Sensor Oksigen : Fungsi, Prinsip Kerja Dan Penyebab Kerusakannya

Sensor Oksigen : Fungsi, Prinsip Kerja Dan Penyebab Kerusakannya - Sensor oksigen atau O² sensor berfungsi untuk mendeteksi jumlah oksigen yang terdapat pada gas buang mobil injeksi atau EFI (Electronic Fuel Injection), sensor ini akan mengirim sinyal ke ECU (Engine Control Unit) guna mengatur campuran bahan bakar dan udara ke tingkat optimal.

Umumnya penerapan sensor oksigen untuk mengukur konsentrasi gas buang oksigen pada mobil dengan mesin pembakaran dalam (internal combution engine). Oksigen sensor tertanam di bagian knalpot mobil.

Fungsi Oksigen Sensor (O² Sensor) Mesin EFI

• 1. Untuk memeriksa atau mendeteksi emisi gas buang kendaraan dengan cara mengukur kandungan oksigen di dalam gas buang. 

• 2. Untuk menentukan apakah mobil bekerja dengan campuran bahan bakar terlalu kurus atau terlalu gemuk.

• 3. Dengan adanya O2 sensor maka konsumsi bahan bakar bisa jadi lebih irit serta ramah lingkungan. 

Pada kendaraan yang menggunakan sistem bahan bakar injeksi atau EFI, sensor oksigen ini terdapat dua buah yang terpasang di 2 bagian knalpot mobil, letak oksigen sensor yang terpasang sebelum catalytic converter disebut oksigen sensor No.1. Sedangkan oksigen sensor yang terpasang setelah TWC (Three-Way Catalytic Converter) disebut oksigen sensor No.2.

Three-Way Catalytic Converter berfungsi untuk mendapatkan kecepatan pemurnian yang tinggi dari komponen carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) dan nitrogen oxide (NOx) dari gas buang hasil pembakaran mesin.

Agar penggunaan three-way catalytic converter lebih efisien, rasio udara dan bahan bakar (air fuel ratio) harus dikontrol secara presisi sehingga rasionya mendekati rasio udara dan bahan bakar stoichiometric. Tetapi pada mesin tipe D-EFI hanya terdapat satu buah sensor oksigen, misalnya pada mobil Toyota Avanza, Daihatsu Xenia atau Daihatsu Terios.

Letak Sensor Oksigen Pada Mesin Tipe D-EFI

Sensor oksigen pada mobil terdiri dari dua bagian penting yaitu bagian heater (pemanas) dan bagian sensor itu sendiri. Pada oksigen sensor terdapat empat kabel yaitu, dua kabel digunakan untuk heater dan dua kabel lainnya digunakan untuk sensor.

Nama - Nama Bagian Sensor Oksigen

Heater (pemanas) pada oksigen sensor berfungsi sebagai pemanas pada oksigen sensor. Saat panas yang diberikan heater mengenai secara langsung pada alumina dan zirconia (pada bagian sensor), hal ini akan mempercepat aktivasi sensor.

Heater atau bagian pemanas pada oksigen sensor dikontrol oleh ECU. Pada saat volume udara intake rendah (temperatur gas buang rendah), arus listrik mengalir ke heater untuk memanaskan sensor untuk memfasilitasi akurasi deteksi konsentrasi oksigen.

Prinsip Kerja Sensor Oksigen (O² Sensor)

Sensor oksigen memiliki karakteristik voltase keluarannya dapat berubah secara tiba - tiba di sekitar stoichiometric (rasio udara dan bahan bakar). Hal ini digunakan untuk mendeteksi konsentrasi oksigen dalam gas buang dan memberikan umpan balik ke ECU untuk mengontrol rasio udara & bahan bakar.

Skema Sensor Oksigen

Oksigen sensor membandingkan jumlah kandungan O² dari sisa pembakaran dengan O² dari luar, artinya kandungan oksigen pada gas buang (0,3 – 3 %) dibandingkan dengan kandungan oksigen pada udara atmosfir (20,8 %).

Kemudian hasil perbandingan O² ini di konversikan oleh ZrO² (Zirconia electrolyte) komponen pada O² Sensor menjadi arus listrik. Jika kandungan oksigen dalam gas buang sekitar 3 % (campuran kurus), O² sensor menghasilkan tegangan 0,1 volt.

Jika kandungan oksigen dalam gas buang sekitar 0,3 % (campuran kaya), O² sensor menghasilkan tegangan 0,9 volt. Tegangan listrik inilah yang nantinya disebut sinyal output yang akan di kirimkan ke ECU sebagai informasi hasil pembakaran yang terjadi pada ruang bakar yang dideteksi melalui gas buang.

Oksigen sensor seperti switch (penghubung) yang bekerja secara konstan akan memberikan sinyal setiap ada perubahan campuran bahan bakar. ECU akan menjaga campuran bahan bakar mendekati campuran ideal dengan melakukan kebalikan dari apa yang dilaporkan oleh oksigen sensor.

Jika oksigen sensor memberikan sinyal bahwa campuran bahan bakar terlalu gemuk, maka ECU akan memperpendek waktu kerja injektor untuk mengurangi jumlah bahan bakar yang disemprotkan, agar campuran menjadi lebih kurus.

Saat oksigen sensor mendeteksi bahwa campuran bahan bakar terlalu kurus ECU akan memperpanjang waktu kerja injektor untuk menambah jumlah bahan bakar yang disemprotkan, pengaturan terus menerus seperti ini akan menjaga mesin bekerja dengan campuran bahan bakar mendekati campuran ideal.

Penyebab Sensor Oksigen Rusak

Jika usia pemakain sensor oksigen sudah terlalu lama, maka respon pada sensor ini dapat berkurang atau sensor dapat berhenti bekerja sama sekali.

Kerusakan yang terjadi pada sensor oksigen biasanya disebabkan oleh kotoran yang mengendap di bagian elektroda inti sensor oksigen. Kotoran atau sisa gas bakar yang terus menempel di sensor kelamaan dapat membuat bacaan sensor oksigen menjadi kacau. Ini bisa diakibatkan oleh sisa pembakaran yang tidak sempurna atau bahkan kualitas bahan bakar yang kurang bagus.

Jika pembacaan tegangan yang dikirimkan ke ECU tidak sesuai, ECU akan mendeteksi telah terjadi kerusakan, dan Check Engine pada dashboard mobil akan menyala.

Beberapa akibat yang tibul jika sensor oksigen rusak :

• 1. Efesiensi bahan bakar menurun

• 2. Mesin kurang bertenaga

• 3. Asap hitam keluar dari knalpot

• 4. Tes emisi gagal

• 5. Idle mesin kasar

• 6. Ragu atau stalling