Chức năng của hệ thống cảm biến trên ôtô?

Giống giác quan trong cơ thể người, cảm biến trên xe thu thập các tín hiệu cần thiết giúp máy tính trung tâm điều khiển động cơ làm việc hiệu quả nhất.

Cảm biến vị trí bướm ga

Về bản chất, đây là một biến trở thay đổi theo vị trí của bướm ga. Máy tính sử dụng thông tin này để điều chỉnh lượng phun cân đối với độ mở bướm ga. Trên các dòng xe sử dụng hộp số tuần tự, vị trí bướm ga cũng là thông số cần thiết để kiểm soát quá trình chuyển số.

Mô-đun kiểm soát cung cấp cho biến trở một điện áp chuẩn, sự thay đổi điện trở trong sẽ làm thay đổi điện áp ra, tỷ lệ với độ mở bướm ga. Chế độ không tải ứng với điện áp ra thấp nhất, chế độ toàn tải sẽ là 4,5 V. Nếu tốc độ không tải cao hơn bình thường, có thể cảm biến vị trí bướm ga đã gặp vấn đề.

Cảm biến áp suất

Khi xe ở chế độ không tải hoặc nhả ga, áp suất chân không giảm. Ngược lại, khi tăng tốc hoặc tải nặng, áp suất chân không tăng lên. Cảm biến cung cấp tín hiệu áp suất chân không dưới dạng điện áp hoặc tầng số, đó sẽ là cơ sở tính toán lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ.

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Thông số về nhiệt độ nước làm mát được máy tính sử dụng tính toán thời gian đánh lửa và lượng phun. Ở một vài xe, tín hiệu này còn được dùng để điều khiển hệ thống kiểm soát khí xả, ăn khớp quạt làm mát động cơ.

Cấu tạo từ một điện trở nhiệt, cảm biến được lắp ở sườn động cơ, tiếp xúc trực tiếp mới nước làm mát. Mô-đun điều khiển đặt điện áp chuẩn 5V, nhiệt độ làm điện trở thay đổi, tín hiệu điện áp đầu ra trên cảm biến cũng thay đổi theo. Máy tính xác định nhiệt bằng cách đọc điện áp trên cảm biến trong dải từ 4 V khi động cơ lạnh, tới thấp hơn 5 V khi lên đến nhiệt độ hoạt động.

Cảm biến lưu lượng không khí

Cảm biến lưu lượng không khí

Với động cơ dùng chế hòa khí, lượng nhiên liệu phun dựa chủ yếu vào áp suất chân không trong họng hút động cơ. Đối với động cơ sử dụng hệ thống phun xăng điện tử, lượng nhiên liệu phun lại được quyết định bởi lượng không khí đi vào các xi-lanh dựa trên thông tin mà cảm biến lưu lượng không khí thu được. Hiện nay, phổ hiến nhất là loại sử dụng dây sấy. Dòng điện nung nóng dây sấy đến nhiệt độ nhất định, không khí thổi qua làm lò nguội đi. Cường độ dòng điện được điều chỉnh tỷ lệ với lượng không khí thổi qua sao cho duy trì nhiệt độ dây sấy ổn định.

Cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục khuỷu có hai chức năng, xác định tốc độ động cơ và vị trí pit-tông để máy tính kiểm soát thời điểm đánh lửa và lượng nhiên liệu phun vào. Có cấu tạo giống như một máy phát điện mini, trục khuỷu quay làm từ trường đi qua cuộn dây cảm ứng thay đổi, phát sinh một suất điện động. Máy tính đếm số xung điện trong một giây để tính toán ra tốc độ quay. Bằng cách quy định thời điểm xuất hiện xung và vị trí của pit-tông máy 1, máy tính cũng biết được vị trí của các pit-tông còn lại, đưa ra lệnh điều khiển bu-gi đánh lửa.

Cảm biến kích nổ

Kích nổ là hiện tượng hỗn hợp hòa khí cháy trước khi bu-gi đánh lửa. Nó thường kèm theo tiếng gõ bên trong động cơ và công suất động cơ suy giảm mạnh. Cảm biến đánh lửa là một thiết vị điện tử áp lực. Nó phát sinh tín hiệu hiện áp khi có rung động. Động cơ có thể có một hoặc 2 cảm biến kích nổ gắn trên thân hoặc phía đỉnh xi-lanh. Mô-đun điều khiển thay đổi thời điểm đánh lửa cho đến khi cảm biến không không còn nhận được tín hiệu kích nổ.

Cảm biến oxy

Sơ đồ cảm biến oxy

Đặt trên đường ống xả, cảm biến có chức năng đo lượng oxy dư trong khí thải động cơ. Kết quả thu được làm cơ sở điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu và không khí. Khi được nung nóng, cảm biến trở thành pin, sản sinh tín hiệu điện áp tỷ lệ lượng oxy còn lại. Hàm lượng oxy cao thì điện áp thấp. Ngưỡng điện áp trong khoảng 200-800 mV, thời gian phản hồi khoảng 100 mili giây.

Cảm biến làm việc không tốt ảnh hưởng tới đặc tính làm việc của động cơ. Khi tín hiệu điện áp thấp, nhiên liệu vào động cơ tăng làm gia tăng mức tiêu thụ nhiên liệu, trầm trọng hơn, bộ chuyển đổi xúc tác có thể gặp nguy hiểm khi oxy thừa nhiều. Tốc độ phản hồi của cảm biến chậm ảnh hưởng tới đặc tính khí xả và tính kinh tế nhiên liệu.

Cảm biến có thể bị nhiễm bẩn, điện áp tăng cao. Động cơ làm việc trong tình trạng thiếu nhiên liệu.

Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Không khí nở ra khi nung nóng. Bởi vậy để đo được chính xác lượng khí vào động cơ cần xác định chính xác trọng lượng riêng của nó. Thông số này đo đạc gián tiếp qua nhiệt độ không khí. Giống như các loại cảm biến nhiệt khác, cảm biến nhiệt độ khí nạp cũng có cấu tạo là một biến trở nhiệt. Điện trở cao ứng với nhiệt độ thấp và ngược lại.

Cảm biến nhiệt độ EGR

EGR là hệ thống tái tuần hoàn khí xả, nhằm khống chế lượng khí NOx phát thải ra môi trường. Tín hiệu mà cảm biến nhiệt EGR thu được dùng để chẩn đoán và cung cấp thông tin xử lý sự cố cho mô-đun điều khiển. Cảm biến đặt trên đường ống xả, gần van EGR. Khi van được điều khiển, khí xả thổi qua cảm biến làm điện trở và điện áp ra giảm.