Um carro é um sistema complexo com muitos componentes, cada um dos quais desempenhando uma função diferente. Um deles é um sensor de oxigênio, também conhecido como sonda lambda.
Projeto do sensor de oxigênio
Um sensor de oxigênio ou sonda lambda (da letra grega λ, que denota uma mistura de gasolina e ar) é um componente especial do motor de um carro para avaliar a quantidade de oxigênio livre remanescente nos gases de escapamento. De acordo com o princípio de funcionamento, o dispositivo é uma célula galvânica com um eletrólito sólido de cerâmica feito de dióxido de zircônio. Eletrodos condutores de platina são depositados sobre a cerâmica dopada com óxido de ítrio. Os gases de escape entram em um dos eletrodos e o ar da atmosfera entra no outro. Durante a operação, a sonda lambda aquece até 300-400 graus, o que torna possível medir o oxigênio residual. Nessa temperatura, o eletrólito de zircônio torna-se condutor e a diferença na quantidade de oxigênio no gás de exaustão e no oxigênio atmosférico resulta em uma tensão de saída nos eletrodos.
Se a concentração de oxigênio for a mesma em ambos os lados, o sensor de eletrólito está em equilíbrio e sua diferença de potencial é zero. Quando a concentração de oxigênio muda em um dos eletrodos, surge uma diferença de potencial, que é proporcional ao logaritmo da concentração de oxigênio no lado de trabalho do sensor. Assim que a mistura combustível atinge a composição estequiométrica, o teor de oxigênio nos gases de exaustão diminui centenas de milhares de vezes, levando a uma mudança abrupta no sensor, que é detectada por um dispositivo de medição de alta resistência (computador de bordo de um carro).
Função do sensor de oxigênio
O sensor de oxigênio não é um dispositivo independente. Opera com a participação de um catalisador de gases de exaustão destinado a oxidar substâncias tóxicas (hidrocarbonetos, óxido de nitrogênio e monóxido de carbono) a dióxido de carbono, água e nitrogênio em uma reação catalítica. O catalisador se torna eficaz (com neutralização de até 80% dos componentes) em uma faixa bastante estreita: em λ de 0,85 a 0,9, a potência máxima do sistema é fornecida, e em λ de 1,1 a 1,3 (a válvula borboleta de o motor a gasolina está totalmente aberto) é alcançada a maior economia de combustível. Um sistema de alimentação especial com injeção de combustível discreta (eletrônica), bem como o próprio sensor de oxigênio, estão envolvidos na obtenção dos indicadores exatos necessários para o funcionamento eficiente do motor de combustão interna. O controle sobre o consumo de combustível e o conteúdo de oxigênio permitem evitar vários problemas de funcionamento de todos os sistemas do motor.
