AFR Sensörü-Geniş Bant Oksijen Sensörü Çalışma Prensibi

Geniş bantlı lambda sondasında (AFR Sensörü), lambda değerinin (hava-yakıt oranının) algılanması ve değerlendirilmesinde, VOLTAJ (GERİLİM) yerine, AMPER (AKIM ŞİDDETİ) kullanılır. Sensörün oksijen oranının hesaplanması için gönderdiği sinyal miliamper birimiyle bir akım şiddetidir. Bu konunu anlaşılabilmesi için, klasik oksijen sensörünün çalışma prensibinin biliniyor olması gerekir.

Geniş bantlı oksijen sensöründe de (AFR Sensöründe), iki farklı odacık vardır ve bu iki odacıkta bulunan gazdaki oksijen oranı farkı bir gerilim (milivolt) oluşturur. Bu sensörün çalışma prensibindeki temel fark, ölçüm uçlarındaki GERİLİMİN (milivolt) SABİT TUTULMASIDIR. Sensörün ürettiği voltaj gerilimi 450 milivolt olacak şekilde SABİT TUTULMAYA ÇALIŞILIR. Bu değeri sabit tutabilmek için, ÖLÇÜM ODASINDAKİ oksijen oranını belirli bir değerde SABİT TUTMAK gerekir. Oysa ki ölçüm odasına geçen oksijen miktarı, karışımın zengin veya fakir olmasına göre değişmektedir. Ölçüm odasına geçen oksijen miktarını değiştirmek için DİFÜZYON HÜCRESİ kullanılır.

DİFÜZYON HÜCRESİ, egzoz borusundan, ölçüm odasına geçen oksijen miktarını değiştirebilir. Geçiş yapan oksijen miktarını değiştirebilmek için, DİFÜZYON HÜCRESİNE gönderilen elektrik akımının değiştirilmesi gerekir. Böylece ÖLÇÜM ODASINDAKİ oksijen oranı, DİFÜZYON HÜCRESİNE verilen AKIM miktarı değiştirilerek, SABİT TUTULMAYA çalışılır. DİFÜZYON HÜCRESİNE iletilen elektrik AKIM miktarından, egzoz gazındaki oksijenin miktarı hesaplanır.

 

ÖRNEK DURUM 1:

FAKİR HAVA-YAKIT KARIŞIMI (LAMBDA > 1)

Egzoz gazında fazla miktarda oksijen var. Fazla oksijen difüzyon hücresini geçerek ÖLÇÜM BÖLGESİNE (ODASINA) giriş yapar. Bu durumda dış ortamdaki oksijen ile, ölçüm bölgesindeki oksijen oranı birbirine yaklaşır ve sensörde üretilen GERİLİM (VOLTAJ) düşer. 450 milivolttan daha düşük bir değer alır. 

Bu durumda sensör voltajının hemen 450 milivolt olacak şekilde yeniden yükseltilmesi gerekir. Bunun için, ölçüm odasına geçen oksijen miktarı azaltılmaldır. Ölçüm odasına geçen oksijen miktarını azaltmak için, DİFÜZYON HÜCRESİNE POZİTİF elektrik AKIMI vermek gerekir. Verilen bu POZİTİF AKIMIN miktarından, o anki hava-yakıt  karışım oranı ve lambda değeri hesaplanır. 

ÖRNEK DURUM 2:

ZENGİN HAVA-YAKIT KARIŞIMI (LAMBDA < 1)

Egzoz gazında az miktarda oksijen var. Az oksijen difüzyon hücresini geçerek ÖLÇÜM BÖLGESİNE (ODASINA) giriş yapar. Bu durumda dış ortamdaki oksijen ile, ölçüm bölgesindeki oksijen oranı farkı artar ve sensörde üretilen GERİLİM (VOLTAJ) yükselir. 450 milivolttan daha BÜYÜK bir değer alır. 

Bu durumda sensör voltajının hemen 450 milivolt olacak şekilde yeniden düşürülmesi gerekir. Bunun için, ölçüm odasına geçen oksijen miktarı ARTTIRILMALIDIR. Ölçüm odasına geçen oksijen miktarını arttırmak için, DİFÜZYON HÜCRESİNE NEGATİF elektrik AKIMI vermek gerekir. Verilen bu NEGAİTF AKIMIN miktarından, o anki hava-yakıt  karışım oranı ve lambda değeri hesaplanır.

ÖRNEK DURUM 3:

İDEAL HAVA-YAKIT ORANI (STOKİYOMETRİK ORAN) (LAMBDA=1)

Egzoz gazındaki oksijen miktarı ideal hava yakıt karışımı seviyesindedir. Ölçüm odasındaki oksijen miktarı, egzoz gazındaki oksijen miktarına eşittir. Sensörün çıkış voltajı 450 milivolt olacaktır. Bu hedeflenen değer olduğu için, difüzyon hücresine bir elektrik akımı gönderilmez.

Akım = 0 olur.

 

Bölüm 1 - 2