Đang tải...

Cơ bản Cảm biến trên ô tô

Thảo luận trong 'Điện - Điện tử' bắt đầu bởi PhamCongDat, 3/5/16.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    110
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,091 lít xăng
    2.2. Các loại cảm biến và tín hiệu:

    2.2.1. Cảm biến đo gió:

    2.2.1.1. Cảm biến đo gió kiểu cánh trượt (đời 80 đến 95):

    Cảm biến đo gió kiểu cánh trượt được xử dụng trên hệ thống L-jetronic để nhận biết thể tích gió nạp đi vào Xilanh động cơ. Nó là một trong những cảm biến quang trọng nhất. Tín hiệu thể tích gió được xử dụng để tính toán lượng xăng phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản. Hoạt động của nó dựa vào nguyên lý dùng điện áp kế có điện trở thay đổi kiểu trượt.

    Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

    [​IMG]

    Bộ đo gió kiểu trượt

    1- Cánh đo gió; 2- Cánh giảm chấn; 3- Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 4- Điện áp kế kiểu trượt; 5- Vít chinh CO; 2- Mạch rẽ; 7- buồng giảm chấn.

    Bộ đo gió kiểu trượt bao gồm cánh đo gió được giữ bằng một lo xo hoàn lực, cánh giảm chấn, buồn giảm chấn, cảm biến không khí nạp, vít chỉnh cầm chừng, mạch rẽ phụ. Đ`iện áp kế kiểu trượt được gắn đồng trục với cánh đo gió và một công tắc bơm xăng.

    Lượng gió vào động cơ nhiều hay ít tùy thuộc vào vị trí cánh bướm ga và tốc độ động cơ. Khi gió nạp đi qua bộ đo gió từ lọc gió nó sẽ mở dần cánh đo. Khi lực tác động lên cánh đo cân bằng với lực lò xo, cánh đo sẽ đứng yên. Cánh đo và điện áp kế được thiết kế đồng trục nhằm mục đích chuyển góc mở cánh đo gió thành tín hiệu điện áp nhờ điện áp kế.

    Vít chỉnh hỗn hợp cầm chừng (vít chỉnh CO)

    Bộ đo gió có hai mạch gió: Mạch gió chính đi qua cánh đo gió và mạch gió rẽ đi qua vít chỉnh CO. Lượng gió qua mạch rẽ tăng làm giảm lượng gió qua cánh đo gió vì thế góc mở của cánh đo gió sẽ nhỏ lại và ngược lại.

    [​IMG]

    Vít chỉnh hỗn hợp cầm chừng

    Vì lượng xăng phun cơ bản phụ thuộc vào góc mở cánh đo gió nên tỷ lệ xăng gió có thể thay đổi bằng cách điều chỉnh lượng gió qua mạch rẽ. Nhờ chính tỷ lệ hỗn hợp ở mức cầm chừng thông qua vít CO nên thành phần %CO trong khí thải sẽ được điều chỉnh. Tuy nhiên, điều này chỉ thực hiện được ở tốc độ cầm chừng vì khi cánh đo gió đã mở lớn, lượng gió qua mạch rẽ ảnh hưởng rất ít đến lượng gió qua mạch chính. Trên thực tế, người ta có thể điều chỉnh hỗn hợp bằng cách thay đổi sức căng của lò xo.

    Buồng giảm chấn và cánh giảm chấn:

    [​IMG]

    Cánh giảm chấn và buồng giảm chấn


    Buồng giảm chấn và cánh giảm chấn có công dụng ổn định chuyển động của cánh đo gió. Do áp lực gió thay đổi, cánh đo gió sẽ bị rung gây ảnh hưởng đến độ chính xác. Để ngăn ngừa dao động cánh đo gió, người ta thiết kế một cánh giảm chấn liền với cánh đo để dập tắt độ rung.

    Công tắc bơm nhiên liệu (chỉ trên xe Toyota):

    Công tắc bơm nhiên liệu được bố trí chung với điện áp kế. Khi động cơ hoạt động, gió được hút vào nâng cánh đo gió lên làm công tắc đóng. Khi động cơ ngừng do không có lực gió tác động lên cánh đo làm cánh đo quay về vị trí ban đầu khiến công tắc hở, bơm xăng không hoạt động dù công tắc máy đang ở vị trí ON. Các loại xe khác không mắc công tắc điều khiển trên bộ đo gió kiểu trượt.

    [​IMG]

    Công tắc bơm xăng trong bộ đo gió kiểu trượt

    Mạch điện:

    Có hai loại cảm biến đo gió cánh trượt chỉ khác nhau về bản chất mạch điện:

    A- Loại điện áp tăng: Điện áp đầu VS tăng khi lượng khí nạp tăng . Loại này chủ yếu dùng cho động cơ L-jectrotonic đời cũ.

    [​IMG]

    Mạch điện và đường đặc tuyến cảm biến đo gió loại điện áp tăng

    Nguyên lý hoạt động như sau: Đầu VB được cung cấp điện áp 12V từ ắcqui. Đầu VC có điện áp không đổi nhưng nhỏ hơn. Điện áp ở đầu VS tăng theo góc mở của cánh đo gió.

    ECU so sánh điện áp ác quy (VB) với độ chênh lệch điện áp giữa VC và VS để xác định lượng gió nạp theo công thức:

    [​IMG]

    G: Lượng gió nạp

    Nếu cực VC bị đoản mạch, lúc đó G tăng, ECU sẽ điều khiển lượng nhiên liệu phun cực đại, bất chấp sự thay đổi ở tín hiệu VS. Điều này có nghĩa là khi động cơ chạy cầm chừng, nhiên liệu được phun quá nhiều và động cơ sẽ bị ngộp xăng dẫn tới ngưng hoạt động.

    Nếu cực VS bị đoản mạch, VC sẽ luôn ở mức cực đại làm cho G giảm. Lúc này ECU sẽ điều khiển lượng phun nhiên liệu giảm đi mặc dù có sự thay đổi tín hiệu ở VS.

    B- Loại điện áp giảm: Điện áp VS giảm khi lượng khí nạp tăng.

    Nguyên lý như sau: ECU cung cấp điện áp 5V đến cực VC. Điện áp ra VS thay đổi và giảm theo góc mở của cánh đo.

    [​IMG]

    Mạch điện và đường đặc tuyến cảm biến đo gió loại điện áp giảm

    2.2.1.1. Cảm biến đo gió dạng xoáy lốc (Karman):

    Nguyên lý của việc đo gió:

    Cảm biến loại này dựa trên hiện tượng vật lý sau:

    Khi cho dòng điện khí đi qua một vật thể cố định khó chảy vòng (thanh tạo xoáy-Karman Vortex) thì phía sau nó sẽ xuất hiện sự xoáy lốc thay đổi tuần hòan được gọi là xoáy lốc Karman. Đối với một ống dài vô tận có đường kính d, quan hệ giữa tần số xoáy lốc f và vận tốc dòng chảy V được xác định bởi số Struhall:

    [​IMG]

    Trong hiệu ứng Karman nêu trên, số Struhall không đổi trong dải rộng của các số Reinolds nên vận tốc dòng chảy hay lưu lượng khí đi qua tỉ lệ thuận với tần số xoay lốc f và do đó có thể xác định V bằng cách đo f.

    [​IMG]

    Lý thuyết về sự xoáy lốc khi dòng đi ngang qua vật cản đã được đưa ra bởi Struhall từ năm 1878 nhưng mãi đến năm 1934 dụng cụ đo đầu tiên dựa trên lý thuyết này mới được chế tạo.

    Ngày nay có rất nhiều sáng chế trong lĩnh vực này được ứng dụng để đo lưu lượng khí nạp trong hệ thống điều khiển phun xăng nhưng trong khuôn khổ giáo trình này chỉ khảo sát hai loại chính: Loại Karman quang và loại Karman siêu âm.

    A- Karman kiểu quang:

    Là loại cảm biến đo lưu lượng gió kiểu quang. Nó đo trực tiếp thể tích khí nạp. So với bộ đo gió kiểu trượt nó gọn, nhẹ và đơn giản hơn.

    Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

    Cảm biến Karman kiểu quang có cấu tạo được biểu diễn trên hình 2-11. Nó bao gồm một trục đứng đóng vai trò của bộ tạo dòng xoáy, được đặt ở giữa dòng khí nạp. Khi dòng khí đi qua, sự xoáy lốc sẽ được hình thành phía sau bộ tạo xoáy, còn gọi là các dòng xoáy Karman.

    Các dòng xoáy Karman đi theo rãnh hướng làm rung một gương mỏng được phủ nhôm, làm thay đổi hướng phản chiếu từ đèn led đến phototranstor. Như vậy, tần số đóng và mở của transistor này sẽ thay đổi theo lưu lượng khí nạp. Tần số f được xác định theo công thức sau:

    [​IMG]

    Trong đó: V là vận tốc dòng khí, d là đường kính trụ đứng, S là số Struhall (S=0.2 đối với cảm biến này)

    Căn cứ vào tần số f, ECU xác định thể tích tương ứng của không khí đi vào các xilanh, từ đó tính ra lượng xăng phun cần thiết.

    [​IMG]

    Bộ đo gió kiểu Karman quang

    Khi lượng gió vào ít, tấm gương rung ít và phototranstor sẽ đóng mở ở tần số f thấp. Ngược lại, khi lượng gió vào nhiều, gương rung nhanh và tần số f cao.

    [​IMG]

    Cấu tạo và dạng xung loại Karman

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện đo gió kiểu Karman quang

    B - Bộ đo gió Karman kiểu siêu âm (ultreasonic)

    Cấu tạo: Bộ đo gió Karman kiểu siêu âm được xử dụng trong hệ thống LU-jectrotonic (Misubishi Hyundai) có cấu trúc tạo xoáy tương tự như kiểu quang nhưng việc đo tần số xoáy lốc được thực hiện thông qua sóng siêu âm. Nó bao gồm gồm các bộ phận sau:

    Lỗ định hướng: Phân bố dòng khí đi vào

    Cục tạo xoáy: Tạo các dòng xoáy lốc karman

    Bộ khuyết đại: Tạo ra sóng siêu âm.

    Bộ phát sóng: Phát ra các sóng siêu âm

    Bộ nhận sóng: Nhận các sóng siêu âm

    Bộ điều chỉnh xung: Chuyển đổi các sóng siêu âm đã nhận được thành các xung điện dạng số.

    [​IMG]

    Cấu tạo cảm biến đo gió Karman kiểu siêu âm

    Phương pháp đo gió:

    Khi dòng khí đi qua cục tạo xoáy dạng cột với mặt cắt hình tam giác, nó sẽ tạo ra hai dòng xoáy ngược chiều nhau: một dòng theo chiều kim đồng hồ và dòng kia ngược chiều kim đồng hồ (dòng xoáy karman). Tần số xuất hiện dòng xoáy tỷ lệ thuận với lưu lượng khí nạp, tức phụ thuộc vào độ mở của cánh bướm ga.

    Khi không có dòng khí đi qua thì cục tạo xoáy không thể phát ra dòng xoáy Karman, vì thế sóng siêu âm được lan từ bộ phận phát sóng (loa) đến bộ phận thu sóng (micro) trong một thời gian cố định T được dùng làm thời gian chuẩn để so (xem hình 2-15).

    [​IMG]

    Bộ phát sóng và dạng xung

    Trên đường đi sóng siêu âm khi gặp dòng xoáy thuận theo chiều kim đồng hồ nó sẽ truyền đến bộ phận thu nhanh hơn, tức thời gian để sóng siêu âm đi qua đường kính d của ống nạp là T1, ngắn hơn thời gian chuẩn T.

    [​IMG]

    Dòng khí xoáy cùng chiều sóng siêu âm

    Trong trường hợp sóng siêu âm gặp dòng xoáy ngược chiều kim đồng hồ, do bị cản trở nên thời gian truyền sóng siêu âm từ bộ phận phát đến bộ phận thu là T2, lớn hơn thời gian chuẩn T.

    [​IMG]

    Dòng khí ngược chiều sóng siêu âm

    Như vậy, khi không khí đi vào xilanh, do các dòng xoáy thuận và nghịch chiều kim đồng hồ liên tục đi qua giữa bộ phát và bộ nhận sóng siêu âm nên thời gian lan truyền sóng siêu âm từ bộ phận phát đến bộ phận thu đo được sẽ thay đổi. Cứ mỗi lần thời gian sóng truyền sóng từ bộ phát tới bộ thu thay đổi từ T2 đến T, bộ chuyển đổi sẽ phát ra một xung vuông.

    Khi gió vào nhiều, sự thay đổi về thời gian truyền sóng từ bộ phát tới bộ thu sẽ nhiều hơn và bộ điều chỉnh phát xung sẽ phát ra tin hiệu xung vuông với tần số lớn hơn. Ngược lại, khi gió vào ít, ECU sẽ nhận được các xung vuông có mật độ thưa hơn. Như vậy thể tích gió đi vào đường ống nạp tỷ lệ thuận với tần số phát xung của bộ điều chỉnh. Căn cứ vào đó ECU sẽ tính ra được lượng xăng phun phù hợp.

    a) Khi có nhiều không khí đi qua

    [​IMG]

    Tín hiệu xung ra ở bộ biến đổi

    b) Khi có ít không khí đi qua

    [​IMG]

    Tín hiệu xung ra ở bộ biến đổi

    Xung ra của bộ đo gió Karman siêu âm thay đổi theo lưu lượng khí nạp

    [​IMG]

    Mạch điện cảm biến đo gió Karman siêu âm

    2.2.1.3. Cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt (Trong LH-Jetronic)

    Nguyên lý của bộ đo gió kiểu dây nhiệt dựa trên sự phụ thuộc của năng lượng nhiệt W thoát ta rừ một linh kiện được nung nóng bằng điện (thermistor) đặt trong dòng khí nạp vào khối lượng gió G đi qua và được tính theo công thức sau:

    [​IMG]

    Trong đó: K: Hằng số tỷ lệ

    [​IMG]t: Chênh lệch nhiệt độ giữa phần tử nhiệt và khí

    n: Hệ số phụ thuộc vào đặc tính trao đổi nhiệt giữa phần tử nhiệt và môi trường.

    [​IMG]

    Cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt

    1-Mạch điện tử; 2-Nắp; 3-Nắp kim loại; 4-Ống khuyếch tán gắn dây nóng;

    5-Vỏ; 2-Lưới bảo vệ; 7-Vòng giữ

    Sơ đồ cảm biến đo gió loại dây nhiệt được trình bày như hình 2-21.

    Điện trở RH (được nung nóng) và điện trở bù nhiệt RK (làm bằng platin) được mắc vào hai nhánh của cầu wheatstone. Cả hai điện trở này đều được đặt trên đường ống nạp.

    Khi nối các ngõ vào của khuyếch đại thuật toán 1 (OP AMP1) với đường chéo của cầu, OP AMP1 sẽ giữ cho cầu luôn được cân bằng (có nghĩa là VA-VB = 0) bằng cách điều khiển Transitor T1 và T2, làm thay đổi cuờng độ dòng điện chảy qua cầu.

    Như vậy, khi có sự thay đổi lượng không khí đi qua, giá trị điện trở RH thay đổi (do nhiệt độ của nó thay đổi) làm cho cầu mất cân bằng, OP AMP1 điều chỉnh dòng qua cầu để nung nóng RH, giữ cho giá trị RH không đổi và cầu sẽ cân bằng với bất cứ vận tốc vào của dòng không khí. Tín hiệu điện thế ra của mạch đo được lấy từ R2 có hệ số nhiệt điện trở rất nhỏ, do đó tỷ lệ thuận với dòng điện đi qua nó. Tín hiệu này sau khi đi qua cầu phân thế gồm R3 và R4 được đưa đến OP AMP2 giữ chức năng chuyển phát. Điện trở R4 dùng để điều chỉnh điện thế ở ngõ ra.

    [​IMG]

    Mạch điện cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt

    Việc xác lập khoảng chênh lệch nhiệt độ [​IMG]t giữa phần tử nhiệt RH và nhiệt độ dòng khí được điều chỉnh bởi Rp.

    Nếu [​IMG]t càng lớn thì nhiệt độ nhạy của cảm biến càng tăng.

    [​IMG]

    Sự phụ thuộc của hiệu điện thế ngõ ra vào khí lượng khí nạp ở các mức chênh lệch nhiệt độ khác nhau.

    Khi nhiệt độ không khí nạp thay đổi sẽ dẫn tới sự thay đổi [​IMG]t. Vì vậy vấn đề cân bằng nhiệt được thực hiện bởi Rk mắc ở một nhánh khác của cầu wheatstone. Thông thường trong các mạch tỷ lệ RH: RK=1:10.

    Trong quá trình làm việc, mạch điện tử luôn giữ cho sự chênh lệch nhiệt độ [​IMG]t giữa dây nhiệt và dòng không khí vào khoảng 1500 C (air mát sensor Bosch).

    Để làm sạch điện trở nhiệt (bị dơ vì bị bám bụi, dầu…), trong một số ECU dùng cho động cơ có phân khối lớn, với số xilanh Z ³ 2 còn có mạch nung dây nhiệt trong vòng một giây, đưa nhiệt độ từ 1500C lên 10000C sau khi tắt công tắc máy, trong trường hợp đã chạy trên 1500 vòng/phút, tốc độ xe trên 20km/h và nhiệt độ nước dưới 1500C (air mát senssor Nissan). Theo số liệu của một số hãng, độ ẩm của không khí gần như không ảnh hưởng đến độ chính xác của cảm biến.

    Đối với các xe Mỹ (GM, FORD..) thay vì dây nhiệt, người ta xử dụng màng nhiệt. Cảm biến đo gió loại màng nhiệt khắc phục được nhược điểm chủ yếu của loại dây nhiệt là độ bền cơ học do đó độ tin cậy của cảm biến được tăng lên.

    [​IMG]

    Cảm biến đo gió loại màng nhiệt.

    1- Thân; 2 – Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 3–Lưới ổn định; 4- Kênh đo;5 – Màng nhiệt; 2 – Lưới điện từ.

    Hình 2 – 23 trình bày cấu tạo cảm biến đo gió loại màng nhiệt của hãng General Motors. Màng 5 gồm hai điện trở: Điện trở đo RH và điện trở bù nhiệt RK được phủ trên một đế làm bằng chất dẻo. Sự chênh lệch nhiệt độ của RH với dòng không khí được giữ ở 700C nhờ mạch tương tự như hình 2-21. Thang đo của cảm biến trong khoảng 15 ¸ 470kg/h.

    Khi thiết kế cảm biến kiểu dây nhiệt (đặt trên đường ống nạp của động cơ), cần lưu ý những đặc điểm sau:

    1. Cảm biến bị tác động bởi dòng khí trong đường ống nạp, bất kỳ từ hướng nào nên có thể tăng độ sai số khi có sự xung động của không khí.

    2. Trên các chế độ chuyển tiếp của động cơ, (tăng tốc, giảm tốc…) do cảm biến có độ nhạy cao nên có thể xảy ra những trường hợp không ăn khớp giữa tín hiệu báo về ECU và lượng không khí thực tế đi vào buồng đốt điều đó sẽ xảy ra nếu không tính đến vị trí lắp đặt của cảm biến và các quá trình khí động học trên đường ống nạp, sẽ làm trễ dòng khí khi tăng tốc độ đột ngột.

    3. Cảm biến đo gió kiểu nhiệt đo trực tiếp khối lượng không khí nên ECU không cần mạch hiệu chỉnh hòa khí theo áp suất khí trời cho trường hợp xe chạy ở vùng núi cao.

    4. Vít chỉnh CO trên cản biến không nằm trên đường bypass mà là biến trở gắn trên mạch điện tử.

    5. Trên một số xe, cảm biến đo gió kiểu nhiệt được kết hợp với kiểu xoáy Karman. Khi dòng không khí đi qua vật tạo xoáy, sự xoáy lốc của không khí sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ dây nhiệt theo tần số xoáy lốc. Tần số này tỷ lệ thuận với lượng không khí và được đưa về ECU xử lý để tính lượng xăng tương ứng.

    Cảm biến kiểu nhiệt thường gặp trên các động cơ phun xăng có tăng áp (Turbo charger), vì áp lực lớn trên đường ống nạp nên không thể xử dụng MAP sensor hoặc cảm biến đo gió loại cánh trượt.

    Nhờ có quán tính thấp, kết cấu gọn, nhẹ, không có phần tử di động và ít cản gió, nên cảm biến đo gió kiểu nhiệt đã được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống điều khiển phun xăng hiện nay.

    2.2.2. Cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston:

    Cảm biến vị trí piston (TDC sensor hay còn gọi là cảm biến G) báo cho ECU biết vị trí điểm chết trên hoặt trước điểm chết trên của piston. Trong một số trường hợp, chỉ có vị trí của piston xilanh số 1 (hoặc số 2) được báo về ECU, còn vị trí pitston ở các xilanh còn lại do ECU tính toán. Công dụng của cảm biến này là để ECU xác định thời điểm đánh lửa và thời điểm phun nhiên liệu. Vì vậy, trong nhiều hệ thống điều khiển động cơ, số xung phát ra từ cảm biến phụ thuộc vào kiểu phun (độc lập, nhóm hay đồng loạt) và thường bằng số lần phun trong một chu kỳ. Trên một số xe, tín hiệu vị trí piston của xilanh số 1 còn dùng làm xung reset để ECU tính toán và nhập giá trị mới trên RAM sau mỗi chu kỳ (2 vòng quay trục khuỷu).

    Cảm biến tốc độ động cơ (Engine speed; crankshaft angle sensor hay còn gọi là tín hiệu NE) dùng để báo cho ECU biết tốc độ động cơ để ECU tính toán tìm góc đánh lửa tối ưu và lượng nhiên liệu sẽ phun cho từng xilanh. Cảm biến này cũng dùng vào mục đích điều khiển tốc độ cầm chừng hoặc cắt nhiên liệu ở chế độ cầm chừng cưỡng bức.

    Có nhiều cách bố trí cảm biến G và NE trên động cơ: trong delco, trên bánh đà, hoặc trên bánh răng cốt cam. Đôi khi ECU chỉ dựa vào mộtxung lấytừ cảm biến hoặc IC đánh lửa để xác định vị trí piston và tốc độ trục khuỷu.

    Cảm biến vị trí piston và cảm biến tốc độ động cơ có nhiều dạng khác nhau như: Cảm biến điện từ loại nam châm quay hoặc đứng yên, cảm biến quang, cảm biến Hall…

    2.2.2.1. Loại dùng cảm biến điện từ:

    Cấu tạo:

    [​IMG]

    Sơ đồ bố trí cảm biến G và NE trên xe Toyota

    Trên hình 2-24 trình bày sơ đồ bố trí của cảm biến vị trí piston và tốc độ động cơ dạng điện từ trên xe Toyota loại nam châm đứng yên. Mỗi cảm biến gồm có roto để khép mạch từ và cuộc dây cảm ứng mà lõi gắn với một nam châm vĩnh cửu đứng yên. Số răng trên roto và cuộn dây cảm biến thay đổi tùy thuộc vào loại động cơ. Phần tử phát xung G có thể có 1; 2; 4 hoặc 2 răng, còn phần tử phát xung NE có thể có 4; 24 răng hoặc xử dụng số răng của bánh đà. Ở đây ta xem xét cấu tạo và hoạt động của bộ tạo tín hiệu G và NE loại một cuộn cảm ứng - một roto 4 răng cho tín hiệu G và một cuộn cảm ứng – một roto 24 răng cho tín hiệu NE. Hai roto này gắn đồng trục với bộ chia điện, bánh răng tín hiệu G nằm trên, còn bánh răng phát tín hiệu NE phía dưới.


    [​IMG]

    Sơ đồ nguyên lý của loại dùng cảm biến điện từ

    Nguyên lý hoạt động (xem hình 2-25). Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng. Một nam châm vĩnh cửu và một roto dùng để khép mạch từ có số răng tùy loại động cơ. Khi răng của roto không nằm đối diện cực từ thì từ thông đi qua cuộn dây cảm ứng sẽ có giá trị thấp vì khe hở không khí lớn hơn nên có từ trở cao. Khi một răng đến gần cực từ của cuộn dây, khe hở không khí giảm dần khiến từ thông tăng nhanh. Như vậy, nhờ sự biến thiên từ thông, trên cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện động cảm ứng. Khi răng roto đối diện với cực từ của cuộn dây, từ thông đạt giá trị cực đại nhưng điện áp ở hai đầu cuộn dây bằng không. Khi cửa răng roto di chuyển ra khỏi cực từ, thì khe hở không khí tăng dần làm từ thông giảm sinh ra sức điện động theo chiều ngược lại.

    q Tín hiệu G:

    Cuộn cảm nhận tín hiệu G, gắn trên thân của bộ chia điện. Roto tín hiệu G có 4 răng sẽ cho 4 xung dạng sin cho mỗi vòng quay của trục cam. Xem hình 2-22.

    q Tín hiệu NE

    Tín hiệu NE được tạo ra trong cuộn cảm cùng nguyên lý như tín hiệu G. điều khác nhau duy nhất là roto của tín hiệu NE có 24 răng. Cuộn dây cảm biến sẽ phát ra 24 xung trong mỗi vòng quay của delco.

    Mạch điện và dạng xung

    Tín hiệu G (1 cuộn kích 4 răng), tín hiệu NE (1 cuộn kích 24 răng)

    [​IMG]

    Sơ đồ mạch điện và dạng tín hiệu xung G và NE

    Một số mạch điện và dạng xung của tín hiệu G và NE với số răng khác nhau trên Toyota

    1. Tín hiệu G (1 cuộn kích, 2 răng), tín hiệu NE (1 cuộn kích, 24 răng)

    [​IMG]

    Sơ đồ và dạng xung loại 2/24

    2. Tín hiệu G1 và G2 (2 cuộn kích, 1 răng), tín hiệu NE (1 cuộn kích, 24 răng)

    [​IMG]

    Sơ đồ và dạng xung loại 1/24

    3. Tín hiệu NE (1 cuộn kích, 4 răng)


    [​IMG]

    Sơ đồ và dạng xung loại 1 cuộn dây chung cho G và NE

    kết hợp với IC đánh lửa

    4. Tín hiệu G (1 cuộn kích, 1 răng), tín hiệu NE (2 cuộn kích, 4 răng)

    [​IMG]Sơ đồ và dạng xung loại ¼


    5. Tín hiệu NE (2 cuộn kích, 4 răng)

    [​IMG]

    Sơ đồ và dạng xung của loại 2 cuộn dây chung cho G và NE

    2. Tín hiệu G (1 cuộn kích thích, 1 răng), tín hiệu NE (2 cuộn kích thích, 4 răng)

    [​IMG]

    Sơ đồ và dạng xung của loại 4/4 kết hoạp IC đánh lửa

    2.3.2.1. Loại dùng cảm biến quang:

    Cấu tạo:

    [​IMG]

    Cảm biến quang

    Roto của cảm biến (được lắp với trục delco) là một đĩa nhôm mỏng có xẻ 2 vòng rãnh (khắc vạch). Vành trong có số rãnh tương ứng với số xilanh, có một rãnh rộng hơn đánh dấu vị trí piston máy số 1. Nhóm các rãnh này kết hợp với cặp di ôt phát quang (LED) và di ôt cảm quang (photodi ôt) thứ nhất để tạo tín hiệu G . Vành ngoài của đĩa có khắc 320 rãnh nhỏ, mỗi rãnh đều ứng với 20 góc quay của trục khuỷu. Một cặp di ôt phát quang và di ôt cảm quang thứ hai đặt trên quỹ đạo của những rãnh nhỏ này để tạo thành bộ phận phát xung NE. Nguyên lý tạo xung G và NE trong trường hợp này tương tự như cảm biến đánh lửa kiểu quang.

    Nguyên lý làm việc:

    Khi đĩa quay, các rãnh lần lượt đi qua photocouple. Lúc này, ánh sáng từ đèn LED chiếu tới photodi ôt làm chúng trở nên dẫn điện. Khi đó điện áp ở ngõ vào (+) của OP AMP sẽ lớn hơn điện áp ở ngõ ra (-), vì thế ở ngõ ra OP AMP điện áp sẽ ở mức cao. Khi rãnh ra khỏi photodi ôt không nhận được ánh sáng từ đèn LED, dòng diện bị ngắt đột ngột nên điện áp ở ngõ vào (+) của OP AMP bằng 0. Kết quả là điện áp ở ngõ ra của OP AMP xuống mức thấp. Vậy đầu ra của cảm biến có các tín hiệu dạng xung. Các xung G và NE ở đây đều là dạng xung vuông có giá trị cao nhất là 5V, thấp nhất là 0V.

    [​IMG]

    [​IMG]

    Mạch điện cảm biến quang

    2.2.3. Cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp (MAP – Manifold Absolute Pressure Sensor)

    Cảm biến này được xử dụng trên hệ thống phun xăng loại D –Jetronic, dùng để đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp. Khi tải thay đổi, áp suất tuyệt đối trong đường ống nạp sẽ thay đổi và chuyển thành tín hiệu điện thế báo về ECU để tính ra lượng không khí đi vào xilanh. Sau đó, dựa vào giá trị này ECU sẽ điều khiển thời gian mở kim phun và thời điểm đánh lửa.

    · Loại áp điện kế:

    Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

    Loại cảm biến này dựa trên nguyên lý cầu Wheatstone. Mạch cầu Wheatstone được xử dụng làm thiết bị nhằm tạo ra một điện thế phù hợp với sự thay đổi điện trở.

    Cảm biến bao gồm một tấm Silicon nhỏ (hay gọi là màng ngăn) dày hơn ở hai mép ngoài (khoảng 0,25 mm) và mỏng ở giữa (khoảng 0,025 mm). Hai mép được làm kín cùng với mặt trong của tấm Silicon tạo thành buồn chân không trong cảm biến. Mặt ngoài tấm Silicon tiếp xúc vói áp xuất đường ống nạp. Hai mặt của tấm Silicon được phủ thạch anh để trở thành điện trở áp điện (Piezoresistor).

    [​IMG]

    Cảm biến áp suất đường ống nạp

    Khi áp suất đường ống nạp thay đổi, giá trị của điện trở áp điện (điện trở của tấm silicon) sẽ thay đổi. Các điện trở áp điện được nối thành cầu Wheatstone. Khi màng ngăn không bị biến dạng (tương ứng với trường hợp động cơ chưa hoạt động hoặc tải lớn), tất cả bốn điện trở điện áp điện đều có giá trị bằng nhau và lúc đó không có sự chênh lệch điện áp giữa 2 cầu. Khi áp suất đường ống nạp giảm, màng silicon bị biến dạng dẫn đến giá trị điện trở áp điện cũng bị thay đổi và làm mất cân bàng cầu Wheatstone. Kết quả là giữa 2 đầu cầu sẽ có sự chệnh lệch điện áp và tín hiệu này được khuyếch đại để điều khiển mở transistor ở ngõ ra của cảm biến có cực C treo. Độ mở của transistor phụ thuộc vào áp suất đường ống dẫn tới sự thay đổi điện áp báo về ECU.

    [​IMG]

    Sơ đồ nguyên lý mạch điện cảm biến áp xuất đường ống nạp.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện cảm biến áp suất đường ống nạp

    Đường đặc tính:

    [​IMG]

    Đường đặc tính của MAP sensor

    Hiện nay trên các ôtô, tồn tại hai loại cảm biến đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp khác nhau về tín hiệu đầu ra: điện thế (Toyota, Honda, Daewoo, GM, Chrysler…) và tần số (Ford). Ở loại MAP điện thế, giá trị điện thế thấp nhất (lúc cánh bướm ga đóng hòan toàn) và giá trị cao nhất (lúc toàn tải) cũng phụ thuộc vào loại xe, gây khó khăn trong việc lắp lẫn.

    · Loại điện dung:

    Cảm biến này dựa trên nguyên lý thay đổi điện dung tụ điện. Cảm biến bao gồm hai đĩa silicon ghép với nhau. Áp suất đường ống nạp thay đổi sẽ làm cong hai đĩa vào hướng bên trong, làm khoảng cách giữa hai đĩa giảm khiến tăng điện dung tụ điện. Sự thay đổi điện dung tụ điện sinh tín hiệu điện áp gửi về ECU để nhận biết áp suất trên đừng ống nạp.

    [​IMG]

    Sơ đồ cấu tạo cảm biến MAP loại điện dung

    · Loại sai lệch từ tuyến tính:

    [​IMG]

    Sơ đồ nguyên lý MAP sensor loại sai lệch từ tuyến tính

    Cảm biến này bao gồm một cuộn dây sơ cấp, hai cuộn dây thứ cấp quấn ngược chiều nhau và một lõi sắt di chuyển. Một nguồn điện áp xoay chiều được cung cấp cho cuộn sơ cấp. Khi lõi ở vị trí giữa, chênh lệch điện thế giữa hai cuộn thứ cấp bằng không. Khi áp suất đường ống nạp thay đổi, buồng khí áp sẽ hút lõi thép di chuyển phù hợp với tải động cơ, lúc này từ thông qua hai cuộn thứ cấp sẽ khác biệt gây nên sự chênh lệch điện thế. Tín hiệu điện thế từ các cuộn thứ cấp được gửi về ECU để nhận biết tình trạng áp suất trên đường ống nạp.

    2.2.4. Cảm biến bướm ga (Throtottle position sensor)

    Cảm biến vị trí cánh bướm ga được lắp ở trên trục cánh bướm ga. Cảm biến này đóng vai trò chuyển vị trí góc mở cánh bướm ga thành tín hiệu điện thế gửi đến ECU.

    Tín hiệu cầm chừng (IDL) dùng để điều khiển nhiên liệu khi tăng tốc và giảm tốc cũng như hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa. Trên một số xe, cảm biến vị trí cánh bướm ga còn giúp ECU điều khiển hộp số tự động.

    Tín hiệu toàn tải (PSW) dùng để tăng lượng xăng phun ở chế độ toàn tải để tăng công suất động cơ.

    Có nhiều loại cảm biến vị trí cánh bướm ga, tùy theo yêu cầu và thiết kế trên các đời xe ta thường có các loại:

    2.2.4.1. Loại công tắc

    Cấu tạo: Gồm có:

    - Một cần xoay chiều đồng trục với cánh bướm ga

    - Cam dẫn hướng (xoay theo trục bướm ga)

    - Tiếp điểm di động di chuyển dọc theo rãnh của cam dẫn hướng – TL hoặc E2.

    - Tiếp điểm cầm chừng – IDL.

    - Tiếp điểm toàn tải – PSW.

    [​IMG]

    Hình 2 – 41. Cảm biến cánh bướm ga loại công tắc

    Hoạt động:

    · Ở chế độ cầm chừng: Khi cánh bướm ga đóng (góc mở <50) thì tiếp điểm di động sẽ tiếp xúc với tiếp điểm cầm chừng và gửi tín hiệu điện thế thông báo cho ECU biết động cơ đang hoạt động ở mức cầm chừng.

    Tín hiệu này cũng dùng để cắt nhiên liệu khi động cơ giảm tốc độ đột ngột (chế độ cầm chừng cưỡng bức). Ví dụ, khi xe đang chạy ở tốc độ cao muốn giảm tốc độ, ta nhả chân bàn đạp ga thì tiếp điểm cầm chừng trong cảm biến bướm ga đóng, báo cho ECU biết động cơ đang giảm tốc. Nếu tốc độ động cơ vượt quá giá trị nhất định (tùy theo từng loại động cơ) thì ECU sẽ điều khiển cắt nhiên liệu cho đến khi động cơ đạt tốc độ cầm chừng ổn định.

    · Ở chế độ tải lớn: Khi cánh bướm ga mở khoảng 500 – 700 so với vị trí đóng hoàn toàn (tuỳ từng loại động cơ), tiếp điểm di động tiếp xúc với tiếp điểm toàn tải và gửi tín hiệu điện thế để báo cho ECU biết tình trạng tải lớn của động cơ.

    Mạch điện: Có hai loại:

    Loại âm chờ:

    [​IMG]

    Mạch điện cảm biến vị trí cánh bướm ga loại âm chờ.

    Điện áp 5V qua một điện trở trong ECU đưa đến cực IDL và cực PSW:

    + Ở vị trí cầm chừng đầu IDL được đấu với mát, nên IDL sẽ có điện thế bằng không. Khi thấy IDL có điện thế bằng không, ECU sẽ hiểu động cơ đang hoạt động ở chế độ không tải.

    + Ở vị trí toàn tải đầu PSW được nối với mát, nên PSW có điện thế bằng không. Khi thấy PSW có điện thế bằng không ECU sẽ hiểu động cơ ở chế độ toàn tải.

    + Ở vị trí tải trung bình, tiếp điểm động không nối với IDLPSW nên cả hai đầu này đều có điện thế khác không (5V). Lúc này ECU sẽ hiểu động cơ đang ở chế độ tải trung bình.

    Loại dương chờ:

    [​IMG]

    Mạch điện cảm biến vị trí cánh bướm ga loại dương chờ

    Điện áp từ +B qua điện trở R trong ECU đặt tới đầu TL:

    + Ở chế độ cầm chừng cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm trong cảm biến nối tắt TL với IDL. Khi thấy IDL có điện áp khác không, ECU sẽ hiểu động cơ đang làm việc ở chế độ cầm chừng.

    + Ở chế độ tải trung bình cánh bướm ga mở nhỏ, các tiếp điểm trong cảm biến bướm ga tách rời nhau. Khi đó cả IDLPSW đều không có điện áp từ TL cấp đến nên ECU sẽ hiểu động cơ đang làm việc ở chế độ tải trung bình.

    + Ở chế độ toàn tải,cánh bướm ga mở lớn, tiếp điểm trong cảm biến nối tắt TL với PSW. Khi thấy PSW có điện áp khác không, ECU sẽ hiểu động cơ đang làm việc ở chế độ toàn tải.

    2.2.4.2. Một số loại cảm biến vị trí cánh bướm ga có thêm các giắc phụ:

    + Trên xe có trang bị hộp số tự động, khi sang số vị trí cánh bướm ga sẽ đồng thời bật sang vị trí L1, L2, L3 tương ứng với các vị trí tay số. Tín hiệu này được gửi về ECU để điều chỉnh lượng xăng phun phù hợp với chế độ tải.

    [​IMG]

    Cảm biến cánh bướm ga có thêm vị trí tay số.

    + Đối với cảm biến có công tắc ACC1 ACC2 ( tăng tốc). Khi động cơ tăng tốc ở các chế độ khác nhau, tín hiệu từ hai vị trí công tắc này được gửi về ECU điều khiển tăng lượng xăng phun đáp ứng được quá trình tăng tốc động cơ.

    [​IMG]

    Cảm biến có công tắc tăng tốc ACC1 va ACC2

    + Một số cảm biến có thêm dòng công tắc cháy nghèo (Lean burn). Công tắc LSW dùng để điều khiển cháy sạch nhiên liệu

    [​IMG]

    Cảm biến bướm ga có thêm công tắc cháy nghèo (LSW)

    2.2.4.3. Cảm biến vị trí cánh bướm ga loại biến trở

    Loại liên tục:

    [​IMG]

    Cảm biến cánh bướm ga loại biến trở

    Loại này có cấu tạo gồm hai con trượt, ở đầu mỗi con trượt được thiết kế có các tiếp điểm cho tín hiệu cầm chừng và tín hiệu góc mở cánh bướm ga. Cảm biến vị trí bướm ga kiểu này có cấu tạo như hình 2-47.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện cảm biến vị trí cánh bướm ga loại biến trở

    Một điện áp không đổi 5V từ ECU cung cấp đến cực VC. Khi cánh bướm ga mở, con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần ở cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga. Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm cầm chừng K nối cực IDL với cực E2. Khi thấy đầu IDL có điện thế bằng không ECU sẽ hiểu động cơ làm việc ở chế độ cầm chừng. Trên đa số các xe trừ Toyota, cảm biến bướm ga loại biến trở chỉ có 3 dây VC, VTA E2 và không có dây IDL.

    2.2.5. Cảm biến nước làm mát và cảm biến nhiệt độ khí nạp:

    2.2.5.1. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (Coolant water temperature sensor)

    Dùng để xác định nhiệt độ động cơ thông qua nhiệt độ nước làm mát rồi báo cho ECU, căn cứ vào đó ECU sẽ tính toán để điều chỉnh lượng xăng phun cho phù hợp với chế độ nhiệt của động cơ… Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có cấu tạo là một điện trở nhiệt (thermistor).

    Nguyên lý:

    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 (NTC –negative temperature co-ejjicient). Khi nhiệt độ tăng, điện trở giảm và ngược lại. 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 ở đầu THW trên nền tảng cầu phân áp.

    [​IMG]

    Mạch điện của cảm biến nhiệt độ làm mát

    Trên sơ đồ hình ta có:

    Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệt độ) tới cảm biến rồi trở trở về ECU và về mát. Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trở trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp. Điện thế giữa cầu (đầu THW) 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 thế gửi đến bộ biến đổi ADC lớn. Tín hiệu điện thế được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU biết động cơ đang lạnh. Khi động cơ nóng, giá trị điện trở của cảm biến giảm, kéo theo điện thế giữa cầu giảm.Căn cứ vào đó ECU sẽ biết động cơ đang nóng.

    Cấu tạo:

    Thường là 1 ống trụ rỗng có ren ngoài, bên trong có gắn một điện trở dạng bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm. Ở một đầu có 2 giắc cắm để nối với ECU, đầu phía bên kia có ren để vặn vào tiếp xúc với đường nước động cơ.

    [​IMG]

    Hình dáng của một cảm biến nhiệt độ nước làm mát

    Ở động cơ làm mát bằng nước, cảm biến được gắn ở thân máy, gần bọng nước làm mát. Trong một số trường hợp cảm biến được lắp trên đường ống nước từ thân máy ra két mát.

    2.2.5.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (Intale Air Temperature hay Manijold Air Temperture sensor)

    Cảm biến nhiệt độ khí nạp dùng để xác định nhiệt độ khí nạp. Cũng giống như cảm biến nhiệt độ nước, nó gồm có một điện trở, đặt trong một ống có ren và được gắn trong bộ đo gió hoặc trên đường ống nạp.

    Vì tỷ trọng của không khí thay đổi theo nhiệt độ nên khi nhiệt độ không khí cao thì hàm lượng oxy trong không khí thấp, khi nhiệt độ không khí thấp thì hàm lượng oxy trong không khí tăng. Trong các hệ thống điều khiển phun xăng (trừ loại LH-jectrotonic với cảm biến đo gió loại dây nhiệt), lưu lượng không khí được đo bởi các bộ đo gió khác nhau, chủ yếu được tính bằng thể tích. Vì vậy, khối lượng không khí sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ của khí nạp. Đối với các hệ thống phun xăng nêu trên (đo lưu lượng bằng thể tích), ECU xem nhiệt độ 200C là mức chuẩn, nếu nhiệt độ khí nạp lớn hơn 200C thì ECU sẽ điều khiển giảm lượng xăng phun và ngược lại. Với phương pháp này, tỉ lệ hỗn hợp sẽ được đảm bảo theo nhiệt độ môi trường.

    [​IMG]

    Cảm biến nhiệt độ khí nạp

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện của cảm biến nhiệt độ khí nạp

    Nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt độ khí nạp tương tự như cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

    2.2.6. Cảm biến khí thải (Exhaust gas sensor) hay cảm biến oxy (Oxygen sensor)

    Để giúp cho bộ hóa khử (TWC – Three way catalyst) chống ô nhiễm môi trường hoạt động đạt hiệu quả cao nhất, cần phải duy trì tỉ lệ hòa khí càng gần lý tưởng càng tốt. Cảm biến ô xy giúp cho ECU nhận biết tỉ lệ hòa khí tức thời của động cơ đang hoạt động. Nó phát ra một tín hiệu điện thế gửi về ECU, căn cứ vào tín hiệu điện thế nhận được, ECU sẽ điều chỉnh tỷ lệ hòa khí sao cho tối ưu nhất trong điều kiện làm việc nhất định (chế độ điều khiển kín – Closed loop control).

    Cảm biến oxy được gắn trên đường ống thải. Có hai loại cảm biến oxy, chúng khác nhau chủ yếu ở vật liệu chế tạo:

    - Chế tạo từ Dioxide Zicronium (Zr02)

    - Chế tạo từ Dioxide Titannium (Ti02)

    2.2.6.1. Cảm biến oxy với thành phần Zicronium

    A- Cấu tạo:

    [​IMG]

    Cảm biến oxy với thành phần Zicronium

    1. Chất điện phân Zicronium 3, 4- Đầu cực của cảm biến

    2. Điện cực Platin 5.ống xả

    2- Lớp gốm bảo vệ 7- Khí thải 8- Không khí bên ngoài

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện cảm biến oxy với thành phần Zicronium

    Loại này được chế tạo chủ yếu từ chất Zicronium dioxide (Zr02) có tính chất hấp thụ những ion oxy âm tính. Thực chất, cảm biến oxy loại này là một pin điện có suất điện động phụ thuộc vào nồng độ oxy trong khí thải với Zr02 là chất điện phân. Mặt trong Zr02 tiếp xúc với không khí, mặt ngoài tiếp xúc với oxy trong khí thải. Ở mỗi mặt của Zr02 được phủ một lớp điện cực bằng platin để dẫn điện. Lớp platin này rất mỏng và xốp để oxy dễ khuyếch tán vào. Khi khí thải chứa lượng oxy ít do hỗn hợp giàu nhiên liệu thì số ion oxy tập trung ở điện cực tiếp xúc khí thải ít hơn số ion tập trung ở điện cực tiếp xúc không khí. Sự chênh lệch số ion này sẽ tạo một tín hiệu điện áp khoảng 200-900 mV. Ngược lại, khi độ chênh lệch số ion ở hai điện cực nhỏ (trong trường hợp nghèo xăng), pin oxy sẽ phát ra tín hiệu điện áp thấp khoảng 100-400 mV.

    Sức điện động mà cảm biến oxy sinh ra được tính theo công thức Nerst:

    [​IMG]

    Trong đó:

    R: Hằng số Z: Điện tích của Zr = 4

    T: Nhiệt độ điện cực bằng platin Po2kt: áp suất cục bộ của oxy trong khí thải

    F: Hằng số Faraday Po2kk: áp suất cục bộ của oxy trong không khí

    Thân cảm biến được giữ trong chân có ren, bao ngoài một ống bảo vệ và được nối với các đầu dây điện.

    Bề mặt của chất Zr02 được phủ một lớp platin mỏng, ở cả mặt trong lẫn mặt ngoài. Ngoài lớp platin là một lớp gốm rất xốp và kết dính, mục đích bảo vệ lớp platin không bị hỏng do va chạm với các phần tử rắn có trong khí thải. Một ống kim loại bảo vệ bao ngoài cảm biến. Tại đầu mối điện uốn kép giữ liền với vỏ ống này có một lỗ để bù trừ áp suất trong cảm biến và để đỡ lò xo đĩa. Để giữ cho muội than không đóng bám vào lớp gốm, đầu tiếp xúc khí thải của cảm biến có một ống đặc biệt có cấu tạo dạng rãnh để khí thải và phần tử khí cháy đi vào sẽ bị giữ lại và không tiếp xúc trực tiếp với thân gốm.

    Đặc điểm của pin oxy với Zr02 là nhiệt độ làm việc phải trên 3000C. Do đó để giảm thời gian chờ, người ta dùng loại cảm biến có điện trở tự nung bên trong. Điện trở dây nung được lắp trong cảm biến và được nung cấp điện từ ác quy. Hình 2-55 mô tả cảm biến oxy có phần tử nung nóng và không có phần tử nung nóng.

    [​IMG]

    Cảm biến o xy có và không có phần tử nung nóng


    2.2.6.2. Cảm biến oxy với thành phần Titanium

    Cấu tạo:

    [​IMG]

    Cảm biến oxy loại Titanium

    Cảm biến này có cấu tạo tương tự như loại Zicronium nhưng thành phần nhận biết oxy trong khí thải được làm từ Titanium dioxide)Ti02. Đặc tính của dạng này là sự thay đổi điện trở theo nồng độ oxy còn trong khí thải.

    Khi khí thải chứa lượng oxy ít do hỗn hợp giàu nhiên liệu, phản ứng tách oxy khỏi Ti02 dễ xảy ra. Do đó điện trở của cảm biến (Ti02) có giá trị thấp làm dòng qua điện trở tăng lên. Nhờ vậy điện áp đặt vào cổng so của OP AMP qua cầu phân áp đạt giá trị 200 –900mV. Khi khí thải chứa lượng oxy nhiều do hỗn hợp nghèo, phản ứng tách oxy ra khỏi Ti02 khó xẩy ra, do đó điện trở của Ti02 cáo giá trị cao làm dòng qua điện trở giảm, điện thế ở cổng sẽ giảm xuống khoảng 100-400mV.

    Điện trở suất của chất Ti02:

    Trong đó: A: hằng số

    P: Áp suất cục bộ của oxy trong khí thải

    n = 4

    Eo: Năng lượng kích thích

    K: Hằng số

    T: Nhiệt độ của chất Ti02

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện của cảm biến oxy loại Titanium

    2.2.7. Cảm biến tốc độ xe (Vehile speed sensor)

    Cảm biến này nhận biết tốc độ xe đang chạy sau đó phải gửi tín hiệu về ECU để điều khiển tốc độ cầm chừng và tỷ lệ hòa khí phù hợp khi tăng tốc hoặc khi giảm tốc.

    Có bốn loại cảm biến tốc độ:

    - Loại công tắc từ

    - Loại cảm biến Hall

    - Loại cảm biến từ trở

    - Loại cảm biến quang

    Trong giáo trình này chỉ trình bày loại cảm biến công tắc từ vì các loại khác tương tự như các cảm biến đánh lửa.

    Cảm biến tốc độ xe loại công tắc từ:

    [​IMG]

    Cảm biến tốc độ xe

    Cảm biến này bao gồm một nam châm được gắn với một dây nối với đồng hồ tốc độ xe và quay theo dây. Một công tắc được đặc đối diện với nam châm. Khi nam châm quay theo đồng hồ tốc độ, công tắc sẽ đóng mở theo chiều của lực từ.

    Khi nam châm quay ở vị trí song song với công tắc, chiều của lực từ sẽ cảm ứng trên công tắc thành hai nam châm cùng cực làm chúng đẩy nhau, công tắc ở vị trí mở.

    Các tín hiệu từ vị trí đóng mở của công tắc sẽ được đưa trực tiếp đến ECU mà không qua bộ chuyển đổi xung nhờ tín hiệu sóng vuông. Tại đây ECU sẽ điều khiển tỉ lệ hòa khí phù hợp khi tăng tốc hoặc giảm tốc.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Hình 2 – 59. Sơ đồ mạch điện cảm biến tốc độ xe

    2.2.8. Cảm biến kích nổ (Knock or Detoantion sensor):

    Cảm biến kích nổ thường được chế tạo bằng vật liệu áp điện. Nó được gắn trên thân xy lanh hoặc nắp máy để nhận xung kích nổ phát sinh trong động cơ và gửi tín hiệu này đến ECU làm trể thời gian đánh lửa nhằm ngăn chặn hiện tượng kích nổ.

    Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

    [​IMG]

    Cấu tạo cảm biến kích nổ

    1. Đáy cảm biến; 2. Tinh thể thạch anh

    3. Khối lượng quán tính; 5. Nắp; 2. Dây đan; 7. Đầu cảm biến

    Thành phần áp điện trong cảm biến kích nổ được chế tạo bằng tinh thể thạch anh, là những vật liệu mà khi có áp lực sẽ sinh ra điện áp (piezoelement). Phần tử áp điện được thiết kế có kích thước sao cho tần số riêng trùng với tần số rung của động cơ khi có hiện tượng kích nổ để xảy ra hiện tượng cộng hưởng (f= 7KHz). Như vậy, khi có kích nổ, tinh thể thạch anh sẽ chịu áp lực lớn nhất và sinh ra một điện áp. Tín hiệu điện áp này có giá trị nhỏ hơn 2,4V. Nhờ tín hiệu này ECU nhận biết hiện tượng kích nổ, nó sẽ điều chỉnh giảm góc đánh lửa để triệt tiêu hiện tượng kích nổ. Sau khi đã hết hiện tượng kích nổ ECU sẽ chỉnh thời điểm đánh lửa sớm trở lại.


    [​IMG]


    Đồ thị biểu diễn tần số kích nổ.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện cảm biến kích nổ

    2.2.9. Một số tín hiệu khác:

    · Tín hiệu khởi động

    Khi khởi động động cơ, một tín hiệu từ máy khởi động được gửi về ECU để ECU điều chỉnh tăng thêm lượng xăng phun trong suốt quá trình khởi động.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện tin hiệu khởi động

    · Tín hiệu công tắc máy lạnh

    Khi bật công tắc máy lạnh, để tốc độ cầm chừng ổn định, một tín hiệu được gửi về ECU. Nhận được tín hiệu này ECU sẽ điều chỉnh thời điểm đánh lửa, Van ISC và lượng xăng phun cho phù hợp.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện công tắc máy lạnh

    · Tín hiệu phụ tải điện:

    Khi bật các hệ thống điện có công suất lớn trên xe, máy phát sẽ phát ra công suất lớn hơn, khi đó tốc độ cầm chừng của động cơ giảm, không ổn định và động cơ rung. Để khắc phục hiện tượng trên, khi đó trong hệ thống điều khiển động cơ, một tín hiệu sẽ được gửi về ECU, nhận được tín hiệu này ECU sẽ điều chỉnh thêm lượng xăng phun và thay đổi góc đánh lửa sớm... giữ cho tốc độ cầm chừng của động cơ ổn định.

    Có nhiều cách để báo cho ECU biết tín hiệu này. Trên xe TOYOTA đầu các phụ tải điện có công suất lớn được đưa đến ECU qua đường ELS (Electrical Load Signal). Trên Honda, tín hiệu này được lấy từ Transistor công suất của tiết chế vi mạch...

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện tin hiệu phụ tải điện lớn

    · Tín hiệu từ công tắc nhiên liệu (Fuel Controrl switch)

    Trên một số hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình người ta thiết kế để xe có thể hoạt động với các loại xăng có chỉ số ốc tan khác nhau. Trong trường hợp này phải báo cho ECU biết loại nhiên liệu đang xử dụng qua công tắc nhiên liệu. Khi thay đổi loại nhiên liệu có trị số ốc tan nhỏ, người ta bật công tắc nhiên liệu để đầu R-P nối mát. Nhận được tín hiệu này ECU sẽ điều chỉnh lại góc đánh lửa sớm cho phù hợp.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện công tắc nhiên liệu

    · Công tắc tăng tốc (Kick – down swich)

    Công tắc tăng tốc được gắn ngay trên sàn xe ngay dưới bàn đạp ga. Trước khi cánh bướm ga mở hòan toàn công tắc tăng tốc được tiếp xúc với bàn đạp và chuyển sang vị trí đóng, đồng thời gửi tín hiệu về ECU điều khiển phun thêm xăng.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện công tắc tăng tốc

    · Công tắc nhiệt độ nước (Water Temperature Switch):

    Khi động cơ quá nóng (> 1100C), công tắc này sẽ chuyển từ trạng thái mở sang trạng thái đóng và gửi tín hiệu về ECU, nhận được tín hiệu này ECU sẽ điều khiển giảm lượng xăng phun, giảm góc đánh lửa sớm đồng thời điều khiển tắt máy lạnh để giảm nhiệt độ động cơ.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện công tắc nhiệt độ nước

    · Công tắc ly hợp (Clutch switch):

    [​IMG]

    Mạch điện công tắc ly hợp

    Công tắc ly hợp được đặt dưới bàn đạp ly hợp. Khi cài số nhấn bàn đạp ly hợp, công tắc ly hợp được tiếp xúc với bàn đạp ly hợp và chuyển sang vị trí đóng đồng thời gửi tín hiệu về ECU, nhận được tín hiệu này ECU sẽ điều khiển cắt nhiên liệu và giảm tốc độ động cơ để ly hợp được đóng mở dễ dàng.

    Mạch điện:

    · Công tắc áp suất dầu (Oil Pressure Switch)

    Khi áp suất dầu bôi trơn quá thấp, công tắc được chuyển về vị trí đóng đồng thời gửi tín hiệu về ECU, nhận được tín hiệu này ECU sẽ để điều khiển ngưng sự hoạt động của động cơ.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    . Mạch điện công tắc áp suất dầu

    · Công tắc đèn phanh (Stop Lamp Switch)

    Khi đạp phanh, công tắc đèn phanh ở vị trí ON đồng thời gửi tín hiệu điện thế về ECU để ECU điều khiển ngừng phun nhiên liệu làm giảm tốc độ động cơ khi xe đang phanh.

    Mạch điện:

    [​IMG]

    Mạch điện công tắc đèn phanh
     
    Đã được đổ xăng bởi conghatinh, vientvph00687, anhchanghocviec4 tài xế khác.
  2. vbh090909
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    19/2/16
    Số km:
    92
    Được đổ xăng:
    26
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    580 lít xăng
    Sao hình die hết rồi bác ơi :(:(
     
  3. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    110
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,091 lít xăng
    không rỏ nửa, hix, em gõ phông vni-times lên diễn đàn cũng không được, hình thì để khi nào em up lại cho
     
  4. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    110
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,091 lít xăng
    Đã được đổ xăng bởi vbh090909.
  5. vbh090909
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    19/2/16
    Số km:
    92
    Được đổ xăng:
    26
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    580 lít xăng
    Bài viết bổ ích lắm.phải còn hình thì hay qá..bác cho e xin tài liệu này đi
    Mail e : vbh090909@gmail.com
     
  6. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    110
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,091 lít xăng
    ok ạ
     
  7. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    110
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,091 lít xăng
    mong bác có tài liệu gì share thẳng lên luôn nhé,,
     
  8. haclongtamduong
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    16/7/15
    Số km:
    113
    Được đổ xăng:
    16
    Mã lực:
    36
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    816 lít xăng
    bác giúp e với :)) haclong93@gmail.com
    em cam on nhiều
     
  9. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    110
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,091 lít xăng
    cái này em cũng chưa tìm hiểu kĩ, phông bên mình chưa cập nhật nên copy pết bị lỗi
     
  10. sangseu
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    6/5/16
    Số km:
    12
    Được đổ xăng:
    20
    Mã lực:
    6
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    86 lít xăng
    #10 sangseu, 6/5/16
    Chỉnh sửa cuối: 11/8/16
    Mình rất quan tâm bài viết của b, b có thể share bài với hình ảnh cho mình được không ? [xóa email]
     
  11. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    110
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,091 lít xăng
    bạn nhắn tin vào gmail cho mình nhé, congdat55555@gmail.com
     
  12. born-@@
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    28/12/15
    Số km:
    66
    Được đổ xăng:
    40
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    955 lít xăng
  13. born-@@
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    28/12/15
    Số km:
    66
    Được đổ xăng:
    40
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    955 lít xăng
    bác cứ đăng thế này chả nhìn thấy hình ảnh đâu khổ ae thôi :(
     
  14. Longcoi
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    2/9/15
    Số km:
    107
    Được đổ xăng:
    8
    Mã lực:
    36
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    529 lít xăng
  15. thaiquangan.hp83
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    2/5/13
    Số km:
    282
    Được đổ xăng:
    191
    Mã lực:
    76
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    1,648 lít xăng
    cho mình xin một bản nhé..
     
  16. PhamCongDat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/6/15
    Số km:
    110
    Được đổ xăng:
    48
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,091 lít xăng
    haha, cảm ơn bác bày cho em
     
    Đã được đổ xăng bởi trile1502.
  17. Longcoi
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    2/9/15
    Số km:
    107
    Được đổ xăng:
    8
    Mã lực:
    36
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    529 lít xăng
    m chưa nhận dc
     
  18. zomson
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    30/3/15
    Số km:
    339
    Được đổ xăng:
    71
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    522 lít xăng
    rất đầy đủ các loại cảm biến trên xe thương hiện nay.bác có thể gửi cho em được ko
    mail:phamvancuong609@gmail.com
     
  19. lqtbinhthuan
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    7/5/16
    Số km:
    4
    Được đổ xăng:
    2
    Mã lực:
    0
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    38 lít xăng
    cho em xin tài liệu này với, chân thành cảm ơn luôn :) lequoctrang8995@gmail.com
     
    Đã được đổ xăng bởi trile1502.
  20. lqtbinhthuan
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    7/5/16
    Số km:
    4
    Được đổ xăng:
    2
    Mã lực:
    0
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    38 lít xăng
    Đã được đổ xăng bởi trile1502.

Chia sẻ trang này