Cảm biến oxy trên ô tô có cấu tạo và nguyên lý hoạt động thế nào?

Cảm biến oxy – một bộ phận đóng vai trò quan trọng trong vận hành xe ôtô, tuy nhiên không phải ai cũng biết và hiểu rõ nguyên lí hoạt động và cấu tạo của bộ phận này. Cũng như làm thế nào để nhận biết được nó đang bị hư hỏng cần sửa chữa. Tất cả mọi nút thắt sẽ được Danxe.com.vn gỡ bỏ trong bài viết sau đây, bạn hãy cùng đón xem nhé!

Cảm biến oxy là gì?

Cảm biến oxy là một thiết bị điện tử có tác dụng đo nồng độ oxy còn sót lại trong khí thải của xe ô tô, nhằm giúp động cơ điều chỉnh mức độ phun nhiên liệu sao cho phù hợp nhất. Điều này chẳng những giúp xe bạn đảm bảo hiệu suất vận hành tốt, bên cạnh đó nó còn tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn về khí thải. Hệ thống đèn sẽ được bật sáng để cảnh báo trong trường hợp có bộ phận nào trong xe bị trục trặc.

Cảm biến oxy trên ô tô tác dụng gì?

Tác dụng chính của bộ phận này là đo tỷ lệ không khí và nhiên liệu trong khí thải. Giá trị mà nó đo được dùng để cung cấp khả năng lọc khí thải. 

Bên cạnh đó, cảm biến oxy trên động cơ diesel còn cho phép kiểm soát chính xác hơn hệ thống tuần hoàn khí thải (kí hiệu là EGR), để kiểm soát lượng nhiên liệu phun ở bên trong điều kiện động cơ đầy tải. Cảm biến này còn được xem là một cảm biến băng rộng có gia nhiệt trước.

Chức năng quan trọng nhất của cảm biến oxy

Chức năng quan trọng nhất của cảm biến oxy là được sử dụng để đo nồng độ oxy còn thừa trong khí xả gửi về ECU. Lúc này ECU dựa vào tín hiệu cảm biến gửi về để hiểu được tình trạng nhiên liệu đang đậm hay nhạt để từ đó đưa ra hình thức điều chỉnh lượng phun sao cho thích hợp.

Xem thêm:

• Thương hiệu phim cách nhiệt Mỹ đáng để lựa chọn
• Wrap dán đổi màu xe ô tô chất lượng ở đâu?

Cấu tạo của cảm biến oxy

Nhìn chung cảm biến oxy có 2 loại cơ bản: Narrowband và Wideband, để hiểu rõ hơn bạn cùng chúng tôi xem tiếp nhé!

Cảm biến oxy loại narrowband

Đây là loại cảm biến được làm bằng gốm zirconium và bao phủ 1 lớp Platin ở trên bề mặt tiếp xúc với khí xả, đặc biệt nó còn có đường dẫn không khí đi vào bên trong lõi cảm biến. Khi ở điều kiện nhiệt độ cao (cụ thể là trên 350 độ C) cùng với sự chênh lệch nồng độ khí xả của 2 bề mặt ngoài và trong lõi cảm biến, thì cảm biến oxy sẽ tạo ra 1 tín hiệu điện áp nằm trong khoảng 0.1V-0.9V. Cụ thể:

+ Khi điện áp càng nhỏ thì là càng nghèo nhiên liệu.

+ Còn khi điện áp càng lớn là càng giàu nhiên liệu.

Bên cạnh đó để cảm biến có thể nhanh chóng đạt tới nhiệt độ vận hành khi mới khởi động thì có thể lắp thêm 1 điện trở nung nóng bên trong để nung nóng cảm biến khi mới khởi động. Giá trị của điện trở nung nóng phải nằm trong mức từ 6-13Ω.

Loại làm bằng Titanium: đây là loại thường rất ít dùng bởi có giá thành khá đắt (tuy nhiên tốc độ phản ứng sẽ nhanh hơn, bạn không cần đưa không khí đi vào lõi của cảm biến, độ bền cũng sẽ cao hơn). Có thể bạn chưa biết, loại này sẽ thay đổi điện trở theo nồng độ oxy trong khí xả. Cảm biến được lắp đặt thêm 1 điện trở nung nóng bên trong nhằm nung nóng cảm biến khi mới nổ máy.

Cảm biến oxy loại Wideband

Loại cảm biến Wideband là loại cảm biến khá phức tạp, bao gồm Nernst Cell giống như cảm biến oxy Zirconium. Tuy nhiên nó sẽ có thêm Pump Cell để dễ oxy hóa trong buồng tham chiếu của động cơ.

Nhưng nhìn chung loại cảm biến oxy được sử dụng phổ biến trong xe ô tô đó là:

• Cảm biến nung nóng (còn gọi heated): Được biết đến là loại lắp đặt một điện trở bên trong để sấy nóng bộ cảm biến. Giúp cảm biến có thể nhanh chóng tăng nhiệt độ làm việc (từ 600 – 650 độ F hoặc 315 – 343 độ C), bên cạnh đó khả năng sản sinh điện thế lập tức và truyền về ECU là rất lớn.
• Cảm biến không nung nóng (còn gọi là unheated): Loại này không được lắp đặt điện trở, bạn phải chờ thiết bị tự nóng lên đến khi đạt nhiệt độ khởi động mới làm việc. Khi bắt đầu di chuyển, xe của bạn sẽ phải chạy với lượng hòa khí (nhiên liệu không đạt chuẩn) bởi thời gian chờ đợi khá lâu.

Cảm biến oxy trên ô tô được lắp đặt ở đâu?

Nhìn chung phần lớn cảm biến oxy trên ô tô thường được lắp đặt ở ngay phía trước bộ phận lọc khí thải trong hệ thống động cơ. Bộ phận lọc khí thải này có vị trí ở đoạn gần cuối của ống thoát khí cháy. Với những loại xe sử dụng phiên bản động cơ có nhiều xilanh sẽ được lắp đặt từ 2 – 4 thiết bị cảm biến oxy và ở các nhánh khác nhau của ống dẫn khí thải.

Nếu cảm biến này nằm giữa ống xả và bộ chuyển đổi xúc tác, thì chúng được gọi là cảm biến “tiền chuyển đổi xúc tác”. Còn cảm biến nằm ở giữa bộ chuyển đổi xúc tác với cửa xả (gọi là ống xả), thì được gọi là cảm biến “sau xúc tác”.

Nguyên lý hoạt động

Để hiểu rõ nguyên lí hoạt động của bộ phận này như thế nào bạn hãy theo chân chúng tôi xem tiếp trong bài viết dưới đây nhé! Khi khí xả động cơ đi qua đường ống có lắp đặt cảm biến, thì sẽ diễn ra sự tiếp xúc giữa lượng oxy trong khí thải và đầu cảm biến tạo nên một dòng điện thế, dòng điện này có tỉ lệ nghịch với lượng oxy còn trong khí thải và truyền tín hiệu về ECU. 

Bình thường, khi lượng oxy thải ra từ động cơ cao thì dòng điện thế phát sinh trên sẽ ở mức 0,1V.  Ngược lại, nếu lượng oxy thải ra thấp, thì lúc này dòng điện sinh ra từ cảm biến sẽ đạt khoảng 0,9V. 

Dựa trên dòng điện này, bộ ECU sẽ điều chỉnh lại thời gian phù hợp với lượng phun nhiên liệu nhất để giúp lượng xăng và oxy trong động cơ đạt có thể đạt mức tiệm cận gọi là mức lý tưởng, để có thể nâng cao hiệu suất của động cơ.

Một số dấu hiệu cho thấy cảm biến bị hư hỏng

Có thể nói bất cứ một bộ phận nào trong xe cũng đều có tuổi thọ, tùy vào cách sử dụng và bảo quản của chúng ta. Cảm biến oxy cũng thế, nó phụ thuộc nhiều vào chất lượng của xăng dầu hoặc nhiên liệu. Những loại nhiên liệu có lẫn nhiều tạp chất sẽ dễ ảnh hưởng đến những thành phần có phản ứng với oxy khiến cảm biến này dễ bị hư hỏng. 

Theo các thông tin mà Danxe.com.vn tìm kiếm thì mỗi chiếc cảm biến chỉ sử dụng được khoảng 80 – 110 nghìn km. Vì thế anh em cần nên thường xuyên kiểm tra để tránh tình trạng hư hỏng các bộ phận trong xe của mình. Sau đây là một số biểu hiện cho thấy cảm biến oxy trên xe bạn có vấn đề:

• Lượng nhiên liệu tiêu thụ tăng nhanh so với mức thông thường, đồng thời xuất hiện các biểu hiện như: máy rung, chạy với vận tốc thấp. 
• Lượng khí thải ra khỏi động cơ sẽ không được kiểm soát nghiêm ngặt, vì thế sẽ có mùi xăng phát ra. 
• Đèn “Check engine” luôn bật sáng không tắt được khiến người dùng lo sợ, lái xe mất tập trung.

Lời kết

Với những thông tin về cảm biến oxy mà Danxe.com.vn mang đến đã giúp bạn hiểu thêm về những đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc, cũng như một số dấu hiệu phát hiện cảm biến bị hư hỏng hay bất thường trong xe. Để biết thêm những bộ phận khác có vai trò như thế nào trong xe ô tô của bạn thì đừng chần chờ gì mà không nhấn theo dõi ngay trang web chúng tôi nhé!