كيفية اختبار مستشعرات الأكسجين دون تخمين

مصباح فحص المحرك، إلى جانب رمز خطأ مستشعر الأكسجين (مسبار لامدا)، لا يعني تلقائيًا أن المستشعر نفسه تالف. ولاختبار مجسات لامدا بشكل صحيح، يجب التمييز بين المستشعر التالف وتلف الضفيرة الكهربائية، أو تسرب نظام العادم، أو تسرب نظام السحب، أو مشكلات جرعة الوقود، أو أعطال المحول الحفاز. ويكتسب هذا الفرق أهمية حاسمة قبل طلب بديل OEM أو قطعة مطابقة من المصنع لمركبات BMW أو Mercedes-Benz أو Audi أو Jaguar أو Land Rover أو Volkswagen أو Skoda أو غيرها من السيارات الأوروبية.

يُبلغ مستشعر الأكسجين، المعروف أيضًا باسم مستشعر O2 أو مسبار لامدا، عن محتوى الأكسجين في تيار غازات العادم. وتستخدم وحدة التحكم بالمحرك (ECU) بيانات المستشعر الأمامي (قبل المحول الحفاز) لضبط خليط الوقود والهواء. أما المستشعرات الموجودة بعد المحول الحفاز فتراقب أداء المحول الحفاز بشكل أساسي. وبما أن هذه المستشعرات تعمل داخل نظام عادم ساخن وتتواصل مع كمبيوتر المحرك، فإن التشخيص الموثوق يتطلب أكثر من مجرد التحقق من إضاءة مصباح التحذير على لوحة العدادات.

ابدأ برموز الأعطال والبيانات المباشرة (Live Data)

صِل جهاز الفحص التشخيصي وسجّل جميع رموز الأعطال التشخيصية المحفوظة والمعلّقة والدائمة قبل فصل أي شيء. وسجّل أيضًا بيانات الإطار المجمّد (freeze-frame). فقد تشير سرعة دوران المحرك، ودرجة حرارة سائل التبريد، وسرعة المركبة، وتصحيحات الوقود، والحمل عند ظهور العطل إلى المصدر الحقيقي للمشكلة.

قد تشير الرموز من P0130 إلى P0167 إلى دائرة مسبار لامدا، أو دائرة السخان، أو نطاق الإشارة، أو بطء استجابة المستشعر. وهي تحدد الموضع الذي اكتشفت فيه وحدة التحكم المشكلة، لكنها لا تحدد بالضرورة سببها المباشر. فعلى سبيل المثال، قد ينتج رمز خطأ يشير إلى خليط فقير في مسبار لامدا الأمامي عن دخول هواء غير محسوب إلى نظام السحب، أو انخفاض ضغط الوقود، أو تسرب التفريغ، أو تسرب العادم قبل المستشعر.

عندما يصل المحرك إلى درجة حرارة التشغيل، انتقل إلى عرض البيانات المباشرة لتصحيحات الوقود قصيرة وطويلة الأمد (STFT/LTFT)، ومجسات لامدا الأمامية والخلفية، ومستشعرات نسبة الهواء إلى الوقود (AFR)، إذا كانت المركبة مجهزة بها. يجب أن يتبدل مسبار لامدا الأمامي التقليدي ضيق النطاق في محرك يعمل بالبنزين، أثناء التشغيل في الحلقة المغلقة (closed loop)، مرارًا بين إشارة فقيرة حول 0.1 فولت وإشارة غنية حول 0.9 فولت. وتعتمد الأشكال الموجية الدقيقة على المركبة، واستراتيجية التحكم بالمحرك، ومعدل تحديث جهاز الفحص التشخيصي.

يحتاج المستشعر الذي تبقى إشارته عند مستوى منخفض أو مرتفع ثابت، أو تتغير ببطء شديد، إلى اختبارات إضافية. لكن قارن أولًا بين البنكتين (صفّي الأسطوانات) في محرك من النوع V. فإذا كان أحد البنكين يعمل بشكل غير صحيح بينما يتصرف الآخر بصورة طبيعية، فمن المرجح أن يكون السبب المستشعر أو الموصل أو الضفيرة أو تشغيل الحاقن أو مسار العادم في ذلك البنك. أما إذا أظهر البنكان مشكلات متشابهة، فابحث أولًا عن مشكلة عامة في الهواء أو الوقود أو التحكم بالمحرك.

اعرف أي مسبار لامدا تختبر

تُعد المطابقة أمرًا أساسيًا، لأن المستشعرات الأمامية والخلفية تؤدي وظائف مختلفة، ولأن كثيرًا من المركبات تستخدم عدة مجسات. البنك 1 هو جانب المحرك الذي يحتوي على الأسطوانة 1. ويوجد المستشعر 1 (Sensor 1) عادةً قبل المحول الحفاز. أما المستشعر 2 (Sensor 2) فيوجد بعد المحول الحفاز. وتستخدم بعض المحركات مستشعرات إضافية، وقد تستعمل أوصاف القطع مصطلحات مثل pre-cat (قبل المحول الحفاز)، وpost-cat (بعد المحول الحفاز)، والأمامي، والخلفي، والأيسر أو الأيمن.

لا تطلب قطعة اعتمادًا على وصف عام فقط، مثل «مسبار لامدا أمامي». أكّد رقم VIN، ورمز المحرك، وتاريخ الإنتاج، ورقم القطعة الأصلي، ونوع الموصل، وطول السلك، وموضع المستشعر. قد يكون للمسبار العالمي المشابه بصريًا معايرة أو توصيلات أو إحكام مختلف للموصل أو خصائص استجابة مختلفة. ويُعد ذلك حلًا وسطًا سيئًا في المركبات التي تراقب جرعة الوقود وأداء المحول الحفاز بدقة.

تُختبر المجسات ضيقة النطاق وواسعة النطاق بطرق مختلفة

تولد مجسات الزركونيا التقليدية ضيقة النطاق جهدًا متغيرًا يمكن غالبًا قراءته مباشرة باستخدام جهاز قياس متعدد مناسب أو راسم ذبذبات. أما المجسات الحديثة واسعة النطاق، والمعروفة أيضًا باسم مستشعرات نسبة الهواء إلى الوقود (AFR)، فهي أكثر تعقيدًا. إذ تُدار إشارة خرجها عبر دائرة تيار المضخة والخلية المرجعية، ولذلك فإن قياس الجهد العادي على سلك الإشارة يكون مضللًا في كثير من الأحيان.

في حالة المجسات واسعة النطاق، تُعد البيانات المستخرجة من جهاز الفحص التشخيصي وإجراءات الاختبار التي توصي بها الشركة المصنعة الطريقة المفضلة. وتعرض بعض أجهزة التشخيص معامل التكافؤ، أو قيمة لامدا، أو نسبة الهواء إلى الوقود، أو تيار المستشعر، أو قراءة القيمة المطلوبة والفعلية بدلًا من إشارة تتراوح بين 0 و1 فولت. لا توصل جهد البطارية بدائرة إشارة المستشعر، ولا تحاول إجبار الاستجابة دون مخطط كهربائي ومواصفات اختبار مناسبين.

افحص دائرة السخان قبل الحكم على تلف المسبار

تحتوي معظم مجسات لامدا الحديثة على سخان داخلي. ويساعد السخان المستشعر على الوصول سريعًا إلى درجة حرارة التشغيل، ما يحسن التحكم في انبعاثات العادم عند التشغيل البارد ويساعد المحرك على الانتقال إلى وضع الحلقة المغلقة بسرعة أكبر. وقد يؤدي عطل السخان إلى ظهور رمز خطأ، حتى إذا كان عنصر القياس نفسه قادرًا على توليد إشارة صحيحة بعد الإحماء الكامل.

أوقف تشغيل الإشعال، وافصل موصل المستشعر، وافحص جانبيه بحثًا عن التآكل، أو الدبابيس المنثنية، أو التلوث بالزيت، أو العزل المنصهر، أو دخول الماء. وغالبًا ما تتسبب الحرارة العالية لنظام العادم في إتلاف الأسلاك القريبة من جسم المسبار، ولا سيما في المواضع التي تلامس فيها الضفيرة أنبوب العادم أو الدرع الحراري أو نفق ناقل الحركة.

باستخدام المخطط الكهربائي الأصلي، حدّد دبابيس السخان. وقِس مقاومة عنصر التسخين بين دبابيس السخان في جهة المستشعر. ويعني انقطاع الدائرة بالكامل (عدم وجود استمرارية) عادةً تلف السخان، بينما قد تشير المقاومة القريبة من الصفر إلى قصر داخلي. إلا أن قيم المقاومة تختلف باختلاف تصميم المسبار. قارن قراءتك بمواصفات الشركة المصنعة للمركبة بدلًا من الاعتماد على رقم موحد واحد.

بعد ذلك، افحص الموصل في جهة المركبة للتحقق من وجود مصدر التغذية والأرضي أو إشارة التحكم المطلوبة. وتستخدم كثير من المركبات الأحدث تحكمًا في السخان بواسطة إشارة PWM (نسبة تشغيل النبضة)، لذلك قد تختلف القراءات بحسب حالة الإشعال، ودرجة حرارة المحرك، وأوامر وحدة التحكم. وقد يؤدي غياب التغذية، أو احتراق المصهر، أو تلف المرحل، أو ضعف التأريض، أو انقطاع السلك إلى ظهور رمز خطأ السخان نفسه الذي قد تسببه مجسات لامدا التالفة.

اختبر استجابة المستشعر في ظروف مضبوطة

عندما يكون المحرك دافئًا وتكون دائرة السخان سليمة، راقب استجابة المستشعر في البيانات المباشرة. يجب أن يستجيب مسبار لامدا الأمامي سليم ضيق النطاق لتغيرات الخليط. وقد تؤدي الزيادة المؤقتة في سرعة دوران المحرك إلى تغير قصير، لكن الاختبارات الأكثر تحكمًا تقدم معلومات أفضل.

يمكن لميكانيكي محترف إحداث إغناء أو إفقار بسيط ومضبوط للخليط ومراقبة استجابة المستشعر. فعلى سبيل المثال، سيؤدي إدخال تسرب تفريغ مضبوط بحذر إلى استجابة لخليط فقير، بينما ستؤدي طريقة معتمدة للإغناء إلى استجابة لخليط غني. ولا ينبغي إجراء هذا الاختبار بلا تفكير مع محرك ونظام عادم ساخنين. تجنب البخاخات القابلة للاشتعال بالقرب من مكونات نظام الإشعال أو المحولات الحفازة أو مجمعات العادم.

يُعد راسم الذبذبات أفضل أداة لتقييم جودة إشارة المسبار ضيق النطاق. فهو يوضح سرعة التبديل، ونطاق الجهد، وانقطاعات الإشارة التي قد لا يكتشفها جهاز القياس العادي. وقد يشير الشكل الموجي البطيء جدًا إلى تآكل المسبار، لكن تلوثه بسائل التبريد أو رماد الزيت أو مانع التسرب السيليكوني أو إضافات الوقود قد يقلل أيضًا من زمن الاستجابة. وسيؤدي استبدال المستشعر دون إزالة مصدر التلوث إلى تكرار العطل.

استبعد المشكلات التي تحاكي تلف مسبار لامدا

قبل استبدال المستشعر، افحص الأعطال التي تشوه قراءاته غالبًا. وتنتشر هذه الأعطال بشكل خاص عندما تحتوي المركبة على رموز أخطاء خليط فقير/غني، أو رموز أداء المحول الحفاز، أو استهلاك وقود مرتفع، أو تشغيل غير منتظم عند الخمول، أو أعطال متكررة في مسبار لامدا:

• قد تؤدي تسربات العادم قبل المسبار الأمامي إلى سحب الهواء الخارجي إلى نظام العادم والتسبب في قراءة خاطئة لخليط فقير.
• قد تضيف تسربات نظام السحب بعد مقياس تدفق الهواء (MAF) هواءً غير محسوب («هواءً زائدًا») وتتسبب في تصحيحات وقود موجبة.
• قد يؤدي انخفاض ضغط الوقود، أو انسداد الحاقنات، أو ضعف إمداد الوقود إلى خليط عادم فقير فعليًا.
• قد يؤثر تقطع الإشعال، واستهلاك الزيت، وتسرب سائل التبريد، وتلف المحولات الحفازة في سلوك المسبار الخلفي ونتائج مراقبة المحول الحفاز.

تتطلب مجسات لامدا الخلفية (بعد المحول الحفاز) حذرًا خاصًا. فقد تشير إشارة المسبار الخلفي التي تحاكي إشارة المسبار الأمامي بشكل وثيق إلى انخفاض قدرة المحول الحفاز على تخزين الأكسجين، لكنها لا تثبت أن المستشعر نفسه تالف. وقبل تشخيص تلف المحول الحفاز أو استبدال المسبار الموجود بعد المحول الحفاز، تأكد من عدم وجود رموز أخطاء تقطع الإشعال، أو تسربات عادم، أو أعطال في خليط المسبار الأمامي، أو تعديلات غير مسموح بها على المحرك.

متى يكون الاستبدال هو القرار الصحيح

استبدل مسبار لامدا عندما تؤكد الاختبارات وجود انقطاع أو قصر في الدائرة الداخلية، أو تلف عنصر التسخين، أو تلف الموصل/الضفيرة عند المستشعر، أو بيانات غير موثوقة بعد فحص الأسلاك، أو مسبار بطيء/غير مستجيب يستمر في العمل بشكل غير صحيح بعد إزالة مشكلات المحرك والعادم المرتبطة به. وإذا كان المستشعر ملوثًا فعليًا بالزيت أو سائل التبريد، فأصلح مصدر التسرب أولًا.

اختر مستشعرًا يطابق التطبيق الأصلي بدقة. ويضمن رقم OEM الصحيح توافق الموصل، وطول الضفيرة ومسارها، وخصائص السخان، والمعايرة، والتوافق مع وحدة التحكم. وهذا مهم بشكل خاص في المركبات الأوروبية، حيث قد تستخدم عائلات المحركات المتشابهة مجسات مختلفة بحسب سنة الصنع، أو إصدار الانبعاثات، أو تاريخ الإنتاج.

بعد التركيب، امسح رموز الأعطال فقط بعد التأكد من حماية الأسلاك من حرارة العادم العالية. شغّل المحرك حتى يصل إلى درجة حرارة التشغيل، ثم أعد تحليل البيانات المباشرة ونفّذ دورة القيادة المناسبة إذا كانت المركبة تتطلب إعادة ضبط مؤشرات الجاهزية. يجب أن تحل القطعة البديلة المشكلة المؤكدة، لا أن تخفي تشخيصًا لم يُكتشف.

ينتج أفضل قرار للإصلاح عن مطابقة بيانات التشخيص، واختبارات الدوائر، وحالة المحرك، والمطابقة الدقيقة للقطعة. اختبر أولًا، ثم تحقّق من رقم OEM، واشترِ مستشعرًا مخصصًا بدقة لهذا الموضع في هذه المركبة.