4. Lớp: Cơ Khí Giao Thông Khóa: K
3.2. Cảm biến chân không
Vị trí:
Cảm biến đƣợc bố trí bên ngoài động cơ ở phần ống nạp. Cấu trúc gọn nhẹ, không làm cản trở chuyển động dòng khí nạp nhƣ các cảm biến khác. Cảm biến này thƣờng đƣợc dùng cho các hãng Honda, Toyota, Dahatsu, Ford, Ho den, Nissan….
Cấu tạo:
Hình 3.18: Cấu tạo cảm biến chân không.
HUYNDAI EXEL 1990 – 1992
Cực Điều kiện Thông số Ks – E2 Cầm chừng 2.7 v 3000 v/p 3,2 v HAC – E2 20 Kpa 0,79 v 49 Kpa 1,84 v 103 Kpa 4,0 v LANTRA 1991 – 1992 Ks – E2 Contact 5 v Cầm chừng 27 - 33 Hz 2000 v/p 60 – 80 Hz Chip silicon Buồng chân không Lọc Đƣờng áp suất nạp
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 42
Nguyên lý hoạt động:
Cảm biến dựa vào mối quan hệ giữa độ chân không trong ống nạp và ƣu ƣợng không khí nạp. Khi ƣợng không khí nạp giảm thì độ chân không trong đƣờng ống nạp tăng và ngƣợc lại. Độ chân không trong đƣờng ốn nạp đƣợc chuyển thành tín hiệu điện áp nhờ IC bố trí trong cảm biến và gửi về ECU để xác định ƣu ƣợng không khí nạp.
Hình 3.19: Sơ đồ mạch cảm biến áp suất đường ống nạp.
Cảm biến dạng phần tử áp điện, gồm một màng silicon có bề dày ở ngoài rìa mép khoảng 0,25mm và ở trung tâm khoảng 0,025mm, kết hợp với buồng chân không và một con IC. Một mặt của màng silicon bố trí tiếp xúc với độ chân không trong đƣờng ống nạp và mặt khác của nó bố trí ở trong buồng chân không đƣợc duy trì một áp thấp cố định trƣớc trong cảm biến.
Khi áp suất trong đƣờng ông nạp thay đổi làm cho màng silicon biến dạng, điện trở của nó sẽ thay đổi. Khi điện trở thay đổi thì tín hiệu điện áp từ IC không đổi là 5V. Khi áp suất trong đƣờng ống nạp càng lớn thì tín hiệu điện áp từ cọc PIM gửi về ECU càng cao và ngƣợc lại.
Cảm biến chân không có 3 cực:
- VC :Cực nguồn 5 vôn cung cấp từ ECU.
- PIM: điện áp tín hiệu xác định ƣu ƣợng không khí nạp.
- E2: Mass cảm biến.
Toyata:
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 43
- Kiểm tra điện áp VC và E2 của đầu gim cảm biến: từ 4 – 6 (V).
- Kiểm tra điện áp tại cự PIM của cảm biến: 3,6 (V).
Bảng 3.20:Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô 3S - GE 1986 -1989.
3S - GE 1986 -1989 Cực Điện áp (V) Vcc - E2 4,7 – 5,6 Cực Độ chân không (mmhg) Độ sụt áp (V) PIM – E2 100 0,3 – 0,5 200 0,7 – 0,9 300 1,1 – 1,3 400 1,5 – 1,7 500 1,9 – 2,1
Bảng 3.21: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô 4A – FE (1989 - 1995),
7A – FE (1994 - 1998).
4A – FE (1989 - 1995), 7A – FE (1994 - 1998)
Cực Điều kiện Điện áp (V) PIM – E2 Contact on 3,3 – 3,9
Bảng 3.22: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô 5S – FE (1993 - 1997), (1997 - 2003)
5S – FE (1993 - 1997), (1997 - 2003)
Cực Điều kiện Điện áp (V) PIM – E2 Contact on 3,3 – 3,9
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 44
Bảng 3.23: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô 1FZ – FE (1998 – 2003).
1FZ – FE (1998 – 2003)
Cực Điều kiện Điện áp (V) PIM – E2 Contact on 3,3 – 3,9
Độ chân khong 26,7 Kpa 2,5 – 3,1
Honda:
Bảng 3.24: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô 1989 – 1993 F22A5.
1989 – 1993 F22A5
Cực Điều kiện Điện áp (V) VC – E2 Contact on 4,5 – 5,5 PIM – E2 Cầm chừng 1 – 1,5
Bƣớm ga mở hoàn toàn 4 – 4,5
Bảng 3.25: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô 1986 – 1989 2.0 4xyl A20A.
1986 – 1989 2.0 4xyl A20A
Cực Điều kiện Điện áp (V) VC – E2 Contact on 3,3 – 3,9
Độ chân không 26,7Kpa 2,5 – 3,1
Bảng 3.26: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô 1989 – 1993 F22A5.
CIVIC 1993 – 1995 D15B7 4xyl
Cực Điều kiện Điện áp (V) PIM – E2 Contact on 3
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 45
Bảng 3.27: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô 1989 – 1993 F22A5.
INTEGRA 1990 - 1993
Cực Điều kiện Điện áp (V) PIM – E2
Contact on 3 Cầm chừng 1,3
Bảng 3.28: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô 1989 – 1993 F22A5.
1991 – 1996 PRELUDE H23A1
Cực Độ chân không (mmHg) Điện áp (V)
PIM – E2 0 3 100 2,5 200 2,1 300 1,8 400 1,5 500 1,2 600 0,8 650 0,5 Huyndai:
Kiểu cảm biến áp suất đƣờng ống nạp có 4 cực:
- PIM
- Vcc
- THA
- E2
Bảng 3.29: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô ACCENT 200- -2003.
ACCENT 200- -2003
Cực Điều kiện Điện áp (V) Vcc – E2 Contact On 5 PIM – E2 Contact On 4 – 5
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 46 Cầm chừng 0,5 – 2 Kiểu cảm biến có 3 cực: - E2 - PIM - Vcc
Bảng 3.30: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô COUPE 1996 – 2001.
COUPE 1996 - 2001
Cực Điều kiện Điện áp (V) PIM – E2
Contact On 4 - 5 Cầm chừng 0,5 - 2
Bảng 3.31: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô EXEL 1992 – 1994.
EXEL 1992 - 1994
Cực Điều kiện Điện áp (V) PIM – E2 Contact On 4,5 - 5 Cầm chừng 1 – 1,5 Kiểu cảm biến có 4 cực - PIM - Vcc - THA - E2
Bảng 3.32: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô ELAMTRA 2000 – 2003.
ELAMTRA 2000 - 2003
Cực Điều kiện Điện áp (V) PIM – E2
Contact On 4 - 5 Cầm chừng 0,5 - 2
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 47
Nissan:
Bảng 3.33: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô NISSAN NAVARA 2001- 2004.
NISSAN NAVARA 2001- 2004
Cực Điều kiện Điện áp (V) PIM – E2 Cầm chừng 2
- A: E2
- B: PIM
- C: Vcc
Bảng 3.34: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô PULSAR 1987- 1991.
PULSAR 1987- 1991
Cực Điều kiện Điện áp (V)
PIM – E2
Contact On 4,6
Cầm chừng 1 - 2
Ford:
Bảng 3.35: Thông số tín hiệu cảm biến chân không ô tô PULSAR 1987- 1991.
FORD TRANSIT 1996 – 2000
Cực Điều kiện Điện áp (V)
PIM – E2
Contact On 0,7 Cầm chừng 0,7 Tốc độ chậm 1,5 Tốc độ cao 1,75
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 48
3.3. Cảm biến nhiệt ộ không khí nạp
Vị trí:
Cảm biến không khí nạp đƣợc lắp phía sau lọc gió hoặc trên đƣờng ống nạp nếu dùng cảm biến chân không. Nếu bộ lọc gió theo kiểu Karman và van trƣợt thì cảm biến không khí nạp đƣợc lắp chung với với bộ đo gi .
Cấu tạo:
Cảm biến là một chất bán d n c điện trở âm.
Hình 3.20: Sơ đồ mạch nhiệt độ khí nạp. Nguyên lý hoạt động:
Cảm biến nhiệt độ không khí nạp đƣợc kí hiệu là THA, TA hoặc MAT (Manifold Air Temperature Sensor), cảm biến dùng để xác định mật độ dày đặc của không khí đi vào ống nạp khi nhiệt độ môi trƣờng bên ngoài thay đổi.Tính hiệu từ cảm biến nhiệt độ đƣơc ECU kết hợp với cảm biến ƣu ƣợng không khí nạp để tính ƣu ƣợng không khí đƣợc nạp vào động cơ.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 49
Cảm biến nhiệt độ không khí nạp có cấu tạo từ một chất bán dẫn c điện trở tỷ lệ nghịch với nhiệt độ của môi trƣờng (nhiệt độ môi trƣờng cao thì điện trở thấp
và ngƣợc lại). Cảm biến làm việc ở nhiệt độ là C, khi nhiệt độ không khí nạp
cao hơn C thì điện trở của cảm biến giảm làm ECU ra lệnh giảm ƣợng phun
của nhiên liệu, nếu nhiệt độ không khí nạp thấp hơn C thì ECU ra lệnh tăng ƣợng phun của nhiên liệu.
Khi không khí đi vào ống nạp đi tới bộ phận cảm biến nhiệt độ thì không khí sẽ làm cho nhiệt độ cảm biến thay đổi nhiều hay ít tùy thuộc vào nhiệt độ không khi ngoài môi trƣờng .
Khi cảm biến của nhiệt độ ECU có biểu hiện bất thƣờng do hƣ hỏng thì ECU
sẽ định mức nhiệt độ là C vì thế ƣợng chênh lệch phun của nhiên liệu lúc nhiệt
độ thay đổi sẽ không c . Đồng thời đèn báo Check sáng.
Nguồn nuôi của ECU cấp cho cảm biến là 5V. Khi điện trở của cảm biến thay đổi thì điện áp từ cực THA sẽ thay đổi theo, tín hiệu điện áp thay đổi đƣợc ECU tiếp nhận và xử ý để biết nhiệt độ không khí nạp.
3.4. Cảm biến nhiệt ộ ớc làm mát
Hình 3.22: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. Vị trí:
Cảm biến nhiệt độ nƣớc àm mát đƣợc đặt ở trên đỉnh k t nƣớc làm mát hoặc ở bên trên nắp máy.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 50
Hình 3.23: Vị trí lắp cảm biến nhiệt độ nước làm mát. Cấu tạo:
Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát là một chất bán dẫn c điện trở âm.
Hình 3.24: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nướt làm mát. Nguyên lý hoạt động:
Cảm biến nhiệt độ nƣớc àm mát thƣờng đƣợc kí hiệu THW, TW hoặc CTS (Coolant Temperrture Sensor). Chức năng của cảm biến này à dùng để đo nhiệt độ của động cơ. Nhờ tín hiệu THW để điều khiển ƣợng nhiên liệu phun, thời điểm đánh ửa, van điều khiển tốc độ cầm chừng theo nhiệt độ nƣớc làm mát.
Cảm biến là một chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm. Chu n làm việc của
cảm biến thƣờng là ở nhiệt độ . Khi nhiệt độ nƣớc àm mát dƣới , ECU sẽ
điều khiển tăng tốc độ cầm chừng, tăng ƣợng nhiên liệu phun và tăng g c đánh ửa sớm.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 51
Hình 3.25: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Nguồn điện cung cấp cho cảm biến là nguồn 5V. Khi nhiệt độ nƣớc làm mát thay đổi thì điện trở của cảm biến c ng thay đổi theo. Bộ vi xử lý nhận điện áp tại cực THW để xác định nhiệt độ làm việc của động cơ. Khi mạch điên của cảm biến
nhiệt độ nƣớc làm mát bị hỏng, ECU sử dụng giá trị cố định để tiếp tục điều
khiển động cơ và bật sáng đèn Check. Điều này c nghĩa à động cơ thấp thì tốc độ cầm chừng không ổn định, động cơ nổ rung hỗn hợp nghèo, thời điểm đánh ửa không chính xác.
Lƣợng nhiện liệu phun, thời điểm đánh lửa và tốc độ cầm chừng thay đổi theo nhiệt độ nƣớc làm mát là rất ơn. Do vậy, khi điện trở của cảm biến thay đổi theo nhiệt độ nƣớc àm mát không đ ng hoặc điện trở đƣờng dây lớn thì sự làm việc của động cơ không ổn định.
Bảng3.36: Thông số tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
TOYOTA 5S – FE 97 - 93
Cực Điều kiện Điện trở THA – E2
2,21 – 2,69
200 – 400
4 – FE 88 – 95
Cực Điều kiện Điện trở THA – E2
2 – 3 200 – 400
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 52 TOYOTA Cực Nhiệt độ Điện trở (Ω) Điện áp (V) THA -20 16 4,3 0 5,9 3,4 20 2,5 2,4 THA THA 1,2 1,5 THA 60 0,6 0,9 80 0,3 0,5 100 0,2 0,3 3.5. Cảm biến vị tr b ớm ga
Hình 3.26: Cảm biến bướm ga. Vị trí :
Cảm biến bƣớm ga đƣợc lắp ở bƣớm ga và đƣợc điều khiển bởi trục của bƣớm ga. Vị trí của bƣớm ga khi chấp hành lệnh điều khiển của ngƣời điều khiển tác động sẽ đƣợc chuyển sang dạng tính hiệu điện. ECU tiếp nhận tính hiệu từ hệ thống cảm biến để biết chế độ tải trọng của động cơ sau đ ra quyết định tăng hay giảm ƣợng nhiên liệu phun, thời điểm đánh ửa và điều khiển tốc độ cầm chừng.
Nguyên lý hoạt động:
Dựa trên nguyên tắc thay đổi tín hiệu điện áp về ECU.
Phân loại:
- Cảm biến bƣớm ga tiếp điểm.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 53
3.5.1. Cảm biến vị tr b ớm ga kiểu tiếp ểm
Hình 3.27: Bướm ga kiểu tiếp điểm.
Cảm biến vị trí bƣớm ga theo loại tiếp điểm có các dạng: 2 tiếp điểm, 3 tiếp điểm và nhiều tiếp điểm. Và thông dụng nhất là loại 2 tiếp điểm 3 cực.
- IDL: Xác định vị trí cầm chừng.
- PSW: Xác định vị trí tải lớn.
- E2: Mass cảm biến.
Mô tả hoạt ộng cảm biến ở các chế ộ:
Chế độ cầm chừng: khi động cơ không hoạt động hay hoạt động ở chế độ cầm chừng thì tiếp điểm E2 và IDL đ ng d ng tín hiệu điện ở các cực: IDL= 0V ( vì chân E2 là chân mass), PSW= 5V. Tính hiệu trên đƣợc ECU nhận đƣợc và điều chỉnh ƣợng phun nhiên liệu, thời điểm phun khi động cơ chạy ở chế độ cầm chừng.
Chế độ tăng tốc: khi động cơ cần tăng tốc ngƣời điều khiển tác động lên hệ thống ga àm bƣớm ga xoay tiếp điểm E2 và tiếp điểm IDL mở dòng tín hiệu điện ở các cực E2= 0V, IDL=5V. ECU tiếp nhận tính hiệu trên của cảm biến và điều khiển
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 54
ƣợng phun nhiên liệu tăng để làm giàu hỗn hợp để tăng tốc và điều chỉnh thời gian đánh ửa.
Chế độ tải trung bình: ở chế độ tải này bƣớm ga quay tời vị trí làm tiếp điểm E2 và tiếp điểm IDL mở và E2 và PSW c ng mở khi đ tín hiệu điện ở các cực IDL= 5V, PSW= 5V. Ở chế độ này ECU điều khiển động cơ chạy ở mức tiết kiệm nhiên liệu với tỷ lệ hòa khí A/F= 14,7/1.
Chế độ tải trọng lớn: khi động cơ cần công suất lớn để kéo tải thì bƣớm ga mở lớn khi đ tiếp điểm E2 và tiếp điểm PSW vì thế IDL= 5V, PSW= 0V.
Ngoài ra, tính hiệu cầm chừng c n dùng để cắt ƣợng phun nhiên liệu vào buồng đốt khi cần giảm tốc độ cho động cơ để tiết kiệm nhiên liện và làm giảm ô nhiễm môi trƣờng. Khi đ tính hiệu để ECU biết để thực hiện ở chết độ này là IDL=0V, và tốc độ động cơ ớn hơn mức quy định.
3.5.2. Kiểu tuyến tính
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 55
Ngày nay, để cho động cơ hoạt động êm dịu, đạt công suất nhƣ mong muốn và giảm ô nhiễm nên phần lớn các xe hiện nay sử dụng loại bƣớm ga kiểu tuyến tính.
Nguyên lý hoạt động:
Truyền tín hiệu tuyến tính thông qua tiếp điểm di chuyển theo nguyên tắc biến trở.
Gồm 2 loại:
- Có tiếp điểm cầm chừng.
- Không có tiếp điểm cầm chừng.
B ớm ga tuyến tính có tiếp ểm cầm chừng.
- IDL: Xác định vị trí cầm chừng.
- E2: Nối mass.
- VTA: Vị trí mở của bƣớm ga.
- VC: nguồn cấp từ ECU.
Nguyên lý hoạt động:
Động cơ hoạt động ở chế độ cầm chừng: khi bƣớm ga đ ng hoàn toàn ở chế độ cầm chừng thì con trƣợt tiếp điểm tín hiệu IDL nằm gần vị trí chân IDL điện trở là nhỏ nhất àm đ ng hai tiếp điểm làm tín hiệu điện IDL=0V. Tín hiệu đƣợc ECU nhận và đƣa ra ệnh phù hợp ở chế độ cầm chừng cho hệ thống phun nhiêu liệu và hệ thống đánh ửa.
Khi bƣớm ga mở: ở chế độ này chân tín hiệu về ECU là chân VTA. Tín hiệu VTA tỉ lệ thuận với độ mở của bƣớm ga, khi bƣớm ga mở càng lớn con trƣợt tín hiệu VTA di chuyển càng gần vị trí chân VTA là giảm điện trở nên tăng tín hiệu điện. Giá trị tăng của tính hiệu điện đƣợc ECU xác định và đƣa ra ệnh cho các bộ phận chấp hành.
B ớm ga tuyến tính không có tiếp ểm cầm chừng.
Để đơn giản trong khâu chế tạo, nhà sản suất bỏ đi cực IDL ở cảm biến vị trí bƣớm ga và sử dụng tín hiệu VT để xác định vị trí cầm chừng và các vị trí khác