Sensor de NOx: Construção, localização de erros e avisos de reparação

O sensor de NOx é instalado em veículos a gasolina e a gasóleo, a partir da norma Euro 5/6 e permite o cumprimento dos rigorosos valores de emissão. Os dados do sensor são necessários para os respetivos sistemas de gestão do motor para calcular a taxa de recirculação dos gases de escape, a mistura ar-combustível ou a quantidade de injeção de ureia. O sensor é necessário para os veículos com injeção direta de gasolina, uma vez que estes produzem uma maior quantidade de óxidos de azoto devido à operação estratificada. Estes veículos possuem ainda um catalisador acumulador de NOx.

Nos veículos a diesel, o sensor é utilizado em combinação com um sistema de redução seletiva catalítica (Selective Catalytic Reduction - SCR). Aqui, a ureia é introduzida no fluxo de gases de escape, transformando os óxidos de azoto em azoto inofensivo (N2) e água (H2O). Ao registar os dados de medição relevantes para os gases de escape, o sensor de NOx permite que o sistema de gestão do motor otimize a dosagem de AdBlue®, assegurando assim uma redução eficaz dos óxidos de azoto nocivos para o ambiente. Assim que a temperatura de funcionamento requerida é atingida, o sensor de NOx mede permanentemente o teor de óxido de azoto nos gases de escape. Os valores determinados são processados pelo módulo de comando do sensor NOX e transmitidos, via barramento de dados CAN, para módulos de comando supraordenados como, por exemplo, o módulo de comando do motor ou do SCR. Com base nas informações recebidas, estes módulos de comando podem calcular a quantidade de AdBlue® que tem de ser injetada a montante do catalisador SCR, de modo a obter a redução necessária de óxidos de azoto. A temperatura de funcionamento necessária de aprox. 300° do sensor é assegurada por um elemento de aquecimento diretamente integrado na sonda. A unidade de sensor de NOx pode estar instalada individualmente ou na forma de par de sistema, no sistema de gás de escape. Isto depende da versão do sistema que está instalada no respetivo veículo. Se forem utilizados dois sensores, um está localizado a montante e o outro a jusante do catalisador SCR. O sensor a jusante tem a tarefa de monitorizar o desempenho do catalisador SCR. Assim é assegurado o funcionamento correto do sistema e uma regulação mais precisa dos sistemas de depuração dos gases de escape. Esta disposição contribui para o cumprimento dos limites de emissão cada vez mais rigorosos.

Os gases de escape entram na primeira câmara, através da barreira de difusão. Aqui estão integradas a primeira célula da bomba e uma célula de medição. O oxigénio residual nos gases de escape é determinado utilizando a célula de medição na primeira câmara. Uma outra célula de medição, com uma ligação ao ar exterior, serve de referência. A diferença entre o teor de oxigénio nos gases de escape e no ar de referência cria uma tensão entre as duas células de medição, que o módulo de comando do sensor utiliza como variável medida e controla, assim, a corrente da primeira célula da bomba. A célula da bomba transporta o oxigénio residual para fora da primeira câmara de medição. Os restantes óxidos de azoto (NOx) passam através de outra barreira de difusão para a câmara dois, que contém um elétrodo revestido. Este elétrodo divide cataliticamente os óxidos de azoto (NOx) em azoto (N²) e oxigénio (O²).

O azoto (N²) difunde-se para o exterior, passando por uma camada porosa. O oxigénio (O²) é transportado para o ar exterior, pela segunda célula da bomba. O módulo de comando do sensor regista a corrente da bomba da segunda célula da bomba e envia a informação processada, através do barramento de dados, para o módulo de comando do motor. Este sinal do sensor é processado e monitoriza, assim, a redução de NOx.

O funcionamento do sensor de NOX é monitorizado pelo respetivo módulo de comando do sistema supraordenado e, consequentemente, pelo diagnóstico a bordo (OBD). As falhas ou avarias relacionadas com os componentes, tais como operacionalidade incorreta, curto-circuitos elétricos ou interrupções de cabos, são diretamente identificadas e registadas na memória de erros. Assim sendo, deve-se primeiro proceder à leitura da memória de erros dos sistemas relevantes para os gases de escape, utilizando um aparelho de diagnóstico adequado. Os dados da comunicação do módulo de comando são a base para os trabalhos de localização de erros e para uma reparação bem-sucedida. Contudo, antes de iniciar diretamente com o diagnóstico alargado do módulo de comando, todo o sistema de escape deve ser inspecionado visualmente . Por norma, potenciais danos externos são facilmente percetíveis através de uma alteração no comportamento sonoro que podem ser causados por fissuras ou danos por corrosão nos tubos, ligações ou silenciadores. Os silenciadores e catalisadores instalados também devem ser verificados quanto a defeitos, como peças soltas no interior, agitando ou batendo no respetivo componente. A cablagem ou as conexões de ficha podem ter sido danificadas devido a influências ambientais, tais como sujidade, água ou sal na estrada. Por conseguinte, a conexão de ficha no módulo de comando também deve ser incluída no processo de localização de erros. Se não forem detetados quaisquer danos deve-se eventualmente controlar a alimentação de tensão e a comunicação do barramento de dados com um dispositivo de medição adequado, de acordo com as especificações do fabricante.