II. ĐỐI TƯỢNG VÀ TRANG THIẾT BỊ PHỤC VỤ CHO THÍ NGHIỆM
2.3.1.7: Các thiết bị cảm biến
1. Cảm biến lưu lượng khí nạp.
a) Kết cấu và nguyên lý hoạt động.
1:nhiệt điện trở; 2:dây sấy platin.
Sơ đồ lắp đặt cảm biến thực tế Phạm vi sử dụng:
Đối với các loại động cơ thí nghiệm, tùy thuộc vào công suất của mỗi loại động cơ mà ta sử dụng đúng loại có thang đo thích hợp nhất. Phòng thí nghiệm động cơ và ôtô được trang bị loại DN-80 có thang đo từ 0(20) đến 720 kg/h.
Nguyên lý hoạt động.
Dòng điện chạy vào dây sấy làm nó nóng lên. Khi không khí chạy qua, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối lượng không khí nạp, bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỉ lệ thuận với lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó ta xác định được lượng không khí nạp. Trong trường hợp này, dòng điện có thể chuyển thành điện áp và gửi đến ECU động cơ.
2. Cảm biến đo áp suất. a. Cấu tạo:
Hình 2.23: Cấu tạo cảm biến áp suất
Cảm biến này bao gồm: • Chip silic.
• Buồng chân không có áp suất chuẩn. • Lọc khí.
• Đường ống nạp. • Giắc cắm.
• Cảm biến áp suất được bố trí trên ống góp nạp hoặc được nối đến ống góp nạp bởi một ống chân không.
b. Hoạt động:
Tấm silicon (hay còn gọi là màng ngăn) dày ở hai mép ngoài và mỏng hơn ở giữa. Một mặt của tấm silicon tiếp xúc với buồng chân không, mặt còn lại nối với đường ống nạp. Bằng cách so sánh áp suất trong buồng chân không và áp suất trong đường ống nạp, chip silic sẽ thay đổi điện trở của nó khi áp suất trong đường ống nạp thay đổi. Sự dao động của tín hiệu điện trở này được chuyển hóathành một tín hiệu điện áp gửi đến ECM động cơ ở cực PIM.
3.Cảm biến đo nhiệt độ khí nạp:
Kết cấu và nguyên lý hoạt động.
Cảm biến nhiệt độ khí nạp lắp bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp và theo dõi nhiệt độ khí nạp. Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng một nhiệt điện trở - điện trở của nó thay đổi theo nhiệt độ khí nạp, có đặc điểm là điện trở của nó giảm khi
nhiệt độ khí nạp tăng. Sự thay đổi của điện trở được thông tin gửi đến ECU dưới sự thay đổi của điện áp. Từ điện áp này ta xác định nhiệt độ.
Hình 2.24: Cảm biến đo nhiệt độ.
1:Điện trở; 2:Thân cảm biến; 3:Lớp cách điện; 4:Giắc cắm dây.
4.Cảm biến xác định vị trí trục khuỷu và số vòng quay: -Đặc điểm cấu tạo:
Trên trục khuỷu gắn một vành có dạng như chi tiết số 1. Cảm biến gồm cuộn dây số 2 quấn trên loic thép từ số 3, cuộn dây được gắn vào 2 chốt cắm số 4. Tất cả được đặt trong vỏ số 5. Trên vỏ có đoạn ren số 6 để bắt vào chi tiết định vị.
Hình 2.25: Kết cấu cảm biến đo vị trí và số vòng quay trục khuỷu. -Nguyên lý hoạt động:
Đĩa tạo tín hiệu NE được làm liền với puly trục khuỷu và có 36 răng, thiếu 2 răng (thiếu 2 răng vì ứng với từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyển động quay của
một răng ta sẽ xác định được 100 của góc quay trục khuỷu và xác định được góc đánh lửa sớm của động cơ). Chuyển động quay của đĩa tạo tín hiệu sẽ làm làm thay đổi khe hở không khí giữa các răng của đĩa và cuộn nhận tín hiệu NE, điều đó tạo ra
tín hiệu NE. ECU sẽ xác định khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản dựa vào tín hiệu này. Khi răng càng ra xa cực nam châm thì khe hở không khí càng lớn, nên từ trở cao, do đó từ trường yếu đi. Tại vị trí đối diện, khe hở nhỏ, nên từ trường mạnh, tức là có nhiều đường sức từ cắt, trong cuộn dây sẽ xuất hiện một dòng điện xoay chiều, đường sức qua nó càng nhiều, thì dòng điện phát sinh càng lớn. Tín hiệu sinh ra thay đổi theo vị trí của răng, và nó được ECU đọc xung điện thế sinh ra, nhờ đó mà ECU nhận biết vị trí trục khuỷu và tốc động cơ.
Các xung của cảm biến G (vị trí piston) và NE (tốc độ động cơ) 5. Cảm biến vị trí trục cam.
Loại này có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự cảm biến vị trí trục khuỷu, nó được đặt ở trục cam.
6. Cảm biến tiếng gõ: Kết cấu và nguyên lý hoạt động:
Cảm biến tiếng gõ phát hiện rung động trong phạm vi từ 6- 15khz. Bên trong cảm biến có một điện trở phát hiện hở mạch.
Hình 2.26: Kết cấu cảm biến tếng gõ.
1:Thân cảm biến; 2:Phần tử áp điện; 3: Điện trở phát hiện hở mạch Cảm biến tiếng gõ được gắn vào thân máy và truyền tín hiệu KNK tới ECU động cơ khi phát hiện tiếng gõ động cơ. ECU động cơ nhận tín hiệu KNK và làm trễ thời điểm đánh lửa để giảm tiếng gõ.
Cảm biến này có một phần tử áp điện tạo ra một điện áp AC khi tiếng gõ gây ra rung động trong thân máy và làm biến dạng phần tử này.