مستشعر الأكسجين (Oxygen sensor)
يظن البعض ان السبب وراء صرف واستهلاك الوقود وخروج دخان اسود من العادم , وظهور ضوء كشف الأعطال في لوحة عدادات السيارة , وأعراض أخرى كثيرة , سببها حساس الاكسجين , لذلك يلجأ البعض لإلغاء هذا الحساس بطريقة ما , ظنن منهم ان الغاء حساس الاكسجين افضل لأداء المحرك , لكن في الحقيقة حساس الاكسجين بريء من جميع هذه الاتهامات الزائفة , بل على العكس حساس الاكسجين من اهم الحساسات في السيارة وهو من يساهم في التوفير والاقتصاد في استهلاك الوقود.
موقع حساس الاكسجين
تحتوي السيارات على اعداد مختلفة من حساسات الاكسجين , فمثلا بعض السيارات تحتوي على حساس واحد فقط , وعادتا يتواجد بين علبة البيئة والمحرك او قبل علبة البيئة مباشرة , وتحتوي بعض السيارات على حساسين اكسجين , الأول يعرف بحساس الاكسجين الأول ويوجد عادتا قبل علبة البيئة , والآخر هو حساس الاكسجين الثاني , يوجد عادتا بعد علبة البيئة , و في السيارات التي تحتوي على علبتين بيئة فهي على الاغلب تحتوي على أربعة حساسات اكسجين , لكل علبة بيئة حساسين اكسجين حساس قبل العلبة وحساس بعدها.
يعرف الحساس الأول لعلبة البيئة الأولى (ضفة 1 حساس 1) الضفة يقصد بها الناحية وهكذا.
وظائف حساسات الاكسجين
يقوم حساس الاكسجين بتأيين ذرات الاكسجين المتبقية في غازات العادم , ومع كل عملية تأيين تتغير فولتيه الحساس موضحة عدد مرات التأيين وبالتالي يستطيع الكمبيوتر معرفة عدد ذرات الاكسجين المتبقية في غازات العادم , وعلى الرغم من تشابه حساس الاكسجين الأول وحساس الاكسجين الثاني في الشكل والمكونات ومبدأ العمل , إلا ان لكل حساس وظيفة خاصة به
وظيفة حساس الاكسجين الأول
يعد حساس الاكسجين الأول عنصر أساسي في منظومة عمل المحرك , حيث انه يقوم بقراءة نسبة الاكسجين المتبقية في غازات العادم , وتحويل هذه النسبة الى إشارة فولتية تتراوح بين 0.1 فولت و 0.9 فولت , وإرسال هذه الإشارة الى كمبيوتر السيارة , ومن خلالها يستطيع الكمبيوتر تقييم حالة خليط الهواء والوقود الداخل الى المحرك , والتعديل على نسبة الخليط محاولا تحقيق احتراق مثالي.
حالة خليط الهواء والوقود
عند احتراق خليط الهواء والوقود داخل المحرك , يتبقى جزء من الاكسجين غير محترق يخرج مع مخرجات العادم , فعند تحليل نسبة الاكسجين في غازات العادم يتم معرفة حالة الخليط والتعديل على نسبة الخلط لمحاولة الوصول لنسبة خليط مثالي.
الخليط المثالي -اذا تحقق- اذا كانت قراءة حساس الاكسجين الأول مترددة بين 0.1 (أقل قيمة) و 0.9 (أعلى قيمة) فولت ومركز الموجة 0.45 فولت , أي ان نسبة الوقود مناسبة لنسبة الهواء الداخل
الخليط الغني بالوقود , اذا كانت قراءة حساس الاكسجين الأول اعلى من 0.45 فهذا يعني ان نسبة الاكسجين المتبقية في غازات العادم قليلة , بمعنى اخر ان نسبة خلط الهواء والوقود غير صحيحة , أي ان نسبة الوقود اعلى من نسبة الهواء الداخل
الخليط الفقير بالوقود , اذا كانت قراءة حساس الاكسجين الأول اقل من 0.45 هذا يعني ان نسبة الاكسجين المتبقية في غازات العادم كبيرة , أي ان نسبة الوقود اقل من نسبة الهواء الداخل
من خلال إشارة حساس الاكسجين الأول يستطيع الكمبيوتر تحديد حالة الخليط , فإذا كان الخليط فقير بالوقود , يقوم الكمبيوتر بإرسال إشارة الى رشاشات الوقود لتبقا مفتوحة لوقت أطول , وذلك لتعويض نقص الوقود الحاصل.
اما اذا كان الخيط غني بالوقود , يقوم الكمبيوتر بإرسال إشارة الى رشاشات الوقود لتقليل وقت رش الوقود , وذلك لتقليل نسبة الوقود في الخليط.
الخلاصة
نستطيع القول ان حساس الاكسجين الأول يتحكم بطريقة غير مباشرة في الوقت المطلوب لفتح وغلق رشاشات الوقود في المحرك.
وظيفة حساس الأكسجين الثاني
يوجد حساس الأكسجين الثاني عادتا بعد علبة البيئة والسبب من وجوده في هذا المكان هو انه يقوم بقراءة نسبة الاكسجين الناتجة عن تفاعل غازات العادم داخل علبة البيئة.
تتم معالجة غازات العادم قبل خروجها الى الجو داخل علبة البيئة فيتحول أكسيد الكربون الى اكسجين , فوظيفة حساس الاكسجين الثاني قراءة نسبة الاكسجين الناتجة عن تفاعل اول أكسيد الكربون داخل فلاتر علبة البيئة , ويقوم بتحويل نسبة الاكسجين هذه الى إشارة فولتيه يتم ارسالها الى الكمبيوتر , ليستطيع الكمبيوتر من خلال هذه القراءة معرفة حالة علبة البيئة وكفاءتها في معالجة غازات العادم الضارة.
فإشارة حساس الاكسجين الثاني تكون خطية ثابتة قريبة من 0.5 فولت اما اذا كانت قراءة الحساس اعلى من 0.5 فولت فهذا دليل على عدم كفاءة علبة البيئة في معالجة غازات العادم , او انها متسخة وبحاجة الى تنظيف , اما اذا لاحظت ان قراءة حساس الاكسجين الثاني هي تماما كقراءة حساس الاكسجين الأول فهذا يعني تلف علبة البيئة بالكامل او تمت سرقتها او تفريغها.
الخلاصة
حساس الاكسجين الأول يساعد الكمبيوتر في تحديد نسبة الوقود المناسبة للهواء الداخل الى المحرك , والتعديل على نسبة خلط الوقود والهواء.
حساس الاكسجين الثاني يساعد الكمبيوتر في معرفة مدى كفاءة علبة البيئة في معالجة غازات العادم الضارة.
وبعض أنواع الحساسات تقرأ نسبة تدفق غازات العادم , فمن خلال المقارنة بين سرعة تدفق الغازات عند كلا الحساسين يستطيع الكمبيوتر معرفة اذا كانت علبة البيئة مسدودة ام لا.
اعراض تلف حساس الاكسجين
تختلف أعراض تلف حساس الأكسجين الأول عن اعراض تلف حساس الأكسجين الثاني , وذلك لاختلاف وظيفة كل حساس.
اعراض تلف حساس الاكسجين الأول
- ظهور ضوء كشف الأعطال في لوحة عدادات السيارة
- زيادة ملحوظة في صرف واستهلاك الوقود قد تصل الى 40%
- خروج دخان اسود من العادم (الشكمان) بشكل مستمر وتلاحظ أحيانا خروج رذاذ كربون مع الدخان
- قد تلاحظ ارتجاج وضعف عزم في المحرك
- واحيانا تلاحظ توقف السيارة فجأة عن العمل وخاصة عند تقليل الضغط على دواسة الوقود
- رائحة وقود من عادم السيارة
- انفجارات او وخروج نار من العادم وخاصة عند الدعس بقوة على دواسة الوقود
- انخفاض مؤشر دوران المحرك (RPM) في السرعة الخاملة او اثناء الوقوف
أعراض تلف حساس الاكسجين الثاني
تلف حساس الاكسجين الثاني لا يشكل أي خطورة على عمل المحرك , ولا يسبب زيادة في صرف واستهلاك الوقود , فقط قد تلاحظ ظهور ضوء كشف الأعطال , ليخبرك بان منظومة البيئة لا تعمل بالشكل الصحيح , وان سيارتك تخرج انبعاثات ضارة.
هل يمكن قيادة السيارة اثناء تعطل حساس الاكسجين
في ظل الاعراض التي ذكرناها عن تلف حساس الاكسجين الأول , فلا يجب قيادة السيارة إلا الى ورشة صيانة , لكن في بعض أنواع السيارات عند تلف حساس الاكسجين الأول قد لا تلاحظ الاعراض التي تم ذكرها لان كمبيوتر السيارة يقوم بتجاهل قراءة حساس الاكسجين ويقوم بتعويض قيمة افتراضية بدلا من قراءة الحساس , او أحيانا يلجأ الكمبيوتر لضبط كمية الوقود المناسبة بالاستعانة بحساسات أخرى عوضا عن حساس الاكسجين , مثل حساس حساس الضغط المطلق (MAP) , ففي هذه الحالة يمكن قيادة السيارة لكن يجب عدم تجاهل عمل الصيانة اللازمة وتبديل الحساس في اقرب وقت.
اضرار الغاء حساس الاكسجين
يقوم البعض بإلغاء حساس الاكسجين وتعويض قيمة افتراضية لقراءة الحساس المثالية وهي 0.45 فولت , وتتم هذه العملية ببرمجة كمبيوتر السيارة عند احد المختصين او بتوصيل دائرة كهربائية صغير في ظفيرة اسلاك الحساس , لخداع الكمبيوتر بان الحساس يعمل بالكفاءة المطلوبة , قد يبدو لك ان هذه الطرق ناجحة وموفرة لصرف الوقود , لكن في الواقع هذا الطرق تزيد من صرف الوقود , لان نسبة خليط الهواء مع الوقود تختلف مع اختلاف الظروف المناخية وعوامل أخرى.
مثلا في الجو البارد تكون كثافة الهواء عالية ومحملة اكثر بالأكسجين , اما في الأجواء الحارة تكون كثافة الهواء اقل ونسبة الاكسجين أيضا اقل , ورطوبة الهواء أيضا لها تأثير في أداء المحرك , فالاستغناء عن الحساس وتعويض قيمة افتراضية بدلا منه تجعل المحرك لا يعمل بالشكل منتظم في اختلاف الظروف التشغيلية , فقد تلاحظ زيادة صرف وقود في الأجواء الحارة , لذلك لا تحاول إلغاء الحساس بشتى الطرق , فتبديل الحساس في حالة تلفه , افضل وأقل تكلفة من إلغائه , حيث ان العمر الافتراضي لحساس الأكسجين طويل ويتجاوز 100 الف كم.
طريقة فحص حساس الاكسجين
يمكن فحص حساس الاكسجين بواسطة احد أجهزة فحص وتشخيص اعطال السيارات , او باستخدام الفولتميتر.
- في حال اردت استخدام الفولتميتر.
- يجب أولا تحديد سلك إشارة الحساس.
- وضع جهاز الفولتميتر على خيار (DC).
- وضع سلك الفولتميتر السالب على جسم السيارة.
- وضع سلك الفولتميتر الموجب على سلك إشارة الحساس.
- شغل السيارة وانتظر قليلا قبل اعتماد القراءة لضمان ارتفاع حرارة الحساس.
اذا كانت القراءة ثابتة على قيمة اعلى من 450 ملي فولت فهذا دليل على وجود مشكلة
- اما ان الحساس تالف
- او ان المحرك يعمل على خليط غني باستمرار
ولجزم الموضوع قم بالضغط على دواسة الوقود اذا لاحظت تغير ملحوظ في قيمة القراءة فهذا دليل قطعي ان الحساس سليم والمشكلة هي ان المحرك يعمل على خليط غني باستمرار.
اذا كانت القراءة ثابتة على قيمة أقل من 450 ملي فولت فهذا دليل على وجود مشكلة
- اما ان الحساس تالف
- او ان المحرك يعمل على خليط فقير باستمرار
وللتأكد اذا لاحظت ان القراءة ما زالت ثابتة عند الضغط على دواسة الوقود فهذا يعني تلف الحساس.
وجب التنويه , لا يجب فحص حساس الاكسجين بعد تشغيل السيارة مباشرة , لان في هذه الحالة حساس الاكسجين لا يكون مهيئ للعمل , فلحظة تشغيل السيارة يستعين الكمبيوتر بقيم افتراضية مخزنه بداخلة عوضا عن قيم الحساسات , وتعرف هذه الحالة بوضع الدائرة المفتوحة , فبعد ارتفاع حرارة المحرك وحرارة حساس الاكسجين ووصولها الى الحد المطلوب للتشغيل ينتقل كمبيوتر السيارة من وضع الدائرة المفتوحة الى وضع الدائرة المغلقة ليبدا بالاعتماد على قراءة الحساسات.
حساس الاكسجين سليم لكن يعطي قراءات خاطئة
يحاول حساس الاكسجين التعديل على نسبة الخيط قدر الإمكان , لكن في بعض الحالات التي تكون فيها نسبة الهواء للوقود اكبر من المعتاد او العكس , لا يستطيع الحساس هنا التعامل مع مثل هذه المشاكل , فالأسباب التي تؤدي الى قراءات خاطئة لحساس الاكسجين عديدة من أهمها.
- انقطاع شرارة الاشعال في احد غرف الاحتراق , وبالتالي يبقا خليط هذه الغرفة غير محترق ليخرج في شوط الطرد مع مخرجات العادم مرورا بحساس الاكسجين ويغير قراءة الحساس بطريقة مبالغ بها.
- تلف احد رشاشات الوقود , وبالتالي لا يستطيع الحساس التعامل مع حذه المشكلة , فإذا كان هناك تسييل او رش زائد من قبل الرشاش , يظهر الحساس قراءة مرتفعة , اما اذا كان هناك انسداد جزئي في الرشاش حيث انه لا يستطيع رش الكمية المطلوبة , ستلاحظ انخفاض قراءة الحساس بشكل ثابت.
- وجود شق في مواسير العادم قبل حساس الأكسجين , وبالتالي يدخل الهواء من خلال هذا الشق مسببا ارتفاع في نسبة الاكسجين في الخليط , او أحيانا يسبب هذا الشق تسريب لغازات العادم وخاصة اذا كان هناك انسداد في علبة البيئة مما يسبب نقص العادم المراد تحليله.
- تسريب هواء غير مسحوب الى الحرك , مما يسبب زيادة في نسبة الهواء الداخلة الى المحرك.
- انسداد فلتر الهواء أيضا يسبب نقص في كمية الهواء الداخلة الى المحرك.
- انسداد فلتر الوقود يسبب ضعف ضغط الوقود وبالتالي نقص كمية الوقود اللازمة للمحرك.
- ضعف مضخة الوقود , فتصبح غير قادرة على توفير الكمية المطلوبة من الوقود للمحرك.
- تلف او اتساخ شمعات الاشعال (البواجي) , وبالتالي تضعف الشرارة داخل غرفة الاحتراق مما يسبب احتراق غير كامل في بعض الحالات.
- تلف صمام (EGR) مما يسمح لعودة جزء من غازات العادم الى غرف الاحتراق بشكل مستمر وبذلك فإنه يخل من نسبة الخليط المناسبة للمحرك.
- انسداد علبة البيئة , فانسدادها يعيق مرور غازات العادم , وبالتالي قراءة الحساس لا توكن سليمة.
- تفريغ علبة البيئة او الغاءها , وبالتالي تتدفق غازات العادم من امام المستشعر بسرعة عالي وبالتالي لا يستطيع الحساس قراءة نسبة الاكسجين المتبقية في غازات العادم بشكل صحيح.
وهناك أسباب عديدة , لذلك قبل ان تحكم على حساس الاكسجين بالتلف , يجب معرفة حالة عمل المحرك ومعرفة الأعطال المؤدية الى قراءة خاطئة من قبل الحساس.