Note que o objetivo é melhor economia e diminuição de poluentes, isso será importante para o entendimento geral.

Classificação
Os tipos de sonda são classificados por banda de trabalho, aterramento e tempo de ação.
Para a Sonda funcionar corretamente ela tem que estar numa temperatura aproximada de 300 graus. No escapamento os gases chegam a esta temperatura facilmente, mas o problema é o tempo que levam a atingir esta temperatura. O motor passa toda fase de aquecimento sem ter o sinal da sonda, portanto sem correção...Justamente na fase que o motor é mais poluente a ECU não pode fazer nada para amenizar isso. Pensando nisso, inventaram a Sonda Lambda aquecida eletricamente. Isso mesmo, uma resistência gera aquecimento com a tensão da bateria, semelhante a uma resistência de chuveiro. Consegue-se então a diminuição de tempo de funcionamento e estabilidade de sinal. Conseqüência.....Menor emissão de poluentes.
O funcionamento é baseado em sinal de tensão gerado na Sonda. Isso mesmo, basta colocar uma Sonda Lambda num escapamento com motor funcionando que ela começa a enviar sinal. Interpretar este sinal, exatamente com a ECU faz é que possibilita a análise de funcionamento de um motor. Em qualquer fase de funcionamento desde a Partida, Aquecimento, Marcha Lenta, Aceleração, Carga Estável x RPM, Plena Carga e Desaceleração, existem um sinal correto para avaliação. Esta tensão varia de 0 a 1V nas Sondas de Banda Normal e de 1,5V a 3,5V nas de Banda Larga (Wide Band). A diferença entre ambas é a precisão. Como a Sonda Banda Larga trabalha numa faixa maior de tensão, tem maior precisão. Mas é difícil ver Sondas Banda Larga nos sistemas por causa do custo, cerca de 100% maior. Mas um dia todas as motos terão Sonda WB (Banda Larga) porque o preço cai de acordo com a produção. Hoje já é 300% mais barata do que a 6 ou 7 anos atrás.
O aterramento pode ser identificado pelo numero de fios de uma Sonda. Existem Sondas de 1, 3, 4 e 5 fios.
A Sonda de 1 fio tem aterramento na carcaça do sensor com o escapamento e o único fio é o de sinal de tensão. Para uma Sonda ser aquecida exige a chegada de 2 fios, um 12V vindo da bateria e um aterramento. A sonda de 3 fios tem aterramento direto na carcaça do sensor com o escapamento, igual à sonda de 1 fio, mas tem aquecimento. As de 4 e 5 fios não aterram na carcaça e no escape, o aterramento é fornecido pela ECU conhecido como Negativo Referencia. A Sonda de 5 fios é exclusivamente Banda Larga.

Programação e rotinas
Num sistema de Injeção com Sonda Lambda, a ECU tem o processamento diferente, geralmente mais rápido e com memória maior para permitir mais tabelas de cálculo. Uma porta de entrada do Processador fica responsável por receber o sinal de tensão da Sonda e converter em Fator Lambda. É através deste Fator (grandeza) de medição que a ECU vai fazer as correções na mistura. Uma tabela (mapa) é inserida no programa com o nome de Lambda Target (Lambda Alvo), ou seja, o Fator Lambda ideal que deve ser lido pela Sonda versus RPM x MAP ou TPS. Se o sinal da Sonda tem um desvio comparado a este mapa, a correção de mistura é feita. Se a Sonda informa mistura pobre, a ECU aumenta combustível, se informa mistura rica, a ECU diminui. Esta correção é geralmente no máximo 4% a 5% no Tempo de Injeção. Isso porque a Tabela Base de Combustível é que deve ser mais próxima do ideal possível e as correções são tabelas acessórias, como explicamos em matérias passadas da Coluna.
Mas esta correção tem condições especiais para ser aplicada e é aqui que muitas pessoas se enganam.
O objetivo das emissões manda novamente.
Durante a condução de um veículo, a maioria do tempo se fica com Carga Estável. Para compreender melhor, o condutor arranca o veículo, fazendo uma aceleração e trocas de marchas, depois mantém a velocidade e rotação constante durante o percurso. Nesta fase de condução, chamada de Carga Estável, pode-se diminuir a quantidade de combustível e também as emissões com uma mistura mais pobre. Durante uma aceleração é necessário mais combustível, uma mistura mais rica, senão o motor não sobe de giro, o que torna desaconselhável diminuir o combustível na mistura. Então, os Engenheiros só conseguiriam baixar as emissões na fase de Carga Estável, que inclui Marcha Lenta, fazendo a ECU corrigir a mistura com base no sinal da sonda. Em muitos casos, um determinado percentual ou ângulo de Borboleta determina a fase até onde a correção será aplicada, tipo até 70% de TPS. A partir deste ângulo, o sinal da Sonda é desprezado. A temperatura também é determinante para a correção da ECU em função da Sonda. A Sonda envia sinal o tempo todo, independente da condição da mistura ou fase do motor. Se o motor está fazendo uma aceleração, a Sonda vai mostrar mistura rica, mas não há correção pela ECU como já explicamos. Se o motor está em desaceleração a Sonda também mostrará mistura pobre também não há correção por ser totalmente desnecessário.

Agora que explicamos como funciona o sistema de injeção com Sonda Lambda, você mesmo poderá avaliar se os conceitos que são espalhados por aí, fazem algum sentido.

Chamam de Sistema Inteligente
Vejam o que achei escrito por membros de Fórums de motos por aí.

“Não tenho nenhuma informação de oficinas que reprograma chip de motos. Por ser i.e., acredito que a simples troca de escape já altera o desempenho, a menos que a Lander não tenha tecnologia para leitura dos gases de escape que, aumentando o fluxo com o novo escape, a injeção é corrigida (mais fluxo) automaticamente, passando a injetar mais gasolina e com isso aumentando o desempenho.”

“As motos nacionais com injeção eletrônica (XT 660, Lander e Fazer) não dispõe da Sonda Lambda, que é esse sensor no escapamento, portanto não fazem esse tipo de ajuste.
Por isso ainda são injeção eletrônica burra, a tecnologia ainda está um pouco atrás das dos carros”

Como puderam notar, dizem que Sistema de Injeção que tem Sonda, corrige a mistura sozinha  (sistema Inteligente) quando se coloca um escape ou filtro de ar esportivo......Acho que você, leitor da PRO MOTO não vai entrar nessa. Só se for em algum veículo de outro planeta meu irmão.....Talvez de Marte!
Toda Tabela de Correção tem limites em percentual. A tabela da Sonda corrige sim, mas de 4% a 5% máximo e somente em Carga Estável. Nunca em Aceleração, que é a fase que mais sofre com mistura pobre trazidas por estas modificações. Além disso, este fator de correção não é suficiente para auto-ajustar a mistura como alguns acreditam. A necessidade para estes casos sempre é de 10% pra cima. Mesmo que corrigisse em Aceleração a correção seria ao contrário. A mistura sempre será ligeiramente rica nessa fase, mesmo com a falta provocada pelas modificações, então a correção seria empobrecer a mistura....! Sem combustível o motor não acelera.
Tem pessoas que acham que a ECU vai diminuir combustível e espalham outra inverdade pela falta de conhecimento. Aconselha a quem colocou um escape esportivo, tirar a Sonda para permitir que a ECU aumente o combustível..... Os escapes esportivos nem tem flange para a Sonda. Um absurdo. Não sei qual das duas idéias é mais infeliz.
A Tabela Base de Combustível é que tem que ser alterada para o novo volume de ar que entra e sai do motor e isso só com Reprogramadores ou modificando o software da ECU. Os automóveis tem Sistemas com Sonda a muitos anos e passei os últimos 11 anos ajustando tabelas de ECU de carros com escape, filtro, etc. Todos estavam com mistura pobre.

O Diagnóstico de Defeitos
Quando um motor injetado tiver problemas, os mecânicos sem o devido conhecimento, mas equipados com um Scanner (Equipamento para Diagnóstico Eletrônico) ou verificando Códigos de Diagnóstico vão com certeza, encontrar o Código referente à Sonda Lambda. Pronto, pensarão eles, é só trocar a Sonda que tudo estará resolvido.
O proprietário vai morrer numa grana preta pra trocar a Sonda e dois dias depois o mesmo defeito reaparece...... A Sonda é o “nariz da mistura”. Se algum componente da Injeção falha ou mesmo um defeito mecânico, como uma vela queimada, a conseqüência estará sendo sentida pela Sonda, que poderá travar com mistura muito rica ou muito pobre. Ou seja, ela é conseqüência e não causa do defeito. A maioria dos defeitos virão acompanhados de Códigos de falhas de Sonda.
A Sonda pode realmente estar com defeito, ter acabado a vida útil ou até ter travado definitivamente em conseqüência do excesso de combustível não queimado que desceu pelo escape, mas é necessário checar tudo antes e condená-la.
O Mecânico bem preparado aproveitará o sinal da Sonda para diagnosticar a possível falha, isso é possível com um  Analisador de Mistura ou pra quem fez um bom Curso de Injeção. Uma Sonda e informações corretas, torna-se o “Céu na Terra” para os Preparadores, que tem um importante parâmetro de mistura para avaliar potência dos motores. Desliga o “Achômetro” e liga uma análise digital de mistura. Instalar uma Sonda num escape, ler e interpretar seu sinal. Basta isso para ter ajuda extra num diagnóstico.
O mecânico mal preparado troca a peça sem pensar e tem como resultado o prejuízo para o dono da moto.


Boa essa não? Com certeza vai livrar muito nego de morrer numa Sonda boa.....

Intercept

Offline Rogério Ayres

  • ER-6N
  • *****
  • Mensagens: 1310
    • Ver perfil
    • Acesso Crachás
  • Minha moto: ER6N-Preta ABS
  • Onde Moro: Santos - SP
Re:Sonda Lambda - Como funciona!
« Resposta #1 Online: 22 de Fevereiro de 2011, 10:22 »
Obrigado pelo post da matéria. Tenho a seguinte dúvida em um escape esportivo ( ex. Roncar-Coyote ) tem o orifício para instalar a sonda após o escape instalado ( com a sonda ) tive alguns colegas que identificaram através do scaner que a mistura esta muito pobre. O escape esportivo permite uma maior passagem de gases, diante disto como pode ser corrigido esta questão da mistura ? Me diseeram que a ECU da ER-6N é fechada e você não consegue "inserir" um mapeamento diferente, somente instalando um power comamndo, podería nos dizer algo sobre isto ? Inclusive li algumas matérias onde dizem qua na ER-6 não tem nada a fazer o ganho é ridículo pelo investimento feito !

intercept

  • Visitante
Re:Sonda Lambda - Como funciona!
« Resposta #2 Online: 22 de Fevereiro de 2011, 17:59 »
Oi Rogério, vou responder uma parte aqui, a respeito de Sonda Lambda. Vc se importaria em fazer esta outra parte da sua pergunta no Tópico apropriado, que seria o de ECU?

Bom, primeiro teríamos que saber se quem identificou esta mistura pobre sabe bastante sobre esta leitura?   Porque se ele não tiver segurança absoluta, estará falando algo errado. A leitura de Sonda pelo scanner disponível é lenta demais...se comparada à um Analisador de Mistura esta leitura é uma tartaruga. Mas apesar disso, um técnico com bom conhecimento (eu consigo ler), sabendo do atraso pode verificar a mistura pelo menos em lenta e aceleração inicial. Em média e alta também seria possível num dinamômetro. Mas normalmente os Dinamômetros têm Analisador de Mistura próprio, que gravam junto com os dados de potência x RPM. Eu quando faço um remapeamento ou acerto em reprogramadores prefiro usar o do dinamômetro.

Pelo meu conhecimento, alguns testes e verificações de leitura de mistura com escape esportivo eu diria que este motor teria excesso em Marcha Lenta e baixas rotações.  Falta de combustível mesmo só em média rotação (com carga alta) e altas rotações (com carga alta e média). Esta característica, contrariando a lógica de pensamento ou conhecimento de mecânicos de motos carburadas (nelas, acontece exatamente isso), se dá por causa do Sensor de Pressão do Coletor. Um escape vai aumentar a vazão de ar dentro do cilindro, porque escapa os gases queimados + rápido, também faz a admissão ser maior e mais rápida um pouco. Como este Sensor mede a pressão (leia-se quantidade, volume) de ar dentro do Coletor de Admissão, ele vai aumentar o sinal enviado a ECU, que se traduz em + combustível em Marcha lenta e acelerações iniciais...também coloca + combustível em desaceleração, que costuma causar tiros no escape, devido a mistura rica, em ambiente quente e com injeção de oxigênio puro do Sistema de Indução de Ar (SAI).

Só que todas as Kawasakis que tive a oportunidade de colocar no Dina e analisar mistura estavam corretas, dentro do padrão default mesmo com escape e filtro.
Diria que é a única marca japonesa que vem com mistura bem acertada.
Em algumas com escape e/ou filtro eu consegui ganhar ou recuperar potência perdida, mas em outras não surtiu resultados expressivos, ganhos do tipo 2 a 4 CV são desconsiderados por mim.
Se não houver correção de mistura não existe ganho de potência.....A não ser em outros casos de restrições  e avanço de motos superesportivas.

Coloquei uma ER6-N no dina, com escape ou ponteira, re-acertei mistura e o ganho foi de 7 a 9 CV na rampa de aceleração (se não me engano), não no pico de potência. Foi um Mapa demorado, reagiu lentamente e muito detalhado.
Assim que eu reinstalar o software do dinamômetro no meu PC, posso reabrir este teste e posto os gráficos de potência antes e depois. É que este software do dina deu pau e no momento não tenho uma cópia disponível.

Para corrigir mistura rica em baixa ou falta em média e alta só usando reprogramadores anexados ou entrando no software da ECU. Responderei sobre reprogramação lá no tópico ECU.