Sensori di ossigeno

Una guida dettagliata su come funzionano i sensori di ossigeno & Cosa fanno

Che cos’è un sensore di ossigeno?

Sensori di ossigeno (comunemente indicato come un “sensore O2”, come O2 è la formula chimica per l’ossigeno) sono montati nel collettore di scarico del veicolo per monitorare la quantità di ossigeno incombusto è nello scarico come lo scarico esce dal motore.

Monitorando i livelli di ossigeno e inviando queste informazioni al computer del motore, questi sensori consentono alla tua auto di sapere se la miscela di carburante è ricca (non abbastanza ossigeno) o magra (troppo ossigeno). Corretto rapporto carburante aria è fondamentale per mantenere la vostra auto in esecuzione senza intoppi come dovrebbe essere.

Poiché il sensore O2 svolge un ruolo importante nelle prestazioni del motore, nelle emissioni e nell’efficienza del carburante, è importante capire come funzionano e assicurarsi che i tuoi funzionino correttamente.

Dove si trovano i sensori di ossigeno?

La quantità di sensori di ossigeno di un veicolo varia. Ogni auto prodotta dopo il 1996 deve avere un sensore di ossigeno a monte e a valle di ogni convertitore catalitico. Pertanto, mentre la maggior parte dei veicoli ha due sensori di ossigeno, quei motori V6 e V8 dotati di doppio scarico hanno quattro sensori di ossigeno — uno a monte ea valle del convertitore catalitico su ciascuna sponda del motore.

Cosa fa un sensore di ossigeno?

Il sensore 02 del veicolo viene utilizzato per misurare la quantità di ossigeno nello scarico e segnalare questo feedback al computer del veicolo. Il computer utilizza quindi queste informazioni per regolare la miscela aria / carburante.

I sensori di ossigeno funzionano producendo la propria tensione quando si riscaldano (circa 600°F). Sulla punta del sensore di ossigeno che si inserisce nel collettore di scarico c’è una lampadina in ceramica di zirconio. L’interno e l’esterno del bulbo sono rivestiti con uno strato poroso di platino, che funge da elettrodi. L’interno della lampadina è ventilato internamente attraverso il corpo del sensore verso l’atmosfera esterna.

Quando l’esterno del bulbo è esposto ai gas caldi dello scarico, la differenza nei livelli di ossigeno tra il bulbo e l’atmosfera esterna all’interno del sensore fa fluire la tensione attraverso il bulbo.

Se il rapporto carburante è magro (non abbastanza carburante nella miscela), la tensione è relativamente bassa — circa 0,1 volt. Se il rapporto carburante è ricco (troppo carburante nella miscela), la tensione è relativamente alta — circa 0,9 volt. Quando la miscela aria / carburante è al rapporto stechiometrico (14,7 parti aria a 1 parte carburante), il sensore di ossigeno produce 0,45 volt.

Il sensore di ossigeno a monte (Sensore di ossigeno 1)

Il sensore di ossigeno 1 è il sensore di ossigeno a monte rispetto al convertitore catalitico. Misura il rapporto aria-carburante dello scarico che esce dal collettore di scarico e invia i segnali di alta e bassa tensione al modulo di controllo del powertrain per regolare la miscela aria-carburante. Quando il modulo di controllo del powertrain riceve un segnale a bassa tensione (magro), compensa aumentando la quantità di carburante nella miscela. Quando il modulo di controllo del powertrain riceve un segnale ad alta tensione (rich), si appoggia alla miscela riducendo la quantità di carburante che aggiunge alla miscela.

L’uso del modulo di controllo powertrain dell’ingresso dal sensore di ossigeno per regolare la miscela di carburante è noto come un circuito di controllo a feedback chiuso. Questa operazione a circuito chiuso si traduce in un flip-flop costante tra ricco e magro, che consente al convertitore catalitico di ridurre al minimo le emissioni mantenendo il rapporto medio complessivo della miscela di carburante nel giusto equilibrio.

Tuttavia, quando viene avviato un motore freddo o se un sensore di ossigeno si guasta, il modulo di controllo del powertrain entra in funzione ad anello aperto. Nel funzionamento ad anello aperto, il modulo di controllo del powertrain non riceve un segnale dal sensore di ossigeno e ordina una miscela di carburante ricca fissa. Il funzionamento ad anello aperto si traduce in un aumento dei consumi di carburante e delle emissioni. Molti sensori di ossigeno più recenti contengono elementi riscaldanti per aiutarli a raggiungere rapidamente la temperatura di esercizio al fine di ridurre al minimo la quantità di tempo trascorso in funzionamento ad anello aperto.

Il sensore di ossigeno a valle (Sensore di ossigeno 2)

Il sensore di ossigeno 2 è il sensore di ossigeno a valle in relazione al convertitore catalitico. Misura il rapporto aria-carburante che esce dal convertitore catalitico per garantire che il convertitore catalitico funzioni correttamente. Il convertitore catalitico lavora per mantenere il rapporto stechiometrico aria-carburante 14.7: 1 mentre il modulo di controllo powertrain costantemente infradito tra miscele aria-carburante ricche e magre a causa dell’ingresso dal sensore di ossigeno a monte (sensore 1). Pertanto, il sensore di ossigeno a valle (sensore 2) dovrebbe produrre una tensione costante di circa 0,45 volt.

Sintomi di un cattivo sensore O2

Quando un sensore 02 non riesce, ci sono una varietà di codici diagnostici di guasto (DTC) che può pop-up. Il più delle volte, un sensore O2 difettoso si tradurrà in una luce del motore del controllo accompagnata da un codice di errore che è possibile leggere con uno scanner OBD2 come FIXD. Sulla base di questo codice di errore, punterà a come non è riuscito e poi andare avanti con la diagnosi.

I sintomi di un sensore O2 difettoso possono includere quanto segue:

• Magra o grassa condizioni di funzionamento
• Poveri accelerazione
• Motore di esitazione
• fumo Nero dal tubo di scappamento (rich condizione di marcia) fumo nero è il carburante in eccesso esce il gas di scarico
• Rough idle
• Veicoli stallo fuori
• Ridotta efficienza di combustibile

Per determinare se si dispone di un cattivo sensore di ossigeno contro una magra o grassa condizione di marcia, il primo passo è quello di verificare il funzionamento del sensore O2 con uno strumento di scansione.

Come testare i sensori di ossigeno

Poiché il sensore O2 svolge un ruolo importante nel mantenere il motore in funzione nel modo più efficiente e pulito possibile, è importante assicurarsi che funzioni correttamente. La maggior parte dei sensori di ossigeno in genere durano da 30.000 a 50.000 miglia, o 3-5 anni, con sensori più recenti che durano ancora di più con una corretta manutenzione e manutenzione. Il costo per sostituire un sensore di ossigeno varia da $155-5 500, a seconda se fai da te o andare in un negozio.

È possibile testare il sensore di ossigeno a casa con un voltmetro o OBD2 scan tool come il sensore FIXD. Vai al feed di dati in tempo reale all’interno dell’app FIXD per vedere la tensione e il tempo di risposta dei tuoi sensori O2.

In genere, un sensore O2 1 anteriore (a monte) che funziona correttamente passerà da rich a lean a una velocità abbastanza costante, creando una formazione ondulata. La tensione generata dal sensore O2 dovrebbe essere compresa tra 0,1 V e 0,9 V, con 0,9 V sul lato ricco e 0,1 V sul lato magro. Se le letture sono all’interno di questo intervallo, il sensore O2 funziona correttamente.

Il sensore di ossigeno posteriore (a valle) 2 è un monitor catalizzatore e se tutto funziona normalmente, questo sensore si aggirerà intorno a mezzo volt. Tuttavia, questa misurazione può variare a seconda del produttore.

Ulteriori suggerimenti per il test del sensore O2

Se il sensore O2 non risponde rapidamente al test:

Se il sensore sembra lento o lento a rispondere durante il test e ci sono altri sintomi senza un codice di errore, questo potrebbe essere un problema di un sensore O2 “pigro” che può causare altri problemi.

Se la tensione del sensore O2 sta attaccando ricco o magro:

Provare a introdurre la condizione opposta per determinare se il problema è con il sensore di ossigeno o se si tratta di un problema di miscela aria-carburante. Ad esempio, se il sensore O2 sta attaccando magra, aggiungere carburante alla situazione per vedere se risponde. Se il sensore O2 è sul lato ricco, provare a introdurre una perdita di vuoto o più ossigeno per vedere come e se il sensore risponde.

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Moglie, mamma, Content Manager & Copywriter senior presso FIXD. Dal garage alla palestra, mi piace aiutare le persone a imparare e crescere. Auto da sogno: ’69 Acapulco Blu Mustang.