Hình 6 .7 Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ
Hình 6.13 Vị trí lắp đặt của cảm biến lưu lượng khí nạp
c, Các triệu chứng hư hỏng thường gặp
Khi cảm biến lưu lượng khí nạp bị hư hỏng, đèn CHECK ENGINE sáng hoặc nhấp nháy, động cơ chạy không êm, không đều hoặc không chạy được, công suất động cơ kém, xe chạy tốn nhiên liệu hơn, chết máy,…
6.3.6 Cảm biến áp suất ( MAP – Manifold Air Pressure)
Nhiêm vụ và chức năng cảm biến áp suất
Nhiệm vụ của cảm biến MAP là ghi nhận và truyền tín hiệu về áp suất chân khơng trong đường khí nạp dưới dạng điện áp hoặc tần số tới ECU. Bộ xử lý trung tâm sẽ tính tốn lượng nhiên liệu chính xác cần cung cấp cho buồng đốt.
Ví dụ, khi xe ở chế độ khơng tải hay nhả ga, áp suất chân không giảm, lượng nhiên liệu đưa vào buồng đốt cũng giảm. Còn khi tải nặng hoặc tăng tốc, áp suất chân không tăng lên dẫn đến lượng nhiên liệu cần nạp vào cũng tăng theo. a, Cấu tạo và nguyên lý
hoạt động của cảm biến MAP
Cấu tạo cảm biến MAP cũng khá đơn giản, chúng bao gồm: 1 màng silicon, nằm cạnh 1 buồng chân khơng nhỏ, 1 chíp IC, lưới lọc, đường ống dẫn khí và giắc cắm.
Hình 6.14: Cấu tạo Cảm biến áp suất Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất khí nạp
Dựa vào cấu tạo chúng ta sẽ đọc nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất đường ống nạp như sau: Khi động cơ hoạt động, độ chân không nằm ở sau bướm ga sẽ đưa đến mang silicon làm cho màng này biến dạng, đồng thời làm thay đổi điện trở của màng.
Sự thay đổi điện trở ở trên sẽ gửi về cho IC xuất ra một tín hiệu điện áp tương ứng trong thời điểm này, rồi gửi về ECU. Hộp điều khiển dựa trên tín hiệu điện áp này để sử dụng làm thơng tin nhận biết áp suất khí nạp là bao nhiêu và hiệu chỉnh lượng phun nhiên liệu
Hình 6.15: Cấu tạo và sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất
b, Vị trí lắp đạt
Vị trí của cảm biến MAP thường được đặt ở sau bướm ga – trên cổ hút, hoặc cũng có xe được lắp ở bên ngồi và được nối với một đường ống hơi chân không.
Các triệu chứng và nguyên nhân của lỗi cảm biến Manifold Absolute Pressure Đúng với nhiệm vụ của cảm biến, khi chúng bị lỗi sẽ gây ra các hiện tượng như sau:
Nổi đèn báo lỗi động cơ.
Xe chạy khơng tải yếu, khó tăng tốc.
Xe bị hao xăng, có khói đen và có thể bị nổ ở đường ống xả. Nguyên nhân gây ra lỗi MAP có thể được liệt kê:
Ống chân không nối với cảm biến áp suất khí nạp bị tắc hoặc bị tuột ra khỏi khớp nối.
Đứt dây tín hiệu, chạm mạch tín hiệu. Mất mát hoặc mất nguồn cấp 5V. Tiếp xúc kém ở các đầu giắc nối.
Tiếp xúc với đầu nối của cảm biến bướm ga hỏng. Hỏng cảm biến MAP hoặc hỏng hộp PCM
6.3.7 Cảm biến nhiệt độ khí nạp(IAT – Intake Air Temperature)
Chức năng và nhiệm vụ
Cảm biến nhiệt độ khí nạp dùng để xác định nhiệt độ khí nạp. Nếu nhiệt độ khí nạp lớn hơn 20oC thì ECU sẽ giảm lượng xăng phun và ngược lại để tỷ lệ hịa khí được đảm bảo theo nhiệt độ môi trường.
a, Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ khí nạp Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp
Là một điện trở nhiệt có trị số điện trở âm ( điện trở tăng lên khi nhiệt độ thấp và ngược lại).
Nguyên lí hoạt động của cảm biến nhiệt độ khí nạp
Nguyên lý hoạt động cảm biến nhiệt độ khí nạp
Hình 6.18: Sơ đồ mạch điện Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT
Cảm biến nhiệt độ khí nạp được dùng để đo nhiệt độ khí nạp vào động cơ và gửi về hộp ECU để ECU thực hiện hiệu chỉnh:
Hiệu chỉnh thời gian phun theo nhiệt độ khơng khí: Bởi ở nhiệt độ khơng khí thấp mật độ khơng khí sẽ đặc hơn, và ở nhiệt độ cao mật độ khơng khí sẽ thưa hơn (ít ơ xy hơn)
– Nếu nhiệt độ thấp thì ECU sẽ hiệu chỉnh tăng thời gian phun nhiên liệu. – Nếu nhiệt độ cao thì ECU sẽ hiệu chỉnh giảm thời gian phun nhiên liệu.
Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ khơng khí: Bởi nếu nhiệt độ khí nạp thấp thì thời gian màng lửa cháy lan ra trong buồng đốt sẽ chậm hơn khi nhiệt độ khí nạp cao
– Nếu nhiệt độ thấp thì ECU sẽ hiệu chỉnh tăng góc đánh lửa sớm. – Nếu nhiệt độ cao thì ECU sẽ hiệu chỉnh giảm góc đánh lửa sớm. b, Vị trí cảm biến nhiệt độ khí nạp
Cảm biến nhiệt độ khí nạp được đặt ở nhiêt (sau bầu lọc gió), hoặc nằm chung với cảm biến khối lượng khí nạp (MAF) hay cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP). Khi nhiệt độ khơng khí thấp điện trở cảm biến sẽ cao và ngược lại khi nhiệt độ khơng khí tăng điện trở của cảm biến sẽ giảm. sự thay đổi điện trở của cảm biến sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến.
Hình 6.19: Vị trí cảm biến nhiệt độ khí nạp
c, Dấu hiệu hư hỏng Dấu hiệu hư hỏng : Khi bộ cảm biến này bị hỏng mức tiêu thụ nhiên liệu sẽ gia tăng, động cơ thải khói đen vv…
6.3.8 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (Engine Coolant Temperature sensor)
Chức năng và nhiệm vụ
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiệm vụ đo nhiệt độ của nước làm mát động cơ và truyền tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm để tính tốn thời gian phun nhiên liệu, góc đánh lửa sớm, tốc độ chạy khơng tải, …Ở một số dịng xe, tín hiệu này cịn được dùng để điều khiển hệ thống kiểm sốt khí xả, chạy quạt làm mát động cơ.Nếu thiếu đi cảm biến này, xe sẽ khó khởi động.
a, Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cấu tạo Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có cấu tạo dạng trụ rỗng có ren ngồi, bên trong có lắp một điện trở bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm.
Hình 6.20: Cấu tạo nhiệt độ nước làm mát Nguyên lý hoạt động mát Nguyên lý hoạt động
Điện trở nhiệt là một phần tử cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ. Nó được làm bằng vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở âm. Khi nhiệt độ tăng điện trở giảm và ngược lại, khi nhiệt độ giảm thì điện trở tăng. Các loại cảm biến nhiệt độ hoạt động cùng nguyên lý nhưng mức hoạt động và sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ có khác nhau. Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp được gửi đến ECU động cơ trên nền tảng cầu phân áp.
Hình 6.21: Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị khơng đổi theo nhiệt độ) đến cảm biến rồi trở về ECU về mass. Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trở trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp. Điện áp điểm giữa cầu được đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự – số (bộ chuyển đổi ADC – Analog to Digital converter). Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ biến đổi ADC lớn. Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU động cơ biết động cơ đang lạnh. Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm, báo cho ECU động cơ biết là động cơ đang nóng.
b, Vị trí lắp đặt
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được gắn ở thân động cơ và tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát.
Hình 6.23: Vị trí lắp đặt cảm biến nhiệt độ nước làm mát c, Dấu hiệu hư hỏng mát c, Dấu hiệu hư hỏng
Hịa khí nghèo, động cơ khó khởi động, rung giật ở chế độ cầm chừng. Hịa khí giàu, khí thải động cơ tăng, tiêu tốn nhiên liệu. Trên một số xe hiện đại, cảm biến ECT hư hỏng có thể khiến mất lửa động cơ. Trên một số xe khác thì cảm biến ECT hư hỏng sẽ ảnh hưởng tới hộp số, quạt làm mát và đồng hồ đo nhiệt độ.
6.3.9 Cảm biến ơ xy khí xả, cảm biến tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu
Chức năng và nhiệm vụ
Cảm biến ơ xy khí xả có tính năng đo lượng ơ xy dư trong khí thải động cơ và truyền tín hiệu về ECU nhằm để điều chỉnh tỉ lệ nhiên liệu và khơng khí cho phù hợp.
a, Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Cảm biến oxy được bố trí trên đường ống thải, dùng để nhận biết nồng độ oxy có trong khí thải, từ đó xác định tỉ lệ nhiên liệu và khơng khí trong buồng đốt của động cơ là đậm hay nhạt so với tỉ lệ hịa khí lí thuyết, từ đó gửi tín hiệu về ECU để ECU xử lý và cho tín hiệu điều chỉnh lại tỉ lệ khơng khí/nhiên liệu cho phù hợp. Động cơ 1NZ- FE dùng hai cảm biến Oxy 3 chân loại Ziconium đặt trên đường ống xả phía gần với buồng đốt động cơ để làm cơng việc này
Hình 6.24: Cấu tạo cảm biến oxy
Cảm biến oxy loại này được chế tạo chủ yếu từ chất Zicinium dioxde (ZrO2), có tính chất hấp thụ những ion âm tính. Thực chất, cảm biến oxy loại này là một pin điện có sức điện động phu thuộc vào nồng độ oxy trong khí thải với ZrO2 là chất điện phân. Mặt trong ZrO2 tiếp xúc với khơng khí, mặt ngồi tiếp xúc với oxy trong khí thải. Bên trong và bên ngoài của phần tử này được bọc bằng một lớp platin mỏng. Khơng khí chung quanh được dẫn vào bên trong cịn phía ngồi của cảm biến lộ ra phía khí thải. Ở nhiệt độ cao (400°C [752°F] hay cao hơn), phần tử zirconi tạo ra một điện áp do sự chênh lệch lớn giữa các nồng độ của oxy ở phía trong và phía ngồi của phần tử zirconi này. Vì ở nhiệt độ này cảm biến mới hoạt động được nên người ta dùng một điện trở dây sấy đặt vào mặt trong lớp zirconi để giúp nó hoạt động nhanh hơn, giảm được thời gian chờ. Dây sấy này được cấp nguồn B+ và được điều khiển bởi ECU thông qua cực HT. Ngoài ra, platin tác động như một cất xúc tác để gây ra phản ứng hóa học giữa oxy và cacbon monoxit (CO) trong khí xả. Vì vậy, điều này sẽ làm giảm lượng oxy và tăng tính nhạy cảm của cảm biến.
Khi hỗn hợp khơng khí – nhiên liệu nghèo, chỉ có một chênh lệch nhỏ về nồng độ của oxy giữa bên trong và bên ngoài của phần tử zirconi. Do đó, phần tử zirconi sẽ chỉ tạo ra một điện áp thấp (0,1÷0,4V). Ngược lại, khi hỗn hợp khơng khí – nhiên liệu giàu, hầu như khơng có oxy trong khí xả. Vì vậy, có sự khác biệt lớn về nồng độ oxy giữa bên trong và bên ngoài của cảm biến này để phần từ zirconi tạo ra một điện áp tương đối lớn (0,6÷1 V). Tín hiệu điện áp này khi đi vào ECU sẽ đi qua mạch so sánh, nếu lớn hơn 0,45 V thì được xem là ở mức cao (hịa khí giàu), nếu nhỏ hơn 0,45 V thì được xem là thấp (hịa khí nghèo). Căn cứ vào tín hiệu (gọi là tín hiệu OX) này, ECU động cơ sẽ tăng hoặc giảm lượng phun nhiên liệu để duy trì tỷ lệ khơng khí – nhiên liệu trung bình ở tỷ lệ khơng khí – nhiên liệu lý thuyết.
b, Vị trí của cảm biến Oxy
Cảm biến oxy có vị trí nằm ngay trên ống xả, gần chỗ nối chung cửa xả của các máy, những xe đời cũ chưa có bầu catalytic sử dụng 1 con cảm biến oxy, những xe đời mới có bầu catalytic thường có 2 con trên 1 nhánh, 1 con trước bầu trung hịa khí thải 1 con phía sau.
Hình 6.26: Vị trí lắp đặt của cảm biến oxy
c, Các hư hỏng thường gặp của cảm biến Oxy Thường hay bị đứt dây điện trở sấy.
6.3.10 Cảm biến tốc độ bánh xe
Chức năng và nhiệm vụ cảm biến tốc độ bánh xe
Cảm biến tốc độ xe hay cảm biến tốc độ bánh xe (WSS - Wheel Speed Sensor) là thiết bị điện tử dùng để đo tốc độ quay của bánh xe. Cảm biến này có thể được bố trí tại đồng hồ cơng-tơ-mét, đầu ra của hộp số hoặc tích hợp với cảm biến tốc độ đầu ra hộp số.
Hình 6.27: Hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe WSS
a, Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe Cấu tạo cảm biến tốc độ bánh xe
Hình 6.28: cấu tạo cảm biến tốc độ bánh xe
Nguyên lý hoạt động cảm biến tốc độ bánh xe
Với thiết kế có một nam châm gắn gần một bánh răng kim loại đồng thời sẽ chyển động cùng với bánh xe khiến khi xe của bạn chuyển động hay bánh xe quay hoặc bánh răng sẽ chuyển động theo.
Và khi lúc các răng đi qua nam châm sẽ tạo nên một dòng điện xoay chiều. Lúc đó tín hiệu điện được đọc thơng qua số lượng các xung theo thời gian và qua đó chuyển thành vận độ.
b, Vị trí cảm biến tốc độ bánh xe
Hình 6.29 : Vị trí đặt cảm biến tốc độ bánh xe
c, Dấu hiệu nhận biết cảm biến tốc độ bánh xe bị hư hỏng Đèn báo ABS bật sáng
Hệ thống ABS hoạt động khơng chính xác
Đèn báo hệ thống kiểm sốt lực kéo (TCS) bật sáng
6.3.11 Cảm biến bàn đạp ga
Chức năng và nhiệm vụ Cảm biến bàn đạp ga
Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga và phanh có cấu tạo khá giống với cảm biến bướm ga, thường bố trí ở cụm bàn đạp chân ga
a, Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Cảm biến bàn đạp ga
Hình 6.30: Cảm biến bàn đạp ga
Cảm biến bàn đạp ga thường khá giống với cảm biến bướm ga, gồm các bộ phận: con trượt, một mạch trở than và một lưỡi quét trên mạch trở than. Tuy nhiên, do yêu cầu về sự an tồn cũng như độ tin cậy về thơng tin, hầu hết các dịng xe ơ tơ đều sử dụng 2 tín hiệu cảm biến bàn đạp ga để thông báo cho bộ phận ECU.
Nguyên lý hoạt động Cảm biến bàn đạp ga
Hình 6.31: Nguyên lý hoạt động Cảm biến bàn đạp ga
Nguyên lý hoạt động của cảm biến bàn đạp ga tuyến tính đa số làm việc dựa trên nguyên lý chiết áp. Đầu tiên, cảm biến được cung cấp nguồn 5V, tín hiệu đến mơ- đun điều khiển chiết áp 1 ln nhiều gấp đơi so với chiết áp 2. Sau đó, trục của bàn đạp ga thay đổi vị trí trên mạch trở than bằng cách xoay lưỡi quét, làm thay đổi điện áp đầu ra (chân signal), cuối cùng là báo về ECU để tăng độ tin cậy cho cảm biến.
b, Vị trí bàn đạp ga
Nằm ở cụm bàn đạp chân ga, (Chân bên phải tài xế)
Hình 6.32: Bàn đạp chân ga
c, Các hư hỏng thường gặp của cảm biến bàn đạp ga – Mất nguồn cấp cho cảm biến.
– Đứt dây, chập dây, chạm mát. – Lỏng giắc. – Hư cảm biến – Hư hộp ECU 6.3.12 Cảm biến túi khí Chức năng và nhiệm vụ
Cảm biến túi khí có chức năng ghi nhận lực va chạm một cách chính xác khi có sự cố xảy ra và gửi tín hiệu về bộ điều khiển ECU. Hệ thống điều khiển chính sẽ đánh giá mức độ ảnh hưởng, nếu vượt ngưỡng tiêu chuẩn sẽ lập tức kích hoạt túi khí để bảo vệ an tồn cho người ngồi trên xe
a, Cấu tạo và nguyên lý làm việc Cảm biến túi khí Cấu tạo Cảm biến túi khí
Hình 6.33: Cấu tạo hệ thống túi khí trên xe ơ tơ
Hệ thống túi khí gồm 3 phần chính: hệ thống cảm biến, bộ phận kích nổ và túi khí.
Hệ thống cảm biến gồm cảm biến gia tốc, cảm biến va chạm, cảm biến áp suất sườn, cảm biến áp suất phanh, cảm biến trên ghế, con quay hồi chuyển. Tất cả các cảm biến này kết nối với bộ điều khiển túi khí. Khi xảy ra va chạm, hệ thống sẽ kích hoạt