Sensores de detonação (knock) e oxigênio (O2) funcionam como dispositivos de detecção de variações no desempenho do motor automotivo. Sensores de detonação monitoram ciclo de combustão, determinando se combustível queima limpa e eficientemente ou antecipadamente, "ouvindo" ou detectando vibrações audíveis de detonação durante disparo do cilindro. Sensores de oxigênio, montados no sistema de escape, detectam níveis de oxigênio não queimado nos gases após combustão. Ambos enviam informações ao ECM (módulo de controle do motor) para ajustar injeção de combustível ou modificar tempo de ignição. Existem diferenças básicas entre função de sensores de detonação e oxigênio.
Sensor de detonação é pequeno componente tipo tampa ou plug com extremidade rosqueada que parafusa no bloco do motor perto de cilindros ou válvulas, frequentemente na traseira do motor. Incorpora pequeno cristal piezo e resistor shunt internamente, projetado para captar vibrações de detonação mínimas ou fortes no(s) cilindro(s). Informação transmitida ao ECM por fios conectados ao sensor.
Detonação ou "batida de pino" durante operação do motor resulta de pré-ignição. Pré-ignição ocorre se combustível tem octanagem errada, tempo incorreto, queima irregular e, em alguns casos, pontos quentes no cilindro. Pequeno elemento sensor tipo microfone dentro do sensor lê características anormais de queima por vibração e envia sinal elétrico ao ECM. ECM reage diminuindo tempo de ignição em pequenos incrementos (geralmente 2 graus) até vibrações/detonacões diminuírem e eliminarem. Sinais de vibração podem ser inaudíveis ao ouvido humano, tornando sensores altamente sensíveis.
Sensor de oxigênio é componente tubular pequeno que rosqueia no coletor de escape ou tubo de cabeçote antes do catalisador. Alguns veículos têm múltiplos sensores — até quatro — antes do catalisador e alguns atrás no tubo de escape. Sensor tem elemento sensor de dióxido de zircônio, contato aquecedor, elemento aquecedor e conector com fios ao ECM. Sensor vedado contra umidade e contaminação em carcaça sólida.
Sensor detecta oxigênio não queimado após gases de combustão saírem dos cilindros. Mistura ar-combustível rica demais = menos oxigênio; pobre demais = mais oxigênio. Sensor envia info ao ECM, que ajusta proporção ar-combustível via injeção para promover disparo mais suave/uniforme dos cilindros e emissões mais limpas para desempenho pico do catalisador. Como leitura de oxigênio depende de pressão barométrica, temperatura do ar, refrigerante, carga do motor e fluxo de ar, ajustes do ECM flutuam constantemente para compensar, alternando entre misturas mais pobres/ricas.
Sensor de detonação usa dispositivo de escuta para detectar vibrações no disparo do cilindro e envia ao ECM, que faz pequenos ajustes no tempo de ignição. Sensor de oxigênio relata info baseada na proporção combustível/ar entregue aos cilindros via elemento sensor. Sensores de detonação defeituosos permitem ruídos de pré-ignição aumentados, falhas de ignição, backfires, aceleração irregular. Sensores O2 defeituosos permitem mistura rica fixa, resultando em consumo alto, emissões nocivas excessivas e falha estrutural do catalisador. Condições ricas demais fazem veículo falhar em teste de emissões e mostram código de erro no painel.
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