산소 센서(O2는 산소의 화학식이므로 일반적으로 "O2 센서"라고 함)가 차량의 배기 매니폴드에 장착되어 배기 가스가 엔진에서 나갈 때 배기 가스에 얼마나 많은 미연소 산소가 있는지 모니터링합니다.
산소 수준을 모니터링하고 이 정보를 엔진의 컴퓨터에 전송함으로써 이 센서는 연료 혼합물이 풍부하게(산소가 충분하지 않음) 또는 희박하게(산소가 너무 많음) 작동하는지 여부를 자동차에 알립니다. 적절한 공연비는 차량이 원활하게 작동하도록 하는 데 매우 중요합니다.
O2 센서는 엔진 성능, 배기 가스 및 연료 효율성에 중요한 역할을 하기 때문에 작동 방식을 이해하고 제대로 작동하는지 확인하는 것이 중요합니다.
차량에 장착된 산소 센서의 양은 다양합니다. 1996년 이후에 만들어진 모든 자동차에는 각 촉매 변환기의 상류와 하류에 산소 센서가 있어야 합니다. 따라서 대부분의 차량에는 2개의 산소 센서가 있지만 이중 배기 장치가 장착된 V6 및 V8 엔진에는 4개의 산소 센서가 있습니다. 하나는 엔진의 각 뱅크에 있는 촉매 변환기의 업스트림 및 다운스트림입니다.
차량의 02 센서는 배기 가스의 산소량을 측정하고 이 피드백을 차량의 컴퓨터에 보고하는 데 사용됩니다. 그런 다음 컴퓨터는 이 정보를 사용하여 공기/연료 혼합물을 조정합니다.
산소 센서는 뜨거워지면 자체 전압을 생성하여 작동합니다(약 600°F). 배기 매니폴드에 연결되는 산소 센서의 끝에는 지르코늄 세라믹 전구가 있습니다. 전구의 내부와 외부는 전극 역할을 하는 다공성 백금 층으로 코팅되어 있습니다. 전구 내부는 내부적으로 센서 본체를 통해 외부 대기로 배출됩니다.
전구 외부가 배기 가스의 뜨거운 가스에 노출되면 전구와 센서 내부 외부 대기 사이의 산소 수준 차이로 인해 전구를 통해 전압이 흐릅니다.
연료 비율이 희박하면(혼합기에 연료가 충분하지 않음) 전압은 약 0.1볼트로 비교적 낮습니다. 연료비가 풍부하면(혼합기에 연료가 너무 많음) 전압은 약 0.9볼트로 비교적 높습니다. 공기/연료 혼합물이 화학량론적 비율(공기 14.7 대 연료 1)일 때 산소 센서는 0.45볼트를 생성합니다.
산소 센서 1은 촉매 변환기와 관련된 업스트림 산소 센서입니다. 배기 매니폴드에서 나오는 배기 가스의 공연비를 측정하고 공연비 혼합을 조절하기 위해 고압 및 저전압 신호를 파워트레인 제어 모듈에 전송합니다. 파워트레인 제어 모듈이 저전압(희박한) 신호를 수신하면 혼합물의 연료량을 늘려 보상합니다. 파워트레인 제어 모듈은 고전압(농후) 신호를 수신하면 혼합물에 추가하는 연료의 양을 줄여 혼합물을 희박하게 만듭니다.
파워트레인 제어 모듈이 산소 센서의 입력을 사용하여 연료 혼합물을 조절하는 것을 폐쇄 피드백 제어 루프라고 합니다. 이 폐쇄 루프 작동으로 인해 농후함과 희박함 사이에서 일정한 플립 플롭이 발생하여 촉매 변환기가 연료 혼합물의 전체 평균 비율을 적절한 균형으로 유지하여 배기 가스를 최소화할 수 있습니다.
그러나 차가운 엔진이 시동되거나 산소 센서가 고장 나면 파워트레인 제어 모듈이 개방 루프 작동에 들어갑니다. 개방 루프 작동에서 파워트레인 제어 모듈은 산소 센서로부터 신호를 수신하지 않고 고정된 농후한 연료 혼합물을 주문합니다. 개방 루프 작동은 연료 소비와 배기 가스를 증가시킵니다. 많은 최신 산소 센서에는 개방 루프 작동에 소요되는 시간을 최소화하기 위해 작동 온도에 빠르게 도달하는 데 도움이 되는 가열 요소가 포함되어 있습니다.
산소 센서 2는 촉매 변환기와 관련된 다운스트림 산소 센서입니다. 촉매 변환기에서 나오는 공연비를 측정하여 촉매 변환기가 제대로 작동하는지 확인합니다. 촉매 변환기는 화학량론적 공연비를 14.7:1로 유지하도록 작동하는 반면 파워트레인 제어 모듈은 업스트림 산소 센서(센서 1)의 입력으로 인해 농후한 공연비와 희박한 공연비 사이에서 끊임없이 플립플롭합니다. 따라서 다운스트림 산소 센서(센서 2)는 약 0.45볼트의 일정한 전압을 생성해야 합니다.
02 센서에 장애가 발생하면 다양한 진단 문제 코드(DTC)가 표시될 수 있습니다. 대부분의 경우 결함이 있는 O2 센서로 인해 FIXD와 같은 OBD2 스캐너로 읽을 수 있는 결함 코드와 함께 체크 엔진 표시등이 나타납니다. 이 결함 코드를 기반으로 어떻게 실패했는지 지적한 다음 진단을 진행합니다.
결함이 있는 O2 센서의 증상은 다음과 같습니다.
산소 센서가 불량한지 또는 희박하거나 풍부한 작동 상태인지 확인하려면 첫 번째 단계는 스캔 도구를 사용하여 O2 센서의 작동을 확인하는 것입니다.
O2 센서는 엔진이 최대한 효율적이고 깨끗하게 작동하도록 유지하는 데 중요한 역할을 하므로 제대로 작동하는지 확인하는 것이 중요합니다. 대부분의 산소 센서는 일반적으로 30,000~50,000마일 또는 3~5년 동안 지속되며 최신 센서는 적절한 유지 관리 및 유지 관리를 통해 더 오래 지속됩니다. 산소 센서 교체 비용은 DIY 또는 상점에 가느냐에 따라 $155-$500입니다.
전압계나 FIXD 센서와 같은 OBD2 스캔 도구를 사용하여 집에서 산소 센서를 테스트할 수 있습니다. FIXD 앱 내의 실시간 데이터 피드로 이동하여 O2 센서의 전압 및 응답 시간을 확인하십시오.
일반적으로 제대로 작동하는 전면(상류) O2 센서(1)는 상당히 일정한 속도로 농후에서 희박으로 전환되어 물결 모양의 형성을 생성합니다. O2 센서에서 생성되는 전압은 0.1V ~ 0.9V여야 하며, 리치 측 0.9V, 희박 측 0.1V입니다. 판독값이 이 범위 내에 있으면 O2 센서가 제대로 작동하는 것입니다.
후면(하류) 산소 센서 2는 촉매 모니터이며 모든 것이 정상적으로 작동하는 경우 이 센서는 약 0.5볼트를 유지합니다. 단, 제조사에 따라 측정값이 변동될 수 있습니다.
O2 센서가 테스트에 빠르게 응답하지 않는 경우:
테스트 중 센서가 느리거나 응답이 느린 것처럼 보이고 오류 코드 없이 다른 증상이 있는 경우 다른 문제를 일으킬 수 있는 "게으른" O2 센서의 문제일 수 있습니다.
O2 센서 전압이 풍부하거나 희박한 경우:
문제가 산소 센서에 있는지 아니면 공기-연료 혼합물 문제인지 확인하기 위해 반대 조건을 도입해 보십시오. 예를 들어, O2 센서가 희박하게 고정되어 있으면 상황에 연료를 추가하여 반응하는지 확인하십시오. O2 센서가 풍부한 쪽에 있으면 진공 누출이나 더 많은 산소를 도입하여 센서가 어떻게 반응하는지 확인하십시오.
FIXD 자동차 스캐너와 앱을 사용하면 자동차 관리를 제어하고 1000달러를 절약할 수 있습니다. 휴대폰으로 직접 전송되는 자동 유지 관리 알림부터 연료 트림, 산소 센서 수준, 배터리 전압 등을 보여주는 실시간 데이터에 이르기까지 FIXD는 정보를 제공하므로 차량 수명을 연장하고 불필요한 상향 판매를 방지할 수 있습니다. 지금 FIXD OBD2 스캐너와 앱에 대해 자세히 알아보세요!
