Cảm biến oxy: Vai trò, dấu hiệu nhận biết lỗi và cách kiểm tra, khắc phục

Vai trò của cảm biến oxy

Cảm biến oxy có nhiệm vụ đo lượng khí oxy còn dư trong khí thải động cơ và truyền tín hiệu về ECU (hệ thống điều khiển trung tâm). ECU sẽ dựa vào tín hiệu cảm biến oxy gửi về và hiểu được tình trạng nhiên liệu đang đâm hay nhạt, từ đó điều chỉnh tỉ lệ nhiên liệu/không khí sao cho phù hơp. Cảm biến oxy giúp phân tích thông số Long Term Fuel Trim và Short Term Fuel Trim qua đó thấy được sự hiệu chỉnh nhiên liệu.

Hình ảnh cảm biến oxy trên Xpander chính hãng

Nguyên lý hoạt động của cảm biến oxy

Cảm biến oxy được đặt ở lỗ có ren ngay trước bộ chuyển đổi xúc tác khí thải động cơ. Bộ xúc tác khí thải thường nằm ở gần cuối đường ống xả, phía sau bộ giảm thanh. Lượng oxy đo được bởi cảm biến sẽ thể hiện dưới dạng điện áp (V) và tín hiệu điện áp này được gửi đến ECU liên tục.
Được lắp tại ống xả, bề mặt làm việc của cảm biến oxy tiếp xúc trực tiếp với khí xả, trong lõi của cảm biến có đường đưa không khí từ ngoài vào, sự chênh lệch về nồng độ oxy hai bề mặt của cảm biến sẽ tạo điện áp từ 0,1-0,9V.
Tín hiệu điện áp gần 0V là hỗn hợp nhiên liệu đang nghèo.
Tín hiệu điện áp gần 0,9V là hỗn hợp nhiên liệu đang giàu.

Các loại cảm biến oxy

Cảm biến oxy có hai loại: loại nung nóng (có dây sấy) và không nung nóng (không có dây sấy)
Cảm biến nung nóng (heated): Loại cảm biến này có một điện trở giúp sấy nóng cảm biến, nhờ vậy nhiệt độ cảm biến có thể nhanh chóng tăng lên mức cần thiết (600 đến 650 độ F hoặc 315 đến 343 độ C).

Cảm biến không nung nóng (unheated): loại cảm biến này không có điện trở nên cần thời gian để thiết bị tự nóng lên. Nhiệt độ này khiến xe khi bắt đầu di chuyển sẽ phải chạy với tỉ lệ nhiên liệu-hòa khí không đạt chuẩn.
Khi khí thải xả ra và tiếp xúc với cảm biến oxy, đầu dò cảm biến sẽ làm cảm biến phát ra một dòng điện có điện thế tỉ lệ nghịch với hàm lượng oxy trong khí thải. Điện thể này sẽ truyền tín hiệu về bộ điều khiển truyền động PCM – một bộ phần trong ECU.
Nếu hàm lượng oxy trong khí thải cao, điện áp từ cảm biến phát sinh tầm 0,1 V. Nếu hàm lượng oxy trong khí thải thấp, điện áp vào khoảng 0,9 V. Dựa trên các tín hiệu điện thế này, PCM sẽ xác định thời gian mở kim phun nhiên liệu sao cho phù hợp với hỗn hợp khí nạp để đạt được tỷ lệ xăng và không khí ở mức lý tưởng nhất.

Nguyên nhân làm cảm biến oxy bị lỗi

Vì liên quan mật thiết đến nguồn nhiên liệu sử dụng trong động cơ nên nếu khách hàng dùng nhiên liệu kém chất lượng hoặc không tương thích với xe có thể làm cảm biến oxy hỏng dần. Ngoài tạo ra khí thải độc hại gây ảnh hưởng trực tiếp đến cảm biến oxy, chúng còn làm giảm tuổi thọ của động cơ, công suất động cơ giảm và hao nhiên liệu. Mặt khác, đứt dây điện hay làm biến dạng cảm biến cũng là nguyên nhân gây ra tình trạng cảm biến oxy bị lỗi.
Nếu xe báo lỗi, người sử dụng xe cần nhanh chóng đến các cơ sở bảo dưỡng uy tín để kiểm tra/sửa chữa hoặc vệ sinh cảm biến oxy, không nên để lâu vì có thể sẽ gây ảnh hưởng đến hoạt động của xe và gây ra những hư hỏng kéo theo khác làm tăng chi phí sửa chữa/thay thế.

Dấu hiệu nhận biết cảm biến oxy bị lỗi

Hao xăng hơn thông thường: Khi cảm biến oxy bị lỗi, sẽ không có dữ liệu nào chính xác về lượng oxy dư trong khí thải để truyền đến ECU. ECU chỉ có thể ước lượng lượng nhiên liệu nạp vào nhờ vào cảm biến lưu lương khí nap. Vì vậy, lượng nhiên liệu được phun vào sẽ không đủ hoặc hơn mức cần thiết gây ra hao xăng.
Mùi xăng sống từ khói xe: Mùi xăng sống có thể cảnh báo cảm biến oxy đang gặp vấn đề. Cốt lõi là do trong quá trình cháy ở kỳ nổ của động cơ, lượng xăng được phun vào không thể cháy hết nên phần nhiên liệu dư được thải ra ngoài qua hệ thống ống xả. Từ đó, tạo ra mùi dễ dàng ngửi thấy bên ngoài xe.
Đèn check engine liên tục bật sáng: Đèn check engine có nhiệm vụ thông báo khi động cơ hoặc các bộ phận liên quan xảy ra lỗi. Do đó nếu thấy đèn Check Engine sáng thì rất có thể cảm biến oxy đang bị trục trặc.

Đèn check engine bật sáng khi cảm biến oxy gặp lỗi

Tăng sự tiêu thụ nhiên liệu: Dù nhiên liệu bị hao hụt xuất phát từ những nguyên nhân khác nhau. Tuy nhiên, khi cảm biến không còn chức năng hoạt động, lượng hao hụt sẽ cao đáng kể. Hậu quả là quá trình đốt cháy nhiên liệu không đạt hiệu quả, động cơ yếu.

Các lỗi cảm biến oxy thường gặp

1. Cảm biến bị bám bẩn.
2. Cảm biến chết.
3. Cảm biến bị cong, gẫy, đứt dây điện.

Cách kiểm tra cảm biến oxy

Để kiểm tra cảm biến oxy có thể thực hiên theo các cách như sau:
1. Sử dụng đồng hồ đo điện trở nung nóng của cảm biến nằm trong khoảng 6 – 13Ω. (cảm biến A/F khoảng 2 – 4Ω).
2. Sử dụng máy hiển thị sóng hoặc xem qua data list trong máy chẩn đoán, để thấy được thông số của cảm biến trong lúc động cơ đang nổ máy. Lúc này, cảm biến oxy số 1 phải dao động tín hiệu trong khoảng 0.1 – 0.9V. Cảm biến số 2 phải ít thay đổi (nếu như thay đổi liên tục theo tín hiệu cảm biến số 1 thì có nghĩa rằng bầu catalytic đã hỏng).
Tín hiệu điện áp gần 0V có nghĩa rằng hỗn hợp nhiên liệu nghèo.
Tín hiệu điện áp gần 0.9V có nghĩa rằng hỗn hợp nhiên liệu giàu.
3. với cảm biến A/F thì không thể đo tín hiệu bằng đồng hồ được, cần phải có máy chẩn đoán để phân tích datalist (thường nằm trong khoảng 3.2V), có thể kích hoạt để kiểm tra cảm biến A/F bằng máy chẩn đoán.
Tín hiệu điện áp >3.2V có nghĩa rằng hỗn hợp nhiên liệu nghèo.
Tín hiệu điện áp <3.2V có nghĩa rằng hỗn hợp nhiên liệu giàu.