(مشاهده ویدئو این مطلب به صورت تصویری و جذاب با توضیحات استاد در پایین)
حسگر یا سنسور اکسیژن (Oxygen Sensor) که به آن سنسور لامبدا ( Lambda Sensor ) هم گفته می شود، یکی از اجزای مهم سیستم کنترل موتور در خودروهای مدرن است که نقش کلیدی در بهینه‌سازی احتراق و کاهش آلاینده‌های خروجی از اگزوز دارد.
این سنسور معمولاً در سیستم اگزوز خودرو نصب می‌شود و وظیفه آن اندازه‌گیری میزان اکسیژن موجود در گازهای خروجی از موتور است. اطلاعات دریافتی از این سنسور برای تنظیم نسبت سوخت به هوا در موتور استفاده می‌شود.
نحوه عملکرد
سنسور اکسیژن مقادیر اکسیژن موجود در گازهای خروجی را اندازه‌گیری کرده و سیگنال الکتریکی به واحد کنترل الکترونیکی موتور (ECU) ارسال می‌کند. ECU با استفاده از این داده‌ها، نسبت سوخت به هوا را با ارسال دستور به انژکتورها تنظیم می‌کند تا به بهترین ترکیب برای احتراق (معروف به نسبت استوکیومتریک) برسد.
انژکتورها به عنوان عملگر، میزان سوخت را بر اساس دستورات دریافتی از ECU به صورت زیر تنظیم می کنند:
– در صورت غلیظ بودن سوخت، زمان پاشش را کوتاه می کنند. یعنی سریع تر سوخت را درون محفظه سیلندر می پاشند.
– در صورت رقیق بودن سوخت، زمان پاشش را افزایش می دهند. یعنی با سرعت کمتر عمل پاشش سوخت را انجام می دهند.
مکان نصب
معمولاً دو نوع سنسور اکسیژن در خودرو وجود دارد:
سنسور قبل از کاتالیست یا بالادستی (Upstream): این سنسور نزدیک به موتور و قبل از مبدل کاتالیستی نصب می‌شود و وظیفه آن اندازه‌گیری نسبت سوخت به هوا برای بهینه‌سازی احتراق است.
سنسور بعد از کاتالیست یا پایین دستی (Downstream): این سنسور پس از مبدل کاتالیستی قرار می‌گیرد و به بررسی عملکرد مبدل کاتالیستی و میزان آلاینده‌ها کمک می‌کند.
انواع سنسور اکسیژن
سنسورهای اکسیژن را می‌توان از جنبه‌های مختلف دسته‌بندی کرد. رایج‌ترین انواع عبارتند از:
۱. بر اساس تعداد سیم‌ها
تک سیم: ساده‌ترین نوع سنسور است که تنها شامل یک سیم برای ارسال سیگنال است و معمولاً نیاز به گرم شدن توسط اگزوز دارد.
دو سیم: دارای یک سیم سیگنال و یک سیم زمین است.
سه سیم: علاوه بر سیم سیگنال و زمین، یک سیم برای گرمکن داخلی دارد.
چهار سیم: کامل‌ترین نوع در این دسته‌بندی است که سیم‌های سیگنال، زمین و دو سیم گرمکن داخلی را شامل می‌شود.
۲. بر اساس تکنولوژی
سنسور اکسیژن زیرکونیا ( Zirconia ): متداول‌ترین نوع سنسور است که از یک دی‌اکسید زیرکونیوم به‌عنوان ماده حساس استفاده می‌کند و ولتاژ تولیدی را برای اندازه‌گیری اکسیژن تحلیل می‌کند.
سنسور اکسیژن تیتانیا ( Titania ): از اکسید تیتانیوم استفاده می‌کند و با تغییر مقاومت خود، سطح اکسیژن را اندازه‌گیری می‌کند.
سنسور اکسیژن پهن باند ( Wideband ): این سنسورها دقیق‌تر هستند و امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر نسبت سوخت و هوا را در طیف وسیع‌تری فراهم می‌کنند. این سنسورها معمولاً در خودروهای مدرن و عملکرد بالا استفاده می‌شوند.
۳. بر اساس نوع سیگنال
آنالوگ: ولتاژ خروجی این نوع سنسورها به صورت پیوسته تغییر می‌کند.
دیجیتال: سیگنال به صورت گسسته ( پالس‌های الکتریکی ) ارسال می‌شود.
وظایف اصلی سنسور اکسیژن
بهینه‌سازی مصرف سوخت: اطلاعاتی که سنسور اکسیژن به ECU ارسال می‌کند، به تنظیم دقیق میزان سوخت تزریقی به موتور کمک می‌کند.
کاهش آلایندگی: تنظیم صحیح نسبت سوخت به هوا باعث کاهش تولید گازهای آلاینده مانند مونوکسید کربن (CO) و اکسیدهای نیتروژن (NOx) می‌شود.
حفظ عملکرد موتور: تنظیم دقیق احتراق موجب افزایش عمر قطعات موتور و بهبود عملکرد کلی آن می‌شود.
علائم خرابی سنسور اکسیژن
- افزایش مصرف سوخت
- کاهش قدرت و عملکرد موتور
- روشن شدن چراغ چک موتور
- افزایش آلایندگی
- خروج دود سیاه یا بوی نامطبوع از اگزوز
نگهداری و تعویض
سنسور اکسیژن معمولاً نیاز به تعویض دوره‌ای دارد. عمر مفید آن بسته به نوع خودرو و شرایط رانندگی معمولاً بین ۶۰ هزار تا ۱۰۰ هزار کیلومتر است. عدم تعویض به‌موقع این سنسور می‌تواند منجر به مشکلاتی در عملکرد موتور و افزایش هزینه‌های سوخت و تعمیرات شود.
