Ngày đăng: 03-06-2025
Cảm biến oxy là một bộ phận quan trọng trong hệ thống quản lý nhiên liệu của động cơ ô tô, giúp kiểm soát lượng khí thải và tối ưu hóa hiệu suất đốt cháy nhiên liệu. Thông qua việc đo nồng độ oxy trong khí xả, cảm biến oxy cung cấp dữ liệu chính xác để hệ thống điều khiển động cơ (ECU) điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu – không khí phù hợp.
Hiểu rõ cấu tạo và vai trò của cảm biến oxy sẽ giúp người sử dụng nắm bắt được tầm quan trọng của bộ phận này đối với hiệu quả vận hành và bảo vệ môi trường của xe hơi.
Cảm biến oxy (oxygen sensor, thường gọi là cảm biến lambda) là một thiết bị điện tử nhỏ nhưng vô cùng quan trọng trong hệ thống động cơ đốt trong. Nó được lắp trên đường ống xả, có nhiệm vụ đo lượng oxy còn lại trong khí thải động cơ và gửi tín hiệu về bộ điều khiển trung tâm (ECU). Từ đó, ECU sẽ tính toán và điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt sao cho tỉ lệ không khí/nhiên liệu đạt mức tối ưu. Nhờ hoạt động của cảm biến oxy, động cơ có thể vận hành êm ái, hiệu suất cao, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí thải độc hại ra môi trường.
Hình 1: Hình ảnh thực tế cảm biến oxy trên ô tô
Để hiểu rõ hơn về vai trò quan trọng của cảm biến oxy trong động cơ ô tô, trước hết chúng ta cần tìm hiểu cấu tạo và cách thức hoạt động của thiết bị nhỏ bé này.
Cảm biến oxy có phần đầu cảm biến làm bằng ceramic (gốm) đặc biệt và được bảo vệ trong vỏ kim loại có lỗ để khí xả đi qua. Phần đầu gốm thường làm từ zirconi dioxide (ZrO₂) và được tráng một lớp bạch kim mỏng ở cả mặt trong và mặt ngoài. Bên trong cảm biến còn có mạch gia nhiệt (heater) ở các loại đời mới, giúp đốt nóng đầu dò nhanh chóng để cảm biến hoạt động hiệu quả ngay sau khi khởi động. Phần còn lại là dây dẫn (1 dây hoặc nhiều dây) nối cảm biến với ECU để truyền tín hiệu và nguồn điện nung nóng (nếu có).
Khi động cơ chạy, khí thải chứa oxy sẽ đi qua cảm biến oxy. Hàm lượng oxy trong khí thải thay đổi tùy theo hỗn hợp nhiên liệu và không khí, có thể dư xăng hoặc dư không khí. Cảm biến oxy zirconia phổ biến hoạt động dựa trên sự chênh lệch nồng độ oxy giữa bên trong cảm biến và không khí ngoài, tạo ra điện áp từ 0,1V đến 0,9V. Điện áp thấp (~0,1V) khi hỗn hợp nghèo (nhiều oxy, ít xăng), điện áp cao (~0,9V) khi hỗn hợp giàu (ít oxy, nhiều xăng). ECU dựa vào tín hiệu này để điều chỉnh lượng nhiên liệu phù hợp. Vì vậy, vỏ cảm biến zirconia thường có khe nhỏ hoặc dây dẫn lấy oxy từ không khí ngoài.
Ngoài ra, cảm biến oxy titan thay đổi điện trở theo nồng độ oxy: điện trở giảm khi hỗn hợp giàu và tăng khi hỗn hợp nghèo. ECU cấp điện áp cố định (khoảng 5V) và đo điện áp thay đổi để xác định nồng độ oxy. Cảm biến titan phản hồi nhanh, bền và không cần lấy oxy tham chiếu ngoài, nhưng ít phổ biến do giá cao.
Cảm biến oxy phải đạt khoảng 300°C mới hoạt động chính xác. Cảm biến đời cũ chỉ có 1 dây, không có bộ phận đốt nóng, nên phải nóng lên chậm nhờ khí xả. Cảm biến nhiều dây có bộ phận nung nóng riêng giúp đạt nhiệt độ nhanh hơn, hỗ trợ động cơ điều chỉnh nhiên liệu chính xác ngay khi khởi động.
.jpg)
Hình 2: Cấu tạo của cảm biến oxy
Có thể phân loại cảm biến oxy theo cấu tạo và mục đích sử dụng. Dưới đây là những phân loại phổ biến:
Cảm biến oxy tuy nhỏ nhưng giữ vai trò then chốt giúp động cơ ô tô vận hành hiệu quả và sạch. Dữ liệu từ cảm biến oxy cho phép hệ thống nhiên liệu duy trì hỗn hợp cháy gần với tỉ lệ lý tưởng (λ ≈ 1). Điều này mang lại nhiều lợi ích:
Tóm lại, cảm biến oxy giống như “giác quan” của động cơ, giúp động cơ ăn uống vừa đủ để khỏe mạnh và sạch sẽ. Một chiếc xe có cảm biến oxy tốt sẽ chạy bốc hơn, ít tốn xăng hơn và thân thiện với môi trường hơn.
Cảm biến oxy sau thời gian dài sử dụng có thể bị xuống cấp hoặc hỏng hóc. Khi cảm biến oxy gặp trục trặc, động cơ sẽ mất khả năng tự điều chỉnh nhiên liệu chính xác, dẫn đến nhiều hiện tượng bất thường.
Vì những lý do trên, cần thay thế cảm biến oxy ngay khi phát hiện hỏng để tránh “tiền mất tật mang”. Chi phí thay cảm biến oxy thường không quá lớn so với việc để hỏng cả bộ xúc tác hay các bộ phận động cơ khác.
Xem thêm: Cảm Biến Oxy Ô Tô Bị Lỗi: 5 Dấu Hiệu Nguy Hiểm Cần Xử Lý Sớm
Hình 3: Dấu hiệu nhận biết cảm biến oxy gặp vấn đề
Khi nghi ngờ cảm biến oxy có vấn đề, bạn có thể thực hiện một số cách kiểm tra để xác định tình trạng của nó:
Kết nối máy vào cổng chẩn đoán, đọc mã lỗi liên quan cảm biến oxy (ví dụ P0131, P0134). Quan sát tín hiệu cảm biến dao động liên tục từ khoảng 0.1 đến 0.9V khi động cơ ấm và không tải. Nếu tín hiệu đứng yên hoặc phản ứng chậm, cảm biến có thể hỏng.
Xác định dây tín hiệu, đo điện áp khi động cơ chạy cầm chừng. Điện áp dao động từ 0.1 đến 0.9V là bình thường. Nếu điện áp cố định hoặc không thay đổi khi lên ga, cảm biến có thể hỏng. (Phương pháp này áp dụng cho cảm biến zirconia, loại titan khác biệt về điện áp).
Kiểm tra dây dẫn có bị đứt hoặc chuột cắn không. Dùng đồng hồ đo điện trở bộ nung (khoảng vài ohm là bình thường). Nếu điện trở vô cực (∞), bộ nung hỏng, cần thay cảm biến mới.
Tháo cảm biến khi ống xả nguội, kiểm tra đầu dò. Nếu bẩn, vệ sinh nhẹ nhàng. Nếu đầu dò trắng xám hoặc bạc (nhiễm chì, silicon) hoặc bị nứt gãy, phải thay mới vì không thể sửa.
Việc thay cảm biến oxy mới khá đơn giản (chỉ cần vặn cảm biến cũ ra và lắp cảm biến mới vào, lưu ý bôi một chút mỡ chịu nhiệt vào ren). Tuy nhiên, bạn nên mua đúng loại cảm biến phù hợp cho xe của mình (theo mã phụ tùng OEM) để đảm bảo tương thích. Nếu không tự tin, hãy nhờ kỹ thuật viên hoặc gara uy tín thực hiện để đảm bảo cảm biến mới hoạt động chính xác.
Số lượng cảm biến oxy trên ô tô tùy thuộc vào đời xe và cấu hình động cơ. Đa số ô tô hiện đại có ít nhất hai cảm biến oxy: một trước và một sau bộ xúc tác để quản lý nhiên liệu và kiểm tra hiệu suất xúc tác. Các xe động cơ chữ V (V6, V8) thường có tới 4 cảm biến oxy (mỗi hàng xi-lanh có cảm biến riêng trước và sau xúc tác). Một số xe hybrid hoặc xe đời mới có thể có thêm cảm biến oxy rộng để kiểm soát hỗn hợp chính xác hơn.
Thông thường, cảm biến oxy trên ô tô nên được kiểm tra sau mỗi khoảng 80.000 – 100.000 km. Nếu cảm biến vẫn hoạt động tốt thì có thể dùng tiếp, nhưng sau ~100.000 km thì hiệu suất cảm biến thường giảm dần. Nhiều chuyên gia khuyên nên thay cảm biến oxy khoảng 100.000 km để đảm bảo hiệu quả nhiên liệu và khí thải. Đối với xe máy, do cảm biến loại nhỏ hơn và không nung nóng, thời gian thay thế có thể sớm hơn (khoảng 50.000 km hoặc sau 5-6 năm sử dụng). Ngoài ra, nếu xe có dấu hiệu hao xăng hoặc đèn báo lỗi O2 thì nên kiểm tra và thay ngay, không nhất thiết đợi đủ số km.
Có thể, trong một số trường hợp. Nếu cảm biến chỉ bị bẩn muội than, bạn có thể tháo ra và vệ sinh nhẹ nhàng bằng dung dịch chuyên dụng (hoặc ngâm đầu cảm biến trong xăng vài giờ rồi làm khô). Việc này có thể giúp cảm biến hồi phục phần nào nếu chất bẩn cản trở phản ứng. Tuy nhiên, không nên dùng vật cứng chà mạnh hoặc dùng khí nén áp suất cao xịt trực tiếp vào đầu dò, vì có thể làm hỏng lớp mạ bạch kim nhạy cảm.
Hình 4: Các câu hỏi thường gặp về cảm biến oxy
Việc kiểm tra và phát hiện sớm cảm biến oxy hỏng là cần thiết để đảm bảo động cơ hoạt động ổn định, tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ các bộ phận liên quan như bộ xúc tác, bugi hay hệ thống xả. Nếu cảm biến có dấu hiệu lỗi, hãy sửa chữa hoặc thay thế kịp thời để tránh những hư hỏng lan rộng và chi phí sửa chữa tốn kém về sau. Đây là một thao tác nhỏ nhưng mang lại hiệu quả lớn cho hiệu suất và độ bền của xe.
Tìm hiểu thêm:
FICAR - AUTHOR
Tìm hiểu vai trò cà vẹt xe, mức phạt khi không có và thủ tục cấp lại nhanh chóng. Đọc ngay để tránh mất tiền oan khi tham gia giao thông!
Cảm biến oxy ô tô bị lỗi khiến xe hao xăng, yếu máy? Khám phá 5 dấu hiệu cảnh báo nguy hiểm & cách xử lý kịp thời để tránh tốn tiền sửa lớn!
Xe hụt hơi, tốn xăng có thể do cảm biến lưu lượng khí nạp. Xem ngay nguyên nhân, cách kiểm tra và xử lý triệt để trước khi quá muộn!
Hiểu đúng về cảm biến lưu lượng khí nạp, nguyên lý hoạt động và cách bảo dưỡng đúng cách để xe bền bỉ, tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Tiếng Anh