سنسور اکسیژن خودرو و نحوه عملکرد آن

سنسور اکسیژن چیست؟

سنسور اکسیژن قطعه‎ای در خودرو است که نسبت اکسیژن موجود در گاز یا مایع را اندازه‎گیری می‌کند و در تمامی خودروها وجود دارد .

نحوه عملکرد سنسور اکسیژن در هیونـدای

نسبت اکسیژن به مایع یا گاز به نام نسبت لامبدا خوانده می‌شود.
در موتور احتراق داخلی این سنسور نسبت اکسیژن موجود در گازهای خروجی از اگزوز را اندازه‌گیری می‌کند.
مقادیر حاصل برای مدیریت موتور در سیستم‌های سوخت‌رسانی انژکتوری و کنترل آلاینده‎های حاصل از احتراق می‌رود.

در واقع این سنسور میزان غنی یا رقیق بودن نسبت سوخت به هوای ارسال شده به موتور را اندازه‎گیری می‏‎کند. با استفاده از داده سنسور یک سیستم کنترلی فیدبک حلقه بسته مقدار سوخت ارسال شده به موتور را تصحیح می‌کند.

ساختار سنسور اکسیژن

سنسور اکسیژن‌ شامل‌ بدنه‌ سرامیکی‌ با سر پلاتینیوم‌ است. سر سنسور توسط‌ غلاف‌ فلزی‌ محافظت‌ شده‌است. محدوده‌ خارجی‌ این‌ سرامیک‌ پوشش‌ داده‌‌شده‌ در معرض‌ اکسیژن‌ موجود در اگزوز قرار دارد. قسمت‌ داخلی‌ آن‌ به‌ اکسیژن‌ موجود در اتمسفر مرتبط‌ است. اختلاف‌ بین‌ این‌ دو نقطه‌ باعث‌ تولید ولتاژ در سنسور می‌شود.

عیب‌یابی سنسور اکسیژن

این سنسور در واقع وضعیت مخلوط سوخت را نشان می‌دهد. بنابراین واحد کنترل الکترونیکی موتور می‌تواند نسبت سوخت و هوا را به منظور مصرف سوخت اقتصادی و به حداقل رساندن میزان آلاینده‌ها، تنظیم نماید.

سنسور در واکنش به اکسیژن محترق نشده‌ای که در درون اگزوز وجود دارد، واکنش نشان می‌دهد. این سنسور در ابتدا سیگنال ولتاژ کمی تولید می‌کند (معمولاٌ کمتر از ۱ ولت) که مقدار آن با غنی شدن مخلوط سوخت و هوا افزایش می‌یابد. در واقع سنسور اکسیژن شبیه یک کلید عمل می‌کند که رقیق و غنی شدن مخلوط سوخت را با ارسال سیگنال به ECU گزارش می‌دهد؛ تا نسبت سوخت و هوا ثابت بماند.

اگر میخوای با برند کیا و محصولات این شرکت خودروسازی بیشتر آشنا بشی اینجا کلیک کن…

سیستم عیب‌یابی در خودروهای پیشرفته

در خودروهای پیشرفته‌تر امروزی که از سیستم عیب‎یابی نسل ۲ مستقر در خودرو یا (On-Board Diagnostics – OBD-II) استفاده می‌کنند، یک سنسور اکسیژن هم بعد از کاتالیست قرار می‌گیرد تا راندمان این کاتالیست را مورد بررسی قرار دهد.

به علاوه هر ساله با تولید مدل‌های جدیدتر خودرو، خودروسازان برای بهبود عملکرد موتور از تعداد بیشتری سنسور اکسیژن استفاده می‎کنند. برخی از موتورهای با راندمان بالا همانطور که برای پشت مبدل‌های کاتالیستی سنسورهای اکسیژن دارند برای هر سیلندر نیز یک سنسور اکسیژن دارند.

واحد ECU یا کامپیوتر خودرو چیست و چگونه کار می‌کند

ECU از طریق خواندن اطلاعات سنسور اکسیژن، مخلوط سوخت را در شرایط بالانس نگه می‎دارد.
اگر ECU اطلاعاتی مبنی بر غنی بودن بیش از حد مخلوط سوخت دریافت کند، پالس پاشش هر انژکتور را کوتاه‎تر خواهد کرد؛ تا میزان سوخت تزریق شده در موتور کاهش یابد.

این کار مخلوط سوخت را به سمت رقیق شدن سوق می‎دهد. اندکی بعد سنسور اکسیژن اطلاعاتی مبنی بر رقیق شدن مخلوط سوخت (عدم سوخت کافی) به ECU می‎فرستد. ECU نیز با افزایش پالس پاشش هر انژکتور نسبت به پیام دریافتی واکنش نشان داده که نتیجۀ 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. سنسور اکسیزن یک سنسور کلیدی در این حلقه است.

ECU از اطلاعات سایر سنسورها نیز استفاده می‌کند

از جمله: سنسور دمای مایع خنک‎کنندۀ موتور، سنسور موقعیت دریچه گاز، سنسور فشار مطلق مانیفولد، سنسور جریان هوا و غیره. علاوه براین تصحیح نسبت سوخت هوا مستلزم تغییر مناسب در شرایط عملکرد است. اما اطلاعات اصلی در مورد تغییر نسبت سوخت و هوا توسط سنسور اکسیژن در اختیار قرار می‌گیرد. بنابراین اگر سنسور اکسیژن بدرستی عمل نکند بالانس کردن نسبت سوخت و هوا سخت خواهد شد.

یک سنسور اکسیژن خراب که مخلوط سوخت را رقیق نشان می‌دهد؛ سبب کارکرد موتور با سوخت خیلی غنی می‌شود. رقیق نشان دادن مخلوط سوخت توسط سنسور اکسیژن به چند دلیل است: تمام شدن عمر کارکرد سنسور، آلوده شدن آن، اتصال نامناسب سیم‌ها و یا بروز مشکل در جرقه‌زنی یا تراکم موتور.

بهبود عملکرد موتور خودرو

هر ساله با تولید مدل‌های جدید خودرو، تولیدکننده‌ها برای بهبود عملکرد موتور خودرو از تعداد بیشتری سنسور اکسیژن استفاده می‌کنند.

برخی از موتورهای با راندمان بالا همانطور که برای پشت مبدل‌های کاتالیستی سنسورهای اکسیژن دارند، برای هر سیلندر نیز یک سنسور اکسیژن دارند.

سنسورها در قسمت تحتانی خودرو و زیر کاپوت قرار دارند. همچنین به منیفولد اگزوز متصل می‌باشند. در جلو یا عقب کاتالیزور قرار دارند. سنسور جلویی وظیفه اندازه‌گیری میزان اکسیژن سیستم اگزوز را به عهده دارد.

فرسوده شدن سنسور اکسیژن 

هنگامی کــه عمر سنسور در حال اتمام باشد، عکس العمل آن نسبت به تغییرات مخلوط سوخت همچون گذشته سریع نخواهدبود. تأخیر زمانی سنسور برای ارسال سیگنال به واحد کنترل الکترونیکی (ECU) افزایش یافته و سنسور کُند عمل می‌کند که این امر از نزدیک شدن مخلوط سوخت و هوای موتور به محدودۀ بالانس جلوگیری خواهدکرد.

اگر موتور روغن‌سوزی داشته باشد و یا مایع خنک‌کننده به درون موتور نشت کند، امکان آلوده شدن المنت سنسور و سپس خرابی سنسور وجود دارد.

عملکرد سنسورهای جلویی و عقبی

هدف سنسورهای جلویی اندازه‌گیری میزان اکسیژن در گازهای خروجی از محفظه احتراق است. بسته به این که گاز خروجی از اگزوز از میزان اکسیژن بالا و یا پایینی برخوردار باشد، میزان سوخت ورودی به موتور توسط کامپیوتر آن تنظیم می‌شود؛ تا ترکیب ایده‌آلی کــه کمترین میزان تولید گازهای گلخانه‌ای را دارد به موتور ماشین بدهد.

سنسورهای عقبی پشت مبدل کاتالیزوری قرار گرفته‌اند. هدف سنسورهای اکسیژن عقبی کنترل میزان اکسیژن گازهای خروجی از مبدل کاتالیزوری است. اگر یکی و یا تعدادی از سنسورهای اکسیژن در عملکرد خود اشتباهی داشته باشند، خودروی شما تست آلایندگی را قبول نخواهد شد و اگر با همین سنسورها به رانندگی ادامه دهید، میزان مصرف سوخت شما افزایش پیدا می‎کند و می‎تواند به کاتالیزور شما آسیب برساند.

به هنگام تعویض سنسور اکسیژن به یاد داشته باشید

بسیاری از سنسورها از طریق نشتی روغن و ضدیخ آسیب دیده‌اند و دلیل این نشتی‌ها باید شناسایی شده و تعمیر شود. در غیر این حتی اگر سنسورها را تعویض کنیم این نشتی‌ها باز هم به سنسورهای جدید آسیب وارد می‎کند.

میخوای لوازم یدکی ماشینتو آنلاین سفارش بدی؟؟؟ اینجا کلیک کن…

پروسه تعمیر سنسور اکسیژن آسیب دیده

-اسکن کردن ECU خودرو توسط دیاگ
-بررسی نشتی‌ها و سوراخ‌های موجود در سیستم اگزوز
-جایگرین کردن سنسورهای آسیب دیده با سنسورهای جدید
-چک کردن اتصالات الکتریکی
-چک کردن عملکرد مناسب سنسورهای اکسیژن
-پاک کردن کدهای مربوط به سنسورهای قبلی از ECU
-آزمایش عملکرد مناسب خودرو در حال رانندگی

بررسی و بازدید سنسور اکسیژن

سنسور اکسیژن را می‌توان با روش‌های مختلف عیب‎یابی نمود که این خود مستلزم داشتن تجهیزات مخصوص است.

برای پیدا کردن کدهای خطا در خودروهای جدید یک دستگاه اسکن یا کد خوان مورد نیاز است؛ ولی در خودروهای قدیمی‌تر (قبل از سال ۱۹۹۵) از یک نمایشگر کد دستی استفاده می‌شد. اگر فکر می‌کنید سنسـور اکسیژن دچار مشکل شده است، می‎توان با استفاده از دستگاه اسکن، ولت‌متر یا اسیلوسکوپ دیجیتال ولتاژ خروجی و واکنش سنسـور را مشخص نمود.

اگر بررسی ها خرابی یا کند شدن سنسور اکسیژن را تایید کنند، تعویض سنسور، تنها راه ممکن است. هیچ راهی برای تمیز یا تعمیر کردن سنسور اکسیژن وجود ندارد.

**به دلیل سرطان‌زا بودن سنسور اکسیژن از دست زدن مستقیم به آن جداً خودداری کنید.

نکته :

سنسور اکسیژن جدیدی که جایگزین سنسور فرسوده می‎شود‎، باید کاملاٌ با آن مطابقت داشته‎باشد (دارای گرم‎کن یا فاقد گرم‎کن) . همچنین ویژگی‎های عملکرد و برق تغذیۀ یکسان داشته باشند.

نصب یک سنسور اکسیژن متفاوت نسبت به سنسور اصلی در کارکرد موتور تاثیر گذاشته و ممکن است مدار کنترل گرم‎کن کــه در درون ECU مـوتور قرار دارد، دچار آسیب شود.

زمان تعویض سنسور اکسیژن

برای حفظ حداکثر توان موتور بهتر است کــه سنسور اکسیژن کمی قبل از خرابی، تعویض شود. برخی کارشناسان توصیه می‌کنند، برای جلوگیری از کاهش توان حداکثر موتور باید پس از طی مسافت‌های مشخص نسبت به تعویض سنسور اقدام نمود.

مقدار مسافت توصیه شده برای سنسورهای اکسیژن یک یا دو سیمه‌ی فاقد گرم‌کن کــه از سال ۱۹۷۶ تا دهه نود مورد استفاده بودند، ۳۰۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰ مایل است.

سنسورهای اکسیژن سه یا چهار سیمه‌ی دارای گرم‌کن کـه از اواسط دهه هشتاد تا اواسط دهه نود به کار می‌رفتند، پس از طی ۶۰۰۰۰ مایل تعویض می‎شدند.

سرانجام از سال ۱۹۹۶ تا کنون در خودروهای دارایOBD II توصیه شده که پس از طی ۱۰۰۰۰۰ مایل سنسور اکسـیژن تعویض گردد.

کد خطا ارسالی به ECU

در صورتی کــه سنسور اکسیژن به هر دلیلی عملکرد صحیحی نداشته باشد یا خراب شود ولتاژ ارسالی به ECU خارج از محدود تعریف شده خواهد بود کــه معمولاً یک کد خطا تولید می‎کند؛ این اتفاق معمولاً منجر به روشن شدن چراغ چک خودرو خواهد شد.

البته گاهی اوقات ممکن است کــه سنسور اکسیژن به درستی کار نکند اما چون عدد ارسالی در محدوده مجاز تعریف شده قرار دارد چراغ چک روشن نشود؛ در این حالت باید به علائم دیگر مانند افزایش آلاینده‎های موتور، افزایش میزان سوخت مصرفی خودرو و یا کاهش قدرت موتور توجه کرد و در صورت وجود چنین علائم سنسور اکسیژن را مورد بررسی قرار داد.

چگونه سنسور اکسیژن را تعویض کنیم؟

اولین نشانه از وجود مشکل در سنسور اکسیژن این است که “چراغ چک” خودرو روشن می‌شود.
با یک دیاگ ساده می‌توانید متوجه بشوید که سنسور اکسیژن خراب شده است و نیاز به تعویض دارد. بسته به نوع و مدل خودرو، ممکن است 2 تا 4 سنسور روی سیستم اگزوز آن سوار شده باشد.

ممکن است 1 یا 2 سنسور قبل از مبدل کاتالیستی و یا احتمالاً 1 یا 2 سنسور بعد از آن قرار گرفته باشد. دیاگ زدن مشخص خواهد کرد کدام یک از سنسـورهای اکسیژن از کار افتاده‌اند.

قدم اول

سنسور اکسیژن را پیدا کنید.
برای این کار باید دنبال قطعه‌ای بگردید که شبیه شمع یه نظر می‌رسد و از لوله اگزوز بیرون زدن است.
این قطعه دارای یک رابط الکتریکی است که به آن متصل است.

قدم دوم

اتصال الکتریکی را قطع کنید.
یک پیچ‌گوشتی دو سو را در محل اتصال سوکت‌ها فشار بدهید و آن‌ها را از هم جدا کنید.

قدم سوم

با استفاده از آچار تخت سنسور اکسیژن را باز و آن را از اگزوز جدا کنید.
بیشتر سنسورهای اکسیژن با آچار تخت 7 یا 8 باز می‌شوند.

قدم چهارم

سنسور اکسیژن جدید را با سنسـور کار کرده مقایسه کنید.
اگر سنسور جدید سوکت ندارد و فقط به همراه سیم ارائه شده است، باید کار کوچکی انجام بدهید:
– سوکت قدیمی را از سنسور کارکرده جدا کنید. سر سیم‌ها‌ را لخت کنید و با استفاده از ترمینال برق آن را به سنسور جدید وصل کنید.
– اتصالات را با استفاده از چسب برق بپوشانید.
– به دفترچه راهنمای خودرو مراجعه کنید تا متوجه بشوید کدام سیم‎ها را باید به همدیگر وصل کنید.

قدم پنجم

سنسـور جدید را سر جایش قرار بدهید و با استفاده از آچار تخت آن را سفت کنید.
سنسـور را در جهت عقربه‌های ساعت بچرخانید. سنسـور را بیش از حد سفت نکنید چون ممکن است سیم‌ها قطع بشوند.
اتصال الکترونیکی را بر قرار کنید.

قدم ششم

سوئیچ را باز کنید ولی خودرو را روشن نکنید.
از اسکنر عیب‌یاب یا دستگاه دیاگ استفاده کنید تا بتوانید کد سنسور را از روی کامپیوتر خودرو (ECU) پاک کنید.

خودرو را روشن کنید. بلافاصله تفاوت را احساس خواهید کرد.

وظیفه جدید سنسور اکسیژن به همراه OBD II :

در ابتدا تعداد کمی از خودروها در سال های ۱۹۹۴ و ۱۹۹۵ و سپس تمامی خودروهای ساخته شده از سال ۱۹۹۶ تاکنون، تعداد سنسور اکسیژنشان دو برابر شد.
سنسور اکسیژن دوم پایین‎تر از مبدل کاتالیزوری نصب شده و راندمان عملکرد مبدل را نشان می‎دهد.
در مـوتورهای V شکل شش و هشت سیلندر با اگزوز دوگانه از چهار سنسور استفاده شده است. یکی در نزدیکی هر بلوکه سیلندر و دیگری بعد از هر مبدل کاتالیزوری نصب شده است.

سیستم OBD II

سیستم OBD II برای تشخیص میزان آلاینده‎ها در طی عملکرد مـوتور طراحی شده است. این امر مستلزم وجود قطعاتی است تا عواملی را که امکان افزایش آلاینده‌ها را فراهم می‌کنند، شناسایی کند.

سیستم OBD II به منظور دانستن عملکرد صحیح مبدل کاتالیزوری و کاهش میزان آلاینده‌های اگزوز توسط آن، میزان اکسـیژن گزارش شده از سنسورهای قبل و بعد از مبدل را(که به صورت ولتاژ است) مورد مقایسه قرار می دهد. اگر OBD II دریابد کــه تغییرات ولتاژ بین دو سنسـور کم است و یا تغییری وجود ندارد؛ یعنی مبدل کاتالیزوری به درستی کار نمی‌کند که این امر باعث روشن شدن لامپ نشانگر نقص فنی (MIL) می‌شود.

سنسور اکسیژنی که عیب آن مشخص شود، نیاز به تعویض دارد.

از طرفی تعویض سنسـور در بازه زمانی مشخص می‌تواند از بروز برخی مشکلات جلوگیری کند.
تعویض نکردن یک سنسور اکسیژن فرسوده که فاقد کارایی لازم است، می‌تواند سبب کاهش یا از بین رفتن حداکثر راندمان سوخت، حداقل آلاینده‌های خروجی و طول عمر مبدل کاتالیزوری شود.