O2 Sensor

อะไรคือ O2 Sensor อะไรคือ O2 Sensor หรือบางคนอาจจะเรียกว่า Lambda Sensor O2 หรือ Oxygen (ออกซิเจน) เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ O2 และมักเรียกว่า free oxygen O2 Sensor คือตัววัดค่าของออกซิเจนในไอเสียที่ท่อไอเสีย เพื่อใช้ในการตรวจสอบว่าการเผาไหม้นั้นสมบูรณ์หรือไม่ และจะทำการ feed back ค่ากลับไปยัง ECU เพื่อเพิ่ม-ลงการจ่ายน้ำมัน มาดูคำที่จะมาเกี่ยวข้องก่อนนะครับ จะได้เข้าใจความหมายแต่ละคำกันก่อน – A/F หรือ AFR ก็มาจากคำว่า Air Fuel Ratio คืออัตราส่วนผสมระหว่างอากาศและเชื้อเพลิง ซึ่งสัดส่วนที่เหมาะสมที่สุดที่จะทำให้การสันดาปหรือการระเบิดในกระบอกนั้นสมบูรณ์ที่สุดคือ คือ 14.7: 1 นั่นคือมวลอากาศ 14.7 กรัม ต่อมวลน้ำมัน 1 กรัม – Stoich คือคำที่ใช้เรียกค่า A/F ที่เท่ากับ 14.7 ซึ่งเป็นสันส่วนที่พอเหมาะ – Lean ถ้าค่า A/F มากกว่า 14.7 มาก จะเรียกว่า Lean หรือน้ำมันน้อย(บาง)ไป – Rich ถ้าค่า A/F น้อยกว่า 14.7 มาก จะเรียกว่า Rich หรือน้ำมันมาก(หนา)ไป – Lambda ก็เป็นการแสดงค่า Air Fuel Ratio อีกรูปแบบหนึ่งครับ โดยค่า Lambda จะหาได้จากสูตร Lambda = AFR / Stoich(14.7) ซึ่งถ้า ค่า AFR = 14.7 ก็จะได้ค่า Lambda =1 โดยที่ค่า Lambda นี้หมายถึงการสันดาปสมบูรณ์ที่สุด แต่ถ้า Lambda น้อยกว่า 1 ก็จะเป็น Rich และถ้า Lambda มากกว่า 1 ก็จะเป็น Lean มาดูรูปค่าต่างๆว่ามีอะไรออกมาจากท่อไอเสียบ้าง ถึงจะได้ค่า Stoich ที่ Perfect มาถึงตรงนี้อาจจะเริ่มปวดหัวตึ๊บกันแล้วล่ะ ใจเย็นๆครับ ทนๆ อ่านนิด ผมคนที่ไม่รู้เรื่องนี้เลยมาหา+รวบรวมข้อมูลคงปวดหัวตึ๊บยิ่งกว่าครับ โครงสร้างและการทำงาน ของ O2 Sensor ส่วนโครงสร้างก็ดูตามรูปแล้วกันครับ เพราะเราคงไม่ต้องผลิตมาใช้เอง แค่รู้ไว้ก็คงพอ 555++ ชนิด O2 Sensor O2 sensor แบ่งเป็น 2 ชนิดครับ คือ 1. Narrow band O2 sensor – เป็น O2 sensor ที่ราคาไม่แพง – โดยส่วนใหญ่จะให้ Output 0-1 โวลล์ แต่ในช่วง A/F ที่น้อยกว่า14 และมากกว่า 15 มันแทบจะใช้งานไม่ได้เลย – มีอายุการใช้งานนาน 2. Wide band O2 sensor – ราคาแพงกว่าแบบแรก – โดยส่วนใหญ่จะให้ Output 0-5 โวลล์ – มีความถูกต้องและละเอียดสูง – อายุการใช้งานสั้นกว่า narrow band ทั้ง narrow band และ wide band ก็ทำหน้าที่เหมือนกัน คือวัดปริมาณออกซิเจนที่เหลือจากการเผาไหม้ แต่สิ่งที่ต่างกันคือ เรื่องของความละเอียดในการวัด ซึ่งแบบ narrow band จะเป็นแบบที่ติดมากันรถ จะให้ค่าของกราฟที่ไม่ละเอียดพอและไม่เป็นเชิงเส้น(linear) อาจจะวัดค่า A/F ได้แค่ช่วง 14.7 +- 1.5 เท่านั้น ส่วนแบบ wide band จะให้กราฟออกมาเป็นเชิงเส้น สามารถที่จะคาดเดาค่าล่วงหน้าได้ในการเปลี่ยนแปลง A/F ทำให้นิยมใช้ O2 sensor ชนิดนี้เพื่อการ Tune รถได้ละเอียดขึ้นครับ O2 Sensor มีทั้งแบบ 1, 2, 3, 4 และ 5 สาย(สายไฟ-สายปลั๊ก)ครับ โดยที่ขึ้นอยู่กับการออกแบบครับ อธิบายเอาง่ายๆ ตามนี้แล้วกันครับ ตามๆที่ผมค้นเจอนะถูกผิดก็ขออภัยด้วย 1-2 สาย ส่วนใหญ่จะเป็น O2 sensor แบบ narrow band ที่ไม่มี heater ในตัว จะอาศัยความร้อนภายในท่อไอเสียครับ ส่วนใหญ่จะติดตั้งอยู่บริเวณ header ครับ 3-4 สาย ส่วนใหญ่ก็จะเป็น O2 sensor แบบ narrow band เช่นกัน แต่มี heater ในตัว ติดตั้งก็บริเวณแคตฯครับ 5 สาย ตัวนี้จะเป็น wide band แบบมี heater ในตัว ปล.ในส่วนของ wide band มันก็ไม่ใช่ 5 เส้นเสมอไปนะครับ 4 เส้นบางคนว่ามี 6 เส้นบางคนบอกเคยเห็น ก็ไม่ต้องยึดจำตรงส่วนนี้ครับ กระบวนการแห่ง….. (อะไรไม่รู้เรียกไม่ถูก ) O2 sensor จะเป็นตัวอุปกรณ์วัดตัวแรกเลยที่กล่อง ECU จะใช้ในการควบคุมการจ่ายน้ำมัน เพื่อไม่ให้น้ำมันหนาหรือบางเกินไป ตัวออกซิเจนเซนเซอร์นี้มันจะทำงานอยู่ตลอดเวลาในลักษณะ Closed loop โดยการประมวลผลที่ได้จะเป็นการเพิ่มหรือลด ระยะเวลาการฉีดจ่ายน้ำมันในห้องเผาไหม้ (การควบคุมปริมาณน้ำมันจะเป็นการเพิ่มหรือลดระยะเวลาการฉีด เพราะค่าอัตราการไหลของน้ำมันมันจะคงที่มาจากปั๊มติ๊กและ regulator แล้ว) โดย ECU จะยึดหลักการคือให้ประหยัดและให้กำลังสูงสุด ซึ่งในขณะที่เครื่องยนต์ทำงานนั้น ตัวกล่อง ECU จะมีการรับสัญญาณมาจาก O2 sensor ด้วยว่าค่าของออกซิเจนที่เหลือจากการเผาไหม้ มีค่ามากหรือว่าน้อยเกินไปหรือไม่ คือ – ออกซิเจนที่หลงเหลือจากการเผาไหม้มากไป จะแสดงว่ามีการจ่ายน้ำมันที่น้อยไป (บาง) หรือ A/F มากกว่า 14.7 – ออกซิเจนที่หลงเหลือจากการเผาไหม้น้อยไป จะแสดงว่ามีการจ่ายน้ำมันที่มากไป (หนา) หรือ A/F น้อยกว่า 14.7 การบำรุงรักษา O2 Sensor ข้อมูลในส่วนตรงนี้มันค่อนข้างจะไม่แน่นอนครับ ขึ้นอยู่กับยี่ห้อ, รุ่นของ sensor และตามการใช้งานครับ ผมขออ้างอิงตามของ Bosch แล้วกันครับ (ไม่รู้ว่าของ EK ใช้ของ Bosch มั้ยนะ) โดย O2 sensor ควรตรวจสอบทุกๆ 30,000 กม. และควร เปลี่ยนตามระยะเวลาที่กำหนด ระยะการใช้งานตามประเภทเซ็นเซอร์ – Unheated: ทุกๆ 50,000 กม. / ทุกๆ 80,000 กม. – Heated 1st generation: ทุกๆ 100,000 กม. – Heated 2nd generation: ทุกๆ 160,000 กม – Planar sensors: ทุกๆ 160,000 กม. การตรวจเช็ค ดี-เสีย ของ O2 Sensor บางคน(รวมถึงผมด้วย) อาจจะสงสัยว่า O2 sensor ที่ใช้อยู่ตอนนี้ดีหรือเพี้ยนหรือว่าเสียไปเลย O2 sensor ตัวนี้ที่หลายๆคน(ผมด้วยอีกแล้ว )มองข้างมันไปมันมีผลต่อเครื่องยนต์มากต่อการจ่ายน้ำมัน ถ้าเกิดว่าตัวนี้เกิดอาการเพี้ยนหรือเสียแล้วก็จะไม่สามารถเช็คได้ว่า A/F เหมาะสมหรือไม่ การเกิดการเสียหรือเพี้ยน อาการที่พบส่วนใหญ่ก็คือ"รถกินน้ำมันมากขึ้นและกำลังเครื่องตก" เนื่องจากสัญญาณที่ได้จาก O2 sensor จะบอกว่ามีออกซิเจนที่หลงเหลือจากการเผาไหม้มาก ทำให้กล่องมีการสั่งให้ฉีดน้ำมันเพิ่มมากขึ้นและมันจะค่อยๆมากขึ้น เรื่อยๆ ก็จะทำให้การเผาไหม้น้ำมันไม่หมดออกที่ทางท่อไอเสีย ก็จะทำให้เราได้กลิ่นน้ำมันครับ (ตรงนี้ล่ะครับที่เป็นสิ่งที่บอกเราได้บ้างว่าการเผาไหม้ไม่หมดจด เนื่องจากน้ำมันหนามาก) อื้ม !! และทำให้แคตฯ อายุสั้นด้วยครับ กลับเข้าเรื่องอีกทีครับ มาดูกันเลยกับ 3 อาการ – ดี อันนี้ก็ไม่ต้องพูดมากครับ ถ้าเบิกมาใหม่ๆ ใส่แล้วไฟ engine ไม่โชว์, ไม่มีกลิ่นน้ำมันออกท่อไอเสีย, เครื่องทำงานปกติ เป็นแบบนี้ก็ถือว่าดีไว้ก่อน – เสีย อันนี้ก็แน่นอนครับ เพราะส่วนใหญ่ไฟ engine จะโชว์ โดยการตรวจสอบของกล่อง ECU จะมีการตรวจสอบแบบง่ายๆ คือ ขาด – ช็อต – หลุด range หมายเหตุ : "หลุด range" เนื่องจาก O2 sensor ที่ใช้เป็นแบบ narrow band จะให้เส้นกราฟที่ชันในช่วง Stoich (A/F=14.7) หากวัด A/F ได้น้อยกว่า 14 มากๆ ก็จะถือว่าช็อต แต่ถ้าวัด A/F ได้มากกว่า 15 มากๆ ก็จะถือว่าขาดครับ (งงกันมั้ย) – เพี้ยน นี่ล่ะครับตัวปัญหาเลย ถ้าไฟ engine ขึ้นบ้างไม่ขึ้นบ้างก็แสดงว่ามันเริ่มจะหลุด range แล้ว สาเหตุก็อาจจะมาจากคราบสกปรกที่เกาะอยู่ที่หัว O2 sensor หรือ O2 sensor จะสิ้นอายุขัยแล้วครับ (ได้เวลาเสียเงินอีกแล้ว) ที่นี้มาเริ่มการตรวจเช็คกันเลยครับ มาดู Schematic (วงจรเสมือน) ของ O2 Sensor กันก่อนครับ ภายในจะมีฮีทเตอร์อยู่ด้วยโดย O2 Sensor จะทำงานอยู่ในช่วงอุณหภูมิ ประมาณ 230-320 องศาเซลเซียส และจะให้แรงดันออกมาทางขา sensor ซึ่งแรงดันที่ออกมาจะอยู่ในช่วง 0-1 โวลล์ แปรผันตามปริมาณออกซิเจน จากนั้นก็ O2 sensor ในรถเรากันว่า วัดกันจริงๆ แล้วล่ะ เอาแบบง่ายๆ บ้านๆ แล้วกันครับ เครื่องมือและอุปกรณ์ก็ไม่มีอะไรมาก ก็มี มัลติมิเตอร์ (วัดโอห์ม+วัดโวลล์), แหล่งจ่ายไฟ 12 โวลล์ (แบตฯก็ได้), ไฟแช็ค และก็ HO2 sensor ที่ต้องการวัด 1. วัด Heater ก่อนครับว่าขาดหรือไม่ โดยค่าความต้านทานจะอยู่ประมาณ 2-5 โอห์มครับ หากวัดแล้วค่าเป็น infinity หรือสูงมากๆ ก็แสดงว่า heater ขาดครับ แต่ถ้าน้อยเป็น 0 โอห์มก็ช๊อตล่ะครับ 2. วัดค่า output ของ sensor ครับ โดยการจ่ายไฟ 12 โวลล์เข้าขั้ว heater เพื่อให้ O2 sensor ทำงาน จากนั้นก็วัดแรงดันที่ออกมาจากขั้วเซนเซอร์ (+,-) แรงดันที่ออกมาจะอยูในช่วงประมาณ 0.2-0.8 โวลล์ ขึ้นอยู่กับปริมาณของออกซิเจนโดยรอบหัว เซนเซอร์ครับ โดยถ้าหากออกซิเจนน้อยแรงดันที่ออกมาจะมาก แต่ถ้าหากออกซิเจนมากแรงดันที่ออกมาจะน้อยครับ (แปรผกผันกันครับ) 3. เผามันเลย !! ครับ เอาแบบนี้เลย ทำต่อจากข้อ 2. ครับ โดยจุดไฟแช็คให้เปลวไฟอยู่ที่หัวเซนเซอร์ แล้วลองเอาเข้า-ออก ค่าแรงดันก็จะสวิงตามครับ เมื่อเปลวไฟอยู่ที่หัวเซนเซอร์ค่าแรงดันที่ออกมาจะสูงกว่าเนื่องจากภายในเปลวไฟจะไม่มีออกซิเจนอยู่ครับ

>>> The Group’s Good Guys <<< >>> ประทับใจเพื่อน EK ทุกมุมโลก <<<