نحوه تعویض سنسور اکسیژن

سنسور اکسیژن خودرو یا سوند لامبدا یک قطعه الکترونیکی است که نسبت اکسیژن موجود در یک گاز یا مایع را اندازه گیری می کند. این قطعه که نقش اصلی را در تعیین مصرف سوخت و میزان آن در خودرو بازی می‌کند، از عوامل بد کار کردن خودرو و یا زیاد شدن مصرف سوخت آن است. بنابراین بهتر است مواقعی که خودروی شما دچار کارکردن نامناسب و یا افزایش مصرف سوخت خودرویتان می‌شود یکی از عواملی که به بررسی آن می‌پردازید سنسور اکسیژن خودرو باشد. در این مقاله قصد داریم تا شما را با سنسور اکسیژن آشنا کنیم و سپس نحوه تعویض آن را توضیح دهیم. با ما همراه باشید.

سنسور اکسیژن چگونه کار می کند؟

سنسور اکسیژن شبیه یک ژنراتور کار می کند و هنگامی که به اندازه کافی گرم شود، از خود ولتاژ تولید می کند. قسمتی از سنسور که در درون مانیفولد دود قرار دارد ، یک حباب سرامیکی زیرکونیومی است که انتهای آن روی پوسته مانیفولد پیچ می شود. قسمت بیرونی حباب با یک لایه متخلخل از جنس پلاتین پوشیده شده و در درون آن دو نوار پلاتینی وجود دارد که به عنوان الکترودها یا کنتاکت ها به کار می روند.

قسمت بیرونی حباب در معرض گازهای داغ مانیفولد دود قرار دارد. اما در درون حباب، سنسور ( الکترود) بین هوای محیط و دود اگزوز قرار گرفته است. در سنسورهای اکسیژن قدیمی یک سوراخ کوچک در پوسته ضخیم سنسور وجود داشت که هوا از طریق آن وارد سنسور می شد. در سنسورهای جدید تنفس از میان کانکتور سیم ها انجام می شود و این فضای کم بین عایق بندی و سیم ( ها ) محلی مناسب برای نفوذ هوا به درون سنسور است. بنابراین نباید هرگز روی کانکتورهای سنسور اکسیژن را روغنکاری و چرب نمود زیرا این امر سبب مسدود شدن جریان هوا می شود. این روش نسبت به روش قدیمی ترجیح داده می شود؛ زیرا خطر کثیف شدن یا گرفتگی توسط آب که می تواند از درون سنسور را کثیف یا معیوب کند ، کاهش می یابد.

اختلاف میزان اکسیژن بین اگزوز و هوای محیط در درون سنسور اکسیژن سبب تولید ولتاژ نسبت به جریان در میان حباب سرامیکی می شود. هرچه اختلاف اکسیژن بیشتر باشد، ولتاژ تولیدی سنسور نیز بیشتر خواهد بود. در واقع یک سنسور اکسیژن هنگامی که مخلوط سوخت غنی است و اکسیژن محترق نشده کمی در اگزوز وجود دارد، ولتاژی در حدود 9/0 ولت تولید می کند. زمانی که مخلوط سوخت رقیق است، ولتاژ خروجی سنسور افت کرده و به حدود 2/0 ولت می رسد. هنگامی که مخلوط سوخت و هوا بالانس شده یا در نقطه ای ثابت در حدود 14.7 : 1 قرار گرفته، سنسور ولتاژی در حدود 45/0 ولت را تولید می کند.

هنگامی که ECU سیگنالی با ولتاژ بالا مبنی بر غنی بودن مخلوط سوخت دریافت می کند، به منظور کاهش ولتاژی که سنسور تولید کرده، مخلوط سوخت را رقیق می کند. زمانی که سنسور سیگنالی با ولتاژ پایین مبنی بر رقیق بودن مخلوط سوخت به ECU می فرستد، ECU دوباره مخلوط سوخت را غنی می کند. رقیق و غنی کردن مخلوط سوخت در طی سرعت های مختلف که به سیستم سوخت رسانی وابسته است، ثابت می ماند.

مطلب پیشنهادی: ترفندهای کاربردی برای افزایش طول عمر صفحه کلاچ

آهنگ تغییر در موتورهایی که کاربراتور فیدبک دارند بسیار آهسته است. در نوعی از آنها تا 2500 دور بر دقیقه ( RPM ) یک بار در ثانیه انجام می شود. موتورهای دارای سیستم انژکتور تک نقطه ای تا حدی سریع تراند ( دو تا سه بار در ثانیه تا 2500 دور بر دقیقه ). در حالی که موتورهای مجهز به سیستم انژکتور چند نقطه ای از همه سریع تراند ( پنج تا هفت بار در ثانیه تا 2500 دور بردقیقه ). سنسور اکسیژن برای اینکه سیگنال ولتاژ تولید کند، باید قبل از شروع به کار در حدود 600 درجه سلسیوس یا بیشتر گرم شود. بنابراین اکثر سنسورهای اکسیژن در درونشان المنت گرم کن کوچکی دارند که به آنها کمک می کند سریع تر به درجه حرارت عملکرد خود برسند.

المنت گرم کن قادر است در زمانی که دور آرام موتور طولانی می شود ، از متوقف شدن عملکرد سنسور جلوگیری نماید. در غیر این صورت سیستم حلقه بسته به حلقه باز تبدیل خواهد شد.

سنسورهای اکسیژن دارای گرم کن در خودروهای جدید استفاده شده اند که برخی از آنها دارای سه یا چهار سیم هستند. سنسورهای تک سیمی که قدیمی تراند، گرم کن ندارند. هنگام تعویض سنسور اکسیژن حتماَ نوع یکسان با نمونه اصلی ( دارای گرم کن یا فاقد گرم کن ) را نصب کنید.

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 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.

تنها راه فهمیدن عملکرد صحیح اکسیژن، آزمایش و بررسی منظم آن است. از این رو برخی خودروها یک لامپ اخطار خرابی سنسور دارند. زمان مناسب برای بررسی سنسور اکسیژن، هنگام تعویض شمع های جرقه است.

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.

اگر مدار سنسور اکسیژن به دلیل اتصال کوتاه یا فرسودگی قطع شود، ممکن است سنسور یک کد خطا تنظیم نموده و لامپ اخطار موتور یا لامپ نشانگر نقص فنی ( MIL ) را روشن کند. اگر عیوب دیگری نیز مبنی بر خرابی سنسور مشخص شود، تعویض سنسور الزامی است. برخی سنسورهای اکسیژن اگر به طور خفیف دچار عیب شوند، به عملکردشان ادامه داده و کد خطایی تنظیم نمی کنند. اما این کار زیاد مناسب نیست زیرا سبب افزایش مصرف سوخت و تولید آلاینده ها می شود. بنابراین نبود کد خطا یا لامپ اخطار به معنای کارکرد صحیح سنسور اکسیژن نیست.

علائم و نشانه‌های خرابی سنسور اکسیژن خودرو

یکی از علائم بارز خرابی سنسور اکسیژن خودرو را می‌توان افزایش ناگهانی مصرف سوخت خودرو دانست و یا در زمان‌هایی که معمولاً خودرو به طور ناقص کار می‌کند می‌تواند خرابی مربوط به سنسور اکسیژن باشد. در صورتی که سنسور اکسیژن به هر دلیل از دسترس خارج شود در اطلاعات ثبت شده در کامپیوتر مرکزی خودرو خطایی ثبت می‌گردد، که با استفاده از دستگاه دیاگ می‌توان آن را تشخیص داده و حتی قابل تشخیص است که قطعه سنسور اکسیژن درست کار نمی‌کند.

به‌طور معمول خودروهای مختلف این‌گونه برنامه ریزی شده است که با از کار افتادن سنسور اکسیژن به دلیل خطایی که ایسیو گزارش می‌دهد چراغ چک موتور در صفحه کیلومتر روشن می‌شود. یکی از نشانه‌های خرابی سنسور اکسیژن نیز می‌تواند کاهش میزان قدرت موتور باشد. در صورتی که اعداد تعریف شده در سنسور اکسیژن از حد نرمال بالاتر و یا پایین‌تر باشد کامپیوتر مرکزی اقدام به تغییر شرایط فعالیت خودرو خواهد کرد.

مطلب پیشنهادی: دلایل استارت خوردن و روشن نشدن خودرو

این مسئله باعث می‌شود تا خودروی شما به‌درستی کار نکند. بنابراین یکی از قطعاتی که در افت کارکرد موتور خودرو بایستی آن را بررسی کنید می‌تواند سنسور اکسیژن خودرو باشد. دقت داشته باشید با افزایش عمر سنسور خودرو عملکرد این قطعه کاهش خواهد یافت. بنابراین پس از مدت زمانی به احتمال زیاد نسبت به تعویض آن بایستی اقدام کنید. برای مطمئن شدن از زمان تعویض قطعه سنسور خودرو بایستی به تعمیرگاه‌های مجاز مراجعه نموده و این قطعه را به وسیله دستگاه‌های دیاگ تست کرده و در صورت نیاز تعویض نمایید.

چگونه سنسور اکسیژن را تعویض کنیم؟

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

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

3- 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 می‌شود

4-سنسور اکسیژن جدید را با سنسور کار کرده مقایسه کنید. اگر سنسور جدید سوکت ندارد و فقط به همراه سیم ارائه شده است، باید کار کوچکی انجام بدهید:

5- 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.

6- اتصالات را با استفاده از چسب برق بپوشانید.

7- به دفترچه راهنمای خودرو مراجعه کنید تا متوجه بشوید کدام سیم‎‌ها را باید به همدیگر وصل کنید.

8- سنسور جدید را سر جایش قرار دهید و با استفاده از آچار تخت آن را سفت کنید. سنسور را در جهت عقربه‌های ساعت بچرخانید. سنسور را بیش از حد سفت نکنید چون ممکن است سیم‌ها قطع بشوند.

9- اتصال الکترونیکی را برقرار کنید.

10- 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.

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