سنسور اکسیژن چیست + علائم خرابی سنسور اکسیژن

منیفولد اگزوز (گازگاه)، حاوی مؤلفه‌ای در داخل خود است که «سنسور اکسیژن» نام دارد. حسگر اکسیژن یک عنصر اساسی در موتور خودرو است. اگر چیزی باعث عدم کارآیی درست سنسور اکسیژن شود، می‌تواند در کل فرآیند احتراق داخلی اختلال ایجاد کند. وقتی چنین اتفاقی رخ دهد، علائم خرابی سنسور اکسیژن آشکار می‌شود. خوشبختانه، نشانه‌های خرابی به راحتی قابل تشخیص هستند و کاربر می‌تواند به سرعت مشکل را برطرف کند. اما پرسش مهم این است: «علائم خرابی سنسور اکسیژن چیست؟»

برای پاسخ به این سوال، مقاله دیگری از کارشناس خودرو را تا پایان مطالعه کنید.

سنسور اکسیژن چیست؟

سنسور اکسیژن (O2 Sensor) توسط کمپانی رابرت بوش در سال 1976 معرفی شد و به سرعت به یکی از مهم‌ترین فنآوری‌های مسئول جهت کاهش انتشار گازهای خروجی از اگزوز تبدیل شد. امروزه این دستگاه در طیف گسترده‌ای از اتومبیل‌های آسیایی، اروپایی و آمریکایی تعبیه می‌شود و کار اصلی‌ آن نظارت بر میزان اکسیژن موجود در اگزوز است.

انواع مختلفی از حسگرهای اکسیژن وجود دارند که شامل سنسورهای کلاسیک هستند و جزو مدل‌های قدیمی محسوب می‌شوند، و حسگرهای نسبت سوخت به هوا یا AFR که در دسته پیشرفته‌ترین آن‌ها قرار می‌گیرند. سنسورهای مدرن AFR، توانایی تشخیص مقدار دقیق اکسیژن موجود در اگزوز را بدون تأخیر و در زمان واقعی دارند.

سنسور اکسیژن معیوب، می‌تواند به خودرو و محیط‌زیست آسیب برساند؛ زیرا با وجود ترکیب اشتباهی از سوخت و اکسیژن در موتور، آلاینده‌های بیشتری از اگزوز خارج می‌شوند. مبدل کاتالیزوری همچنین می‌تواند آسیب بزرگی را متحمل شود؛ زیرا به منظور داشتن عملکردی صحیح، به ترکیب خاصی از اکسیژن متکی است.

سنسور اکسیژن چگونه کار می‌کند؟

درصد اکسیژن موجود در موتور، به بسیاری از عوامل مانند دمای موتور، فشار فشارسنج و ارتفاع نیز بستگی دارد. سطح اکسیژن پایین، نتیجه ترکیبی قوی است؛ به این معنا که مقدار زیادی از سوخت پس از احتراق باقی می‌ماند. از طرف دیگر میزان بالای اکسیژن، نتیجه ترکیبی ضعیف و سوخت ناکافی در سیستم است. هردو نتیجه نامطلوب هستند و سنسور اکسیژن از آن آگاه است و بلافاصله سیگنال را به واحد کنترل موتور (ECU)  ارسال می‌کند تا مقدار سوخت ورودی موتور را تنظیم کند.

به عبارتی دیگر، سنسور اکسیژن موجود در خودرو، میزان اکسیژن موجود در گازهای خروجی از موتور را اندازه‌گیری می‌کند. این اطلاعات توسط ماژول کنترل نیرو (PCM) بررسی می‌شوند تا نسبت میزان هوا به سوخت مناسب برای موتور، در زمان واقعی تعیین شود. این سنسور در سیستم اگزوز قرار دارد و این امکان را می‌دهد تا موتور به شکلی کارآمد کار کند، که این امر به کنترل آلایندگی کمک می‌کند.

سنسور اکسیژن، داده‌ها را به PCM وسیله نقلیه منتقل می‌کند تا نسبت بهینه میزان هوا به سوخت، برای موتور حفظ شود. یک سنسور اکسیژن معیوب، ممکن است تآثیر منفی بر انتشار گازهای آلوده‌کننده هوا و عملکرد موتور داشته باشد.

هنگام اندازه‌گیری میزان اکسیژن، موقعیت مکانی بسیار مهم است و به‌همین‌دلیل است که این سنسورها در دو مکان مختلف در داخل وسیله نقلیه قرار می‌گیرند. سنسورهای اکسیژن پایین‌دست، بین مبدل صدا خفه‌کن و مبدل کاتالیزوری قرار دارند، در حالی‌که سنسورهای بالادست، بین مانیفولد اگزوز و مبدل قرار می‌گیرند. موقعیت مکانی دومی پیشرفته‌تر است، زیرا وظیفه آن ارسال سیگنال‌های سطح اکسیژن به ECU است. مبدل پایین دست، نقش کاملاً متفاوتی دارد و وظیفه‌ آن اندازه‌گیری راندمان خود مبدل کاتالیزوری است.

علائم خرابی سنسور اکسیژن

علائم متداول خرابی سنسور اکسیژن شامل موارد زیر هستند:

1- روشن شدن چراغ چک و بررسی آن

اگر سنسور اکسیژن معیوب باشد یا نارسایی در آن وجود داشته باشد، چراغ چک موتور، روشن می‌شود. به‌محض روشن شدن این چراغ، خودروی خود را نزد مکانیک مجرب ببرید. این چراغ می‌تواند بنابر دلایل مختلفی روشن شود، بنابراین مهم است که توسط یک متخصص که می‌تواند به‌درستی علت دقیق آن را تشخیص دهد، بررسی شود. اگر وسیله نقلیه‌ای دارید که مسافت طولانی را پیموده است، احتمالاً سنسور اکسیژن معیوب آن، نیاز به تعویض دارد.

2- مسافت پیموده شده گاز معیوب و بوی تخم مرغ فاسد!

اگر سنسور اکسیژن خراب شود، سیستم‌های انتقال سوخت و احتراق سوخت خاموش می‌شوند. اگر سنسور اکسیژن معیوب، ترکیب نسبت هوا به سوخت را قطع کند یا سوخت زیادی به موتور تزریق کند، مسافت پیموده شده گاز خودرو، کاهش می‌یابد. این سوخت اضافی در موتور، می‌تواند بویی نظیر تخم مرغ فاسد شده و گوگرد ایجاد کند و حتی ممکن است دود سیاهی را از اگزوز خارج کند. اگر خودتان بیشتر اوقات مخزن گاز را پُر می‌کنید، یادداشت کنید که چند گالن استفاده کردید و چند مرتبه آن را پُر کردید. اگر بیش از حد طبیعی باشد، باید یک مکانیک حرفه‌ای پیدا کنید، تا سنسور اکسیژن را بررسی کند.

3-  عملکرد نادرست موتور

هنگامی‌که سنسور اکسیژن خودرو در حال خراب شدن است، ممکن است متوجه شده باشید که وسیله نقلیه به شکلی ناهنجار، ناامید کننده و یا به‌طور نامنظم کار می‌کند. همچنین ممکن است سایر مشکلات عملکرد موتور مانند کم‌شدن قدرت و توقف را نیز مشاهده کنید. از آنجا که خروجی سنسور اکسیژن به کنترل زمان موتور، فواصل احتراق و نسبت میزان هوا به سوخت کمک می‌کند، یک سنسور معیوب، می‌تواند این کارکرد‌های صحیح را مختل کند و باعث عملکرد نادرست موتور یا متوقف‌کردن آن و سایر موارد مرتبط با آن شود.

4- رَد شدن در تست آلایندگی

اگر در شرایطی زندگی می‌کنید که به‌طور منظم خودروی خود را تحت تست‌های آلایندگی قرار می‌دهید، پس اگر سنسور اکسیژن خراب باشد ممکن است در آزمایش شکست بخورید!. حسگر اکسیژن خراب، موجب انتشار مقادیر زیادی کربن می‌شود که نیمی از تست‌های آلایندگی را رَد می‌کند. بنابراین، درصورت عدم موفقیت در آزمایش، می‌توان حدس زد که حسگر اکسیژن خراب ‌شده‌است. این مورد لزوماً ممکن است با سنسور اکسیژن در ارتباط نباشد، اما به محض بررسی، مشکل اصلی آشکار می‌شود.

5- مکث کردن موتور در هنگام شتاب

یک سنسور اکسیژن معیوب، باعث می‌شود تا واحد کنترل الکترونیک (ECU)، به سختی میزان سوخت مورد نیاز در هنگام شتاب ناگهانی را تنظیم کند. این امر می‌تواند به دلیل سنسور حسگر باشد، که به‌طور مداوم در حلقه باز (Open Loop) کار می‌کند و میزان اکسیژن دقیق را در هنگام شتاب فراهم نمی‌کند. این امر می‌تواند منجربه شتاب پایین ماشین هنگام فشردن پدال گاز شود.

6- بالا بودن دور موتور در زمان توقف خودرو

نرخ عادی دور موتور RPM در زمانی که خودرو در سطح صاف (تراز) متوقف است، زیر 1000 است. اما اگر برای مثال دور موتور خودروی شما حداکثر تا 2000 یا 3000 بالا ‌رود، با یک مشکل جدی مواجه هستید. این مورد می‌تواند نشانه‌ای از بسیاری از مشکلات خودرو از جمله حسگر اکسیژن باشد. از آنجا که خروجی سنسور اکسیژن به کنترل زمان موتور، فواصل احتراق و نسبت هوا به سوخت کمک می‌کند، یک سنسور خراب می‌تواند کارکردهای صحیح خودرو را مختل کرده و باعث نامنظم شدن ریتم موتور شود.

چگونه می‌توان خرابی سنسور اکسیژن را تشخیص داد؟

اگر ابزار صحیحی برای تشخیص سنسور اکسیژن معیوب در اختیار دارید، می‌توانید به تنهایی مشکل را تشخیص دهید. این دستگاه‌ها شامل یک رابط و اسکنر OBD2 (دستگاه دیاگ) و یک ولت‌سنج دیجیتالی هستند و از یک پِراب اکسیژن در کنار ولت سنج استفاده می‌شود تا مستقیماً سنسور اکسیژن را آزمایش کند. تمام کاری که باید انجام دهید این است که سیم‌هایی که سنسور را احاطه می‌کنند را بررسی کنید که آیا هنوز در شرایط خوبی قرار دارند یا خیر؟. پس از اتمام این مرحله، باید موتور را روشن کنید و منتظر گرم شدن آن باشید. رانندگی با ماشین به مدت حدود بیست دقیقه به اندازه کافی موتور را گرم می‌کند. پس از گرم شدن کافی خودرو، می‌توانید آن را خاموش کنید تا تشخیص انجام شود.

بسته به جایی که سنسور معیوب در آن قرار دارد، با استفاده از جک، کف ماشین را بلند کنید تا با خیال راحت وسیله نقلیه را در جای خود به شکلی ثابت نگه دارید. هنگام اندازه‌گیری احتیاط کنید، چون منیفولد و لوله‌های خروجی داغ هستند و در نتیجه ممکن است دچار سوختگی شوید.

کنتور مجهز به کاوشگر، قرمز و سیاه است. اگر سنسور دو یا سه سیم داشته باشد، باید کاوشگر قرمز را به سیم سیگنال وصل کنید و کاوشگر سیاه را به پایه مناسبی در موتور خود وصل کنید. اما اگر سنسورهای اکسیژن دارای چهار سیم باشند، لازم است کاوشگر سیاه را به سیم پایه سنسور وصل کنید. در صورت نیاز به راهنمایی بیشتر در این فرآیند، حتماً دفترچه تعمیر خودرو خود را به‌همراه داشته باشید.

پس از برقراری همه اتصالات، موتور را راه‌اندازی کرده و سیگنال‌های ولتاژ را بر روی ولت سنج خود، بررسی کنید. ولتاژ سنسور باید در محدوده 0.1 تا 0.9 ولت باشد. یک سنسور معیوب، یک سیگنال کاملاً متفاوت تولید می‌کند، که یا خیلی بالا و یا خیلی پایین است.

دو تست دیگر نیز وجود دارند که فرد را قادر می‌سازند که سنسورهای اکسیژن را چک کند. تست اول، پاسخ حسگر اکسیژن را به وضعیت سوخت بدون چربی بررسی می‌کند و آزمایش دوم به فرد این امکان را می‌دهد تا واکنش حسگر را در یک وضعیت سوخت قوی بررسی کند. اگر سنسور مورد نظر به هر دو تست، به‌طور صحیح پاسخ دهد، ممکن است یک مؤلفه دیگر برای افت راندمان سوخت وجود داشته باشد (مشکل دیگری وجود دارد).

چه موقع باید سنسور اکسیژن معیوب را تعویض کرد؟

سن اتومبیل نیز در طول عمر سنسور اکسیژن، از اهمیت بالایی برخوردار است. به عنوان مثال، خودروهایی که بین سال‌های 1976 و اوایل دهه 1990 ساخته شده‌اند، نیاز به تعویض سنسور در هر 50000 تا 80000 کیلومتر دارند. سنسورهای اکسیژن نسل اول که در اواسط دهه هشتاد تا میانه دهه نود بر روی خودروها تعبیه شدند، باید هر 100000 کیلومتر تعویض شوند. در خودروهای مدرن نیز، سنسور در هر 160000 کیلومتر تعویض می‌شود.

جمع‌بندی بررسی علائم خرابی سنسور اکسیژن

به‌طور خلاصه، نگه داشتن سنسور اکسیژن در شرایط سالم و تعویض آن در طی فواصل تعیین شده، باعث صرفه‌جویی در مصرف سوخت می‌شود. این امر همچنین به معنای کاهش انتشار آلاینده‌های موجود در اگزوز و کاهش خطر آسیب دیدن به مبدل کاتالیزوری است. همه این‌ها به تشخیص درست علائم خرابی سنسور اکسیژن وابسته است. اگر شما بتوانید چنین نشانه‌هایی را سریعاً تشخیص دهید، می‌توانید از به‌وجود آمدن مشکلات دیگر و از همه مهم‌تر، صرف هزینه‌های هنگفت جلوگیری کنید.