سیستم اکسیژن مبتنی بر اطلاعات چندین سنسور به منظور تنظیم عملکرد موتور، آلاینده ها و سایر عملکردهای مهم هستند.

در صورتی که این سنسورها اطلاعات دقیقی را ارائه ندهند، باعث بروز مشکلاتی در عملکرد موتور از قبیل :

افزایش مصرف سوخت و تولید آلاینده ها خواهند شد.

یکی از سنسورهای مهم در این سیستم، سنسور اکسیژن است.

و از آنجایی که فرمول شیمیایی اکسیژن O2 می باشد، اغلب آن را سنسور O2 می گویند.

سنسور اکسیژن بر روی مانیفولد دود نصب شده.

تا نشان دهد که میزان اکسیژن محترق نشده در اگزوز یا به عبارتی آلاینده های اگزوز، چقدر است.

بررسی میزان اکسیژن در اگزوز یکی از راه های اندازه گیری مخلوط سوخت و هوا است.

اگر مخلوط محترق شده سوخت غنی (اکسیژن کمتر) یا رقیق (اکسیزن بیشتر) باشد.

سنسور اکسیژن این تغییرات را به واحد کنترل الکترونیکی ECU گزارش می دهد.

عوامل بسیاری در غنی یا رقیق شدن مخلوط سوخت تاثیر گزاراند.

از جمله : درجه حرارت هوا ، درجه حرارت مایع خنک کننده موتور ، فشار بارومتریک ، موقعیت دریچه گاز ، جریان هوا و بار موتور که برای اندازه گیری تمامی این عوامل ، سنسورهای دیگری وجود دارند.

اما اندازه گیری اصلی تغییراتی که در مخلوط سوخت بوجود می آید توسط سنسور اکسیژن انجام می شود.

بنابراین بروز هر نوع مشکلی در سنسور اکسیژن می تواند کل سیستم را از شرایط طبیعی خارج کند.

حلقه ها :

ECU با استفاده از ولتاژ سنسور اکسیژن که از طریق سیستم کنترل حلقه بسته ُ سوخت فرستاده شده ، مخلوط سوخت را تنظیم می کند. ECU با توجه به اطلاعاتی که از سنسور اکسیژن دریافت میکند.

نسبت به تغییر مخلوط سوخت اقدام می کند.

تغییرات پی در پی در مخلوط سوخت (غنی و رقیق شدن مداوم)، نوسانات مشابه ای در ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن ایجاد می کند.

نتیجه تغییرات ثابت قبل و بعد از تبدیل مخلوط سوخت غنی به رقیق این است که مبدل کاتالیزوری با راندمان حداکثر کار می کند.

در حالی که مخلوط سوخت در بالانس صحیح قرار گرفته است.

که این امر تولید آلاینده ها را در حداقل میزان خود نگه می دارد.

این کار مشکل اما امکان پذیر است.

گاهی هیچ سیگنالی از سنسور اکسیژن دریافت نمی شود.

این شرایط هنگامی بوجود می آید که موتور سرد برای اولین بار استارت می خورد و یا اینکه سنسور اکسیژن خراب است.

ECU در این وضعیت فرمان ارسال سوخت غنی و به طور ثابت را اعلام می کند.

این حالت عملکرد حلقه باز نامیده می شود.

زیرا هیچ گونه از اطلاعات سنسور اکسیژن برای تنظیم مخلوط سوخت استفاده نمی شود.

اگر موتور هنگامی که سنسور اکسیژن به درجه حرارت عملکرد خود می رسد، امکان استفاده از سیستم حلقه بسته را از دست دهد یا اینکه این سیستم به دلیل اخلال در ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن دچار افت شود.

موتور با سوخت خیلی غنی کار می کند که نتیجه آن افزایش مصرف سوخت و تولید آلاینده ها است.

خرابی سنسور دمای آب نیز می تواند از شکل گیری سیستم حلقه بسته جلوگیری کند.

زیرا ECU فکر می کند که همواره درجه حرارت آب موتور در کمترین میزان خود است.

بنابراین از شکل گیری سیستم حلقه بسته ممانعت می کند.

سنسور اکسیژن چگونه کار می کند:

سنسور اکسیژن شبیه یک ژنراتور کار می کند.

و هنگامی که به اندازه کافی گرم شود، از خود ولتاژ تولید می کند.

قسمتی از سنسور که در درون مانیفولد دود قرار دارد، یک حباب سرامیکی زیرکونیومی است که انتهای آن روی پوسته مانیفولد پیچ می شود.

قسمت بیرونی حباب با یک لایه متخلخل از جنس پلاتین پوشیده شده.

و در درون آن دو نوار پلاتینی وجود دارد که به عنوان الکترودها یا کنتاکت ها به کار می روند.

قسمت بیرونی حباب در معرض گازهای داغ مانیفولد دود قرار دارد.

اما در درون حباب، سنسور (الکترود) بین هوای محیط و دود اگزوز قرار گرفته است.

در سنسورهای اکسیژن قدیمی یک سوراخ کوچک در پوسته ضخیم سنسور وجود داشت که هوا از طریق آن وارد سنسور می شد.

در سنسورهای جدید تنفس از میان کانکتور سیم ها انجام می شود.

این فضای کم بین عایق بندی و سیم (ها) محلی مناسب برای نفوذ هوا به درون سنسور است.

بنابراین نباید هرگز روی کانکتورهای سنسور اکسیژن را روغنکاری و چرب نمود.

زیرا این امر سبب مسدود شدن جریان هوا می شود.

این روش نسبت به روش قدیمی ترجیح داده می شود.

زیرا خطر کثیف شدن یا گرفتگی توسط آب که می تواند از درون سنسور را کثیف یا معیوب کند، کاهش می یابد.

اختلاف میزان اکسیژن بین اگزوز و هوای محیط در درون سنسور اکسیژن سبب تولید ولتاژ نسبت به جریان در میان حباب سرامیکی می شود.

هرچه اختلاف اکسیژن بیشتر باشد، ولتاژ تولیدی سنسور نیز بیشتر خواهد بود.

به طور نمونه یک سنسور اکسیژن هنگامی که مخلوط سوخت غنی است و اکسیژن محترق نشده کمی در اگزوز وجود دارد.

ولتاژی در حدود ۹/۰ ولت تولید می کند.

زمانی که مخلوط سوخت رقیق است.

ولتاژ خروجی سنسور افت کرده و به حدود ۲/۰ ولت می رسد.

هنگامی که مخلوط سوخت و هوا بالانس شده یا در نقطه ای ثابت در حدود ۱۴٫۷ : ۱ قرار گرفته، سنسور ولتاژی در حدود ۴۵/۰ ولت را تولید می کند.