BÁO CÁO THỰC HÀNH CẢM BIẾN KỸ THUẬT ĐO I. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECT 1. Giới thiệu, nhiệm vụ: Cảm biến ECT (Engine Coolant temperature) đo nhiệt độ nước làm mát động cơ từ đó suy ra được nhiệt độ trung bình của động cơ. ECT có nhiệm vụ đo nhiệt độ của nước làm mát động cơ và truyền tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm để tính toán thời gian phun nhiên liệu, góc đánh lửa sớm, tốc độ chạy không tải, ...Ở một số dòng xe, tín hiệu này còn được dùng để điều khiển hệ thống kiểm soát khí xả, chạy quạt làm mát động cơ. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được gắn ở thân động cơ và tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát Mục đích thí nghiệm là quan sát sự thay đổi của tín hiệu điện áp đầu (hoặc điện trở) ra khi nhiệt độ nước thay đổi thay đổi 2. Nguyên lý làm việc và sơ đồ cầu tạo: ECT có một điện trở nhiệt và khi nhiệt độ thay đổi trên ECT thì trở kháng của điện trở và điện áp trên THW cũng thay đổi. Để đo sự thay đổi tín hiệu điện áp trên chân THW ta cắm đầu thu tín hiệu đen vào cổng E2 và đầu thu đỏ vào cổng THW. Sau đó điều chỉnh biến trở bằng núm điều khiển màu đen rôi quan sát sự thay đổi điện áp trên chân THW. Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECT 3. Quy trình thực hành: Trong thí nghiệm đo sự thay đổi điện trở nhiệt và điện áp người ta cho ECT và van hằng nhiệt vào trong chậu nước nguội và đun lên từ từ rồi đo lại sự thay đổi của điện áp hoặc thay đổi điện trở của biến trở được thực hiện trên 2 cảm biến khác nhau, đồng thời quan sát van hằng nhiệt 4. Kết quả đo: Ở nhiệt độ 830C van hằng nhiệt bắt đầu mở và 950C mở hoàn toàn Cảm biến 1: Nhiệt độ (t◦) Trở (KΩ) 28 1.717 30 1.416 35 1.235 40 1.058 45 0.892 50 0.773 55 0.663 60 0.563 65 0.478 70 0.415 75 0.360 80 0.313 85 0.274 90 0.239 95 0.209 100 0.191 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 5. Kết luận: Khi nhiệt độ của cảm biến tăng thì điện trở giảm dẫn đến tín hiệu điện áp giảm. Từ tín hiệu của điện áp của điện trở nhiệt bên trong cảm biến, ECM tính ra nhiệt độ Ở nhiệt độ 830C van hằng nhiệt bắt đầu mở và 950C van hằng nhiệt mở hoàn toàn Ta có đồ thị thể hiện sự thay đổi của điện trở và tín hiệu điện áp theo nhiệt độ Đồ thị sự thay đổi điện trở và tín hiệu điện áp theo nhiệt độ II. Cảm biến đo nhiệt độ khí nạp IAT (Intake Air Temperature): 1. Giới thiệu, nhiệm vụ Mục đích thí nghiệm là quan sát sự thay đổi của tín hiệu điện áp đầu (hoặc điện trở) ra khi nhiệt độ khí nạp thay đổi thay đổi 2. Nguyên lý làm việc và sơ đồ cầu tạo: Trong cảm biến IAT có một điện trở nhiệt, khi nhiệt độ tăng làm cho trở kháng của điện trở giảm. Ta có điện áp 5V được cấp cho IAT thông qua điện trở R mắc nối tiếp với IAT. Khi trở kháng của điện trở trong IAT giảm làm cho làm cho dòng điện trong mạch tăng, kéo theo sụp áp trên điện trở R tăng và làm cho điện áp tại chân giảm xuống. 3. Quy trình thực hành: Các bước để đo như sau: Cắm đầu thu tín hiệu đen vào cổng E2 và đầu đỏ vào cổng THA Sử dụng máy sấy để tạo ra sự thay đổi của nhiệt độ dòng khí tác dụng lên cảm biến và quan sát sự thay đổi điện trở Quan sát sự thay đổi điện trở. 4. Kết quả đo: t0C Điện trở (kΩ) 30 1.6 35 1.4 40 1.2 45 0.992 50 0.842 55 0.719 60 0.61 65 0.509 70 0.441 75 0.379 80 0.333 5. Kết luận: Cũng giống như ECT, khi nhiệt độ của cảm biến IAT tăng thì điện trở giảm dẫn đến tín hiệu điện áp giảm. Từ tín hiệu của điện áp của điện trở nhiệt bên trong cảm biến, ECM tính ra nhiệt độ Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng Ta có quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ gần như là tuyến tính do đó thuận lợi cho tính toán Ta có thể sử dụng cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt độ của khí thải động cơ, đo nhiệt độ của nhiên liệu để từ đó có thể quyết định có nên sấy nóng nhiên liệu hay không khi xe khởi động trong mùa đông. Ngoài ra ta có thể sử dụng cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt độ không gian trong xe để quyết định nhiệt độ mà hệ thống điều hòa không khí bắt đầu làm việc nhờ đó tiết kiệm được nhiên tiêu hao của động cơ. Với loại cảm biến này cần có độ nhạy rất cao nên vật liệu kim loại chế tạo yêu cầu rất khắc khe, phải bảo đảm: +Dễ nóng và chịu nhiệt cao. +Độ thuần khiết rất cao. +Có tính ô xi hóa trong môi trường chịu ô xi hóa, dễ thay đổi khi có sự rất nhỏ về nhiệt độ. III. CẢM BIẾN VỊ TRÍ BƯỚM GA 1. Giới thiệu, nhiệm vụ: Mục đích: Vẽ đường đặc tính của cảm biến 2. Nguyên lý làm việc và sơ đồ cầu tạo: Cảm biến đo vị trí của bướm ga được sử dụng để theo dõi vị trí của vị trí của bướm ga trong động cơ đốt trong Hoạt động của cảm biến: Con trượt của biến trở được nối trực tiếp với trục của bướm ga. Khi van này thay đổi vị trí làm con trượt thay đổi vị trí trên biến trở. Từ đó thay đổi điện áp trên chân VTA. Do đó, đo sự thay đổi tín hiệu điện áp trên chân VTA ta sẽ tính được vị trí của van. 3. Quy trình thực hành: Các bước tiến hành Cắm đầu thu tín hiệu đen vào cổng E2 và đầu đỏ vào cổng VTA1 Đặt cảm biến ở trạng thái đóng hoàn toàn. Ghi lại giá trị góc quay và giá trị điện áp tương ứng. Lần lượt xoay bướm ga tới các góc trên thang chia (0900) . Ghi lại giá trị điện áp tương ứng 4. Kết quả đo: Bảng giá trị: Độ mở (%) Điện áp (V) Điện trở (kΩ) 0 0.557 0.627 10 0.826 0.892 20 1.195 1.100 30 1.534 1.253 40 1.842 1.420 50 2.222 1.590 60 2.570 1.710 70 2.920 1.808 80 3.423 1.892 90 3.709 1.920 5. Kết luận: Qua đường đặc tính thu được ta thấy ở vị trí bướm ga mở càng lớn thì điện áp càng lớn Đường đặc tính thu được có dạng gần bậc nhất, do đó thuận lợi cho tính toán. Ta có thể sử dụng cảm biến vị trí để đo mức nhiên liệu trong thùng chứa bằng cách gắn mỏ quẹt với một bầu phao để thay đổi điện trở của biến trở IV. VAN HẰNG NHIỆT 1.Nhiệm Vụ: Đóng đường nước làm mát qua két khi nước làm mát dưới nhiệt độ quy định và mở đường nước làm mát qua két khi nước làm mát trên nhiệt độ quy định. 2.sơ đồ cấu tạo: + van được lắp trên đường dẫn nước từ nắp máy ra két làm mát + môi chất công tác là hạt paraphin rắn chứa trong xilanh của van + trên xilanh có gắn cánh van, lò xo hồi vị luôn ép van đóng Van bắt đầu chớm mở ở nhiệt độ 83◦C 3.Nguyên lý làm việc: Ở nhiệt độ bình thường lò xo hồi vị đẩy xilanh mang cánh van đi lên làm van đóng, nước không qua van hằng nhiệt.khi nhiệt độ động cơ đạt nhiệt độ làm việc,paraphin giản nỡ thắng sức cản lò xo đẩy xilanh xuống làm mở và mở thông đường nước từ động cơ ra két làm mát. 4.Quy trình thực hành: Đặt van hằng nhiệt vào cốc chứa nước ở nhiệt độ thường đặt nhiệt kế vào để đo nhiệt độ nước Đun sôi nước và quan sát thời điểm bắt đầu mở của van hằng nhiệt 5.Kết quả đo: Van bắt đầu chớm mở ở nhiệt độ 830 C và mở hoàn toàn ở 950C 6.kết luận; Từ kết quả quan sát được ta nhận thấy van hằng nhiệt ngoài việc đóng mở đường nước qua két thì nó còn hoạt động như một hệ thống điều chỉnh lưu lượng nước khi đi qua két.Nếu nước làm mát chảy qua két quá nhanh thì sẽ không đủ thời gian để truyền nhiệt cho két nước. V.Tài liệu tham khảo: Bài giảng cảm biến và kỹ thuật đo – Trần Thanh Hải Tùng Kết cấu và tính toán động cơ đốt trongTrần Văn Tế ( tham khảo phần van hằng nhiệt)