Vì sao trên mỗi Bank của bầu catalyst phải có 2 cảm biến oxy

Bạn có bao giờ thắc mắc, trên mỗi Bank (dãy) của bầu catalyst cần phải sử dụng 2 cảm biến oxy? Và 2 cảm biến oxy này sử dụng nhằm mục đích gì? Chúng có chức năng ra sao? Hãy cùng trung tâm VATC tìm hiểu ngay dưới đây nhé!

1. Kiểm soát bầu Catalyst

Để theo dõi bầu Catalyst hiệu quả, người ta sẽ sử dụng một cảm biến oxy (S1) và một cảm biến oxy sau (S2) bầu xúc tác, để có thể xác định được hiệu suất xử lý hydrocacbon dựa trên khả năng lưu trữ oxy của oxyt và kim loại quý bên trong bầu xúc tác (xem hình 1a).

Bình thường, nhiên liệu trong điều kiện vòng lặp kín, bầu xúc tác còn tốt, thì nó sẽ có khả năng chứa lượng oxy đáng kể. Điều này khiến tần số chuyển đổi của cảm biến oxy phía sau rất chậm đồng thời biên độ của các chuyển đổi đó cũng sẽ giảm so với tần số chuyển đổi và biên độ của cảm biến oxy phía trước (xem hình 1b).

Khi độ hiệu quả của bầu xúc tác suy giảm, do sự suy giảm về nhiệt hoặc tính chất hóa học của chất xúc tác, dẫn tới khả năng lưu trữ oxy của nó cũng suy giảm. Lúc này, tín hiệu cảm biến oxy sau bầu xúc tác (S2) bắt đầu chuyển đổi với biên độ tăng dần, tiến gần đến tần số chuyển đổi và biên độ cảm biến oxy trước bầu xúc tác (S1) (xem hình 1c).

Dạng hư hỏng phổ biến đối với các bầu xúc tác có thời gian sử dụng lâu là sự suy giảm hóa học (lắng đọng phốt pho trên khối gốm sứ của chất xúc tác), chứ không phải là sự thuyên giảm về nhiệt độ.

Để đánh giá mức độ lưu trữ oxy của chất xúc tác, mạch kiểm soát sẽ đếm số lần chuyển đổi của cảm biến oxy phía trước/sau trong quá trình bướm ga mở cục bộ, điều kiện nhiên liệu trong vòng lặp kín sau khi động cơ được làm nóng và nhiệt độ của bộ xúc tác ở trong hạn mức. Tổng số chuyển đổi của cảm biến oxy SAU sẽ đem chia cho tổng số chuyển đổi của cảm biến oxy TRƯỚC để có được tỷ lệ chuyển đổi.

Đánh giá mức độ chuyển đổi trong bầu catalyst

Tỷ lệ chuyển đổi ở mức xấp xỉ 0.0 cho thấy khả năng lưu trữ oxy cao, vậy nên hiệu quả xử lý HC cao. Nếu tỷ lệ chuyển đổi ở mức xấp xỉ 1.0 thì khả năng lưu trữ oxy thấp, vậy nên hiệu quả xử lý HC thấp. Nếu tỷ lệ chuyển đổi thực tế vượt quá tỷ lệ chuyển đổi tiêu chuẩn, thì chất xúc tác được xem là hư hỏng.

Nếu mạch kiểm soát chất xúc tác không hoàn tất trong một chu kỳ chạy xe rõ ràng, dữ liệu độ dài chuyển đổi/tín hiệu đã tích lũy được giữ lại trong bộ nhớ và được sử dụng trong chu kỳ chạy xe tiếp theo, để cho phép mạch kiểm soát chất xúc tác có cơ hội tốt hơn, nhằm hoàn tất công việc, ngay cả khi xe di chuyển trong thời gian ngắn.

Hai giai đoạn được sử dụng để kiểm soát tính hiệu quả của chất xúc tác:

• Giai đoạn 1: hư hỏng cho thấy chất xúc tác cần được thử nghiệm thêm để xác định được độ hiệu quả chất xúc tác.
• Giai đoạn 2: quan sát các tín hiệu của các cảm biến trước và cảm biến sau bầu xúc tác một cách cẩn thận, trước khi xác định rằng chất xúc tác thực sự bị suy giảm. Quá trình xử lý thống kê này được thực hiện để tăng độ chính xác của việc kiểm soát khả năng lưu trữ oxy.

Nếu không thử nghiệm giai đoạn, thì không thể biết được chất xúc tác có hư hỏng hay không. Chất xúc tác có thể bị hàm lượng lưu huỳnh xâm nhập một phần, hoặc cũng có thể là rất nhiều.

2. Kiểm soát cảm biến oxy phía trước (S1)

Việc chẩn đoán nâng cao cảm biến oxy trước (S1) bầu catalyst, bao gồm theo dõi sự nhiễm bẩn và sự xuống cấp, bằng cách theo dõi tần số chuyển đổi và thời gian chuyển đổi giàu/nghèo, nghèo/giàu.

Thời gian giữa các chuyển đổi của cảm biến oxy gia nhiệt (HO2S), được theo dõi sau khi khởi động động cơ xe và trong điều kiện vòng lặp kín (xem hình 2a). Thời gian quá dài giữa các chuyển đổi có “Short term fuel trim” ở giới hạn của nó (chẳng hạn lên tới -/+20%), hoặc không có bất kỳ chuyển đổi nào từ khi khởi động, điều này cho thấy đã có sự cố xảy ra.

Do việc “thiếu chuyển đổi” nên sự cố có thể đến từ việc cảm biến bị lỗi, hay cũng có thể là do sự thay đổi trong hệ thống nhiên liệu, DTC được lưu trữ để cung cấp thông tin bổ sung cho sự cố “thiếu chuyển đổi”. Các DTC khác nhau sẽ cho biết cảm biến thông báo hỗn hợp luôn luôn giàu hay luôn nghèo, nếu cảm biến bị ngắt kết nối…v.v (xem hình 2b)

Lúc này, tín hiệu cảm biến oxy sau được sử dụng để bù cho sự suy giảm của cảm biến oxy trước (xem hình 2c).

3. Mạch sấy nóng cảm biến oxy trước và sau

Nhiệt độ hoạt động trung bình của HO2S (cảm biến oxy được sấy nóng) dao động từ 350 – 850^oC (662 – 1562^oF). Bộ gia nhiệt HO2S giảm đáng kể thời gian cần thiết, để hệ thống kiểm soát nhiên liệu hoạt động hiệu quả.

Module điều khiển động cơ (ECM) cung cấp mạch điều khiển bằng độ rộng xung vuông để điều chỉnh dòng điện sấy bộ gia nhiệt. Khi HO2S lạnh, giá trị của điện trở thấp và dòng điện trong mạch cao. Ngược lại, nếu nhiệt độ của điện trở gia nhiệt tăng lên, thì dòng điện sẽ giảm dần. ECM sẽ báo lỗi DTC nếu phát hiện mạch điều khiển bộ gia nhiệt HO2S bị ngắn mạch.

Chúc các bạn học sửa chữa ô tô có những kiến thức bổ ích từ bài viết Vì sao trên mỗi Bank của bầu catalyst phải có 2 cảm biến oxy từ trung tâm huấn luyện kỹ thuật ô tô Việt Nam VATC.

Xem thêm:

• Short Term Fuel Trim và Long Term Fuel Trim là gì?
• Ô tô có bao nhiêu cảm biến oxy? Vị trí ở đâu?
• Tìm hiểu chi tiết về cảm biến OXY – Oxygen sensor

Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam VATC

Địa chỉ: số 50 đường 12, P.Tam Bình, Q.Thủ Đức, TP.HCM
Điện thoại: 0945.71.17.17

Tác giả: Thầy Phạm Vỵ