سنسور اکسیژن

سنسور اکسیژن خودرو

حسگر اکسیژن یا سنسور لامبدا یک قطعه الکترونیکی است که نسبت اکسیژن موجود در یک گاز یا مایع را اندازه‌ گیری می‌کند. این نسبت به نام نسبت لامبدا خوانده می‌شود. در موتور احتراق داخلی این سنسور نسبت اکسیژن موجود در گازهای خروجی از اگزوز را اندازه‌ گیری می‌کند. مقادیر حاصل برای مدیریت موتور در سیستم‌های سوخت‌رسانی انژکتوری و کنترل آلاینده‌های حاصل از احتراق می‌رود. در واقع این حسگر میزان غنی یا رقیق بودن نسبت سوخت به هوای ارسال شده به موتور را اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از داده حسگر یک سیستم کنترلی فیدبک حلقه بسته مقدار سوخت ارسال شده به موتور را تصحیح می‌کند. این سنسور توسط شرکت بوش ابداع گردید و در دهه ۱۹۶۰ توسعه یافت.
جزء اصلی حس‌کننده این حسگر قطعه‌ای لوله‌ای شکل از جنس سرامیک زیرکونیا می‌باشد که توسط لایه‌ای نازک از پلاتین روکش شده است. این حسگر بر اساس پیل سوختی الکتروشیمیایی کار می‌کند و دارای یک طرف مبنا که در مجاورت با هوای اتمسفر قرار دارد و طرف دیگر در مجاورت گازهای اگزوز قرار می‌گیرد. دو الکترود آن یک ولتاژ متناسب با مقدار نسبت اکسیژن اگزوز به هوای آزاد ارسال می‌کند.
سنسورهای اکسیژن زیرکونیومی قدیمی ، فاقد گرم کن هستند. آن ها یک یا دو سیمه اند و پس از روشن شدن موتور در شرایط سرد ، چند دقیقه طول می کشد تا سیگنال تولید کنند. زیرا تنها گرمای اگزوز آن ها را به درجه حرارت عملکردشان می رساند. بنابراین ، ممکن است سنسور فاقد گرم کن در دور آرام سرد شود و یک سیگنال به منظور توقف سیستم کنترل موتور تولید نماید که نتیجه ی آن بازگشت عملکرد سیستم به وضعیت حلقه باز خواهد بود.

سنسور اکسیژن

در سنسور های زیرکونیومی هنگامی که مخلوط سوخت و هوا در حد استکیومتری است ولتاژ مبنا ۴۵۰mV تولید می‌شود وقتی سوخت رقیق است ولتاژ تا ۲۰۰mV کاهش می‌یابد. وقتی سوخت غنی است ولتاژ تا ۸۰۰mV افزایش پیدا می‌کند. ولتاژ تولید شده توسط حسگر غیر خطی است.

سنسور اکسیژن

رایج ترین نوع سنسور اکسیژن از جنس زیرکونیوم است ؛ اما نوع تیتانیومی و باند گسترده ی آن نیز وجود دارد.

سنسور اکسیژن تیتانیومی

در سنسور اکسیژن تیتانیومی از سرامیک خاصی استفاده شده و سیگنال متفاوتی نسبت به سنسور اکسیژن زیرکونیومی تولید می کند. سیگنال ولتاژ تولید شده با تغییرات نسبت سوخت و هوا دچار تغییر می شود. هنگامی که نسبت سوخت و هوا غنی باشد ، مقاومت سنسور دچار افت شده و به کمتر از 1000 اهم می رسد و در زمان رقیق شدن نسبت سوخت و هوا رو به افزایش می نهد و به بیش از 20000 اهم خواهد رسید. این کار سبب ایجاد یک نسبت سوخت و هوای استوکیومتریک یا ایده‌آل می شود. ECU موتور ، ولتاژ تغذیهء سنسور را تامین می کند (بسته به عملکرد، 1 یا 5 ولت ) و سپس تغییرات به وجود آمده در ولتاژ برگشتی از سنسور را که به سبب تغییرات مقاومت سنسور ایجاد شده ، می خواند. سنسور اکسیژن تیتانیومی تنها در برخی خودروها مورد استفاده قرار گرفته است. از جمله : برخی نیسان های قدیمی طی 1987 تا 1990 ، جیپ ها و ....

سنسور اکسیژن

ECUاز طریق خواندن اطلاعات سنسور اکسیژن ، مخلوط سوخت را در شرایط بالانس نگه می دارد. اگر ECU اطلاعاتی مبنی بر غنی بودن بیش از حد مخلوط سوخت دریافت کند ، پالس پاشش هر انژکتور را کوتاه تر خواهد کرد ؛ تا میزان سوخت تزریق شده در موتور کاهش یابد.این کار مخلوط سوخت را به سمت رقیق شدن سوق می دهد. اندکی بعد سنسور اکسیژن اطلاعاتی مبنی بر رقیق شدن مخلوط سوخت ( عدم سوخت کافی ) به ECU می فرستد . ECU نیز با افزایش پالس پاشش هر انژکتور نسبت به پیام دریافتی واکنش نشان داده که نتیجهء این امر تزریق سوخت بیشتر در درون موتور است . ایجاد این تغییرات در بالانس سوخت سبب ایجاد یک مخلوط سوخت متعادل شده که تا حدی به شرایط ایده‌آل نزدیک است. کل این فرآیند ، حلقهء کنترل فیدبک سوخت است و این امکان را به خودروهای امروزی می دهد که حداقل آلاینده ها را ایجاد نمایند. سنسور اکسیزن یک سنسور کلیدی در این حلقه است.
نحوه اتصال
سنسور اکسیژن با گرمکن دارای 4 سیم بوده که به صورت زیر متصل هستند.
پایه 1 برق 12 ولت مثبت از رله دوبل (سفید رنگ)
پایه 2 منفی از ECU که در ابتدا به صورت پالس بوده و در صورت صحت سنسور ثابت میشود.(سفید رنگ)
پایه 3 منفی ثابت از ECU (خاکستری رنگ)
پایه 4 سیگنال برگشتی به ECU (مشکی)

سنسور اکسیژن

عیب یابی:خرابی این سنسور معمولا با اخطار چراغ چک همراه است تست و بررسی آن با دستگاه دیاگ امکانپذیر است.شایع ترین مشکل آن خرابی گرمکن است که در این حالت ولتاژ برگشتی در 450mv ثابت باقی می‌ماند.

بعد از باز کردن سنسور اکسیژن از روی شکل ظاهری آن میتوان به مشکلات دیگری از خودرو نیز پی برد.