Fungsi, Jenis, dan Cara Kerja Oxygen Sensor

Oxygen Sensor - Oxygen sensor adalah salah satu sensor yang ada di dalam sistem EFI. Fungsi Oxygen sensor adalah mendeteksi kadar gas buang dari mesin kendaraan. Hal ini bertujuan agar kadar emisi gas buang tetap sesuai dengan standar dan tetap ramah lingkungan. Namun selain itu terdapat fungsi lain dari oxygen sensor.

Perkembangan oxygen sensor dalam sistem EFI sebenarnya termasuk sudah lama. Oxygen sensor pertama kali digunakan pada tahun 1970n. Oxygen sensor menggunakan satu atau dua kabel. Pada umumnya oxygen sensor terbuat dari bahan zirconia dan alumina yang terbuat dari thimble.

Pada kendaraan biasanya terdapat dua buah oxygen sensor. Oxygen sensor biasanya terletak didekat mesin atau saluran gas buang sebelum dan sesudah catalytic converter. Hal ini dikarenakan pada saluran ini gas buang lebih berpotensi homogen. Selain itu dikarenakan oxygen sensor akan bekerja apabila sudah mendapat panas yang cukup. Untuk oxygen generasi pertama membutuhkan panas 400 derajat celcius. Untuk perkembangan yang lain, oxygen sensor ditambahkan pemanas buatan agar oxygen sensor dapat bekerja sebagaimana mestinya.

Cara kerja oxygen sensor sebenarnya sangat sederhana. Heater atau pemanas dikontrol oleh ECU. Pada saat temperatur gas buang rendah, maka ECU akan mengalirkan tegangan ke heater untuk memanaskan sensor yang terdapat pada oxygen sensor. Hal ini bertujuan agar oxygen sensor dapat bekerja untuk mendeteksi kandungan oxygen pada gas buang. Tegangan output pada oxygen sensor akan berubah tiba-tiba tergantung dengan konsentrasi oxygen pada gas buang.

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai oxygen sensor maka akan dibahas pada artikel berikut ini. Apa fungsi oxygen sensor? Apa saja jenis oxygen sensor? Bagaimana cara kerja oxygen sensor?

Fungsi Oxygen Sensor

Fungsi oxygen sensor sebenarnya sudah dibahas sebagian pada pendahuluan. Untuk lebih jelasnya, berikut merupakan fungsi oxygen sensor.

1.Mengukur Konsentrasi Oksigen Didalam Gas Buang

Fungsi oxygen sensor yang pertama yaitu untuk mengukur konsentrasi oksigen didalam gas buang. Hal ini dikarenakan bahan yang digunakan pada oxygen sensor yaitu zirconia dan alumina akan bereaksi terhadap kandungan oksigen dan panas yang akan mengalir melalui gas buang. Reaksi zirconia dan alumina dengan oksigen menyebabkan terjadinya perubahan tegangan output yang dihasilkan oleh oxygen sensor. Perubahan tegangan output ini yang dijadikan informasi oleh ECU untuk fungsi selanjutnya.

2. Sebagai Informasi Untuk Koreksi Air Fuel Ratio

Fungsi oxygen sensor yang kedua yaitu sebagai informasi untuk koreksi air fuel ratio. Dengan adanya oxygen sensor, maka ECU dapat mengetahui kondisi dari campuran air fuel ratio. Oleh karena itu ECU akan mengkoreksi air fuel ratio sesuai dengan kecepatan dan beban mesin. Untuk mendapatkan air fuel ratio yang sesuai maka ECU akan mengatur durasi injesi dan saat pengapian.

Jenis Oxygen Sensor

Oxygen sensor berdasarkan perkembangannya terdapat beberapa jenis. Berikut merupakan jenis oxygen sensor yang banyak digunakan pada kendaraan.

1. Oxygen Sensor Tipe Plannar

Oxygen Sensor Tipe Plannar, merupakan salah satu jenis oxygen sensor yang menggunakan bahan zirconia dan alumina. Oxygen sensor tipe ini banyak digunakan pada kendaraan. Pemanasan oxygen sensor tipe plannar biasanya membutuhkan waktu 5-30 detik.

2. Oxygen Sensor Tipe Titania

Oxygen Sensor Tipe Titania, merupakan salah satu jenis oxygen sensor yang menggunakan bahan titanium oxide. Oxygen sensor tipe titania akan merubah tahanan sesuai dengan air fuel ratio. Tahanan akan mengubah tegangan referensi dari ECU.

3. Oxygen Sensor Tipe Wideband

Oxygen Sensor Tipe Wideband, merupakan salah satu jenis oxygen sensor yang menggunakan broadband sebagai sensor utama. Pada oxygen sensor tipe wideband menggunakan pump cell yang mengalirkan gas buang menuju diffusion gap atau ruang pengukuran. ECU akan mendapatkan tegangan output dari pump cell. Untuk mendapatkan campuran bahan bakar yang ideal maka ECU yang mengatur tegangan referensi yang dialirkan ke pump cell.

Cara Kerja Oxygen Sensor

Cara kerja oxygen sensor sebagian besar sudah dibahas pada pendahuluan diatas. Oxygen sensor dapat bekerja apabila mendapat suhu 300-400 derajat celcius. Oxygen sensor akan bekerja apabila ECU mengirimkan tegangan ke heater untuk memanaskan oxygen sensor. Hal ini bertujuan agar sensor dapat bekerja dan mendeteksi konsentrasi oksigen yang terdapat didalam gas buang. Selain melalui panas, sensor ini juga akan mendapatkan panas dari gas buang dan temperatur mesin.

Kandungan oksigen yang terdapat pada gas buang akan terdeteksi oleh zirconia. Informasi ini akan dikonversi menjadi energi listrik yang kemudian akan dikirimkan ke ECU. Semakin kurus campuran bahan bakar dan udara maka tegangan output yang dihasilkan akan semakin kecil. Sebaliknya semakin kaya air fuel ratio maka tegangan output yang dihasilkan akan semakin besar.

Apabila oxygen sensor mendeteksi kandungan oksigen 3% maka hal ini menandakan campuran bahan bakar dan udara atau air fuel ratio kurus. Biasanya tegangan output yang dihasilkan sebesar 0,1 volt. Sementara itu apabila oxygen sensor mendeteksi kandungan oksigen sebesar 0,3% maka hal ini menandakan campuran bahan bakar dan udara kaya. Tegangan output yang dihasilkan sebesar 0,9 volt. Untuk campuran standar biasanya menghasilkan tegangan output sebesar 0,45 volt.

Perubahan tegangan output tersebut akan dikirimkan ke ECU sebagai informasi untuk fungsi selanjutnya. ECU akan menjaga campuran bahan bakar dan udara atau air fuel ratio mendekati campuran ideal. Hal ini dapat dilakukan dengan melakukan kebalikan dari informasi yang didapatkan dari oxygen sensor.

Apabila oxygen sensor mendeteksi campuran bahan bakar dan udara terlalu kaya, maka tegangan output yang dihasilkan akan dikirimkan ke ECU. Informasi ini akan diolah oleh ECU dan ECU akan mengatur durasi injeksi agar lebih pendek untuk mengurangi jumlah bahan bakar. Sementara itu apabila oxygen sensor mendeteksi campuran bahan bakar dan udara terlalu kurus, maka ECU akan mengolah informasi yang didapatkan dan menambah durasi injeksi untuk menambah baha bakar. 

Dengan hal tersebut maka oxygen sensor bekerja untuk menjaga air fuel ratio agar ideal. Tentunya dengan campuran bahan bakar dan udara yang ideal dapat menghasilkan tenaga mesin yang maksimal serta kandungan emisi gas buang yang ramah lingkungan.

Diatas merupakan pembahasan mengenai oxygen sensor. Pembahasan mulai dari fungsi oxygen sensor, jenis oxygen sensor, dan cara kerja oxygen sensor.