وظیفه سنسور اکسیژن در خودرو چیست؟

سنسور اکسیژن یا سنسور لامبدا (lambda sensor) یک قطعه الکترونیکی است که نسبت اکسیژن موجود در مایع یا گاز را اندازه گیری می کند.

یکی از نکاتی که امروزه در زمان خرید خودرو توجه مشتریان را به خود جلب می کند میزان مصرف سوخت خودرو است؛ حتی در برخی از کشورها به دلیل وضع مقررات درباره میزان تولید آلاینده های زیست محیطی کنترل مصرف سوخت و انتشار آلاینده های ناشی از آن از اهمیت بیشتری نیز برخوردار است. مصرف سوخت در خودرو به عوامل زیادی وابسته است؛ در مقالات قبلی درباره قطعات خودرو به برخی دلایل افزایش مصرف سوخت اشاره کردیم. با این حال یکی از مهترین نکات درباره مصرف سوخت خودرو میزان نسبت هوا به سوخت خودرو است که میزان مصرف سوخت را نیز مشخص می کند؛ این نسبت اکسیژن یا هوا به سوخت در خودرو توسط قطعه ای به نام سنسور اکسیژن کنترل و مدیریت می شود.

سنسور اکسیژن یا سنسور لامبدا (lambda sensor) یک قطعه الکترونیکی است که نسبت اکسیژن موجود در مایع یا گاز را اندازه گیری می کند. این سنسور برای اولین بار در دهه ۱۹۶۰ میلادی توسط شرکت رابرت بوش و تحت نظارت دکتر گونتر باومن ساخته شد.

لامبدا (λ) نیز یکی از حروف یونانی که به نسبت برابری سوخت و هوا اشاره دارد. وظیفه سنسور اکسیژن در موتورهای احتراق داخلی اندازه گیری نسبت اکسیژن موجود در گازهای خروجی از اگزوز است. مقادیر اندازه گیری شده توسط این حسگر برای مدیریت موتور در سیستم های انژکتوری و همچنین کنترل آلاینده های حاصل از احتراق سوخت به کار می روند.

وجود اکسیژن به میزان لازم برای انجام فرایند احتراق و کارکرد صحیح موتور امری حیاتی است و در صورتی که نسبت اکسیژن و سوخت به اندازه کافی نباشد عملکرد موتور خودرو دچار مشکل خواهد شد به همین دلیل است که سنسور اکسیژن را باید یکی از قطعات کوچک اما مهم خودروهای با موتور احتراق داخلی دانست.

حسگر اکسیژن در سیستم اگزوز گازهای خروجی تعبیه شده و به انژکتور و سیستم زمان بندی موتور اجازه می‌دهد تا به صورت بهینه کار کنند. عملکرد این سنسور در نهایت به سیستم کنترل میزان آلایندگی هم کمک می کند. سنسور اکسیژن داده های اندازه گیری شده خود را به ECU خودرو ارسال می‌کند تا این قطعه بتواند نسبت ایده آل هوا به سوخت را برای عملکرد صحیح موتور را تعیین کند. عدم عملکرد صحیح سنسور اکسیژن می تواند تاثیری منفی روی میزان آلایندگی و عملکرد موتور داشته باشد.

سنسور اکسیژن در حقیقت مقدار اکسیژن نسوخته در اگزوز را نشان می دهد و معادل میزان اکسیژن نسوخته ولتاژی تولید می کند که در کمترین غلظت اکسیژن، معادل ۰٫۱ ولت و در بیشترین غلظت، معادل ۰٫۹ ولت است.

ECU خودرو از این سیگنال ولتاژی استفاده می کند تا چگونگی وضعیت احتراق سوخت در موتور را تحلیل کرده و پس از آن به بهترین شکل ممکن غلظت سوخت در برابر هوا را تعیین کند. به این ترتیب مصرف خودرو کم می شود و آلاینده های خروجی از اگزوز آلودگی کمتری خواهند داشت.

در خودروهای پیشرفته تر امروزی که از سیستم عیب یابی نسل ۲ مستقر در خودرو یا (On-Board Diagnostics – OBD-II) استفاده می‌کنند، یک سنسور اکسیژن هم بعد از کاتالیست قرار می گیرد تا راندمان این کاتالیست را مورد بررسی قرار دهد. به علاوه هر ساله با تولید مدل‌های جدیدتر خودرو، خودروسازان برای بهبود عملکرد موتور از تعداد بیشتری سنسور اکسیژن استفاده می‌کنند. برخی از موتورهای با راندمان بالا همان طور که برای پشت مبدل‌های کاتالیستی سنسورهای اکسیژن دارند برای هر سیلندر نیز یک سنسور اکسیژن دارند.

با ارسال داده های سنسور اکسیژن به ECU این قطعه سرعت وسیله نقلیه را مشخص و به نمایش دهنده‌ها ارسال می‌کند. همچنین دور آرام موتور را در هنگام تغییر وضعیت حرکت خودرو تثبیت کرده و نوسانات موتور را کاهش می‌دهد. بهینه سازی شتاب خودرو و تعیین نسبت دنده چرخ دنده درگیر نیز از همین طریق انجام می شود.

اگر یکی و یا تعدادی از سنسورهای اکسیژن در عملکرد خود اشتباهی داشته باشند خودروی شما تست آلایندگی را قبول نخواهد شد و اگر با همین سنسورها به رانندگی ادامه دهید، میزان مصرف سوخت شما افزایش پیدا می‌کند و می‌تواند به کاتالیزور شما آسیب برساند.

علائم خرابی سنسور اکسیژن 

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 می کند؛ 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 آلاینده های 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.

نوسان دور موتور خودرو در حالت ایستا، کندی خودرو در زمان شتاب گیری، ریپ زدن خودرو در زمان کم کردن دنده یا تمایل به خاموش شدن در زمان ترمز گیری نیز می توانند از نشانه های خرابی سنسور اکسیژن باشند.