1. Cảm biến CKP (Crankshaft Position Sensor).
Là một trong hai loại cảm biến quan trọng nhất trên động cơ, cảm biến vị trí trục khuỷu CKP – Crankshaft Position Sensor thường được lắp đặt ngay sát puly trục khuỷu hoặc bên dưới bánh đà. Thông thường, cảm biến CKP sẽ có 4 loại khác nhau gồm: cảm biến Hall , cảm biến cảm ứng, cảm biến điện trở và cảm biến quang học.
Cảm biến trục khuỷu CKP có tác dụng theo dõi tốc độ vòng quay của động cơ (RPM) và vị trí của piston để gửi những thông tin này tới ECU điều khiển. Kết hợp với những tín hiệu từ trục cam, bộ điều khiển sẽ đoán biết được vị trí của piston và xupap để căn chỉnh thời điểm thích hợp nhất để phun nhiên liệu và đánh lửa cho các xylanh.
Khi cảm biến vị trí trục khuỷu xảy ra vấn đề, điều này sẽ làm ảnh hưởng tới hoạt động của động cơ như khó khởi động, động cơ yếu, tăng tốc không ổn định, xuất hiện tình trạng rung lắc do đánh lửa sai thời điểm và tiêu tốn nhiều nhiên liệu. Trong trường hợp cảm biến CKP bị hỏng thì không thể khởi động được động cơ.
2. Cảm biến CPS (Camshaft Positive Sensor).
Là một trong các loại cảm biến trên ô tô quan trọng nhất ở động cơ sau cảm biến CKP đó chính là cảm biến vị trí trục cam CPS – Camshaft Positive Sensor .
Loại cảm biến này thường được bố trí tại đỉnh của xylanh hoặc nắp hộp chứa trục cam. Cảm biến CPS có hai loại chính đó là cảm biến quang học và cảm biến hiệu ứng điện từ.
Cảm biến vị trí trục cam có nhiệm vụ xác định chính xác của cốt cam hay xupap, đề từ đó gửi tín hiệu tới ECU điều khiển trung tâm. Sau đó, ECU sẽ phân tích dữ liệu để xác định điểm chết trên của máy số 1 hoặc các máy còn lại, đồng thời ECU cũng sẽ tính toán thời điểm hợp lý nhất để đánh lửa và phun nhiên liệu cho các xylanh.
Cảm biến vị trí trục cam và trục khuỷu thường sẽ hoạt động song song cùng với nhau để ECU có thể tính toàn được chính xác thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa tối ưu nhất cho động cơ.
Khi cảm biến vị trí trục cam CPS bị lỗi, động cơ có thể sẽ xuất hiện một trong số các hiện tượng nhau: khó khởi động hoặc không thể khởi động, động cơ giảm công suất, tốc độ di chuyển không đồng đều dù giữ nguyên bàn đạp ga, hao nhiên liệu…
3. Cảm biến KNK (Knock Sensor).
Cảm biến kích nổ KNK – Knock Sensor là một trong các loại cảm biến trên ô tô có khả năng “lắng nghe” những âm thanh và rung động bất thường xảy ra trên động cơ. Vậy nên, chúng còn có tên gọi khác là cảm biến tiếng gõ.Tiếng gõ này do bệnh kích nổ trong động cơ xăng sinh ra. Đây là hiện tượng tự sinh ra các trung tâm tự cháy trước khi bugi bật tia lửa điện. bệnh kích nổ làm giảm công suất động cơ và gây ra tiếng gõ, gây mài mòn xi lanh.
Chúng có thiết kế hình dạng tương tự một chiếc bulong, nó thường được gắn ngay tại vị trí cổ hút, nắp xylanh trên thân động cơ. Thông thường trên những dòng xe phổ thông, mỗi một động cơ sẽ chỉ có 1 cảm biến kích nổ. Tuy nhiên, đối với các loại động cơ trên các dòng siêu xe như động cơ V6, V8 sẽ có thể có tới 2 cảm biến kích nổ ở mỗi nhánh máy.
KNK có khả năng phát hiện ra những bất thường ở động cơ, đồng thời khắc phục tình trạng kích nổ sớm có thể gây hại tới động cơ. Bằng cách ghi nhận những âm thanh và rung động từ động cơ, sau đó biến nó thành tín hiệu điện từ và truyền tải tới ECU điều khiển phân tích nhằm ngăn ngừa tình trạng kích nổ.
Khi KNK gặp lỗi thì đèn check engine sẽ sáng, động cơ có tình trạng kích nổ gây hư hại tới các chi tiết bên trong động cơ. Nếu như tình trạng này không sớm được khắc phục sẽ làm cho xe bị giảm hiệu suất vận hành, xylanh và piston có thể bị cong vênh, gãy theo thời gian.
4. Cảm biến TPS (Throttle Position Sensor).
Cảm biến vị trí bướm ga TPS – Throttle Position Sensor thường được lắp đặt tại trục đầu ra của bướm ga. Đa số các dòng xe đời mới hiện nay đều trang bị loại cảm biến bướm ga không tiếp xúc, trong đó gồm có 3 loại chính đó là: cảm biến cảm ứng, cảm biến điện trở từ và cảm biến Hall .
Cảm biến bướm ga TPS có tác dụng đo góc mở và vị trí của bướm ga để truyền tải tín hiệu tới ECU động cơ. Từ đó, ECU sẽ đánh giá các thông tin để tính toán mức độ tải của động cơ và điều chỉnh thời điểm cũng như lượng nhiên liệu cần phun vào buồng đốt sao cho tối ưu nhất.
Hệ thống kiểm soát lực kéo cũng sử dụng cảm biến vị trí bướm ga để tự điều chỉnh góc mở bướm ga, bù ga cầm chừng hoặc kiểm soát hành trình chuyển số (đối với xe số tự động) để giúp động cơ vận hành ổn định.
Cũng như các loại cảm biến trên ô tô khác, khi cảm biến vị trí bướm ga gặp lỗi, tốc độ động cơ có thể sẽ không ổn định, khả năng tăng tốc bị giảm sút, tiêu hao nhiều nhiên liệu và nồng độ CO, HC trong khí thải cũng tăng cao.
5. Các cảm biến khí nạp
Các loại cảm biến khi nạp trên động cơ thường đảm nhận nhiệm vụ ghi/nhận và gửi tín hiệu liên quan tới lượng khí nạp đi vào động cơ như: lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, độ ẩm…
Hiện nay, có 3 loại cảm biến khi nạp phổ biến nhất trên động cơ, được phân loại theo chứng năng gồm:
A. Cảm biến MAF(Mass Air Flow).
Cảm biến lưu lượng khí nạp MAF – Mass Air Flow là một loại cảm biến không thể thiếu trên hệ thống điều khiển động cơ xe ô tô. Cảm biến MAF được lắp đặt ngay tại trên đường ống dẫn không khí từ lọc gió tới bộ phận điều khiển bướm ga.
Có 2 loại cảm biến lưu lượng khí nạp MAF chính trên xe ô tô, bao gồm:
- Cảm biến đo lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy.
- Cảm biến đo lưu lượng khí nạp kiểu cánh, kiểu gió xoáy quang học Karrman.
Trong đó, nhờ kiểu thiết kế nhỏ gọn, nhẹ, độ bền và độ chính xác cao nên kiểu dây sấy được sử dụng phổ biến hơn.
Cảm biển lưu lượng khí nạp đảm nhận chức năng đo lưu lượng không khí di chuyển vào buồng đốt, sau đó truyền tải thông tin này tới ECU điều khiển. ECU điều khiển sẽ tính toán sao cho lượng nhiên liệu phun vào và góc đánh lửa được tối ưu nhất, để nâng cao hiệu suất vận hành và tiết kiệm tối đa nhiên liệu sử dụng.
Khi cảm biến MAF lỗi, động cơ xe sẽ chạy không êm, công suất sụt giảm và hao tốn nhiều nhiên liệu, thậm chí có thể chết máy đột ngột (Đèn Check Engine sáng là đặc trưng khi các loại cảm biến trên ô tô ở phần động cơ báo lỗi).
Cảm biến MAP (Manifold Air Pressure).
Cảm biến áp suất khí nạp MAP – Manifold Air Pressure đảm nhận chức năng ghi nhận và truyền tải tín hiệu của áp suất chân không trong đường khí nạp dưới dạng tần số hoặc điện áp tới ECU động cơ. ECU trung tâm sẽ tính toán sao cho lượng nhiên liệu cần phun cho buồng đốt sao cho tối ưu nhất.
Chẳng hạn như, khi xe hoạt động ở chế độ không tải hoặc trong trường hợp nhả chân ga, áp suất chân không sẽ giảm, từ đó lượng nhiên liệu di chuyển vào buồng đốt cũng sẽ giảm. Còn khi động cơ phải tải nặng hoặc xe tăng tốc, áp suất chân không sẽ tăng lên dẫn tới lưu lượng nhiên liệu nạp vào buồng đốt cũng tăng theo.
Khi cảm biến MAP gặp lỗi, động cơ có thể sẽ bị sụt giảm công suất, máy nổ không êm, tiêu tốn nhiều nhiên liệu và nồng độ CO và HC trong khí tải gia tăng. Lúc này, đèn Check Engine sẽ báo sáng để thông báo tới người dùng.
B, Cảm biến IAT (Intake Air Temperature).
Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT – Intake Air Temperature là một trong số ít các loại cảm biến trên ô tô trên động cơ xe ô tô đo nhiệt độ. Chúng thường được bố trí hoạt động song song với cảm biến MAF và MAP.
Chức năng chính của cảm biến IAT là đo nhiệt độ khí nạp, thường được cấu tạo bởi một nhiệt điện trở, sau đó truyền tải tín hiệu này tới hệ thống điều khiển trung tâm. ECU sẽ tính toán lưu lượng, độ giãn nở và thể tích khí nạp, sau đó sẽ điều chỉnh lượng nhiên liệu sao cho phù hợp để đảm bảo tỷ lệ hòa khí lý tưởng nhất trong buồng đốt.
Vậy nên, có thể thấy được cảm biến IAT đóng góp một phần rất quan trọng trong việc tối ưu nhiên liệu sử dụng và hiệu suất vận hành của động cơ.
Khi cảm biến nhiệt độ IAT gặp lỗi, động cơ sẽ tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn, nồng độ CO và HC trong khí thải cũng vượt quá mức tiêu chuẩn làm ảnh hưởng tới môi trường.
6. Cảm biến ECT (Engine Coolant Temperature).
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECT – Engine Coolant Temperature thường được lắp đặt ngay trên thân động cơ và tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát, nó được cấu tạo là một nhiệt điện trở.
Loại cảm biến này có chức năng chính là đo nhiệt độ nước làm mát của động cơ, sau đó truyền tải tín hiệu đến ECU điều khiển. Hệ thống điều khiển sẽ đưa ra những điều chỉnh như về góc đánh lửa, thời điểm phun nhiên liệu, điều khiển quạt làm mát và tốc độ không tải, kiểm soát chuyển số. Nhờ vậy mà hiệu suất vận hành của động cơ xe được nâng cao, xe chạy ổn định và hiệu suất động cơ được đảm bảo.
Đồng thời, tín hiệu từ cảm biến ECT còn được sử dụng để kiểm soát lưu lượng khí xả và điều khiển hệ thống phun nhiệu liệu. Trên một số dòng xe, khi nhiệt độ nước làm mát quá cao, ECU sẽ tự động ngắt lốc của điều hòa không khí.
Nếu như cảm biến ECT gặp lỗi, động cơ xe sẽ khó khởi động, mức tiêu hao nhiên liệu và khí thải cũng sẽ gia tăng.
7. Cảm biến oxy (Oxygen Sensor).
Cũng giống như các loại cảm biến trên ô tô, cảm biến oxy – Oxygen Sensor là thiết bị điện tử được lắp đặt trên các ống thải, nó tiếp xúc trực tiếp với dòng khí thải thải ra từ động cơ của xe. Ngày nay, các tiêu chuẩn khí thải trên phương tiện xe cơ giới ngày càng trở nên khắt khe, các cảm biến oxy cũng được các nhà sản xuất xe chú trọng hơn.
Cảm biến oxy sẽ đo lường lượng oxy thừa trong khí thải, sau đó truyền tải tín hiệu tới ECU trung tâm. Hệ thống điều khiển trung tâm sẽ đánh giá tín hiệu nồng độ oxy để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào sao cho tỷ lệ nhiên liệu và không khí trở nên tối ưu hơn.
Bên cạnh đó, ECU có thể kéo dài thời gian cung cấp nhiên liệu nhằm giảm thiểu nồng độ một số loại hóa chất có trong khí thải như NOx, COx, SOx… để bảo vệ môi trường.
Nếu cảm biến oxy gặp lỗi hoặc không lắp đặt loại cảm biến này trên xe, thì khả năng vận hành của động cơ sẽ bị ảnh hưởng như: tốc độ cầm chừng thiếu ổn định, tăng tốc kém, hao xăng hoặc khí thải từ động cơ vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép.
Trên đây là sơ đồ khối biểu diễn cấu tạo và hoạt động của hệ thống phun xăng và hệ thống đánh lửa của động cơ. Cấu tạo gồm các cảm biến, ECU của động cơ và cơ cấu chấp hành là kim phun xăng và bộ đánh lửa.
Để biết thêm thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ Trường Dạy Nghề Thanh Xuân qua website https://truongdaotaonghethanhxuan.edu.vn/ hoặc đến địa chỉ 59 Nguyễn Tuân, Thanh Xuân, Hà Nội. Hotline: (024) 35 58 95 95 hoặc 0936 98 90 90.