Nos carros com motor a combustão, usando gasolina, a eficiência da combustão acontece na porporção de 14,7 kg de ar por 1 kg de combustível. Se houver mais combustível, mistura rica, sobra combustível na queima e provavelmente geramos carbono residual, um tipo de fuligem que carboniza o motor. Já com mais ar na mistura, obtém melhor consumo de combustível e melhor aproveitamento do catalisador, mas perde-se na potência gerada.
As sondas são sensores que informam a ECU do carro qual a proporção da mistura ar/combustível medida através dos gases na combustão antes e depois do catalisador.
o sistema varia a proporção da mistura para atender a diferentes situações, como por exemplo partida à frio, desaceleração(cut-off) e plena carga:
lambda = 1 : a mistura está na faixa ideal da proporção estequiométrica de 14,7 : 1
lambda < 1 : a massa de ar admitida é menor que a massa de ar necessária, mistura rica
lambda > 1 : menos ar admitida que a massa de ar necessária, mistura pobre.
Raramente temos a sonda indicando lambda=1 (0.5 v), já que a ECU do carro tentará atender a demanda do condutor, por exemplo nas situações em que exige-se potência, o sistema irá enriquecer um pouco a mistura para atender a demanda para mover o carro.
Caso atingida a temperatura ideal de funcionamento do catalisador e se o motor estiver em rotação constante e com pouca abertura da borboleta a ECU tentará manter a mistura ideal de 14,7:1, o que maximiza a eficiência do catalisador e economia de combustível.
A sonda lâmbda tem a ponta em zircônio, revestida internamente e externamente por uma camada de platina. Por dentro possui uma quantidade de ar chamada de "ar de amostragem", e a parte externa fica em contato com os gases do escapamento. É esta parte externa da sonda que mais sofre, pois pode ser facilmente atacada por elementos como chumbo presente na gasolina, que pode inutilizá-la. Mais um motivo para temer combustível adulterado ou de baixa qualidade.
A cabeça em zircônio, um eletrólito, tem facilidade de atrair as moléculas de oxigênio, e é da comparação do ar de amostragem (da parte interna da cabeça da sonda) e dos gases do escapamento (da ponta externa da cabeça da sonda) é que se obtém a leitura da sonda. A diferença de concentração de oxigênio gera uma tensão que é lida pela ECU do carro.
A faixa de trabalho da sonda é de 0,2 a 0,8 milivolts, leituras de 1 milivolt gravam um erro no sistema.
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