سنسور اکسیژن
سنسور اکسیژن به عنوان یکی از اصلی ترین حسگرهای داخلی در خودروها است و با پایش غلظت اکسیژن در گازهای خروجی موتور، به واحد کنترل الکترونیکی موتور (ECU) کمک میکند تا ترکیب سوخت و هوا را به منظور دستیابی به احتراق بهینه تنظیم نماید. این سنسور نقش مهمی در کنترل آلایندگی و بهبود راندمان موتور ایفا میکند. شناخت عمیق از عملکرد و اهمیت سنسور اکسیژن برای تمامی افرادی که به عملکرد بهینه و طول عمر بیشتر خودرو اهمیت میدهند، ضروری است.
سنسور اکسیژن چیست
سنسور اکسیژن عموما در خروجی اگزوز قرار می گیرد که میزان اکسیژن موجود در گازهای خروجی از موتور را اندازهگیری کرده و اطلاعات حاصل را به واحد کنترل الکترونیکی (ECU) ارسال میکند. ECU با استفاده از این اطلاعات، نسبت سوخت به هوا را به طور دقیق تنظیم کرده و به این ترتیب، احتراق کاملتر و کارآمدتری را در موتور رقم میزند. عملکرد صحیح سنسور اکسیژن، تأثیر مستقیم بر روی مصرف سوخت، قدرت موتور و میزان آلایندگی خودرو دارد.
چنانچه این میزان بیش از حد معقول باشد، به این معناست که فرایند احتراق در داخل خودرو به شیوه ای ناقص صورت می گیرد. این عمل می تواند چند دلیل مختلف داشته باشد.رایج ترین دلیل آن پاشش نامناسب بنزین توسط سیستم انژکتور و کاربراتور می باشد.ترکیب نامناسب سوخت و هوا هم یکی دیگر از عوامل اصلی چنین مشکلی می باشد.این موضوع میتواند مشکلات مختلفی را به همراه داشته باشد.
برای مثال افزایش مصرف سوخت و افزایش میزان آلایندگی ها یا کاهش راندمان خودرو از جمله عواملی است که در اثر افزایش اکسیژن خروجی خودرو رخ می دهد.بر همین اساس است که ECU هم با دریافت چنین هشداری نسبت به بهبود عملکرد انژکتور اقدام میکند.در این زمان است که ECU عموماً زمان پاشش انژکتورها را تغییر می دهد به گونه ای که در صورت غلیظ بودن سوخت، زمان پاشش را کوتاهتر میکند.از طرفی دیگر اگر این سوخت رقیق تر باشد، زمان پاشش را افزایش میدهد. این موضوع میتواند تا حد زیادی اکسیژن خروجی از اگزوز را بهبود داده و فرآیند احتراق را بهینه کند.
در صورتی که این سنسور دچار نقص یا خرابی شود، موتور خودرو با مشکلاتی همچون کاهش شتاب، افزایش مصرف سوخت، روشن نشدن خودرو و روشن شدن چراغ چک مواجه خواهد شد. به همین دلیل، بررسی و تعویض به موقع سنسور اکسیژن در صورت نیاز، از اهمیت بالایی برخوردار است. به طور خلاصه، سنسور اکسیژن به عنوان یک چشم الکترونیکی، عملکرد موتور خودرو را تحت نظر داشته و با ارسال اطلاعات دقیق به ECU، به بهبود کارایی و کاهش آلودگی محیط زیست کمک شایانی میکند.
تاثیر مهم این سنسور در عملکرد صحیح خودرو به حدی افزایش یافته که خودروهای جدید عموما دو سنسور اکسیژن نصب میکنند.غالباً یکی از این سنسورها قبل از کاتالیست و دیگری بعد از کاتالیست نصب می شود.این موضوع نه تنها میتواند عملکرد صحیح موتور را اندازهگیری کند، بلکه می تواند توان خودرو در کاهش آلایندگی ها را هم بررسی نماید. لازم به ذکر است که گاها یک سنسور اکسیژن در فضای داخلی موتور ها نصب میشود که میتواند میزان اکسیژن موجود در فرایند احتراق را هم اندازه گیری نماید.
انواع سنسور اکسیژن
انواع سنسور اکسیژن مناسب برای خودرو به عوامل متعددی از جمله مدل خودرو و استاندارد آلایندگی آن وابسته است. به منظور اطمینان از عملکرد صحیح سیستم، توصیه میشود از قطعات اصلی استفاده شده و از یک متخصص کمک گرفته شود.
سنسور اکسیژن نروبند (Narrow Band)
سنسورهای نروبند اولین نسل از این سنسورها هستند که در خودروهای قدیمیتر مورد استفاده قرار میگرفتند. این سنسورها تنها میتوانند نسبت هوا به سوخت را در محدوده خاصی تشخیص دهند و در شرایط مختلف رانندگی، دقت آنها کاهش مییابد. سنسورهای نروبند به دلیل ساختار ساده و هزینه پایین، همچنان در برخی از خودروهای ارزان قیمت استفاده میشوند.
سنسور اکسیژن واید بند (Wide Band)
سنسورهای واید بند به عنوان نسل جدید سنسورها، با ارائه اندازهگیری دقیق و پیوسته از نسبت هوا به سوخت در محدوده وسیعتری، امکان کنترل دقیقتر استوکیومتری مخلوط سوخت و هوا را فراهم میآورند. این امر منجر به بهبود عملکرد موتور، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلایندگی میشود. به همین دلیل، این سنسورها به طور گسترده در سیستمهای مدیریت موتور خودروهای مدرن به کار گرفته میشوند.
سنسور اکسیژن گرم شونده (Heated Oxygen Sensor)
سنسورهای گرم شونده دارای یک المنت گرمایشی داخلی هستند که باعث میشود سنسور سریعتر به دمای کاری خود برسد. این ویژگی باعث بهبود عملکرد سنسور در شرایط آب و هوایی سرد و کاهش زمان گرم شدن موتور میشود. اکثر سنسورهای اکسیژن مدرن از نوع گرم شونده هستند.
سنسور اکسیژن تیتانیوم
سنسورهای تیتانیومی، نوعی حسگر اکسیژن با پایه تیتانیوم هستند. این سنسورها به دلیل خواص ذاتی ماده تیتانیوم، مقاومت بالاتری در برابر شرایط سخت کاری و آلودگی از خود نشان میدهند.
سنسور اکسیژن زیرکونیوم
حسگرهای اکسیژن زیرکونیومی، بهعنوان رایجترین نوع سنسور در خودروها، برای تعیین نسبت هوا به سوخت در گازهای خروجی موتور مورد استفاده قرار میگیرند. این حسگرها که از ماده سرامیکی زیرکونیوم ساخته شدهاند، به دلیل پایداری حرارتی و شیمیایی بالا، در شرایط سخت کاری موتور عملکرد قابل قبولی از خود نشان میدهند.
پیشنهاد لنزو خواندن مقاله: فیوز خودرو و انواع آن
ساختار سنسورهای اکسیژن
اگرچه این روزها انواع مختلفی از سنسورهای اکسیژن خلق شده اما غلبه آن ها دارای ساختاری یکسان هستند که اجزایی ثابت را دارند. از جمله این اجزا میتوان به بخش های زیر اشاره نمود.
- الکترودهای پلاتینیومی
- بدنه سرامیکی یا چینی
- المنت گرم شونده
- غلاف دی اکسید زیرکونیوم
این چهار قسمت را می توان فرم کلی در سنسورهای اکسیژن دانست که در اغلب مدل های آن به چشم می خورد. این ساختار می تواند به سادگی میزان اکسیژن موجود در دود را شناسایی کرده و آن را از طریق تغییر ولتاژ به کامپیوتر مرکزی خود را اطلاع دهد.
سخن آخر
سنسور اکسیژن را می توان به عنوان یکی از مهمترین قطعات داخلی خودروها دانست. این حسگر ها نقش زیادی در تنظیم عملکرد انژکتور دارند.به گونه ای که میزان اکسیژن خروجی خودرو را اندازه گیری کرده و در صورت بالا بودن از حد استاندارد، آن را به کامپیوتر مرکزی خودرو اطلاع میدهند. چنین هشداری می تواند بیانگر مشکل در ترکیب هوا با سوخت باشد. به همین جهت است که در کامپیوتر خودرو هم با استفاده از دادههای دریافتی نسبت بهینه کردن عملکرد انژکتور اقدام می کنند.این فاکتور باعث کاهش مصرف سوخت و افزایش بازدهی موتور می شود. به همین جهت است که این روز ها محبوبیت این محصولات در بین خودروها بیشتر شده است.
مطلب مفیدی بود. تشکر