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.
 

AFR Sensörü - Geniş Bant Oksijen Sensörü Nedir? Görevi Yapısı Özellikleri

Geniş bantlı lambda sondasına, AFR Sensörü denir. AFR: Air Fuel Ratio= Hava yakıt oranı demektir. Görevi, egzoz gazındaki oksijen miktarını algılayarak ECU'ye iletmektir. Egzozdaki oksijen oranından; hava-yakıt karışımı ve lambda değeri hesaplanır ve karışımın düzenlenmesi sağlanır. Eskiden kullanılan dar bantlı klasik oksijen sensörünün yerine, geniş bantlı oksijen (AFR) sensörü kullanılmaya başlanmıştır, kullanım amacı aynı olmasına rağmen, yapısı ve çalışma prensibi biraz farklıdır. Kullanıldığı yer genellikle katalitik konvertör önüdür.
Geniş Bantlı Lambda Sensörünün (AFR Sensörünün) Özellikleri:
*Çok daha hızlı ısınıp daha kısa sürede çalışmaya hazır hale gelir.
*Tepki süresi çok kısadır. Klasik oksijen sensörüne göre daha hızlı çalışır.
*Çok geniş lambda değeri aralığında ölçüm yapabilir. Lambda= 0,7 ile saf hava aralığında hassas ve hızlı şekilde ölçüm yapabilir. Klasik dar bantlı oksijen sensörü ise dar bir lambda değeri aralığında, Lambda=1 değerinin biraz üstü ve biraz altında doğru sinyal değerleri üretebilir, çok fakir veya çok zengin hava yakıt karışımıyla çalışam motorlarda, lambda değerinin tespit edilmesinde yetersiz kalır.
*Klasik dar bantlı oksijen sensörünün sinyali SIÇARAMALI bir VOLTAJ sinyalidir. Geniş bantlı oksijen (AFR) sensörünün sinyali neredeyse DOĞRUSAL (DÜZGÜN) bir AKIM ŞİDDETİDİR (AMPERDİR).
*Klasik oksijen sensöründen daha pahalıdır.

Bir arıza durumunda geniş bantlı lambda sensörü (AFR Sensörü) kablo ve soketiyle birlikte bir bütün halinde ve araçtaki sensörün aynısı olan yedek parçasıyla değiştirilmelidir. Geniş bantlı oksijen sensörlerinde (AFR sensörlerinde) 6 adet kablo ve sokette 6 adet pin ucu bulunur (Bosch). NTK makra sensörlerdeyse 5 pin bulunur. Klasik dar bantlı oksijen sensörlerindeyse 4 kablo 4 pin ucu vardır. AFR sensörlerinde, ölçüm hücresini besleyen bir iyon pompası (difüzyon hücresi) bulunur ve sensörün çalışması bu şekilde sağlanır. Sensörün sinyali, iyon pompasına gönderilen sinyalden elde edilir. Genellikle katalitik konvertörden önceki (birinci) sensör olarak kullanılır.
  
AFR sensörü (geniş bantlı oksijen sensörü)  genellikle yeni nesil direkt benzin enjeksiyonlu turbo motorlarda ve dizel motorlarda kullanılır. Geniş bantlı (wide band) oksijen sensörleri, çok geniş lambda değerlerine kadar okuma yapıp sinyal üretebilir. Yani çok fakir karşım oranlarında veya çok zengin karışım oranlarında bile yeterli hassasiyette sinyal üretebilirler. Bu sebeple katmanlı hava yakıt karışımıyla (FSI) çalışabilen benzinli motorlarda bu oksijen sensörü tercih edilir.

AFR sensörü, oksijen sensörüne göre çok daha geniş değer aralığında, daha hızlı ve net sinyal gönderir. AFR sensörünün çalışabilmesi için, sıcaklığının yaklaşık 650 o C derece sıcaklığa ulaşması gerekir. Klasik oksijen sensörü 400 o C derecede çalışıyordu.
 AFR sensörünün çıkış amperajı, egzoz gazındaki oksijen miktarına göre değişir.

Dizel Motorda Kullanımı
Benzinli motorlarda kullanıldığı gibi, dizel motorlarda da geniş bantlı lambda sondası (lambda sensörü) kullanılır. Motorun tüm devir bölgesinde lambda sinyalini algılar. Dizel motorda geniş bantlı lambda sensörünün sinyali, EGR sisteminin çalıştırılmasında (EGR oranının belirlenmesinde) ve emisyon değerleri düzeltilir. 
Dizel motorda AFR sensörü, hava kütle ölçerin (MAF sensörü) düzgün çalışıp çalışmadığının kontrol edilmesini de sağlar. ECU tarafından bir hesap formülüyle, afr sensöründen gelen oksijen miktarı bilgisi kullanılarak motora emilen havanın kütlesi hesaplanır; bu değer, hava kütle ölçerin (MAF sensörü) gönderdiği değerle kıyaslanır ve tutarlı olup olmadığına bakılır. Böylece tüm sistemlerde gerekli düzeltmeler uygulanabilir, örneğin; EGR, Enjeksiyon, Yakıt miktarı.



Geniş Bantlı Oksijen (Lambda-AFR) Sensörüne Neden Gerek Duyulmuştur?
Geleneksel iki noktalı (sıçramalı) lambda sensörleri, egzoz gazındaki oksijen miktarına göre (en fazla %1 oksijen olabilir) 0 ila 1000 milivolt (1000milivolt=1volt)  arasında bir gerilim üretirler (bir pil gibi voltaj üretiler). Lambda=1 (homojen karışım – ideal karışım-stokiyometrik oran) değeri, oksijen sensörünün yaklaşık 450-500 milivolt voltajına karşılık gelir. Bu voltaj ECU tarafından algılanıp bilgi olarak işlenir ve kullanılır. Karışım zenginleştikçe, oksijen sensörü voltajı artar; fakirleştikçe, oksijen sensörünün ürettiği voltaj değeri azalır.
Egzoz gazındaki oksijen miktarı, ECU tarafından lambda değerini hesaplanmasında kullanılır. Bu lambda sensörleri, klasik çok nokta enjeksiyonlu ve homojen karışımla (lambda=1 ve civar değerler) çalışan benzinli motorlar için yeterince farklı değerlerde voltajlar üretir, ve bu tip motorlarda iş görebilirler. Fakat daha geniş lambda değerleri (Lambda: 0,5 – 3) aralıklarında, ürettikleri voltaj sinyallerinin değer aralıkları azalmaktadır. Lambda değerleri çok değişse bile, oksjien sensörünün ürettiği voltaj değişimi bir birine çok yakın olmaktadır, bu ise ECU tarafından değişimin algılanamaması, parazit sebebiyle sinyalin yok olması riskini doğurmaktadır. Özetle, klasik lambda sensörü, fakir karışım değerlerini sağlıklı ölçemez.

Direkt enjeksiyonlu benzinli motorlar çok daha geniş lambda aralıklarında (zengin karışım, homojen (lambda=1) ve fakir karışım (lamda 1,5 – 1,9 - 3) modlarında çalışmaktadır, bu geniş lambda değerlerinde klasik oksijen sensörü işlevsiz kalır, bu durumda motor yönetiminde karışımın iyi ayarlanması sağlanamaz. İşte bu sebeplerle, çok daha geniş lambda değerlerinde çalışan motora uygun, çok daha geniş lambda değerlerine göre daha net (farklı) voltaj sinyalleri üreten geniş bantlı oksijen sensörleri kullanılmaya başlanmıştır. Geniş bantlı lambda sondası, katalitik konvertör öncesinde bulunandır. Sensör değişiminde kablo ve soketleri de beraber değiştirilmelidir.

Katalitik konvertör çıkışında bulunan ikinci lambda sondası ise, yine eski tip iki noktalı (sıçramalı) lambda sensörüdür bu sensör katalitik konvertörün çalışmasını (etkinliğini) denetler. Egzoz gazları katalitik konvertörde temizlendiği için, çıkışındaki gazların lambda değerleri çok dar bir aralıkta olmaktadır. Motorun çalışmasına direkt etki etmez.

Aktivatör-Aktör Nedir? Otomotivdeki Tüm Aktivatörler

Motorlu araçlarda bir işi veya bir hareketi yerine getiren, kendisine ulaştırılan enerjiyi, harekete dönüştüren ve bir mekanizmayı (sistemi) çalıştıran-kumanda eden aygıtlara aktivatör denir. Otomotivde kullanılan tüm aktivatörler aşağıda listelenmiştir. Aktivatörler = aktörler = uygulayıcılar. Otomotivde motorun veya diğer sistemlerin çalıştırılması ve yönetilmesi için, ECU'ler tarafından kumanda edilen tüm donanım ve parçalara "aktivatör-aktör" denir. Otomotivde aktivatörler için “uygulayıcılar” terimi de kullanılabilir. Aktivatör, aktive edici, çalışmayan bir sistemi çalışır hale getiren donanım. Aktivatörler (aktörler) uygulayıcılardır; sensörler ise algılayıcılardır. Elekronik kontrol üniteleri(ECU) ise yöneticilerdir. Aktivatörler bir enerjiyi (basınç, vakum, elektrik vb.) kullanarak bir işi yerine getirir. Aktivatörlerin çalışması için bir kontrol sinyali veya bir enerji kaynağı gereklidir. Enerji kaynağı: elektrik, hava basıncı, vakum, yağ basıncı veya insan gücü olabilir. Aktivatör, kendisine ulaşan enerjiyi kullanarak bir hareket üretir, bu hareket doğrusal olabileceği gibi dairesel de olabilir. Aktivatörler (aktörler) mekanik olarak çalıştırılabileceği gibi, elektronik olarak (bilgisayar-yazılım) ile de çalıştırılabilir. Motorlu araçlarda ECU kumandasında iş yapan tüm elemanlar, aktivatörler-aktörler olarak kabul edilmektedir. Otomotivde aktivatörler mekanik olarak çalıştırılabileceği gibi, Elektronik kontrol ünitesi (ECU) kumandasında da çalışabilir. ECU kumandasında çalışan; manyetik (selenoid) valfler, elektropnömatik valfler, elektrohidrolik valfler, röleler, elektrik motorları vb. (Bkz: Elektronik Kontrol Ünitesinden (ECU) Aktivatörlere Sinyal İletimi)  



(Bkz: Benzin Enjektörü) 
(Bkz: Rölanti Valfi - Rölanti Motoru) 
(Bkz: Değişken Supap Zamanlaması Yağ Basınç Kontrol Valfi) 
(Bkz: i-VTEC Basınç Kumanda Valfi) 
(Bkz: Klima Kompresörü Manyetik Kasnağı)
(Bkz: Common Rail Pompa Elemanı Devreden Çıkarma Selenoid Valfi) 
(Bkz: Dizel Yakıt Basınç Regülatörü) 
(Bkz: Mazot (yakıt) Isıtıcı Rölesi) 
(Bkz: Dizel Enjektörler) 
(Bkz: Common Rail Yakıt Pompası Yakıt Miktar Ayar Valfi) 
(Bkz: Turbo Basınç Kontrol Selenoid Valfi) 
(Bkz: Dizel Motor Emme Manifoldu Kelebeği-Stop Klapesi) 
(Bkz: EGR Valfi) 
(Bkz: Elektrikli Mazot Pompası) 
(Bkz: Karbon Kanister Benzin Buharı Tahliye Valfi) 
(Bkz: Ateşleme Bobini)

Arşiv 1





































Dizel Motor Neden Hava Yapar? Hava Alma İşlemi Nasıl Yapılır?

Common rail dizel yakıt sistemine sahip dizel motorlarda meydana gelen, yakıt emiş sisteminde hava oluşması arızasının sebepleri, belirleri ve sonuçları aşağıdaki gibidir.
Besleme pompası mekanik olarak yüksek basınç pompasında bulunan, ayrıca bir elektrikli yakıt pompası bulunmayan sistemlerde, hava emiş (alçak basınç) hattında hava oluşabilir. Sistemde hava olursa motor çalışmaz.
Dizel motorda hava; yakıt deposu, yakıt filtresi ve yüksek basınç pompasındaki besleme pompası arasındaki tüm yakıt hattında hava oluşabilir.


Dizel Motor Yakıt Hattının Hava Yapmasının Sebepleri
*Yakıt bitmiş veya çok az kalmış.
*Yakıt hortumlarında delik-çatlak-gevşeme.
*Bağlantı elemanlarında kırık-gevşeklik-çıkma.
*Yakıt emiş hattındaki bir hortumda büzülme veya pislik sebebiyle tıkanma. Bu durumda vakum (emiş) aşırı artacağından sisteme hava girer.
*Yakıt filtresi tıkalıysa sistem hava yapar.
*Yakıt deposundaki havalandırma valfi bozuk. Bu durumda depodan mazot gönderildikçe, yerine depoya hava giremez. Depodaki vakum artar ve bu da pompa yakış emiş sistemindeki vakumu aşırı arttırır, bu durumda sistem hava alır.
Dizel Motor Yakıt Hattında Hava Olmasının Belirtileri – Sistem Hava Yaparsa Ne Olur?
*Dizel motorun rölanti devri bozulur, devir dalgalanması olur.
*Motor stop eder ve bir daha çalışmaz.
*Motor çalışır fakat gücü çok düşüktür.
*Motor çalışır fakat bir süre sonra tekrar stop eder.


Sistemde Hava Varsa Hangi Kontroller Yapılmalı?
*Yakıt deposunda kaçak olmamalı. Delik, yamuk, büzülmüş olmamalıdır.
*Yakıt dolum kapağı arızalı olmamalıdır.
*Sistemle şeffaf yakıt emiş hortumları ve kauçuk hava alma el pompası varsa: Şeffaf hortum içinden mazot vakumla çekilir, bu hortumda hava kabarcıkları olmamalıdır, hava kabarcıkları gözle görülüyorsa bu hatta sızdırmazlık sorunu var demektir ve hat içine hava giriyor demektir. Sızdırma sebebi tespit edilmeli ve havası alınmalıdır. Kauçuk el pompası ezilmiş-büzülmüş halde bulunmamalıdır. El pompası sıkıldığında, hatta hava kabarcığı oluşmamalıdır.
*Mazot filtresi zamanında değiştirilmiş olmalı, sağlam ve düzgün çalışıyor olmalıdır.
*Sistemdeki boru, hortum, kelepçe, rekor gibi elemanlar sağlam ve sızdırmaz durumda olmalıdır. 
*Yakıt emiş sistemindeki arızalar kontrol edilip giderilmeden, yüksek basınç hattında arıza kontrolü ve tamir işlemi yapılmamalıdır.
Dizel Motorda Hava Alma İşlemi Nasıl Yapılır
Hava alma işleminde, araçtaki yakıt sistemine göre küçük farklılıklar görülebilir. Burada common rail yakıt sistemine sahip modern dizel araçlarda hava alma işlemi kısaca anlatılmıştır.
Yakıt filtresi üzerinde veya filtreye gelen yakıt hattı üzerindeki el pompası vasıtasıyla hava alma işlemi yapılır. Sistemde hava olduğunda el pompası yumuşak olacaktır, sistemden hava tahliye edildikçe el pompası sertleşecektir. Ayrıca yakıt giriş hortumları şeffaf ise, hava baloncukları gözlemlenerek, gözle kontrol de yapılır.
Ana konu (Bkz: Dizel Motor Yönetimi - Common Rail Yakıt Sistemi)

Motor Yağ Seviye Sensörü Nedir Nasıl Çalışır?

Bölüm 1 - 2
Motor yağı seviye sensörü, motorun emme manifoldu tarafından, ucu yağ karterine daldırılmış şekilde takılmıştır. Motor yağ seviye sensörü, motor yağı seviyesinin hesaplanması için gereken sinyalleri ECU’ye iletir. Yapısında bir ısıtıcı hat, bir sıcaklık sensörü (NTC) ve kablo soketi bulunur.
Motor Yağı Seviyesinin Ölçülmesi
Sensörün yapısında bir ısıtıcı hat bulunur ve yağın içine dalmış durumdadır. Sensöre belirli bir akım (miliamper) gönderilir ve sensordeki ısıtıcı hattın ısınması sağlanır, sensöre bu akım  ilk gönderildiğin an, devredeki gerilim (voltaj) düşüşü hesaplanır. Sıcaklık, ısıtıcı hattın direncini, dolayısıyla voltaj düşüşünü değiştirir. İlk akımın verilmesinden 2 saniye sonra, tekrar bir voltaj ölçümü yapılır. İki voltaj ölçümü arasında, voltaj farkı vardır çünkü ısıtıcı hattın sıcaklığı değişmiştir, bunun sebebi sıcaklığın motor yağına geçmiş olmasıdır (ısı transferi). Sıcaklık değişimi, yani bunun sonucu meydana gelen direnç değişimi, ve bunun sonucunda ortaya çıkan voltaj değişimi, sensör ucunun yağın içine ne kadar batmış olduğuna bağlıdır, yani yağın seviyesine bağlıdır.

Sensördeki bu voltaj değişimi, yağın seviyesinin hesaplanmasında kullanılır. Yağ seviyesi belirli bir değerin altına düştüğünde, gösterge panelinde uyarı yazısı gösterilir.
Sensördeki NTC sıcaklık algılayıcısı, motor yağının sıcaklığını ölçer ve seviye hesaplamasında bir düzeltme katsayısı olarak kullanır.
Ölçüm için ön şartlar: Aracın yatay bir düzlemde olması ve  90 saniye boyunca çalışmıyor olmasıdır.
Motor Yağı Seviyesinin Ölçülmesi
Sistem, aracın düz konumda olduğunu anlamak için, aracın yakıt aldığı zamanı takip eder. Araca yakıt alındığında, aracın düz bir zeminde olduğu varsayılır. Aracın ne zaman yakıt aldığının bilinmesi için, araç stop etmeden önceki yakıt  miktarıyla, araç çalıştırıldıktan sonraki yakıt miktarı artışı gözlemlenir, bu an yakıt alındığı andır ve bu anda ölçülen değer, yağ seviyesinin değeri olarak sisteme kaydedilir. Bunun dışında yeni nesil araçlarda eğim sensörü bulunur, bu sensör vasıtasıyla da aracın düz konumda olum olmadığı tespit edilebilir.

Motor Yağı Seviye Sensörü Neredir? 
Motorun alt kısmında yağ karterinde bulunur.
Bölüm 1 - 2