OXIGEN DAN A/F SENSOR

ECM menggunakan oxygen sensor untuk memastikan rasio bahan bakar dan udara yang tepat dalam catalitic converter. Berdasarakan Sinyal  dalam oxygen sensor, ECM akan mengatur jumlah pnginjeksian bahan bakar kedalam saluran udara masuk

Terdapat perbedaan type dari oxygen sensor, tapi ada 2 type yang sering digunakan antara lain :

1.      Sensor oxygen yang cakupannya sempit, type lama, sering disebut oxygen sensor.

2.      Sensor oxygen yang cakupannya luas, type baru, sering disebut A/F ratio sensor.

Ada juga titania oxygen sensor yang termasuk model yang terbatas yang digunakan pada tahun 90an.

       Pada kendaraan yang menggunakan system OBD II mewajibkan menggunakan 2 buah oxygen sensor: satu sebelum dan satu sesudah katallitik komperter. Oxygen sensor atau A/F ratio yang letaknya sebelum katalitik komperter digunakan oleh ECM untuk mengatur perbandingan udara dan bahan bakar. Dalam system OBD II sensor ini disebut sebagai sensor 1. Pada engine dengan type mesin V satu sensor disebut sebagai bank 1 sensor 1 dan yang lainnya sebagai bank 2 sensor 1. Oxygen sensor yang terletak setelah kataliktik komperter digunakan oleh ECM untuk menentukan efesiensi katalitik komperter. Sensor ini disebut sebagai sensor 2. Dengan 2 katalitik komperter, 1 sensor menjadi bank 1 sensor 2 dan yang satu lainnya sebagai bank 2 sensor 2.

1. Oxigen Sensor  

   Jenis dari oxygen sensor ini terbuat dari zirconia (zirconium dioxide), elektroda platinum, dan sebuah pemanas. Oxygen sensor membangkitkan tegangan sinyal berdasarkan jumlah oksigen di dalam exhaust dibandingkan dengan oxygen yang terdapat diatmosfer. Elemen dari zirconia satu bagian tertanam pada exhaust dan sebagian terbuka ke udara. Setiap sisi terdiri dari platinum elektroda yang berhimpitan dengan element zirconium dioxide. Elektroda platinum membangkitkan tegangan. Contaminasi atau  korosiasi dari elektroda platinum atau element zirconia akan mengurangi tegangan yang dihasilkan.

Cara Kerja :

Ketika oksigen yang terdapat dalan exhaust tinggi, tegangan dalam oxygen sensor rendah. Ketika jumlah oksogen dalam exhaust menurun, tegangan dalam oxygen sensor akan naik. Semakin besar perbedaan antara kandungan oksigen dalam exhaust dan atmosfer, semakin besar juga tegangan yang dihasilkan.

Dari kandungan oksigen, ECM dapat menentukan jika rasio bahan bakar dan udara kaya atu miskin dan mentukan campuran bahan bakar. Campuran kaya hampir semuanya menggunakan oksigen, sehingga tegangan pun tinggi, dalam range 0,6 – 1,0 volt. Campuran miskin mempunyai ketersediaan oksigen yang lebih setelah pembakaran dibandingkan campuran yang kaya, jadi sinyal tegangan mejadi rendah, 0,4-0,1 volt. pada campuran stoichiometric rasio bahan bakar/udara (14,7:1), tegangan output sensor oksigen kira-kira 0,45 volt.

Perubahan kecil dalam rasio bahan bakar/udara dari stoichiometric menjukan perubahan sinyal tegangan secara radikal. Sensor oksigen tipe ini kadang-kadang disebut sebagai sensor cakupan sempit karena tidak dapat mendeteksi perubahan kecil dalam exhaust yang dihasilkan oleh perubahan campuran bahan bakar/udara. ECM akan secara terus-menerus menambah dan mengurangi siklus bahan bakar miskin/kaya. Didalam  bagian injeksi bahan bakar kendali bahan bakar loop tertutup menunjukan informasi yang lebih.

CATATAN: sensor oksigen bekerja sebagai saklar. Kadang-kadang perbandingan bahan bakar/ udara pada stochiometri (14,7 : 1) sensor oksigen juga menaikan atau menurunkan.

     Sensor oksigen hanya akan menghasilkan sinyal akurat disaat mencapai temperature pengoperasian minimal 400⁰C (7500⁰F). Sensor oksigen memanaskan secara cepat dan menjaga panas ideal dan mangkondisikan beban cahaya, oxygen sensor mempunyai pemanas yang di simpan di dalamnya. Pamanas ini dikontrol oleh ECM. Perhatikan pengontrolan pemanas sensor oksigen untuk informasi lebih lanjut. 

2. A/F Sensor 

Sensor bahan bakar/udara(A/F) sama degan sensor oksigen dalam cakupan sempit. Meskipun terlihat sama dengan sensor oksigen, sensor perbandingan bahan bakar/udara konstruksinya berbeda dan mempunyai karakteristik pengoperasian berbeda.

Sensor A/F juga sebagai penunjuk sensor wide range atau wide ratio karena kemampuannya untuk mendeteksi lebih perbandingan bahan bakar/udara sebuah wide range.

Keuntungan menggunakan sensor A/F adalah bahwa ECM dapat lebih secara akurat mengurangi pancaran bahan bakar. Untuk memenuhinya sensor A/F :

• Beroperasi mendekati 650⁰C (1200⁰F), lebih banyak panas dibandingkan sensor oksigen.

• Berubahnya arus (ampere) pengeluaran didalam hubungan dari jumlah oksigen didalam saluran exhaust.

Cara Kerja:

Sebuah sirkuit pendeteksi didalam ECM mendeteksi perubahan dan kekuatan dari arus dan pengeluaran sinyal tegangan secara relative sebanding dengan isi oksigen pada exhaust.

CATATAN: sinyal tegangan ini hanya dapat diukur oleh Diagnotic tester atau OBD II scan tool yang lain. Arus pengeluaran sensor A/F tidak dapat diukur langsung secara akurat. Jika menggunakan OBD 11 scan tool, menunjukan perbaikan secara manual sebagai konversi, untuk pengeluaran sinyal yang berbeda.

Sensor A/F dirancang pada stoichiometry, disana arus mengalir dan tegangan pengeluaran yang terdeteksi oleh sirkuit adalah 3,3 volt. Sebuah campuran kaya, yang mana meninggalkan sedikit oksigen dalam saluran exhaust, hasilnya arus negative yang mengalir. sirkuit pendeteksi akan menghasilkan tegangan dibawah 3,3 volt. Campuran miskin, yang menyisakan banyak oksigen didalam exhaust, hasilnya arus positife yang mengalir. sirkuit pendeteksi sekarang menghasilkan tegangan diatas 3,3volt.

Catatan:

Tegangan pengeluaran sensor A/F adalah kebalikan apa yang terjadi pada sensor dengan cakupan sempit. Tegangan pengeluaran meningkat sampai pada sirkuit pendeteksi yang menyatakan bahwa campuran miskin.

Juga, sinyal tegangan sebanding dengan perubahan yang terjadi pada campuran bahan bakar/udara. Ini mengisyaratkan ECM untuk secara lebih akurat menentukan perbandingan bahan bakar/udara yang tepat di bawah kondisi bervariasi dan dengan cepat mengatur jumlah bahan bakar mencapai titik stoichiometry. Perbaikan secara cepat dari tipe ini tidak memungkinkan menggunakan sensor oksigen dengan cakupan sempit. Dengan sebuah A/F sensor, ECM tidak mengikuti sebuah siklus kaya miskin. Di dalam bagian injeksi kendali bahan bakar loop tertutup menunjukan informasi yang lebih 
Isyarat

Sensor A/F mampu membangkitkan polaritas pengisian. Ketika campuran bahan bakar kaya, sensor A/F membangkitkan arus kearah negative (-). Ketika campuran bahan bakar/udara menjadi miskin, sensor A/F membangkitkan arus kearah positife (+). Pada titik stoichiometry tidak ada arus yang dibangkitkan.

Sirkuit pendeteksi selalu mengukur arah dan seberapa banyak arus dihasilkan. Hasilnya ECM mengetahui secara tepat seberapa kaya atau miskinkah campuran dan dapat mengatur campuran bahan bakar lebih cepat dibandingkan sensor oksigen yang didasarkan system control bahan bakar. Oleh karena itu, tidak ada siklus yang normal dari sistim sensor oksigen dalam cakupan sempit. Sebagai gantinya, pengeluaran sensor A/F bahkan lebih dan biasanya sekitar 3,3 volt.