Cảm biến oxy hay còn gọi là cảm biến khí thải, có tên tiếng anh là Oxygen Sensor là một trong những loại cảm biến quan trọng nhất trên hệ thống động cơ ô tô, và chúng cũng được đánh giá khó sửa chữa những lỗi liên quan nhất, so với những loại cảm biến còn lại.
Và hôm nay, để các chủ xe và kể cả những ktv ô tô có thể hiểu hơn về loại cảm biến ô xy này, các bạn hãy cùng Garage ô tô Hoàng Việt khám phá đầy đủ những thông tin về chúng ngay dưới đây:
1. Chức năng của cảm biến Oxy
Được sử dụng để đo nồng độ oxy có trong khí thải sau quá trình cháy sinh công của động cơ, sau đó gửi thông tin này về hộp ECU, để đưa ra những phân tích xem tỉ lệ oxy là giàu hay nghèo, từ đây đưa ra tín hiệu để hiệu chỉnh lại lượng phun nhiên liệu thích hợp.
2. Phân loại và cấu tạo của cảm biến Ô xy
Hiện tại, chúng ta có thể gặp 2 loại cảm biến khí thải thông dụng trên ô tô ngày nay, đó là loại Narrowband [cũng được chia 2 loại làm bằng gốm Zirconium và loại làm bằng Titanium [ít dụng]]; và Wideband.
# Cấu tạo cảm biến Oxy Narrowband
- Với loại làm bằng gốm Zirconium: ngay trên bề mặt tiếp xúc khí thải động cơ, chúng được phủ lên trên 1 lớp Platin và có đường dẫn loại khí này vào lõi của cảm biến. Ở nhiệt độ trên 350 độ C, thì sẽ tạo sự chênh lệch nhiệt độ giữa 2 bề mặt trong và ngoài cảm biến, tạo ra 1 tín hiệu khoảng 0.1-0.9V [lượng nhiên liệu càng nghèo thì điện áp càng nhỏ và ngược lại].
- Với loại làm bằng Titanium: Tuy có được độ bền, phản ứng và độ chính xác cao, nhưng chúng ít được bởi chi phí sản xuất cao. Với loai cảm biến oxy này, khi nồng độ oxy trong khí thải thay đổi thì điện trở trong cảm biến cũng thay đổi.
Lưu ý: Cả 2 loại cảm biến đều được trang bị thêm 1 điện trở để nung nóng chúng lên đạt 350 độ C ở thời điểm ban đầu, và giá trị điện trở này có thông số từ 6-13.
# Cấu tạo cảm biến Ô xy Wideband
Loại cảm biến này có cấu tạo khá phức tạp, chúng bao gồm Nernst Cell và Pump Cell để Oxy hóa lượng oxy trong buồng tham chiếu. Và chúng cũng không phải là loại thông dụng.
> Các bạn có thể xem thêm cảm biến tương tự khác: Cảm biến khốilượng khí nạp
Và để tiếp tục, chúng ta sẽ tìm hiểu các mục tiếp theo. Chúng ta sẽ phân tích các thông số trên loại phổ biến nhất là loại Zirconium ngay dưới đây:
3. Nguyên lý hoạt động của cảm biến oxy
Được lắp trực tiếp vào đường ống xả, tiếp xúc trực tiếp với khí xả ra từ động cơ. Sự chênh lệch của nồng độ oxy giữa 2 bề mặt trong/ngoài cảm biến sẽ tạo 1 điện áp ra từ 0.1 tới 0.9V. Và điện áp càng nhỏ thì có nghĩa là nhiên liệu đang nghèo và ngược lại.
Cảm biến làm việc tốt ở 350 độ C, và khi động cơ chưa nổ máy mà ON chìa, thì dây điện trở trong cảm biến được nung nóng để đưa chúng đạt ở nhiệt độ làm việc.
Ở những ô tô đời mới, chúng còn được trang bị thêm 1 cảm biến ô xy nữa lắp ở phía sau bầu xúc tác khí xả. Chúng có nhiệm vụ giám sát công việc của bầu xúc tác này. Điện áp đầu ra của cảm biến o xy thứ 2 này thường nằm ở mức ổn định 0.45V.
4. Sơ đồ mạch điện và vị trí của cảm biến oxy
Đúng với mục đích theo dõi lượng khí thải xả ra từ động cơ, chúng được bố trí ngay trên đường ống xả [vị trí nối của cửa xả và các máy]. Những dòng xe đời cao hơn có bầu Catalytic thường sẽ bố trí 2 con, 1 con trước bầu trung hòa khí và 1 con sau bầu trung hòa khí. Và dưới đây bạn cũng có thể tham khảo thêm sơ đồ mạch điện của cảm biến ô xy.
5. Nguyên nhân hư hỏng và các lỗi thường gặp trên cảm biến khí xả
Theo kinh nghiệm của các gara sửa chữa ô tô, lỗi thường gặp nhất khi cảm biến khí xả báo lỗi là do cảm biến đã hỏng do sử dụng quá lâu, làm cho chúng bị mục nát, làm tín hiệu truyền đi bị sai lệch. Ngoài ra, chúng còn có nhiều nguyên nhân khác như:
- Hở hoặc ngắn mạch cảm biến, lỗi mạch sưởi.
- Lỗi ở bugi hoặc hệ thống phun nhiên liệu làm cho chất lượng cháy kém.
- Đường ống xả bị rò rỉ, làm thoát khí.
- Bộ chuyển đổi xúc tác gặp vấn đề.
Nếu gara sửa cảm biến oxy có sử dụng máy chẩn đoán, thì khi đọc lỗi sẽ ra các mã lỗi như sau:
- Lỗi mạch cảm biến oxy: Thông tin hiển thị - Oxygen Sensor Cycle Fault:
- Lỗi cảm biến điện áp thấp: Thông tin hiển thị mã lỗi P0137 - Oxygen Sensor Low Voltage:
- Lỗi cảm biến điện áp cao: Thông tin hiển thị mã lỗi P0138 - Oxygen Sensor High Voltage:
- Lỗi cảm biến phản hồi chậm: Thông tin hiển thị mã lỗi P0133 - Oxygen Sensor Slow Response:
- Lỗi nhiên liệu nghèo cảm biến nhánh A/B: Thông tin hiển thị mã lỗi P0171 - Oxygen Sensor System Too Lean Fault Bank A/B.
- Lỗi nhiên liệu giàu cảm biến nhánh A/B: Thông tin hiển thị mã lỗi P0172 - Oxygen Sensor System Too Rich Fault Bank A/B.
6. Cách kiểm tra cảm biến ô xy
Dùng đồng hồ chuyên dụng để đo điện trở của điện trở trong cảm biến theo thông số chuẩn từ 6-13 ôm.
Dùng máy chẩn đoán xe thông số của cảm biến oxy khi động cơ đang nổ. Và đo theo thống số chuẩn, cảm biến ô xy số tạo ra 1 tín hiệu điện áp khoảng 0.1-0.9V và cảm biến ô xy số 2 là ổn định 0.45V. Nếu tính hiệu thay đổi liên tục thì chứng tỏ bầu catalytic đã hỏng.
7. Một số kinh nghiệm khi sửa lỗi cảm biến khí thải
Để xem được những thông số về hiệu chỉnh nhiên liệu, các bạn sử dụng máy chẩn đoán để theo dõi thông số Long Term Fuel Trim và Short Term Fuel Trim.
Lỗi System to lean: Thì các bạn kiểm tra những thông tin sau, vì chúng có thể đang bị: Kim phun bị kẹt, cảm biến oxy chết, Hở đường nạp, bơm xăng không đủ áp, hỏng van thông hơi các te, bộ đo gió báo sai, hở cổ ống xả.
Lỗi System to rich: Thì các bạn kiểm tra những thông tin sau, vì chúng có thể đang bị: Kim phun bị đái, bugi hoặc bô bin kém, tắc lọc gió, buồng đốt mất áp suất, bơm xăng áp lực quá cao, cảm biến hư, ống xả tắc, cảm biến đo gió lỗi.
> Xem ngay: Cảm biến kích nổ trong động cơ
Trên là những thông tin hữu ích nhất về cảm biến oxy, chúc các bạn có những kiến thức tốt với bài viết này.
Nguồn tổng hợp + VATC