Cảm biến oxy là gì? Cảm biến oxy là một bộ phận của hệ thống cảm biến động cơ trên xe ô tô và có chức năng quan trọng trong việc kiểm soát lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ. Tuy nhiên, không phải tài xế nào cũng hiểu rõ về cấu tạo, cơ chế hoạt động cũng như các dấu hiệu nhận biết và cách kiểm tra khi cảm biến bị lỗi. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết về cấu tạo và cơ chế hoạt động của hệ thống này.
Cảm biến oxy là gì?
Cảm biến oxy trên ô tô là thiết bị điện tử đo nồng độ oxy còn lại trong khí thải của xe, giúp động cơ điều chỉnh mức phun nhiên liệu phù hợp. Nhờ hoạt động của cảm biến oxy, xe đảm bảo hiệu suất vận hành tốt, tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn khí thải. Hệ thống đèn cảnh báo sẽ bật sáng khi có bộ phận nào đó gặp sự cố.
Mỗi thương hiệu và mỗi mẫu xe sẽ được trang bị các loại cảm biến oxy khác nhau. Một số cảm biến thường được sử dụng trên thị trường bao gồm cảm biến khí nạp, cảm biến oxy, cảm biến trục cam, v.v.
Chức năng của cảm biến oxy
Chức năng chính của cảm biến oxy là đo lượng oxy dư thừa trong khí thải và sau đó gửi tín hiệu về tình trạng này đến ECU của xe (ECU là đơn vị điều khiển và quản lý trung tâm). Hệ thống sẽ đánh giá nồng độ oxy và điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ để phù hợp với tỷ lệ không khí nạp.
Ngoài ra, ECU còn giúp kéo dài thời gian cung cấp nhiên liệu nhằm giảm thiểu nồng độ hóa chất của khí thải gây ô nhiễm như COx, SOx,…
Khi xe không được trang bị hệ thống cảm biến oxy hoặc hệ thống cảm biến oxy bị lỗi có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của động cơ. Điều này cũng có thể gây khó khăn khi tăng tốc, tăng mức tiêu thụ nhiên liệu hoặc lượng khí thải vượt quá ngưỡng tiêu chuẩn của động cơ, v.v.
Cấu trúc của cảm biến oxy trên ô tô
Hiện nay trên thị trường có 2 loại cảm biến oxy phổ biến: loại có gia nhiệt (Heated Oxygen Sensor) và loại không gia nhiệt (Unheated Oxygen Sensor).
- Cảm biến nhiệt : Loại cảm biến này được lắp trong một điện trở bên trong, làm nóng bộ phận cảm biến thông qua một điện trở. Nhờ đó, nó giúp đưa thiết bị nhanh chóng đến nhiệt độ làm việc, dao động từ 600 – 650 độ F và từ 315 – 343 độ C. Sau đó, điện trở bên trong sẽ tạo ra điện áp ngay lập tức và truyền đến ECU.
- Cảm biến không được làm nóng : Loại cảm biến này không được hỗ trợ bởi quá trình làm nóng, do đó nó phải được làm nóng đến một nhiệt độ làm việc nhất định. Do đó, đối với những xe sử dụng loại cảm biến này, khi xe mới bắt đầu chạy, nó sẽ phải hoạt động với hỗn hợp nhiên liệu thấp và mất nhiều thời gian để xe đạt được hỗn hợp không khí tiêu chuẩn.
Cảm biến oxy hoạt động như thế nào?
Cảm biến oxy trên xe ô tô nằm ngay tại ống xả động cơ để xác định hàm lượng oxy trong khí thải. Lượng oxy mà cảm biến đo được sẽ được hiển thị dưới dạng điện áp (V) và tín hiệu điện áp này sẽ được gửi liên tục đến hộp điều khiển ECU. Cơ chế hoạt động của cảm biến oxy chủ yếu được thực hiện theo quy trình sau:
Khí thải từ động cơ sẽ đi qua đường ống có lắp cảm biến oxy, tiếp xúc với đầu dò cảm biến. Tại đây, thiết bị tạo ra điện áp tỷ lệ nghịch với lượng oxy trong khí thải và truyền tín hiệu đến hộp điều khiển ECU.
Khi lượng oxy thải ra cao, điện áp sẽ đạt 0,1V, ngược lại, khi lượng oxy thải ra thấp, dòng điện sẽ đạt 0,9V. Khi có dữ liệu cụ thể về dòng điện, ECU sẽ tự động điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu phù hợp để lượng xăng đạt mức lý tưởng, giúp cải thiện hiệu suất của động cơ.
Dấu hiệu của cảm biến oxy bị lỗi
Khi cảm biến oxy trên xe ô tô bị lỗi, các dấu hiệu sau đây thường xuất hiện:
- Xe tiêu thụ nhiên liệu nhanh : Khi cảm biến oxy bị lỗi, sẽ không thể đảm bảo dữ liệu truyền đến PCM là chính xác, thậm chí không có nguồn dữ liệu nào được gửi trở lại. Lúc này, ECU chỉ tính toán nguồn nhiên liệu ước tính theo cảm biến lưu lượng khí khối, do đó rất khó để nghiên cứu và phân tích chính xác. Điều này dẫn đến tình trạng mặc dù lượng oxy trong khí thải ít nhưng lượng nhiên liệu phun ra vẫn rất lớn và có thể gây ra tình trạng dư nhiên liệu. Theo thời gian, mức tiêu thụ nhiên liệu của xe cũng sẽ tăng lên.
- Khí thải xe có mùi xăng thô : Khi lái xe, nếu chủ xe nhận thấy có mùi xăng thô trong khí thải thì nguyên nhân có thể là do cảm biến oxy có vấn đề. Do quá nhiều xăng chảy vào buồng đốt, xăng không cháy hết, ảnh hưởng trực tiếp đến ống xả ra bên ngoài.
- Đèn Check Engine vẫn sáng : Chức năng chính của đèn Check Engine là gửi tín hiệu khi động cơ và các bộ phận liên quan bị lỗi. Do đó, khi đèn cảnh báo bật sáng, người lái xe nên kiểm tra động cơ của xe ngay lập tức.
- Tăng khí thải : Khi cảm biến oxy bị hỏng, lượng khí thải độc hại thải ra môi trường sẽ tăng lên, gây ô nhiễm.
Nguyên nhân gây ra lỗi cảm biến oxy
Ví có liên quan mật thiết đến nguồn nhiên liệu sử dụng trong động cơ, do đó khi người dùng sử dụng nhiên liệu kém chất lượng sẽ tạo ra khí thải độc hại phá hủy các bộ phận phản ứng hóa học với oxy, gây hư hỏng cảm biến oxy. Ngoài việc ảnh hưởng trực tiếp đến cảm biến oxy, nhiên liệu kém chất lượng còn làm giảm tuổi thọ động cơ, giảm công suất động cơ và tiêu hao nhiên liệu nhanh.
Ngoài ra, một số nguyên nhân khác có thể gây hư hỏng cảm biến oxy như dây bị đứt, cảm biến bị gãy/cong, v.v.
Khi phát hiện cảm biến oxy trên xe bị lỗi, người dùng cần nhanh chóng đến các đại lý ủy quyền hoặc các cửa hàng sửa chữa uy tín để kiểm tra và sửa chữa kịp thời. Nếu để lâu có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của động cơ và gây ra các hư hỏng khác, làm tăng đáng kể chi phí sửa chữa/thay thế.
Cách kiểm tra cảm biến oxy trên xe ô tô
Kiểm tra cảm biến oxy của xe thường xuyên sẽ giúp xe không bị nhiễm bẩn và có thể giúp bạn phát hiện sớm hư hỏng để sửa chữa và thay thế.
Tự mình kiểm tra cảm biến oxy của xe có thể giúp bạn tiết kiệm tiền bạc và thời gian. Tuy nhiên, bạn cần hiểu rõ về quy trình và các bước cần thực hiện để đảm bảo an toàn. Trước khi bắt đầu kiểm tra, bạn cần chuẩn bị vôn kế và đảm bảo rằng bạn có thiết bị an toàn. Cảm biến oxy có thể được tháo ra hoặc vẫn lắp vào động cơ, vì vậy bạn cần biết cách kiểm tra trong từng trường hợp dưới đây:
Khi cảm biến oxy vẫn còn được lắp trong động cơ
Bạn cần điều chỉnh Vôn kế để đo dòng điện DC dưới 1V. Nếu Vôn kế có 2 cực âm (-) và dương (+), hãy kết nối cực (+) trực tiếp với đầu ra của cảm biến.
- Trong trường hợp động cơ nóng, bật khóa điện nhưng để ở chế độ ON mà không khởi động, điện áp sẽ dao động từ 0,4 – 0,45 V.
- Trong trường hợp động cơ nóng, hãy để chìa khóa ở chế độ BẬT và nhả chân ga để thay đổi tốc độ, điện áp lúc này sẽ đạt 0,5 V.
- Trong trường hợp động cơ nguội, khi chìa khóa ở chế độ ON, điện áp sẽ đạt 0,1 – 0,2 V.
- Trong trường hợp động cơ hoạt động bình thường từ 600 – 650 độ F và 315 – 343 độ C thì điện áp phải đạt từ 0,1 – 0,9 V.
Lưu ý : Khi đo cảm biến và kiểm tra động cơ, người sử dụng không được chạm trực tiếp bằng tay.
Khi cảm biến được tháo ra khỏi động cơ
Sử dụng kẹp hoặc kẹp để cố định trên bề mặt phẳng và gắn các đầu đo Vôn kế vào từng vị trí. Sau đó sử dụng mỏ hàn để làm nóng vị trí đầu cảm biến.
Khi cảm biến đủ nóng, mức điện áp phải đạt 0,6V trên Vôn kế và duy trì liên tục trong khoảng 20 giây. Khi sử dụng mỏ hàn, điện áp sẽ giảm xuống 0,1V/giây. Nếu chênh lệch dữ liệu quá lớn, nó sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của cảm biến hoặc làm hỏng cảm biến.
Sau khi kiểm tra, nếu cảm biến oxy không bị hư hỏng, chủ xe có thể vệ sinh cảm biến và đóng nắp capo.
Những lưu ý khi kiểm tra cảm biến oxy trên ô tô
Khi kiểm tra cảm biến oxy trên xe, bạn cần lưu ý một số điều quan trọng sau:
- An toàn là trên hết : Luôn đảm bảo xe ở trong tình trạng an toàn trước khi bắt đầu kiểm tra cảm biến oxy. Cài phanh tay và giữ xe đứng yên trong khi thực hiện kiểm tra.
- Động cơ đã khởi động và làm ấm : Đảm bảo động cơ đã được khởi động và làm ấm trong ít nhất 2-3 phút trước khi thử nghiệm. Điều này đảm bảo cảm biến oxy ở nhiệt độ hoạt động và cung cấp kết quả thử nghiệm chính xác hơn.
- Sử dụng máy quét : Để kiểm tra cảm biến oxy đúng cách, hãy sử dụng máy quét để đọc dữ liệu từ cảm biến và kiểm tra xem nó có hoạt động bình thường không.
- Vị trí cảm biến : Biết vị trí cảm biến oxy trên xe của bạn, chúng thường nằm gần động cơ nhưng vị trí có thể thay đổi tùy theo xe.
- Kiểm tra sơ bộ : Kiểm tra xe xem có dấu hiệu rò rỉ dầu nào xung quanh cảm biến oxy hoặc đường nhiên liệu không. Điều này có thể chỉ ra sự cố với cảm biến oxy.
- Thay thế cảm biến oxy bị lỗi : Nếu bạn xác định cảm biến oxy của mình bị lỗi, hãy thay thế ngay lập tức. Vì cảm biến oxy đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu và khí thải, nên việc vận hành không đúng cách có thể gây ra các vấn đề về hiệu suất và gây hại cho môi trường.
- Thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất : Luôn tuân theo các hướng dẫn và quy trình kiểm tra cảm biến oxy được cung cấp trong sách hướng dẫn của nhà sản xuất.
Trên đây là tất cả thông tin giúp bạn hiểu rõ cảm biến oxy là gì, cảm biến oxy là bộ phận giúp động cơ điều chỉnh mức phun nhiên liệu phù hợp. Trong quá trình vận hành, người dùng sẽ không thể tránh khỏi những sự cố từ các bộ phận động cơ hay lỗi cảm biến oxy. Do đó, chủ xe cần chú ý kiểm tra thường xuyên và bảo dưỡng xe định kỳ để phòng ngừa nguy cơ hư hỏng, đảm bảo an toàn khi di chuyển.
