اطلاعات بخش های مختلف خودرو از طریق سنسورهای متعدد به ECU ارسال می شود. برای آن که راننده از شرایط لحظه ای موتور و کلیه اجزای خودرو اطلاع داشته باشد به دیتای ارسال شده توسط این سنسورها نیاز دارد. این اطلاعات شامل گزارش وضعیت روغن موتور، بنزین، باد لاستیک ها و سایر موارد فنی خودرو می شود. هر یک از سنسورها وظیفه دریافت و انتقال اطلاعات یک بخش از خودرو را بر عهده دارند. از مهم ترین سنسورهای اتومبیل که اطلاعات بسیار ضروری و حیاتی را گزارش می دهد، سنسور اکسیژن است. برای آشنایی با این قطعه و وظایف و نحوه کار آن تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

سنسور چیست؟

به طور کلی حسگر یا سنسور قطعه ای است که تحت تاثیر محرک های فیزیکی قرار گرفته و متناسب با آن واکنش می دهند. یک سنسور محرک ها را دریافت کرده و به سیگنال های الکترونیکی تبدیل می کند؛ سپس آن را به ECU یا سایر پردازشگرها می فرستد. در حقیقت سنسور وسیله اندازه گیری متغیرهای فیزیکی یا شیمیایی بوده که در کلیه وسایل نقلیه کاربراتوری و انژکتوری به کار می رود؛ سنسور خودروهای انژکتوری داده های جمع آوری شده را به کامپیوتر ارسال کرده تا پس از تجزیه و تحلیل، مطابق با شرایط متغیرها و محرک ها فرمان لازم برای عملگرها صادر و مناسب ترین وضعیت برای هر کدام از سیستم های خودرو ایجاد شود. این مسئله در خودروهای کاربراتوری متفاوت بوده و اطلاعات برای راننده فرستاده می شود. آلارم و نشانه هایی که در پشت آمپر مشاهده می شود نحوه نمایش این اطلاعات به راننده است.
گاهی نیز سنسورهای ماشین های کاربراتوری به شکل مستقیم به عملگرها وصل شده و اطلاعات را برای آن ها می فرستند. در حقیقت به دلیل تفاوتی که بین عملکرد سنسور، ECU و عملگرها وجود دارد، تعداد و تنوع سنسورها در خودروهای انژکتوری و کاربراتوری یکسان نبوده و اتومبیل های کاربراتوری از این نظر دارای محدودیت هایی هستند. امروزه با پیشرفت تکنولوژی بر تعداد و تنوع این سنسورها افزوده شده و خودروسازان امنیت و راحتی و امکانات بیشتری را برای خودروها فراهم آورده اند.

سنسور اکسیژن چیست و چه وظایفی در خودرو دارد؟

همانطور که پیشتر اشاره کردیم، سنسورها با محرک های فیزیکی در ارتباط بوده و بر اساس اطلاعات دریافتی از آن ها هرگونه نقص و خرابی را گزارش می کنند. سنسور اکسیژن قطعه ای الکترونیکی است که اندازه گیری مقدار اکسیژن موجود در سوخت یا گاز را بر عهده دارد. این قطعه که در قسمت ورودی اگزوز قرار دارد، با اندازه گیری میزان اکسیژن موجود در گازهای خروجی از موتور خودرو، تعیین می کند که چه مقدار اکسیژن در فرایند احتراق نسوخته است. اگر اکسیژن سوخته نشده زیاد باشد، می توان نتیجه گرفت احتراق به صورت ناقص انجام شده و میزان هوا و سوخت تناسبی ندارند که در این صورت مصرف سوخت بیش از حد استاندارد خواهد بود. گزارش های سنسور اکسیژن به شکل سیگنال های حاصل از تغییر ولتاژ ۱ تا ۹ ولت به ECU فرستاده می شود؛ در صورت زیاد بودن اکسیژن، کامپیوتر خودرو تنظیمات سیستم سوخت رسانی را تغییر داده و زمان پاشش انژکتورها را متناسب با غلیظ یا رقیق بودن سوخت عوض می کند. به این ترتیب چنانچه سوخت غلیظ باشد، زمان پاشش کوتاه و اگر رقیق باشد، طولانی تر خواهد شد. به طور کلی می توان وظایف حسگر اکسیژن را به سه بخش تقسیم کرد:

• کاهش مصرف سوخت

• کاهش میزان آلایندگی خودرو

• بهبود احتراق و ارتقا بازده موتور

از آن جایی که سنسور اکسیژن یکی از اصلی ترین سنسورهای هر وسیله نقلیه ای به شمار می رود، در موتور خودروهای امروزی از دو حسگر استفاده می شود؛ اگر خودرو شما دارای یک سنسور باشد، محل قرارگیری آن قبل از کاتالیست بوده و در صورتی که اتومبیلتان دو سنسور داشته باشد، یکی قبل و دیگری بعد از کاتالیست نصب می شود. سر این سنسورها درون اگزوز بوده و پس از اندازه گیری دود خروجی از آن، گزارش ها جهت انجام اقدامات لازم به ECU ارسال می شود. پس از آن کامپیوتر بر اساس اطلاعاتی که دریافت کرده مقدار سوختی که باید درون سیلندر تزریق شود را تنظیم می کند. (کم بودن اکسیژن در اگزوز نشان دهنده زیاد بودن سوخت بوده و برعکس) خودروهای امروزی که موتور V شکل دارند، دارای ۶ یا ۸ سیلندر و ۴ سنسور اکسیژن هستند. دو سنسور اضافه هر یک روی یکی از بلوک های سیلندر نصب می شوند. در این نوع از خودروها دیتای سنسورهای موتور و مبدل کاتالیزوری اگزوز توسط کامپیوتر مقایسه شده و نتایج دقیق تری حاصل می شود که به کاهش سطح آلایندگی خودرو و مصرف سوخت آن نیز کمک می کند.

انواع سنسور اکسیژن و ساختار آن

به طور کلی دو نوع سنسور اکسیژن داریم:

• نوع تک سیم که در اتومبیل های قدیمی کاربرد داشته و گرم کن ندارد.

• نوع دوم سوکت چهار سیم است که علاوه بر داشتن گرم کن، دقت بالایی نیز دارد و در خودروهای امروزی به کار می رود. سنسورهای چهار سیم دارای دو نوع پایه بلند و پایه کوتاه بوده که در نوع و ارتفاع سوکت تفاوت دارند.

هر دو نوع سنسور اکسیژن ساختار یکسانی داشته که شامل بدنه سرامیکی یا چینی، الکترودهای پلاتینیومی، غلافی از جنس دی اکسید زیرکونیوم و المنت گرم شونده می شوند.

عملکرد سنسور اکسیژن مانند ژنراتور بوده و وقتی به اندازه کافی گرم می شود، ولتاژ تولید می کند. غلاف سنسور همان بخش سرامیکی از جنس زیر کونیوم است که درون منیفولد دود قرار می گیرد. انتهای پوسته روی منیفولد پیچ شده و الکترودها که دارای روکش متخلخل پلاتینی هستند نیز زیر حباب پوسته و در بخش سرامیکی آن قرار گرفته اند. گازهای داغی که در منیفولد دود وجود دارند، بر بخش خارجی حباب پوسته اثر می گذارند اما الکترودهای داخلی بین هوای محیط و دود اگزوز قرار گرفته و در معرض این دود نیستند. یکی از تفاوت های سنسورهای اکسیژن قدیمی و جدید وجود فضای تنفس و نفوذ هوا است؛ در سنسورهای قدیمی تک سیم برای ایجاد راه نفوذ هوا، یک سوراخ کوچک در پوسته سنسور ایجاد می شود. در مقابل، فضای کوچکی به نام کانکتور بین عایق بندی الکترودهای سنسورهای جدید دو سیم وجود دارد که تنفس و نفوذ هوا از این مجرا صورت می گیرد. این تنفس در تعیین اختلاف درصد اکسیژن موجود در اگزوز و هوای محیط موثر بوده و به تولید ولتاژ میان حباب سرامیکی منجر می شود. تولید ولتاژ با اختلاف درصد اکسیژن رابطه مستقیم دارد. یعنی هر چه این اختلاف اکسیژن بیشتر باشد، سنسور اکسیژن ولتاژ بیشتری تولید می کند. گرما عنصری ضروری برای فعالیت این سنسورها به شمار رفته و گرم کن، گرمای اولیه ای که برای شروع کار و ارسال ولتاژ نیاز است را تامین می کند. از دیگر وظایف این المنت ها جلوگیری از توقف فعالیت سنسور اکسیژن در زمانی است که موتور با دور کند برای مدت طولانی مشغول به کار است.

جمع بندی

در این مقاله به معرفی سنسور اکسیژن، بررسی ساختار و اجزای آن و نقش هایی که این قطعه در خودرو دارد پرداختیم؛ اکنون می دانیم که سنسور اکسیژن با دریافت اطلاعات و ارسال آن به کامپیوتر، مقدار اکسیژن موجود در دود اگزوز را اندازه گیری کرده و دستورات لازم جهت تنظیم عملکرد سیستم سوخت رسانی را صادر می کند. به طور کلی فعالیت این سنسور به کاهش مصرف سوخت، کاهش آلاینده ها و بهبود راندمان موتور منجر می شود. بنابراین اهمیت زیادی در عملکرد صحیح موتور داشته و در صورت مشاهده هرگونه نشانه خرابی، فورا مشکل را پیگیری کرد. چنانچه سنسور اکسیژن پراید، سیم اکسیژن ۴۰۵ یا سنسور اکسیژن ۲۰۶ شما معیوب شده است می توانید با مراجعه به فروشگاه های اینترنتی قطعات یدکی و یا مراکز معتبر فروش حضوری لوازم خودرو آن را خریداری کرده و یا تهیه و تعویض این قطعه را به طور کامل به مکانیک مورد اعتماد و باتجربه اتومبیلتان بسپارید.