Fungsi Oksigen Sensor
Walaupun oksigen sensor sudah lebih dari dua puluh tahun digunakan pada dunia otomotif namun masih banyak pemilik kendaraan beroda empat yang tidak mengetahui apakah kendaraan beroda empat mereka dilengkapi dengan komponen ini dan apa bahu-membahu fungsi dari oksigen sensor ?.
 |
| Oksigen Sensor |
Banyak orang gres mengetahui bahwa kendaraan beroda empat mereka dilengkapi dengan oksigen sensor dikala lampu cek engine mereka menyala dan menimbulkan arahan DTC yang mengarah kepada komponen tersebut, atau dikala kendaraan mereka tidak lolos dari uji emisi gas buang dikarenakan O2 sensor yang rusak.
Jika mesin tidak bekerja dengan baik atau mengkonsumsi materi bakar terlalu boros beberapa orang akan mengatakan bahwa mereka membutuhkan Oksigen sensor yang baru. Tapi dalam beberapa kasus , mereka tidak mempunyai petunjuk perihal bagaiman cara menganalisa atau memeriksa komponen kecil yang sedikit misterius tersebut, sehingga sering kali eksklusif menyalahkan komponen oksigen sensor dikala terjadi gangguan pada kerja mesin dan emisi gas buang.
Oksigen sensor berfungsi untuk memonitor campuran materi bakar biar ECU dapat mengatur perbandingan materi bakar dan udara pada tingkat yang seefisien mungkin dan emisi gas buang yang serendah mungkin.
Oksigen sensor melaksanakan hal tersebut dengan cara mendeteksi kandungan oksigen yang tidak terbakar pada gas buang.
Oksigen sensor menghasilkan tegangan listrik yang bervariasi tergantung seberapa banyak oksigen yang terdapat pada gas buang. Tegangan listrik yang dihasilkan sangat kecil ( biasanya dibawah 1 volt ).
Jika campuran materi bakar terlalu gemuk, tegangan yang dihasilkan oksigen sensor akan meningkat hingga 0.9 Volt.
Jika campuran bahan bakar terlalu kurus tegangan yang dihasilkan akan rendah hingga ) 0.1 Volt.
Oksigen sensor bekerja menyerupai switch yang secara konstan akan menunjukkan sinyal setiap ada perubahan campuran materi bakar.
ECU akan menjaga campuran materi bakar mendekati campuran ideal dengan melaksanakan kebalikan dari apa yang dilaporkan oleh oksigen sensor.
Jika oksigen sensor menunjukkan sinyal bahwa campuran materi bakar terlalu gemuk, maka ECU akan memperpendek waktu kerja injektor untuk mengurangi jumlah materi bakar yang disemprotkan, biar campuran menjadi lebih kurus.
Saat oksigen sensor mendeteksi bahwa campuran materi bakar terlalu kurus ECU akan memperpanjang waktu kerja injektor untuk menambah jumlah materi bakar yang disemprotkan, pengaturan terus menerus menyerupai ini akan menjaga mesin bekerja dengan campuran materi bakar mendekati campuran ideal.
Sistem kontrol menyerupai ini disebut Fuel Feed back control loop yang memungkinkan kendaraan beroda empat – kendaraan beroda empat modern dikala ini menjaga emisi gas buang yang sangat rendah, oksigen sensor merupakan salah satu komponen vital pada sistem kontrol ini.
Selain pembacaan dari oksigen sensor, ECU juga menggunakan input dari sensor – sensor lainnya menyerupai coolant temperature sensor, manifold absolute pressure sensor dan air flow meter, throttle position sensor untuk mengatur perbandingan campuran materi bakar dan udara sesuai dengan beban kerja mesin.
Namun oksigen sensor menunjukkan input utama yang menentukan, supaya ECU dapat mengatur perbandingan materi bakar dan udara yang ideal. Jika oksigen sensor tidak dapat menunjukkan sinyal dengan benar maka hal itu akan mengacaukan kerja dari sistem kontrol tersebut.
Biasanya, oksigen sensor yang sudah dikatakan rusak akan menunjukkan pembacaan sinyal tegangan pada posisi rendah terus ( Campuran terlalu kurus ), yang kemudian direspon oleh ECU dengan menambahkan suplai materi bakar sehingga kesudahannya menyebabkan mesin akan bekerja dengan campuran kaya terus sehingga konsumsi materi bakar akan lebih boros dan meningkatkan emisi gas buang, pembacaan oksigen sensor yang menunjukkan tegangan rendah terus menerus biasanya disebabkan oleh beberapa hal berikut ini : umur oksigen sensor sudah lama, koneksi wiring yang jelek atau persoalan pada sistem pengapian dan kompresi mesin
Oksigen sensor yang sudah lama.
Saat oksigen sensor sudah lama dipakai, maka responnya akan sangat lambat dibandingkan dikala masih baru. Umur oksigen sensor yang sudah panjang akan membuat kerja oksigen sensor melambat sehingga mencegah mesin bekerja dengan campuran udara dan materi bakar yang ideal.
Jika ada oli mesin yang ikut terbakar diruang bakar, atau terdapat kebocoran air pendingin pada ruang bakar maka akan dapat mengkontaminasi elemen sensor dari oksigen sensor yang akan menyebabkan oksigen sensor tidak dapat melaksanakan pembacaan dengan sempurna.
Kembali ke kala dimana bensin dengan timbal masih digunakan, penggunaan bensin dengan timbal dalam jangka waktu lama dapat menjadikan kerusakan pada oksigen sensor. Hal inilah alasan utama yang membuat pemerintah kesudahannya melarang penggunaan bensin dengan timbal.
Karena oksigen sensor hanya bereaksi pada kandungan oksigen ( bukan materi bakar ) pada gas buang, maka setiap persoalan mesin yang menyebabkan oksigen yang tidak terbakar dapat mengalir ke exhaust, akan membuat oksigen sensor membaca campuran terlalu kurus.
Misfire pada busi, kebocoran pada katup buang, kebocoran pada gasket exhaust manifold akan menyebabkan kandungan oksigen di dalam exhaust akan terlalu banyak dan akan mengacaukan pembacaan oksigen sensor, hal ini memang tidak akan merusak oksigen sensor namun akan membuat mesin bekerja dengan campuran yang terlalu kaya yang akan menaikkan emisi gas buang dan konsumsi materi bakar meningkat.
Oksigen sensor harus bekerja pada temperatur panas
Satu hal lagi yang perlu diketahui bahwa oksigen sensor harus mencapai temperatur yang cukup panas sekitar 300 O C biar dapat menghasilkan tegangan listrik. Agar mencapai panas tersebut oksigen sensor membutuhkan waktu beberapa menit hingga mesin memanaskan ekshaust, sehingga oksigen sensor pada kendaraan beroda empat terbaru dilengkapi dengan electrical heater circuit biar oksigen sensor dapat mencapai temperatur kerja secepat mungkin.
Sensor dengan pemanas ini biasanya menggunakan 3 atau 4 kabel. Jika ada sensor dengan 1 atau 2 kabel, berarti sensor itu tanpa pemanas.
Jika terjadi kerusakan pada sirkuit pemanas, hal tersebut tidak akan mensugesti kerja dari oksigen sensor karena oksigen sensor akan dipanaskan oleh gas buang, namun membutuhkan waktu sedikit lebih lama hingga ECU dapat masuk ke mode closed loop yang dapat menjadikan kendaraan gagal dalam uji emisi.
Melakukan pemeriksaan oksigen sensor
Pemeriksaan oksigen sensor dapat dilakukan dengan beberapa cara yang membutuhkan beberapa peralatan khusus. Kita membutuhkan scan tool atau code reader untuk megeluarkan arahan DTC untuk kendaraan tahun 1996 keatas, untuk kendaraan dibawah tahun 1996 masih disediakan pemeriksaan arahan DTC secara manual menggunakan kedipan lampu check engine atau lampu Led.
Jika dicurigai kerusakan terjadi pada oksigen sensor, maka dapat diperiksa tegangan dan respose yang dikeluarkan oleh oksigen sensor menggunakan scantool, Volt meter atau oscilloscope.
Jika hasil pemeriksaan menunjukkan bahwa oksigen sensor mati atau responnya lambat maka mengganti oksigen sensor merupakan satu – satunya pilihan.
Pembersihan atau peremajaan oksigen sensor tidak akan mengatasi persoalan tersebut.
Note:
Saat mengganti oksigen sensor harus dipastikan bahwa komponennya mempunyai tipe yang sama dengan aslinya ( heated atau unheated ), kemampuan kerja dan nilai tahanan pemanasnya juga harus sama.
Penggunaan oksigen sensor yang tidak sama dapat mensugesti kerja mesin dan merusak sirkuit kontrol pemanas yang terdapat di dalam ECU. Makara pastikan oksigen sensor yang digunakan sesuai dengan rekomendasi pabrikan.
Jangan hanya memperhatikan tampilan luar oksigen sensor. Beberapa oksigen sensor pengganti mempunyai wiring konektor yang sama dengan pabrikan, sehingga tidak memerlukan perubahan atau modifikasi pada dikala pemasangan.
Sedangkan beberapa tipe oksigen sensor lainnya, khususnya universal oksigen sensor membutuhkan perubahan kabel sensornya, biar sesuai dengan konektor original pada kendaraan.
Kapan oksigen sensor perlu diganti ??
Untuk menjaga performa maksimal dari oksigen sensor, maka sangat disarankan penggantian dilakukan sebelum oksigen sensor benar – benar rusak. Beberapa jago atau pabrikan menganjurkan oksigen sensor diganti secara bersiklus pada kilo meter tertentu sebagai episode langkah perawatan berkala.
Rekomendasi yang dianjurkan untuk interval penggantian oksigen sensor tipe unheated yang menggunakan 1 atau 2 kabel produksi tahun 1976 hingga final 90-an sekitar 50.000 hingga 80.000 km.
Sedangkan oksigen sensor dengan pemanas yang menggunakan 3 atau 4 kabel keluaran tahun 1980 – pertengahan 90-an dianjurkan diganti secara bersiklus setiap 100.000 km. untuk kendaraan terbaru yang sudah menggunakan OBD II dianjurkan untuk diganti setiap 160.000 km.
Ketahui tipe oksigen sensor yang digunakan
Oksigen sensor yang paling umum digunakan yaitu tipe zirconia, namun selain tipe tersebut ada juga oksigen sensor titania dan Wide band oksigen sensor.
Oksigen sensor zirconia tanpa pemanas merupakan sensor yang pertama kali digunakan, sensor ini hanya mempunyai 1 atau 2 kabel dan butuh waktu yang lama sebelum sensor ini bisa menghasilkan tegangan listrik karena sensor ini hanya bergantung panas dari gas buang untuk mencapai temperatur kerjanya sekitar 300 0 c.
Konsekuensinya oksigen sensor tanpa pemanas ini akan kembali hambar pada dikala idle dan akan berhenti bekerja menghasilkan tegangan listrik sehingga ECU akan kembali bekerja pada mode open loop dan tidak ada kontrol pengaturan campuran materi bakar.
Pada tahun 1982 diperkenalkan oksigen sensor zirconia dengan pemanas yang mempunyai elemen pemanas sendiri di dalam sensor, sehingga temperatur kerja akan tercapai lebih cepat ( 30 hingga 60 detik ), hal ini akan menjadikan ECU dapat masuk kedalam mode closed loop lebih cepat, yang akan mengurangi emisi gas buang pada dikala start posisi dingin.
Elemen pemanas ini juga berfungsi untuk mencegah sensor kembali hambar pada dikala idle. Elemen pemanas membutuhkan sirkuit kelistrikan yang terpisah untuk menyuplai tegangan listrik ke elemen pemanasnya, sehingga sensor ini biasanya mempunyai 3 hingga 4 kabel.
Oksigen sensor tipe Titania mempunyai elemen sensor yang bebeda, dan menghasilkan sinyal yang berbeda pula dari oksigen sensor tipe zirconia. Sensor ini tidak menghasilkan teganga listrik yang berubah – rubah sesuai dengan campuran materi bakar, namun oksigen sensor tipe titania ini bekerja dengan merubah tahanan dari rendah ( sekitar 1000 ohm ) saat campura materi bakar gemuk, dan tinggi ( sekitar 2000 ohm ) dikala campuran materi bakar kurus.
Switching poinnya berlangsung tepat pada nilai campuran ideal 14.7 : 1. ECU menyuplai tegangan tumpuan ( sekitar 1 hingga 5 volt, tergantung aplikasinya ) , dan kemudian ECU akan membaca tegangan kembali ( voltage drop ) sesuai dengan perubahan tahan sensor.
Oksigen sensor tipe titana hanya diaplikasikan pada sedikit kendaraan, diantaranya Nissan yang diproduksi antara tahun 80-an hingga final 90-an. , jeep cherokee produksi 1987 – 1990 dan wrangler.
Pada tahun 1997 , beberapa pabrikan otomotif mulai menggunakan oksigen sensor tipe yang baru, yaitu Heated planar O2 sensor yang mempunyai elemen ceramic zirconia dengan bentuk flat, bukan berbentuk thimble menyerupai tipe yang awal.
Elektroda sensor, conductive layer ceramic, insulation dan heater di susun berlapis – lapis dan disatukan sebagai single strip. Oksigen sensor dengan desain yang gres ini mempunyai prinsip kerja yang sama dengan tipe sebelumnya, namun kontruksinya lebih kecil, ringan dan lebih tahan terhadap kontaminasi.
Elemen sensornya juga membutuhkan tegangan listrik yang lebih rendah dan proses pemanasannya berlangsung lebih cepat sekitar 10 detik.
Beberapa kendaraan beroda empat terbaru juga menggunakan Wide band 02 sensor yang mempunyai desain yang sama dengan planar sensor , namun sensor ini menghasilkan tegangan listrik yang lebih besar sesuai dengan perubahan campuran materi bakar ( bukan switching maju dan mundur menyerupai tipe oksigen sensor yang lain ).
Hal ini memungkinkan ECU dapat menggunakan seluruh seni administrasi operasi yang berbeda – beda untuk mengatur perbandingan materi bakar dan udara. Pada tipe sensor ini ECU tidak mengatur perbandingan materi bakar dan udara dengan cara maju dan mundur untuk menghasilkan rata -rata campuran yang seimbang.
Namun ECU secara sederhana akan menambahkan atau mengurangi materi bakar sesuai dengan keperluan untuk menjaga rasio campuran materi bakar selalu tetap pada angka 14.7 :1.
0 komentar:
Posting Komentar