Một trong những xu hướng phát triển ô tô lớn nhất trong vài thập kỷ qua là việc sử dụng các hệ thống điện tử trong hàng triệu xe ô tô. Hệ thống máy vi tính tinh vi trên xe chẳng hạn như bộ điều khiển động cơ điện tử thu thập dữ liệu về hoạt động xe và liên tục điều chỉnh các chế độ làm việc của xe sao cho an toàn nhất, hoạt động hiệu quả nhất có thể. Các cảm biến tốc độ xe giám sát tốc độ xe tại mọi thời điểm khi xe đang chạy, cung cấp thông tin cho hệ thống máy tính để hạn chế tốc độ xe khi cần thiết, các cảm biến nhiệt độ động cơ, cảm biến lưu lượng khí nạp cung cấp thông tin về chế độ hoạt động của động cơ để điều chỉnh nhiên liệu và đánh lửa sao cho công suất động cơ phát ra phù hợp nhất…

Nếu được làm một phép so sánh, có thể mô tả các cảm biến trên như các giác quan của xe, chúng cung cấp những thông tin cần thiết về tình trạng “sức khỏe” của xe, các điều kiện môi trường bên ngoài, những nguy hiểm tiềm ẩn bên trong để luôn đảm bảo cho xe hoạt động hiệu quả và an toàn nhất. Để bạn đọc có những hình dung sơ bộ về các cảm biến trên xe hơi, trong bài viết chúng tôi muốn đề cập đến một phần vai trò quan trọng của các cảm biến này.

Cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến lưu lượng khí nạp là một trong những cảm biến quan trọng nhất vì nó được sử dụng trong hệ thống phun nhiên liệu điện tử EFI để phát hiện khối lượng hoặc thể tích không khí nạp.

Tín hiệu của khối lượng hoặc thể tích của không khí nạp được dùng để tính thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản. Cảm biến lưu lượng khí nạp chủ yếu được chia thành 2 loại, các cảm biến để phát hiện khối lượng không khí nạp, và cảm biến đo thể tích không khí nạp, cảm biến đo khối lượng và cảm biến đo lưu lượng không khí nạp có các loại như sau: Kiểu dây sấy, kiểu cánh và kiểu gió xoáy quang học Karman.

Hiện nay hầu hết các xe sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy vì nó đo chính xác hơn, trọng lượng nhẹ hơn và độ bền cao hơn

Cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến vị trí bàn đạp ga

Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió. Cảm biến này biến đổi góc mở bướm ga thành điện áp, được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bướm ga (VTA). Ngoài ra, một số thiết bị truyền một tín hiệu IDL riêng biệt. Các bộ phận khác xác định nó tại thời điểm chạy không tải khi điện áp VTA này ở dưới giá trị chuẩn. Hiện nay, có 2 loại, loại tuyến tính và loại có phần tử Hall được sử dụng.

Cảm biến vị trí của bàn đạp ga biến đổi mức đạp xuống của bàn đạp ga (góc) thành một tín hiệu điện được chuyển đến ECU động cơ. Ngoài ra, để đảm bảo độ tin cậy, cảm biến này truyền các tín hiệu từ hai hệ thống có các đặc điểm đầu ra khác nhau. Cảm biến này cũng có hai loại cảm biến : loại tuyến tính và loại phần tử Hall.

Cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến nhiệt độ nước/ nhiệt độ khí nạp /nhiệt độ nhiên liệu

Cảm biến nhiệt độ nước và cảm biến nhiệt độ khí nạp đã được gắn các nhiệt điện trở bên trong, mà nhiệt độ càng thấp, trị số điện trở càng lớn, ngược lại, nhiệt độ càng cao, trị số điện càng thấp. Và sự thay đổi về giá trị điện trở của nhiệt điện trở này được sử dụng để phát hiện các thay đổi về nhiệt độ của nước làm mát và không khí nạp. Như được thể hiện trong hình minh họa dưới đây, điện trở được gắn trong ECU động cơ và nhiệt điện trở trong cảm biến này được mắc nối tiếp trong mạch điện sao cho điện áp của tín hiệu được phát hiện bởi ECU động cơ sẽ thay đổi theo các thay đổi của nhiệt điện trở này. Khi nhiệt độ của nước làm mát hoặc khí nạp thấp, điện trở của nhiệt điện trở sẽ lớn, tạo nên một điện áp cao.

Cảm biến nhiệt độ nước đo nhiệt độ của nước làm mát động cơ. Khi nhiệt độ của nước làm mát động cơ thấp, phải tăng tốc độ chạy không tải, tăng thời gian phun, góc đánh lửa sớm, v.v... nhằm cải thiện khả năng làm việc và để hâm nóng. Vì vậy, cảm biến nhiệt độ nước không thể thiếu được đối với hệ thống điều khiển động cơ.

Cảm biến nhiệt độ khí nạp.

Trong khi đó cảm biến nhiệt độ khí nạp lại đo nhiệt độ của không khí nạp. Lượng và mật độ không khí sẽ thay đổi theo nhiệt độ của không khí. Vì vậy cho dù lượng không khí được cảm biến lưu lượng khí nạp phát hiện là không thay đổi, lượng nhiên liệu phun phải được hiệu chỉnh. Tuy nhiên cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy trực tiếp đo khối lượng không khí. Vì vậy không cần phải hiệu chỉnh.