اگر سنسورهای خودرو وجود نداشتند، راننده‌ها تنها زمانی از وضعیت خودروی خود مطلع می‌شدند که احتمالاً کار از کار گذشته بود و خسارت سنگین‌تری به وجود آمده بود. به همین دلیل بوده است که طراحان و مهندسان خودرو، از سنسورها در ماشین‌های امروزی استفاده کردند. گزارش سنسورها به راننده کمک میکند تا شرایط ماشین را به راحتی از درون کابین بررسی کرده و نیاز نباشد تا به صورت مداوم پیاده شده و بخش‌های مختلف را بررسی نماید. گزارش‌های مطرح شده توسط انواع سنسور، شامل اطلاعاتی حاوی وضعیت روغن موتور، بنزین، باد لاستیک‌ها، اکسیژن و موارد فنی دیگر می‌شوند. این اطلاعات توسط سنسورهای مختلف که هریک موظف به بررسی یک بخش هستند به دست می‌آید. یکی از این سنسورها که وظیفه مهمی در خودرو دارد و اطلاعات آن حیاتی و ضروری محسوب میشود سنسور اکسیژن است. در ادامه با تن پارت همراه باشید تا صفر تا ۱۰۰ این قطعه را با زبانی ساده برای شما شرح دهیم.
فهرست مطالب
سنسور اکسیژن چیست؟
سنسور یا حسگر به وسیله‌ای گفته میشود که نسبت به محرک‌های فیزیکی واکنش نشان داده، تغییرات محرک‌ها به عنوان ورودی توسط حسگر دریافت شده و در آن به سیگنال‌های الکترونیکی تبدیل و به سمت ECU ارسال میشود. سنسور اکسیژن نیز نوعی دستگاه الکترونیکی است که برای اندازه‌گیری تناسب اکسیژن در یک مایع یا گاز استفاده میشود و به عبارت ساده‌تر مقدار اکسیژن موجود در گازهای خروجی از موتور را اندازه‌گیری میکند.
اما چرا میزان اکسیژن مهم است؟ در حقیقت، برای احتراق موتور نیاز به اکسیژن است و زمانی که میزان اکسیژن نسبت به سوخت کافی نباشد موتور دچار اشکال شده و این تولید دود و در اصل افزایش آلودگی میکند. در واقع سنسور اکسیژن اطلاعات لحظه‌ای در مورد اکسیژن سوخته‌نشده در اگزوز را به کامپیوتر ماشین ارسال کرده تا نسبت درست هوا به سوخت برای موتور ماشین تعیین شود و عملکرد مناسب موتور ماشین را تضمین میکند.
همچنین، این سنسور آلاینده‌های خودروی شما را کنترل میکند و در صورت افزایش مقدار آلایندگی به شما هشدار می‌دهد تا اقدام به رفع آن نمایید. در صورت خرابی سنسور اکسیژن، نمایشگر خودرو نمی‌تواند نسبت درست هوا به سوخت را نمایش دهد و می‌تواند موجب مصرف سوخت بیشتر، افزایش آلایندگی و آسیب به سایر قطعات مثل گرم‌شدن بیش‌ازحد کاتالیزور شود. تعویض به‌موقع سنسور اکسیژن می‌تواند تا حدود چهل درصد در مصرف اقتصادی سوخت نقش داشته باشد. بنابراین اگر خودروی شما سوخت زیادی مصرف میکند یا در تست آلایندگی رد میشود حتما سنسور اکسیژن آن را بررسی کنید.
سنسور اکسیژن برای اولین بار با هدف جلوگیری از ایجاد آلودگی و کمک به عملکرد بهینه موتور در سال ۱۹۷۶ بر روی خودروی ولوو ۲۴۰ نصب شد. امروزه این سنسور بخشی از سیستم کنترل آلایندگی خودروهای جدید محسوب میشود که اطلاعات خود را مستقیماً به کامپیوتر خودرو ارسال می‌نماید. سنسور اکسیژن یا سوند لامبدا یک قطعه الکترونیکی است که همان‌طور که گفته شد، نسبت اکسیژن موجود در یک گاز یا مایع را اندازه گیری میکند. این نسبت به نام نسبت لامبدا خوانده میشود.
امروزه با پیشرفت فناوری در صنعت خودروسازی برای بهبود کیفیت موتور، خودروها از تعداد بیشتری از سنسور اکسیژن بهره می‌برند. ماشین‌های دارای سنسور اکسیژن حداقل یک سنسور در قسمت جلوی مبدل کاتالیزوری و یک سنسور در هر اگزوز دارند. تعداد واقعی این سنسورها به سال تولید، سازنده، مدل ماشین و موتور آن بستگی دارد. مدل‌های قدیمی معمولاً چهار سنسور اکسیژن دارند. این قطعه همچنین باعث کاهش نوسانات موتور خودرو میشود. در ابتدا تعداد کمی از خودروها دارای سنسور اکسیژن بودند اما از سال ۱۹۹۶ تاکنون تمامی خودروها دارای این قطعه هستند. در خودروهایی که دارای سیستم عیب یابی نسل ۲ یا OBD-II هستند، دو سنسور اکسیژن وجود دارد که یکی بعد و یکی قبل از کاتالیست قرار گرفته و راندمان موتور را همزمان مورد بررسی قرار می‌دهند.
وظایف اصلی سنسور اکسیژن عبارت است از:
-
تاثیر در کاهش مصرف سوخت
- تاثیر در کاهش سطح آلایندگی خودرو
- تاثیر در بهبود احتراق و افزایش راندمان موتور
انواع سنسور اکسیژن
سنسورهای اکسیژن در دو نوع مختلف تولید می‌شوند:
- تک سیم که در خودروهای قدیمی‌تر به کار می‌رفته و فاقد گرم‌کن است.
- یک سوکت چهار سیم که دارای گرم‌کن است و دقت بالایی دارد. این نوع سنسور به دلیل دقت بالاتر در در خودروهای جدید استفاده میشود. این مدل‌های خود در دو نوع پایه کوتاه و پایه بلند تولید می‌شوند که تفاوت آنها در نوع و ارتفاع سوکت‌شان است.
ساختار سنسورهای اکسیژن اما فرمی ثابت دارد که شامل اجزای زیر میشود:
- بدنه سرامیکی یا چینی
- الکترودهای پلاتینیومی
- غلاف با جنس دی اکسید زیرکونیوم
- المنت گرم شونده
ساختار سنسور اکسیژن خودرو به صورت کلی از یک بدنه سرامیکی (چینی) و یک سری از جنس پلاتینیوم ساخته شده است که توسط یک غلاف فلزی (دی اکسید زیر کونیم) محافظت میشود. همچنین، وجود یک المنت گرم شونده، دمای سنسور را کنترل کرده و آن را تا ۳۰۰ الی ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رساند. قسمت بیرونی حباب با یک لایه متخلخل از جنس پلاتین پوشش داده شده که دو نوار پلاتینی در آن وجود دارد. این نوارها به عنوان الکترود و کنتاکت‌ها عمل می‌کنند.
در سنسور اکسیژن های قدیمی‌تر یک سوراخ کوچک بر روی پوسته ضخیم آن وجود داشت که محل جریان هوا بود اما در سنسورهای جدید که از فناوری قوی‌تری در ساخت آنها استفاده شده، این تنفس از میان کانکتور سیم‌ها انجام میشود، این فضای کوچک برای عایق بندی، محل مناسبی برای ورود هوا است. برای جلوگیری از ایجاد انسداد در این منافذ بهتر است توجه داشته باشید که سنسور اکسیژن هیچ وقت چرب نشود. لازم به ذکر است که بخش خارجی سرامیکی پوشش داده شده سنسور در معرض اکسیژن موجود در بخش اولیه اگزوز خودرو استقرار یافته و بخش داخلی آن نیز به اکسیژن موجود در هوا مربوط است.
علائم خرابی سنسور اکسیژن
سنسور اکسیژن نیز مانند بسیاری از قطعات دیگر روزی مستهلک و فرسوده میشود و نیاز به تعویض خواهد داشت. سنسورهای اکسیژن به مواد مختلفی مانند سرب، سیلیکون، سولفور، خاکستر روغن و مواد افزودنی به سوخت و عوامل محیطی مانند آب، نمک موجود در جاده، روغن و گرد و خاک حساس هستند و این موارد نقش مهمی در خرابی آنها دارند. همچنین فرسودگی سنسورهای اکسیژن گاهی خود را با کاهش سرعت عمل نشان می‌دهد. این سنسورها معمولاً در کمتر از یک ثانیه میزان اکسیژن موجود در خروجی موتور را تشخیص داده و ولتاژی از ۰.۱ تا ۰.۹ ولت را به ECU ارسال می‌کنند. یک سنسور سالم باید نمودار تغییرات پر افت و خیزی داشته باشد. اگر این نوسانات کم باشد نشانه حساسیت کم و خرابی سنسور اکسیژن است.
در صورتی که سنسور اکسیژن به هر دلیلی عملکرد صحیحی نداشته باشد یا خراب شود ولتاژ ارسالی به ECU خارج از محدود تعریف شده خواهد بود که معمولاً یک کد خطا تولید میکند. این اتفاق معمولاً منجر به روشن شدن چراغ چک خودرو خواهد شد. البته گاهی اوقات ممکن است که 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. در ادامه چند مورد از علائم خرابی سنسور اکسیژن آورده شده است:
- کاهش عملکرد موتور: به‌سختی حرکت‌کردن یا بی‌نظمی در آن از علائم خرابی این سنسور می‌باشد. علاوه‌براین، مشکلات دیگر موتور مثل خاموش‌شدن، مکث یا از دست دادن قدرت هم می‌تواند با خرابی سنسور اکسیژن مرتبط باشد. همچنین خرابی سنسور اکسیژن، شتاب خودرو را کاهش می‌دهد و خودرو در سربالایی توان کافی را ندارد و ریپ میزند. اگر با این مشکلات برخورد داشتید و چراغ چک موتور نیز روشن بود می‌توانید مطمئن شوید که مشکل به سنسور اکسیژن ماشین شما مربوط است.
- روشن شدن چراغ چک خودرو: دلایل روشن شدن چراغ چک موتور متفاوت است پس در وهله اول باید علت اخطار را پیدا کنید. اگر این مشکل به سنسور اکسیژن مربوط باشد باید در صورت لزوم سنسور اکسیژن تعویض شود.
- افزایش مصرف سوخت: افزایش ناگهانی مصرف سوخت می‌تواند با موضوعات مختلفی مرتبط باشد که یکی از آنها خرابی سنسور اکسیژن است. خرابی سنسور اکسیژن در سیستم احتراق و سیستم سوخت‌رسانی خودرو اثر منفی دارد. اگر این سیستم درست کار نکند، سنسور اکسیژن اجازه می‌دهد تا مقدار زیادی سوخت به موتور تزریق شود، درنتیجه مسافت پیموده شده در مقابل سوخت مصرفی کمتر است.
- افزایش آلایندگی اگزوز: آلایندگی‌ها نقش بسیار پر رنگی در آلودگی هوا دارند و می‌توانند آسیب جبران ناپذیری به محیط زیست وارد کنند. سنسور اکسیژن شما نسبت بهینه هوا به سوخت را تعیین میکند. در صورت خرابی این سنسور ممکن است متوجه دود سیاهی شوید که از اگزوز ماشین خارج میشود.
دلایل خراب شدن سنسور اکسیژن
عمده‌ترین دلایلی که باعث خرابی سنسور اکسیژن می‌شوند عبارتند از:
- کیفیت سوخت: این سنسور با سوخت ارتباط مستقیمی دارد و پایین بودن کیفیت سوخت مصرفی از عمر سنسور اکسیژن می‌کاهد.
- ضربه: این سنسور ضربه گیر نیست و ضربه شدیدی مانند تصادف، سبب آسیب زدن به آن میشود.
- شمع خودرو: خرابی شمع خودرو، به سنسور اکسیژن آسیب میزند چراکه شمع‌های معویب موجب احتراق ناقص و تولید دود می‌شوند. این دود عملکرد سنسور اکسیژن را مختل میکند.
زمان تعویض سنسور اکسیژن
در دفترچه راهنمای هر خودرویی، زمان دقیق تعویض سنسور اکسیژن ذکر شده است. اما به طور میانگین سنسور اکسیژن باید بعد از هر ۱۵۰ هزار کیلومتر تعویض شود.
جمع‌بندی
سنسور اکسیژن یکی از سنسورهای موتور خودرو است که که معیوب بودن آن سبب اختلال در کار موتور میشود. امروزه برای عیب یابی سنسور از دستگاه‌هایی با نام ولت متر یا اسیلوسکوپ استفاده میشود که کدهای خطا را اسکن کرده و از این راه نقص‌های به وجود آمده را ردیابی می‌نمایند. چنانچه سنسور اکسیژن دچار نقص شود توسط چراغ چک خودرو قابل تشخیص است. البته به دفعات پیش آمده است که در بعضی مواقع عدد ارسالی به کامپیوتر خودرو درست می‌باشد و چراغ این نقص را علامت نمی‌دهد. در این مواقع اگر شاهد افزایش آلایندگی‌ها و افزایش میزان سوخت خودرو شدید باید سنسور اکسیژن چک شود و از عملکرد مطلوب آن اطمینان حاصل کرد در غیر اینصورت باید سریعاً اقدام به تعویض آن نمود. یکی دیگر از نشانه‌های خرابی سنسور در برخی مواقع روغن سوزی موتور می‌باشد یا مایع خنک کننده به درون موتور نشت کند امکان خرابی سنسور وجود دارد و نیاز به چک کردن خواهد داشت. در صورتی که اطمینان حاصل شد که نشتی در موتور خودرو وجود دارد باید حتما نشتی تعمیر شود و سپس سنسور اکسیژن هم تعویض گردد. کارشناسان در این حوزه پیشنهاد می‌کنند که برای جلوگیری از کاهش قدرت موتور طی مسافت‌های مشخص، سنسور اکسیژن تعویض شود.
پرسش و پاسخ
تفاوت سنسور اکسیژن بالا و پایین چیست؟
منظور از سنسور اکسیژن بالا و پایین، سنسورهایی است که قبل و بعد از کاتالیزور قرار می‌گیرند. تفاوت سنسور اکسیژن بالا و پایین، در اندازه‌گیری نوع عناصر آنها است.
فواید سنسور اکسیژن چیست؟
کاهش مصرف سوخت، کاهش آلایندگی و احتراق درست و دقیق از فواید استفاده از سنسور اکسیژن است.
اگر سنسور اکسیژن نباشد چه میشود؟
حذف سنسور اکسیژن علاوه بر افزایش شتاب باعث افزایش آلایندگی خودرو و ایجاد معضل جدی برای محیط زیست، سبب افزایش میزان سوخت مصرفی خودرو شما شده و احتراق موتور را نیز دچار نقص میکند.