Afinal, o que é a sonda lambda?

Sonda lambda. Quase todo mundo ouviu falar, mas poucos sabem realmente do que se trata. A sonda lambda é um dos componentes mais importantes do motor, pois sem estes sensores o gerenciamento da combustão de forma eficiente seria impossível.

A sonda lambda, também conhecida como sensor de oxigênio, tem como função medir a variação entre o teor de oxigênio dos gases de escapamento e o nível de oxigênio no ambiente.

Nos motores de combustão, tanto a economia de combustível como o tratamento dos gases do escapamento só acontecem por causa da das sondas lambda. Graças a estes sensores, a emissão de poluentes dos motores diminui drasticamente bem como torna mais agradável sua utilização.

Este sensor deve o seu nome à letra λ (lambda) do alfabeto grego, que é usada para representar a equivalência entre a relação ar/combustível real e a relação considerada ideal (ou estequiométrica) de uma mistura. Quando o valor é inferior a um (λ < 1) significa que a quantidade de ar é inferior ao ideal, logo a mistura é considerada “rica”. Quando o oposto acontece (λ > 1), por ter excesso de ar além do ideal, a mistura é “pobre”.

A relação ideal -ou estequiométrica- usando um motor a gasolina como exemplo, deve ser de 14,7 partes de ar para cada parte de combustível. No entanto, esta proporção nem sempre é constante. Existem variáveis que afetam essa relação, desde condições ambientais –como temperatura, pressão do ar ou umidade– até ao funcionamento do veículo em si –como regime de rotações, temperatura do motor ou variação de potência exigida.

A sonda lambda ao informar a central eletrônica do motor da diferença do teor de oxigênio nos gases de escapamento e no exterior, permite que esta central ajuste a quantidade de combustível injetada na câmara de combustão.

O objetivo é conseguir o melhor compromisso entre potência, economia de combustível e emissões, aproximando o mais possível a mistura de uma relação estequiométrica. Ou seja, conseguir que o motor trabalhe da forma mais eficiente possível.

COMO ATUA?

A sonda lambda funciona de forma mais eficaz em temperaturas elevadas –pelo menos 300ºC- o que determinou que a sua localização ideal seja próxima do motor no coletor de escapamento ou na própria tubulação. Hoje em dia as sondas lambda podem estar junto do catalisador, com uma resistência que permite o seu aquecimento independe da temperatura dos gases de escapamento.

Atualmente, os motores podem ter duas ou mais sondas. Existem modelos que recorrem a sondas lambda localizadas antes e depois do catalisador, para medir tudo com a máxima eficiência.

A sonda lambda é composta por dióxido de zircónio, um material cerâmico que quando atinge os 300ºC  se transforma num condutor de ions de oxigênio. Desta forma, a sonda consegue identificar por meio de uma variação de tensão (medida em mV, ou milivolts) a quantidade de oxigênio presente nos gases de escapamento.

Uma tensão até cerca de 500 mV indica mistura pobre, acima disso reflete que a mistura está rica. É este sinal elétrico que é enviado para a centralina do motor, e que faz os ajustes necessários à quantidade de combustível injetado no motor de maneira constante.

Existe um outro tipo de sonda lambda, que substitui o dióxido de zircônio por um semi-condutor à base de óxido de titânio. Este não necessita de referência do teor de oxigênio do exterior, pois consegue alterar a sua resistência elétrica em função da concentração de oxigênio. Comparado com aos sensores de dióxido de zircônio, os modelos à base de óxido de titânio têm menor tempo de resposta, mas por outro lado, são mais sensíveis e apresentam um custo maior.

Foi a Bosch que desenvolveu a sonda lambda no final da década de 1960, sob a supervisão de Günter Bauman. Esta tecnologia foi aplicada pela primeira num veículo de produção em 1976, equipando os Volvo 240 e 260.