Nhóm cảm biến dùng nhiệt điện trở của hệ thống nhiên liệu diesel

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECTS (Engine Coolant Temperature Sensor) ∎ Chức năng Xác định nhiệt độ chất làm mát động cơ, truyền tín hiệu (THW) về ECM. Dựa vào tín hiệu (THW) và các thông tin từ cảm biến khác, ECM phát tín hiệu Điều chỉnh lượng nhiên liệu phun cho phù hợp; Điều chỉnh tốc độ cầm chừng; Điều khiển đồng hồ báo nhiệt; Điều khiển quạt làm mát két nước. ∎ Vị trí lắp đặt Cảm biến ECTS tiếp xúc trực tiếp trong dung dịch làm mát động cơ tại vị trí trên đường hồi về của dung dịch hoặc trên đường làm mát áo nước xilanh

Trang 1

Hoàng Thanh Xuân

3 Nhóm cảm biến dùng nhiệt điện trở

3.1 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECTS (Engine Coolant Temperature Sensor)

∎ Chức năng

Xác định nhiệt độ chất làm mát động cơ, truyền tín hiệu (THW) về ECM Dựa

vào tín hiệu (THW) và các thông tin từ cảm biến khác, ECM phát tín hiệu

- Điều chỉnh lượng nhiên liệu phun cho phù hợp;

- Điều chỉnh tốc độ cầm chừng;

- Điều khiển đồng hồ báo nhiệt;

- Điều khiển quạt làm mát két nước

∎ Vị trí lắp đặt

Cảm biến ECTS tiếp xúc trực tiếp trong dung dịch làm mát động cơ tại vị trí trên đường hồi về của dung dịch hoặc trên đường làm mát áo nước xilanh

∎ Cấu tạo

- Cảm biến ECTS dùng một

nhiệt điện trở có hệ số điện trở âm

(thermistor) mắc nối tiếp với một

điện trở (R) tiêu chuẩn trong ECM;

- ECM luôn cấp một điện áp

tham chiếu +5V tới điện trở (R) này

(điện áp không đổi theo nhiệt độ)

Sự thay đổi trị số điện trở ở cảm

biến sẽ được bộ ADC trong ECM

chuyển đổi thành tín hiệu điện áp

để báo cho ECM;

- Khi nhiệt độ dung dịch làm

mát tăng  Điện trở ECTS giảm;

- Khi nhiệt độ dung dịch làm

mát giảm  Điện trở ECTS tăng;

- Điện trở của cảm biến tỷ lệ

thuận với điện áp của bộ ADC

Hình 2.16 Cấu tạo cảm biến ECTS

1 PIN kết nối; 2 Thân vỏ cảm biến;

3 Đệm làm kín; 4 Ren ngoài để kết nối;

5 Nhiệt điện trở; 6 Dung dịch làm mát

Trang 2

∎ Nguyên lý hoạt động

Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện kết nối của cảm biến

- ECM động cơ luôn cung cấp một điện áp qua điện trở (R) tới điểm A = +5V

(điện áp tham chiếu) Bộ ADC trong ECM động cơ phát hiện sự thay đổi điện trở từ

cảm biến ECTS tại PIN A và chuyển đổi chúng thành tín hiệu THW điện áp;

- Khi nhiệt độ chất làm mát giảm  trị số điện trở của cảm biến tăng  Tín

hiệu điện áp đặt giữa hai đầu bộ ADC tăng  ECM hiểu rằng động cơ đang “lạnh” và

sẽ phát tín hiệu để điều chỉnh tăng lượng nhiên liệu phun;

- Khi nhiệt độ chất làm mát tăng  trị số điện trở của cảm biến giảm  Tín

hiệu điện áp đặt giữa hai đầu bộ ADC giảm  ECM hiểu rằng động cơ đang “nóng”

và sẽ phát tín hiệu để điều chỉnh giảm lượng nhiên liệu phun;

- Nếu giữa ECTS và ECM xảy ra đoản mạch (bị hở), điện áp tại điểm A vẫn là

+5V, điện áp tại PIN “Signal” của ECTS sẽ là +0V  ECM động cơ sẽ phát hiện sự cố

này bằng cách làm sáng đèn MIL “Check Engine”;

- Cảm biến ECTS hỏng khi động cơ đang hoạt động, ECM sẽ coi (t0) nước làm mát động cơ là 800C và sẽ điều khiển quạt làm mát quay tốc độ cao Còn trong quá trình khởi động lại động cơ, ECM sẽ coi (t0) nước làm mát là -100C

∎ Thông số kỹ thuật và sơ đồ mạch điện

Giá trị điện trở cảm biến ECTS theo chế độ động cơ (lạnh - nóng)

Temperature

Sensor

Temperature

Sensor

Trang 3

Hình 2.18 Sơ đồ mạch điện và đặc tínn cảm biến ECTS

∎ Hiện tượng hư hỏng

- Nếu động cơ đang hoạt động mà cảm biến ECTS hỏng  ECM coi nhiệt độ nước làm mát là 800C Trong quá trình khởi động lại động cơ, ECM xem như nước làm mát đang ở -100C;

- Nếu cảm biến ECTS báo trị số điện trở cao  ECM hiểu lầm rằng nhiệt độ dung dịch làm mát đang rất thấp  Quạt làm mát két nước không chạy (dù máy thực sự

đã nóng) nên có thể gây sôi nước Tốc độ cầm chừng cao (òa ga);

- Nếu cảm biến ECTS báo trị số điện trở thấp  ECM hiểu lầm rằng nhiệt độ nước làm mát đang rất cao  khởi động máy kéo dài, khó nổ, phun nhạt vì máy nguội Bật công tắc AC nhưng ECM không cho đóng lốc máy nén

Trang 4

Mã lỗi DCT liên quan đến cảm biến ECTS

P0116 Engine Coolant Temperature Sensor Range / Performance Problem

(Phạm vi cảm biến ECTS – vấn đề về hiệu suất)

P0117 Engine Coolant Temperature Circuit Low Input

(Mạch đầu vào cảm biến ECTS thấp)

P0118 Engine Coolant Temperature Circuit High Input

(Mạch đầu vào cảm biến ECTS cao)

∎ Quy trình kiểm tra – chẩn đoán

• Xác định đặc tính và tín hiệu điện áp các PIN tại giắc kết nối với cảm biến

- Bật khoá điện START ở chế độ IG (không nổ máy) để xác định;

- PIN 1: Không sáng  Cực (+) và Cực (-) bút LED “Mass Chassis”;

- PIN 2: Sáng mạnh  Cực (+) và Cực (-) bút LED “Mass Chassis”;

- PIN 3: Sáng yếu  Cực (+) và Cực (-) bút LED “Mass Chassis”;

Chỉnh thang đo DC đồng hồ VOM, que đen đồng hồ VOM nối “Mass Chassis”

- PIN 1: (mV ÷ 0V)  Ground ECTS

- PIN 2: 11.7V  Đồng hồ báo nhiệt độ nước làm mát

- PIN 3: (4.8V ÷ 5.1V)  Signal ECTS

• Kiểm tra điện trở cảm biến

- Chỉnh thang đo Ω trên đồng hồ VOM điện tử;

- Khoá START trạng thái ngắt (tắt khoá điện);

- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến ECTS;

- Đo điện trở các cặp (PIN 1 và PIN 3) (PIN 2 và thân vỏ) cảm biến So sánh điện trở đo ở nhiệt độ “hiện tại” có nằm trong phạm vi “thông số kỹ thuật” không

• Kiểm tra “thông mạch” và chạm “mass” dây dẫn kết nối

- Chỉnh thang đo “thông mạch” trên đồng hồ VOM điện tử;

- Khoá START trạng thái ngắt (tắt khoá điện) Tháo giắc kết nối đến cảm biến;

- PIN 1: Liên tục “thông mạch”  Que đen “Mass Chassis” và Que đỏ;

- PIN 2: Không liên tục  Que đen “Mass Chassis” và Que đỏ;

- PIN 3: Không liên tục  Que đen “Mass Chassis” và Que đỏ

• Kiểm tra cảm biến ECTS sau khi đã tháo ra khỏi đường làm mát động cơ

Chỉnh thang đo  trên đồng hồ VOM, chạm que đo vào hai PIN của cảm biến

(đã xác định đặc tính), gia nhiệt cho cảm biến Quan sát nhiệt độ dao động ≥ 300 

Cảm biến còn tốt Nếu sai lệch so với “thông số kỹ thuật”  thay thế cảm biến

Trang 5

3.2 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu FTS (Fuel Temperature Sensor)

∎ Chức năng

Giám sát nhiệt độ nhiên liệu cấp đến bơm cao áp, gửi tín hiệu THF về ECM để tiến hành tối ưu hoá tỷ lệ pha trộn giữa nhiên liệu và không khí (A/F) Đồng thời điều khiển valve FPCV bảo vệ đường nhiên liệu đến bơm cao áp và vòi phun khỏi bị hư hỏng do quá trình hình thành khoá hơi (đầy hơi) xảy ra, hoặc màng dầu bị phá huỷ bởi nhiệt độ cao

∎ Vị trí lắp đặt

Cảm biến FTS được gá đặt trực tiếp trên thân bơm cao áp (bơm cao áp thế hệ

3) hoặc nằm trên mạch cung cấp nhiên liệu áp suất thấp (bơm cao áp thế hệ 4)

Hình 2.19 Vị trí lắp đặt cảm biến FTS

∎ Cấu tạo

- Giống như cảm biến nhiệt độ chất làm mát động cơ ECTS Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu FTS sử dụng một chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm, khi nhiệt độ nhiên liệu tăng lên, giá trị điện trở của cảm biến giảm xuống, ECM động cơ sẽ phát tín hiệu điều chỉnh tốc độ phun nhiên liệu, đồng thời sẽ kiểm soát thời gian mở và đóng của

valve SCV, điều chỉnh các thông số hoạt động của valve điều khiển áp suất nhiên liệu ống “Rail” FPCV;

- Tín hiệu của cảm biến FTS sẽ xuất hiện để giám sát, nhằm tránh sự quá nhiệt trong hệ thống nhiên liệu khi nhiệt độ nhiên liệu tăng từ (500C ÷ 900C);

- Nếu cảm biến hở mạch hoặc ngắn mạch, ECM sẽ xem như hệ thống bị quá nhiệt và sẽ làm sáng đèn MIL “Check Engine”

Hình 2.20 Cấu tạo cảm biến FTS

Trang 6

Nhiệt độ 0 C (0F) Điện trở (kΩ) Nhiệt độ 0C (0F) Điện trở (kΩ)

Hình 2.21 Thông số kỹ thuật và đặc tính cảm biến FTS

- Trong trường hợp cảm biến FTS bị lỗi, ngay lập tức đèn MIL “Check Engine” trên bảng taplo của xe sẽ sáng;

- Mặc dù xe vẫn có thể vận hành được, nhưng mức tiêu thụ nhiên liệu xảy ra thất thường vì động cơ xe không nhận được lượng nhiên liệu phù hợp

• Kiểm tra trị số điện áp tại giắc kết nối

- Chỉnh thang đo DC trên đồng hồ VOM điện tử;

- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến FTS;

- Khoá START trạng thái bật (đóng khoá điện);

- Đo điện áp giữa PIN 1 và PIN 2 của cảm biến

Tín hiệu điện áp: 4.8V ÷ 5.1V

• Kiểm tra giá trị điện trở cảm biến

- Chỉnh thang đo Ω trên đồng hồ VOM điện tử;

- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến FTS;

- Đo điện trở giữa cặp PIN 1 và PIN 2 của cảm biến;

- Đối chiếu điện trở đo được trong bảng thông số

Trang 7

3.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp IATS 1 & IATS 2 (Intake air Temperature Sensor)

∎ Chức năng

Giám sát nhiệt độ không khí nạp vào động cơ rồi truyền tín hiệu THA về ECM

để thực hiện điều chỉnh lượng nhiên liệu phun và kiểm soát van hồi lưu khí xả EGR

∎ Vị trí lắp đặt (hình 2.23)

- Cảm biến IATS 1 được gá đặt trên đường ống nạp (sau bộ lọc gió) hoặc gắn tích hợp chung cùng với cảm biến MAFS (cảm biến lưu lượng khí nạp);

- Cảm biến IATS 2 được gắn chung cùng với cảm biến BPS cảm biến áp suất tăng áp turbine khí

∎ Cấu tạo

- Tương tự như cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến IATS 1 và IATS 2

sử dụng bên trong là một chất bán dẫn “thermisto” có trị số nhiệt điện trở âm;

Hình 2.22 Cấu tạo và vị trí lắp đặt cảm biến IATS kiểu lắp rời

1 Nhiệt điện trở “thermisto”; 2 Thân vỏ cảm biến; 3 PIN kết nối

∎ Nguyên lý hoạt động

- ECM động cơ luôn cấp một điện áp thường trực +5V tới PIN cảm biến BPS

và +12V tới PIN cảm biến MAFS (điện áp tại PIN này có giá trị không đổi);

- Bộ ADC trong ECM động cơ sẽ phát hiện sự thay đổi giá trị điện trở của cảm biến và chuyển đổi chúng thành tín hiệu THA điện áp để ECM thực hiện hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun và kiểm soát van hồi lưu khí xả EGR;

- Nếu nhiệt độ khí nạp thấp  ECM sẽ phát tín hiệu điều chỉnh tăng thời gian phun nhiên liệu hay tăng góc đánh lửa sớm (động cơ phun xăng điện tử);

- Nếu nhiệt độ khí nạp cao  ECM sẽ phát tín hiệu điều chỉnh giảm thời gian phun nhiên liệu hay giảm góc đánh lửa sớm (động cơ phun xăng điện tử)

Trang 8

Hình 2.23 Vị trí lắp đặt cảm biến IATS 1 và IATS 2 kiểu tích hợp chung cùng với cảm biến MAFS và BPS

Trang 9

Hình 2.24 Vị trí cảm biến IATS loại lắp rời và loại tích hợp chung cùng với cảm biến MAFS và BPS - “MAPS”

Trang 10

IATS 2 tích hợp cùng BPS IATS 1 tích hợp cùng MAFS

-20 (-4) 13.89 ÷ 16.03 -20 12.66 ÷ 15.12

20 (68) 2.31 ÷ 2.57

30 (86) 1.56 ÷ 1.74

40 (104) 1.08 ÷ 1.21

50 (122) 0.76 ÷ 0.85

60 (140) 0.54 ÷ 0.62

70 (158) 0.40 ÷ 0.45

80 (176) 0.29 ÷ 0.34

90 (194) 0.22 ÷ 0.26

100 (212) 0.17 ÷ 0.20

110 (230) 0.13 ÷ 0.15

120 (248) 0.10 ÷ 0.12

130 (266) 0.08 ÷ 0.10

Trang 11

Hình 2.25 Thông số kỹ thuật và sơ đồ mạch điện cảm biến IATS

kiểu tích hợp chung cùng cảm biến MAFS và BPS

- Đứt hoặc chạm dây kết nối cảm biến (dây cảm biến chạm dương hoặc chạm

mát)

- Cảm biến dính bụi, bẩn (Có thể vệ sinh bằng RP7, tuyệt đối không được dùng

vòi hơi sịt vì nó thường nằm chung với MAFS và BPS)

• Xác định đặc tính các PIN “điện áp nguồn cấp” “Signal” và “Ground” tại giắc kết nối đến cảm biến MAFS có tích hợp cảm biến IATS 1

- Chỉnh nấc thang đo DC trên đồng hồ VOM điện tử;

- Ngắt giắc kết nối với cảm biến MAFS;

- Đo điện áp giữa PIN 2 và PIN 3 của giắc kết nối (hoặc PIN âm acquy)

Giá trị điện áp nguồn cấp từ “Main Relay”: 11.5V ÷ 12.5V

• Kiểm tra điện áp mạch tín hiệu

- Đo điện áp giữa PIN 4 và PIN 5 của cảm biến

Trang 12

• Kiểm tra giá trị điện trở

- Chỉnh nấc thang đo Ω trên đồng hồ VOM điện tử;

- Đo điện trở giữa PIN 4 và PIN 5 của cảm biến;

- So sánh trị số đo được với bảng thông số của nhà chế tạo

• Xác định đặc tính các PIN “điện áp nguồn cấp” “Signal” và “Ground” tại giắc kết nối với cảm biến BPS có tích hợp cảm biến IATS 2

- Ngắt giắc kết nối với cảm biến BPS;

- Đo điện áp giữa PIN 2 và PIN 4 của giắc kết nối (hoặc cực âm acquy)

• Kiểm tra điện áp mạch tín hiệu

- Đo điện áp giữa PIN 3 và PIN 4 của cảm biến (điện áp tín hiệu)

• Kiểm tra giá trị điện trở

- Đo điện trở giữa PIN 3 và PIN 4 của cảm biến;

- So sánh trị số đo được và thông số nhà chế tạo

• Kiểm tra giá trị điện trở bằng phương pháp giả lập

- Tháo cảm biến ra khỏi động cơ;

- Chạm que đo đồng hồ vào PIN 3 và PIN 4;

- Dùng nguồn gia nhiệt (máy sấy tóc) thổi vào cảm

biến và quan sát sự thay đổi giá trị điện trở trên đồng hồ

VOM điện tử tương ứng nhiệt độ không khí hiện tại

• Kiểm tra tính liên tục dây điện kết nối từ cảm biến

IATS đến ECM

Kiểm tra tình trạng giắc kết nối giữa cảm biến

IATS (PIN 3) và ECM (PIN 53) hư hỏng của thiết bị khóa,

tình trạng kết nối giữa thiết bị đầu cuối và hệ thống dây

điện, khả năng chống tiếp xúc, ăn mòn và biến dạng

Tiêu đề	Nhóm Cảm Biến Dùng Nhiệt Điện Trở Của Hệ Thống Nhiên Liệu Diesel
Tác giả	Hoàng Thanh Xuân
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Công Nghệ Ô Tô
Thể loại	Đề Cương Bài Giảng

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	1,47 MB