Phân biệt các loại cảm biến oxy trên ô tô

Cảm biến oxy là thiết bị điện tử có chức năng đo nồng độ oxy còn dư trong khí thải ô tô, từ đó giúp động cơ điều chỉnh mức phun nhiên liệu để hiệu suất vận hành mà vẫn đảm bảo tiêu chuẩn về khí thải.

Cảm biến oxy và cảm biến A/F là một phần của hệ thống cảm biến động cơ trên ô tô với chức năng kiểm soát nhiên liệu cung cấp cho động cơ, từ đó nâng cao hiệu suất vận hành và tiết kiệm nhiên liệu.

Cảm biến oxy là gì?

Chức năng và nguyên lý hoạt động

Cảm biến oxy trên ô tô là thiết bị điện tử dùng để đo nồng độ oxy còn dư trong khí xả, sau đó gửi dữ liệu về ECU. ECU dựa vào thông tin này để xác định tình trạng nhiên liệu đang đậm hay nhạt, từ đó điều chỉnh lượng phun thích hợp.

Cảm biến oxy thường được lắp tại ống xả, bề mặt của cảm biến tiếp xúc với khí xả, lõi của cảm biến có đường đưa không khí từ bên ngoài vào. Sự chênh lệch về nồng độ oxy giữa 2 bề mặt cảm biến sẽ tạo ra điện áp trong khoảng 0,1 – 0,9V. Nếu tín hiệu điện áp gần với 0,1V nghĩa là hỗn hợp nhiên liệu đang nhạt. Ngược lại, tín hiệu điện áp gần với 0,9V nghĩa là hỗn hợp nhiên liệu đang giàu oxy.

Bởi vì thiết bị cảm biến này hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ 35 độ C nên nhà sản xuất bố trí thêm 1 bộ phận nung nóng bên trong để giúp cảm biến nhanh đạt đến trạng thái làm việc tốt nhất khi động cơ bị nguội.

Với những chiếc xe đời mới, người ta sử dụng thêm 1 cảm biến oxy phía sau bầu xúc tác khí xả để giám sát quá trình làm việc của thiết bị này. Điện áp đầu ra của cảm biến oxy số 2 thường cố định ở mức 0,45V.

Phân loại cảm biến oxy

Có 3 loại cảm biến oxy:

Cảm biến loại Zirconium

Là loại cảm biến dải hẹp hoạt động dựa trên một loại pin nhiên liệu điện hóa ở trạng thái rắn gọi là Nernst Cell. Hai điện cực của Nernst Cell cung cấp một điện áp đầu ra tương ứng với lượng oxy trong khí thải so với lượng oxy trong khí quyển. Khi nhiệt độ cao hơn 35 độ C, cảm biến sẽ tạo ra 1 tín hiệu điện áp nằm trong khoảng 0,1 – 0,9V do sự chênh lệch nồng độ khí xả giữa 2 bề mặt trong và ngoài lõi cảm biến.

Với loại cảm biến này, điện áp càng nhỏ thì nhiên liệu càng nhạt, điện áp càng lớn thì nhiên liệu càng đậm. Nhà sản xuất thường làm thêm 1 điện trở nung nóng bên trong để làm nóng cảm biến khi mới nổ máy, giúp thiết bị nhanh chóng đạt tới nhiệt độ vận hành tiêu chuẩn (35 độ C) ngay cả khi máy vừa khởi động. Giá trị điện trở nung nóng này thường nằm trong khoảng 6 – 13 Ω.

Cảm biến Zirconium băng rộng

Cảm biến Zirconium băng rộng (Wideband Zirconia) còn có tên là cảm biến A/F. Cảm biến này có cấu tạo phức tạp hơn cảm biến Zirconium dải hẹp, ngoài Nernst Cell còn có thêm Pump Cell có tác dụng tạo áp điện hóa học và Monitoring chamber trong buồng tham chiếu.

Cảm biến Zirconium A/F có cấu tạo gồm 3 phần: bơm oxy ion, cảm biến Zirconium dải hẹp và phần tử gia nhiệt. Sơ đồ dây cho cảm biến Zirconium băng rộng thường có 6 dây gồm: 2 phần tử nhiệt, bơm, cảm biến, điện trở hiệu chuẩn và dây chung. Cảm biến có nhiệm vụ giữ cho tỷ lệ hòa khí luôn đạt ở mức 14,7/1 tương đương điện áp Nernst Cell luôn ở mức 0,45V (450mV).

Cảm biến Titanium

Đây là một loại cảm biến dải hẹp ít phổ biến có phần tử gốm làm bằng titanium. Loại cảm biến này có ưu điểm là phản ứng nhanh hơn, không cần đưa không khí đi vào lõi của cảm biến, độ bền cao hơn nhưng nhược điểm là giá thành cao.

Cảm biến Titanium không tạo ra điện áp riêng mà thay đổi điện trở để đáp ứng với nồng độ oxy. Cảm biến có thêm 1 điện trở nung nóng bên trong để nung nóng cảm biến khi mới nổ máy nên đây cũng là một loại cảm biến nung nóng.

Sự khác nhau giữa cảm biến oxy và cảm biến A/F 

Cảm biến A/F cũng là một loại cảm biến oxy nhưng là là loại băng rộng. Dưới đây là sự khác nhau giữa cảm biến A/F và cảm biến oxy truyền thống:

Như vậy, cảm biến A/F là một loại cảm biến oxy có công nghệ nâng cao, được sinh ra để thay thế cho cảm biến oxy truyền thống với độ chính xác cao hơn và dãy hoạt động rộng hơn.

Tham khảo thông tin, đăng ký lái thử và đặt cọc mua xe otoo VinFast qua website hoặc gọi điện đến hotline 1900 232389 để được hướng dẫn chi tiết.