سنسور اکسیژن ساژم SKP

حسگر اکسیژن یا سوند لامبدا یک قطعه الکترونیکی است که نسبت اکسیژن موجود در یک گاز یا مایع را اندازه‌گیری می‌کند. این نسبت به نام نسبت لامبدا خوانده می‌شود. در موتور احتراق داخلی این سنسور نسبت اکسیزن موجود در گازهای خروجی از اگزوز را اندازه‌گیری می‌کند. مقادیر حاصل برای مدیریت موتور در سیستم‌های سوخت رسانی 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.

 ساختمان و عملکرد

جزء اصلی حس کننده این حسگر قطعه‌ای لوله‌ای شکل از جنس سرامیک زیرکینیم 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. هنگامی که مخلوط سوخت و هوا در حد استکیومتری است ولتاژ مبنا ۴۵۰ میلی ولتتولید می‌شود و وقتی سوخت رقیق است ولتاژ تا ۲۰۰ میلی ولتکاهش می‌یابد. وقتی سوخت غنی است ولتاژ تا ۸۰۰ میلی ولتافزایش پیدا می‌کند.

 وظایف سنسور اکسیژن

این سنسور نقش مهمی را در سیستم انژکتور بازی می کند. این سنسور که نقش یک فیدبک منفی را در سیستم انژکتور دارد نسبت به جریان اکسیژن موجود در دود حساس است.کم بودن و زیاد بودن میزان اکسیژن در دود نشانه ای از عدم عملکرد درست ECU به دلایل:

خطای سنسورها، عدم عملکرد صحیح خود ECU و یا عدم تطبیق با موتوریاست که یک ECUخاص بر روی آن بسته شده، می باشد .هدف نهایی سنسور تنظیم میزان مخلوط سوخت و هوا است.

ولتاژهای پائین تر نشاندهنده غنی بودن سوخت و ولتاژهای بالاتر نشاندهنده فقیر بودن سوخت در دود خروجی است.وجود این سنسور موجب می شود تا اگر خطاهایی نیز در عملکرد کلی سیستم وجود داشته باشد تصحیح شود و میزان آلودگی نهایی خودرو بهمراتب کمتر از حدود آستانه خودروهای دیگری باشد که به این عنصر مجهز نیستند.

 محل قرارگیری سنسور

این قطعه که در روی منیفولد دود نصب است با دود خروجی از اگزوز در تماس مستقیم است.سنسور Upstream درست بعد از منیفولد دود و قبل از کاتالیست و سنسور Downstream که در بعضی از خودروها وجود دارد بعد از محفظه کاتالیست قرار می گیرد.

 معرفی پایه های سوکت

این سنسور دارای یک سوکت 4 پایه به شرح ذیل می باشد.

پایه 1 :  تغذیه 12+ ولت

پایه 2 :  اتصال بدنه

پایه 3 :  ارسال سیگنال مثبت

پایه 4 :  ارسال سیگنال منفی

 عیب یابی سنسور اکسیژن

عملکرد مطلوب سنسور اکسیژن به قابلیت تولید ولتاژ آن وابسته است. این قابلیت با افزایش مدت زمان کارکرد سنسور به دلیل تجمع آلاینده ها بر روی نوک آن ، کاهش می یابد. کثیف شدن و گرفتگی سنسور می تواند توسط مواد مختلفی که در اگزوز وجود دارند ، ایجاد شود.از قبیل: سرب ، سیلیکون ، سولفور ، رسوب روغن و حتی برخی مواد مکمل سوخت. علاوه بر این سنسور می تواند توسط عوامل محیطی از جمله : آب ، مواد معدنی موجود در جاده ، روغن و کثافات معیوب شود.

هرچه طول عمر سنسور افزایش یابد ، کارایی آن کاهش خواهد یافت. هنگامی که سنسور اکسیژن نسبت به تغییرات مخلوط سوخت و هوا واکنش کندی نشان می دهد ، باعث افزایش میزان آلاینده ها می شود. زیرا عمل رقیق و غنی کردن مخلوط سوخت به کندی انجام می شود که سبب کاهش راندمان مبدل می گردد. در موتورهایی با سیستم تزریق چند نقطه ای( MFI) که دارای سیستم تزریق الکترونیکی اند ، کیفیت عملکرد سنسور اکسیژن حایز اهمیت است. زیرا تغییرات نسبت سوخت در سیستم MFI در طی کارکرد با بیشترین سرعت انجام می شود. البته این امر برای سیستم تزریق ت نقطه ای (SFI  ) که دارای سرعت تغییرات کمتری نسبت به سیستم MFI می باشد نیز تا حدی صدق می کند.

اگر هر دو سنسور اکسیژن با هم خراب شوند ، مخلوط سوخت غنی می شود. پیش فرض اکثر سیستم های تزریق سوخت ، میانگین تزریق پس از سه دقیقه است که سبب افزایش مصرف سوخت و تولید آلاینده ها می شود. لازم به ذکر است ؛ اگر مبدل کاتالیزوری به سبب غنی بودن مخلوط سوخت بیش از حد داغ شود ، امکان معیوب شدن مبدل وجود دارد.

 تست ولتاژی

می توان توسط یک ولت متر دیجیتال ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن را اندازگیری کرد. اما نوسانات ولتاژ ، مشاهده را سخت می کند زیرا پرش اعداد زیاد است. یک ولت متر آنالوگ برای مشاهده تغییرات بهتر است ؛ اما ممکن است بر روی سیستمی که تغییرات آن زیاد است ، پاسخگو نباشد. بنابراین بهترین وسیله برای مشاهده ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن یک اسیلوسکوپ ذخیره ساز دیجیتال ( DSO ) است. یک اسکوپ ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن را به صورت موجی شکل و در قالب دامنه نوسانات ولتاژ حداقل و حداکثر و همچنین توسط فرکانس آن ( نرخ تغییر سوخت غنی نسبت به سوخت رقیق ) مشخص می کند.

 نوسانات امواج یک سنسور اکسیژن سالم باید به گونه ای باشد که ولتاژ حداقلی در حدود 1/0 ولت و ولتاژ حداکثری  در حدود 9/0 ولت را نشان دهد. با فشردن پدال گاز مخلوط سوخت را غنی کنید. این امر باعث می شود که سنسور اکسیژن بی درنگ ( در طی 100 میلی ثانیه ) و با تولید حداکثر ولتاژ خروجی ( 9/0 ولت ) واکنش نشان دهد. سپس با باز کردن یک مجرای خلا ، مخلوط سوخت را رقیق نمایید. باید ولتاژ خروجی سنسور افت کرده و به حداقل مقدار خود ( 1/0 ولت ) برسد. اگر سنسور با سرعت کافی تغییرات ذکر شده را انجام نداد ، نشانه خرابی سنسور است و باید آن را تعویض نمود.