I sensori di ossigeno (comunemente indicati come "sensore O2", poiché O2 è la formula chimica dell'ossigeno) sono montati nel collettore di scarico del veicolo per monitorare la quantità di ossigeno incombusto presente nello scarico quando 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 (ossigeno insufficiente) o magra (troppo ossigeno). Un corretto rapporto aria-carburante è fondamentale per mantenere la tua auto in funzione 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 il tuo funzioni correttamente.
La quantità di sensori di ossigeno di un veicolo varia. Ogni auto prodotta dopo il 1996 deve avere un sensore di ossigeno a monte ea valle di ogni convertitore catalitico. Pertanto, mentre la maggior parte dei veicoli ha due sensori di ossigeno, i motori V6 e V8 dotati di doppio scarico hanno quattro sensori di ossigeno:uno a monte e uno a valle del convertitore catalitico su ciascuna bancata del motore.
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 scaldano (circa 600°F). Sulla punta del sensore di ossigeno che si collega al collettore di scarico c'è un bulbo 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 del bulbo viene sfiatato internamente attraverso il corpo del sensore nell'atmosfera esterna.
Quando l'esterno del bulbo è esposto ai gas caldi dello scarico, la differenza di livelli di ossigeno tra il bulbo e l'atmosfera esterna all'interno del sensore fa sì che la tensione fluisca attraverso il bulbo.
Se il rapporto del 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 di aria per 1 parte di carburante), il sensore di ossigeno produce 0,45 volt.
Il sensore di ossigeno 1 è il sensore di ossigeno a monte rispetto al convertitore catalitico. Misura il rapporto aria-carburante dello scarico in uscita dal collettore di scarico e invia i segnali di alta e bassa tensione al modulo di controllo del gruppo propulsore per regolare la miscela aria-carburante. Quando il modulo di controllo del gruppo propulsore riceve un segnale di bassa tensione (magra), compensa aumentando la quantità di carburante nella miscela. Quando il modulo di controllo del gruppo propulsore riceve un segnale ad alta tensione (ricco), magra la miscela riducendo la quantità di carburante che aggiunge alla miscela.
L'uso da parte del modulo di controllo del gruppo propulsore dell'ingresso dal sensore di ossigeno per regolare la miscela di carburante è noto come circuito di controllo del feedback chiuso. Questa operazione a circuito chiuso si traduce in un costante ribaltamento tra ricco e magro, che consente al convertitore catalitico di ridurre al minimo le emissioni mantenendo il rapporto medio complessivo della miscela di carburante in corretto equilibrio.
Tuttavia, quando viene avviato un motore freddo o se un sensore di ossigeno si guasta, il modulo di controllo del gruppo propulsore entra in funzionamento ad anello aperto. Nel funzionamento ad anello aperto, il modulo di controllo del gruppo propulsore non riceve un segnale dal sensore di ossigeno e ordina una miscela di carburante ricca fissa. Il funzionamento a circuito aperto comporta 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 nel funzionamento a circuito aperto.
Il sensore di ossigeno 2 è il sensore di ossigeno a valle rispetto al convertitore catalitico. Misura il rapporto aria-carburante che esce dal convertitore catalitico per garantire il corretto funzionamento del convertitore catalitico. Il convertitore catalitico lavora per mantenere il rapporto stechiometrico aria-carburante di 14,7:1 mentre il modulo di controllo del gruppo propulsore oscilla costantemente tra miscele aria-carburante ricche e magre grazie all'ingresso del 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.
Quando un sensore 02 si guasta, possono comparire una serie di codici di errore diagnostici (DTC). Il più delle volte, un sensore O2 difettoso risulterà in una spia del motore di controllo accompagnata da un codice di errore che puoi leggere con uno scanner OBD2 come FIXD. Sulla base di questo codice di errore, indicherà come ha fallito e quindi andrà avanti con la diagnosi.
I sintomi di un sensore O2 difettoso possono includere quanto segue:
Per determinare se si dispone di un sensore di ossigeno difettoso rispetto a una condizione di marcia magra o ricca, il primo passaggio è controllare il funzionamento del sensore di O2 con uno strumento di scansione.
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 dura in genere da 30.000 a 50.000 miglia, o 3-5 anni, con sensori più recenti che durano ancora più a lungo con una corretta manutenzione e manutenzione. Il costo per sostituire un sensore di ossigeno varia da $ 155 a $ 500, a seconda se fai il fai-da-te o vai in un negozio.
Puoi testare il sensore di ossigeno a casa con un voltmetro o uno strumento di scansione OBD2 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 di O2.
Tipicamente, un sensore O2 anteriore (a monte) 1 che funziona correttamente passerà da ricco a magro a una velocità abbastanza costante, creando una formazione ondulatoria. 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 tue letture rientrano in questo intervallo, il sensore O2 funziona correttamente.
Il sensore di ossigeno posteriore (a valle) 2 è un monitor del catalizzatore e se tutto funziona normalmente, questo sensore si muoverà di circa mezzo volt. Tuttavia, questa misurazione può variare a seconda del produttore.
Se il sensore O2 non risponde rapidamente ai 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 rimane alta o debole:
Prova a introdurre la condizione opposta per determinare se il problema riguarda il sensore di ossigeno o se si tratta di un problema di miscela aria-carburante. Ad esempio, se il tuo sensore di O2 è magro, aggiungi carburante alla situazione per vedere se risponde. Se il sensore di O2 è ricco, prova a introdurre una perdita di vuoto o più ossigeno per vedere come e se risponde il sensore.
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