حساس الأكسجين: مكانه وطريقة عمله وكيفية صيانته

حساس الأكسجين، المعروف أيضًا بمستشعر الأكسجين، هو جهاز إلكتروني يستخدم في محركات الاحتراق الداخلي، بما في ذلك تلك الموجودة في السيارات، حيث يلعب هذا الحساس دورًا حيويًا في إدارة نظام احتراق الوقود في السيارة، وبالتالي يؤثر بشكل كبير على كفاءة الوقود وانبعاثات العادم. في المقال التالي سوف نتحدث باستفاضة عن حساس الاكسجين.

مكان حساس الاكسجين في السيارة

حساس الأكسجين (Oxygen Sensor) يقع عادةً في نظام العادم للسيارة، تحديدًا، يمكن أن يكون موجودًا في مواقع مختلفة تبعًا لتصميم المحرك ونظام العادم، ولكن غالبًا ما يكون هناك حساسان على الأقل في معظم السيارات الحديثة:

1. قبل المحول الحفزي (Pre-Catalytic Converter): يكون الحساس الأول عادةً بعد رأس الأسطوانة وقبل دخول العادم إلى المحول الحفزي، هذا الحساس يقيس نسبة الأكسجين في غازات العادم قبل معالجتها في المحول.

2. بعد المحول الحفزي (Post-Catalytic Converter): الحساس الثاني يكون عادةً بعد المحول الحفزي، حيث يقوم بقياس نسبة الأكسجين في الغازات بعد أن مرت عبر المحول، هذا يساعد في تقييم فعالية المحول الحفزي.

في بعض الحالات، قد تحتوي السيارات على حساسات أكسجين إضافية، خاصة إذا كان المحرك يحتوي على أكثر من مخرج للعادم، يتم توصيل هذه الحساسات بوحدة التحكم في المحرك (ECU) من خلال أسلاك كهربائية، وتقوم بإرسال البيانات بشكل مستمر حول مستوى الأكسجين في العادم.

الوظيفة الرئيسية لحساس الأكسجين

تتمثل الوظيفة الأساسية لحساس الأكسجين في قياس نسبة الأكسجين في غازات العادم الناتجة عن احتراق الوقود في المحرك، حيث يتم استخدام هذه المعلومات من قبل وحدة التحكم في المحرك (ECU) لتعديل مزيج الهواء والوقود الداخل إلى المحرك، إذا كانت نسبة الأكسجين في العادم مرتفعة، فإن هذا يشير إلى أن المزيج يحتوي على وقود زائد ويحتاج إلى تقليل كمية الوقود، بالمقابل، إذا كانت نسبة الأكسجين منخفضة، فهذا يعني أن هناك كمية غير كافية من الوقود، مما يتطلب زيادة كمية الوقود في المزيج.

أنواع حساسات الأكسجين

توجد نوعان رئيسيان من حساسات الأكسجين: حساسات الأكسجين المتقدمة (تحلل العوامل الكيميائية) وحساسات الأكسجين غير المتقدمة (المقاومية).

1. الحساسات المتقدمة: تعتمد على تقنية استشعار مماثلة لعمل بطاريات الوقود، حيث تقوم بتحويل الفرق في التركيز بين الأكسجين في الهواء الخارجي والأكسجين في غازات العادم إلى إشارة كهربائية.

2. الحساسات غير المتقدمة: تعمل على مبدأ مقاومة المواد لتحديد نسبة الأكسجين، وغالبًا ما تكون أقل دقة مقارنة بالنوع الأول.

أهمية حساسات الأكسجين

تعتبر حساسات الأكسجين مهمة لعدة أسباب، بما في ذلك:

• تحسين كفاءة الوقود: من خلال ضبط مزيج الوقود والهواء وفقًا للقراءات الدقيقة، تساهم حساسات الأكسجين في تحسين كفاءة استخدام الوقود، مما يؤدي إلى تقليل استهلاك الوقود وزيادة الاعتمادية.

• تقليل انبعاثات العادم: بفضل الدقة في قياس نسبة الأكسجين، يمكن للسيارات تلبية معايير الانبعاثات البيئية والحفاظ على نظافة الهواء.

• تحسين الأداء: يؤدي ضبط كمية الوقود إلى تحسين استجابة المحرك وأدائه العام.

كيفية عمل حساسات الأكسجين

يتم وضع حساس الأكسجين في نظام العادم، وعادة ما يكون بالقرب من المحول الحفزي، حيث يقوم بتوفير البيانات اللازمة لوحدة التحكم في المحرك في الوقت الفعلي، عندما يتحرك الغازات عبر الحساس، يقوم بقياس الأكسجين المتبقي في الغازات الناتجة عن الاحتراق، تتفاعل وحدة التحكم في المحرك مع هذه البيانات لضبط العمليات بشكل يتوافق مع معايير الأداء والكفاءة.

التأثير على صيانة السيارة:

قد تؤدي حساسات الأكسجين المعيبة إلى العديد من المشاكل، مثل زيادة استهلاك الوقود، ضعف الأداء، وزيادة انبعاثات العادم، لذلك، من الضروري فحصها بشكل دوري واستبدالها إذا لزم الأمر لضمان عمل السيارة بكفاءة.

فحص وتغيير حساس الأكسجين

فحص وتغيير حساس الأكسجين في السيارة هو عملية تتطلب الدقة والتركيز، حيث يعد هذا الحساس جزءًا حيويًا من نظام إدارة المحرك، تبدأ العملية بتحضير الأدوات اللازمة، مثل مفكات وصامولات حسب نوع الحساس، بالإضافة إلى جهاز فحص OBD-II إذا كان متاحًا، وقفازات للحماية.

أولاً، يجب على الفرد تحديد موقع حساس الأكسجين في نظام العادم، والذي يكون غالبًا بالقرب من المحول الحفزي، بعد تحديد الموقع، يجب فحص الاتصالات الكهربائية للحساس، حيث يتعين التأكد من عدم وجود أسلاك تالفة أو متآكلة، وأن التوصيلات محكمة بما يكفي، في هذه المرحلة، يمكن استخدام جهاز فحص OBD-II لمعرفة ما إذا كانت هناك رموز خطأ مرتبطة بحساس الأكسجين، مثل P0131 أو P0132. وجود واحدة من هذه الرموز قد يشير إلى مشكلة تستدعي استبدال الحساس.

بعد الفحص الأولي، يمكن للعامل ملاحظة أي مشاكل متعلقة بأداء المحرك، مثل انخفاض كفاءة الوقود أو زيادة انبعاثات العادم، والتي قد تشير أيضًا إلى حاجة الحساس للتغيير، عند التأكد من أن الحساس بحاجة إلى استبدال، يجب تحضير السيارة عن طريق إيقافها على سطح مستوي، وإطفاء المحرك، وانتظار حتى يبرد نظام العادم. في حالة وجود صعوبة في الوصول إلى الحساس، يمكن رفع السيارة بشكل آمن.

الخطوة التالية هي فك الحساس القديم، يجب إزالة التوصيلات الكهربائية بشكل حذر وفك الحساس من مكانه باستخدام الأداة المناسبة، أثناء ذلك، ينبغي الانتباه لعدم تلف الأسلاك المحيطة. بعد إزالة الحساس، ينصح بتنظيف المنطقة المحيطة من رواسب الكربون والأوساخ لضمان تثبيت الحساس الجديد بشكل صحيح.

عند تثبيت الحساس الجديد، يجب إدخاله بعناية في مكانه وتثبيته بإحكام، مع مراعاة عدم استخدام أي مواد مانعة للتسرب إلا إذا كانت موصى بها من قبل الشركة المصنعة، بعد ذلك، يتم إعادة توصيل الأسلاك الكهربائية بالحساس الجديد.

بعد الانتهاء من التركيب، يتم تشغيل المحرك لفحص أي تسريبات محتملة حول الحساس، يمكن أيضًا استخدام جهاز فحص OBD-II مرة أخرى للتأكد من عدم ظهور أي رموز خطأ جديدة، في النهاية، من المهم تسجيل أي تغييرات تمت في السيارة، بما في ذلك استبدال حساس الأكسجين، إذا شعر الشخص بعدم الارتياح لهذه العملية، يفضل دائمًا الاستعانة بفني محترف لضمان التنفيذ السليم.

في الختام، يلعب حساس الأكسجين دورًا محوريًا في نظام إدارة المحرك في السيارات، من خلال قياس نسبة الأكسجين في غازات العادم، يساهم بشكل فعال في تحسين كفاءة الوقود وتقليل الانبعاثات، مما يجعل السيارة تعمل بشكل أكثر نظافة وكفاءة