Conversor catalítico de três vias e sensor lambda
Função, controle e redução dos gases de escape
O moderno sistema de controle de motor em motores quatro tempos a gasolina (ciclo Otto) é responsável pelo pós-tratamento eficiente dos gases de escape, proporcionando menos consumo de combustível e redução dos gases de escape prejudiciais ao meio ambiente. O conversor catalítico (catalisador) de três vias controlado converte os gases de escape/emissões brutas, como NOx, CO e hidrocarbonetos, em CO₂, água e nitrogênio a partir de uma determinada temperatura. A relação ar-combustível é crucial para isso. O controle lambda preciso com sensor de tipo estreito (salto) ou de banda larga localizado antes do catalisador, mede a quantidade de oxigênio restante nos gases de escape.
Esse valor permite que o sistema de gerenciamento do motor calcule a quantidade de combustível a ser injetada de modo que a mistura ar-combustível queime em uma relação estequiométrica e, portanto, queime de forma ideal. Os sensores de monitoramento depois do catalisador monitoram a operação do catalisador através da medição do conteúdo residual de oxigênio e detecta defeitos em estágio inicial. Neste artigo, você aprenderá mais sobre o comportamento da temperatura, o controle do motor e o papel dos sensores lambda em veículos modernos. Como funcionam os catalisadores de três vias e para o que precisamos deles? Você encontrará mais explicações sobre sensores de regulagem, sensores de monitoramento e sensores lambda neste artigo.
O sistema de pós-tratamento dos gases de escape com um catalisador de gases de escape
Durante a combustão, são geradas emissões brutas como monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx), dióxido de enxofre e hidrocarbonetos nos cilindros tanto do motor a gasolina quanto naqueles a diesel. Através do pós-tratamento dos gases de escape, essas emissões brutas são transformadas em gases de escape menos nocivos. O ideal é que restem apenas nitrogênio, dióxido de carbono (CO₂) e água.
O método clássico de pós-tratamento dos gases de escape em motores quatro tempos é o "conversor catalítico de três vias controlado". Aqui ocorrem paralelamente três reações químicas de redução e oxidação. Com auxílio da sensor lambda a montante do catalisador, também conhecido como sensor de regulagem, o valor lambda é calculado. Esse valor indica a proporção de ar-combustível na mistura.
Usando esse valor como variável de entrada, o computador do veículo controla a adição de combustível para obter uma combustão eficiente e, consequentemente, a oxidação completa. Isso melhora o desempenho do motor e reduz a emissão de poluentes.
A função do sensor lambda
O sensor lambda, também conhecido como sensor de oxigênio, é um componente central no sistema dos gases de escape de veículos com motor quatro tempos a gasolina. As principais funções do sensor lambda são a medição do teor de oxigênio nos gases de escape e o controle da relação ar-combustível. O teor de oxigênio nos gases de escape indica se a mistura ar-combustível é muito rica ou muito pobre. A unidade de controle do motor usa as informações do sensor lambda para regular a mistura de modo que seja o mais estequiométrica possível (relação ar-combustível de lambda = 1). Só então o catalisador de três vias pode converter eficientemente todos os poluentes.
Ou seja, o sensor lambda também é um componente importante para monitorar a função geral do catalisador e o pós-tratamento dos gases de escape no veículo. Se os valores medidos pelo sensor lambda não estiverem corretos ou se os sinais do sensor de regulagem e dos sensores de monitoramento forem muito semelhantes, isso indica que dificilmente há purificação do gás de escape no catalisador, ou seja, o conversor catalítico está com defeito e o OBD (diagnóstico de bordo) relata uma falha.
Vídeo – Como funcionam o catalisador de três vias e o sensor lambda
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