Các cảm biến trên ô tô – Gồm những loại nào? Dấu hiệu nhận biết hư hỏng?

Các cảm biến trên ô tô đóng vai trò quan trọng vì chúng tương tự như các giác quan của con người, giúp động cơ ô tô hoạt động hiệu quả nhất có thể. Bài viết dưới đây của XeMercedesVIP tổng hợp thông tin cũng như cách kiểm tra tình trạng các loại cảm biến trên.

Cảm biến trên ô tô là gì?

Cảm biến trên ô tô là một trong những thiết bị hỗ trợ vận hành động cơ xe hoạt động ổn định và liên tục thông qua bộ điều khiển trung tâm.

Các cảm biến trên ô tô

Cảm biến vị trí – Position sensors (khoảng cách – distance / góc độ – angle)

Được sử dụng để ghi lại vị trí của:

• Trục cam bướm ga
• Chân ga hoặc chân phanh
• Khoảng cách và góc phun trong bơm cao áp diesel
• Mức nhiên liệu thùng
• Góc lái
• Góc nghiêng

Cảm biến vị trí bao gồm cảm biến siêu âm và radar được sử dụng trong ô tô để đánh giá khoảng cách giữa rào chắn và phương tiện, đồng thời hỗ trợ báo hiệu cho người lái xe để lấy thông tin.

Cảm biến tốc độ & vận tốc (Speed & velocity sensors)

Dùng để xác định:

• Tốc độ trục khuỷu
• Tốc độ quay trục cam
• Vận tốc quay của bánh xe
• Bơm cao áp

Danh mục này cũng bao gồm cảm biến độ lệch hướng (yaw rate sensor). Cảm biến độ lệch phát hiện chuyển động quay của xe dọc theo trục của chính nó và gửi dữ liệu đến hệ thống ổn định điện tử ESP.

Cảm biến gia tốc (Acceleration sensors)

Gia tốc kế đo gia tốc của thân xe và được sử dụng trong các hệ thống an toàn thụ động (túi khí, dây an toàn, thanh chống lật), hệ thống ổn định lái (ABS và ESP) và kiểm soát khung gầm.

Cảm biến áp suất (Pressure sensors)

Dùng để tính giá trị:

• Áp suất áp dụng cho đường hút/nạp
• Áp suất nhiên liệu và áp suất phanh
• Áp suất lốp xe
• Áp suất thùng dầu (trong hệ thống ABS và trợ lực lái)
• Hệ thống điều hòa không khí (A/C System) áp suất môi chất lạnh
• Sự thay đổi áp suất hộp số tự động

Cảm biến nhiệt độ (EGR Temperature sensors)

Cảm biến nhiệt độ EGR có nhiệm vụ điều khiển chính xác hơn độ mở của van EGR nhằm giảm thiểu lượng NOx (Oxides of Nitrogen) và các hợp chất độc hại thải ra môi trường.

Cảm biến nhiệt độ EGR thường được gắn trên đường ống dẫn khí đốt nối EGR với đường ống nạp của động cơ.

Dấu hiệu hư hỏng: tăng nhiệt độ đốt cháy nhiên liệu, tăng tốc độ đốt cháy nhiên liệu, dẫn đến tiếng ồn có thể gây hại cho động cơ và không vượt qua được bài kiểm tra khí thải hàng năm.

Cảm biến lực & mô-men (Force & torque sensor)

Dùng để định nghĩa:

• Lực đạp
• Mô-men xoắn phanh và lái
• trọng lượng hành khách (hệ thống ARS)

Cảm biến lưu lượng (Flow – meters)

Được sử dụng để ghi lại mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng khí nạp của động cơ.

Cảm biến khí thải (Gas sensors)

Cảm biến khí thải phát hiện các thành phần trong khí thải (cảm biến oxy, cảm biến NOx) hoặc các hóa chất độc hại trong khí nạp hoặc nhiên liệu.

Một vài cảm biến cung cấp tín hiệu điều khiển động cơ cho xe

Cảm biến xung – trục khuỷu (Pulse sensor – crankshaft)

Cảm biến vị trí trục khuỷu xác định tốc độ động cơ cũng như vị trí piston. Chúng hoạt động song song với trục cam để hỗ trợ bộ điều khiển nhận biết vị trí pít-tông, vị trí van để điều chỉnh thời điểm đánh lửa, phun nhiên liệu.

Cảm biến vị trí trục khuỷu thường được đặt gần puli trục khuỷu, phía trên bánh đà hoặc phía trên trục khuỷu.

Dấu hiệu hư hỏng: Khi đèn động cơ bật sáng, động cơ có thể hoạt động sai, ngược hoặc rung và động cơ có thể ngừng chạy.

Khi động cơ đang chạy, hãy tìm tia lửa phát ra từ bugi. Để nhanh chóng xác định xem cảm biến có hoạt động hay không.

Nếu không có lửa ở bugi, hộp điều khiển có thể không phát hiện được thời điểm đánh lửa, nhưng không có lửa cũng có thể do cuộn dây đánh lửa bị trục trặc.

Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft position sensor)

Cảm biến vị trí trục cam xác định vị trí của trục cam và gửi thông tin về bộ xử lý trung tâm ECU để tính toán thời điểm phun nhiên liệu tốt nhất.

Cảm biến trục cam phối hợp với cảm biến vị trí trục khuỷu để đảm bảo rằng động cơ luôn có điểm đánh lửa và phun nhiên liệu tốt nhất có thể.

Cảm biến vị trí trục cam thường được lắp trên đầu xi lanh hoặc trong nắp vỏ trục cam.

Dấu hiệu hư hỏng: ô tô khó khởi động, chết máy đột ngột, động cơ dừng hoặc không phản ứng khi tăng tốc, tốc độ không tải không đều, động cơ rung do đánh lửa sai, đèn Check Engine sáng.

Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF – Mass Air Flow sensor)

Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) đo lượng không khí đi vào động cơ và gửi tín hiệu đến ECU, ECU sẽ điều chỉnh lượng nhiên liệu phun theo tỷ lệ tiêu chuẩn.

Đường ống nạp chứa cảm biến lưu lượng khí nạp.

Dấu hiệu hư hỏng: đèn CHECK ENGINE sáng hoặc nhấp nháy, động cơ chạy không êm, không đều hoặc hoàn toàn không hoạt động, công suất động cơ thấp, xe chạy kém hiệu quả hơn, động cơ dừng lại, v.v.

Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT – Intake Air Temperature)

Cảm biến nhiệt độ khí nạp đo nhiệt độ của khí nạp. Nếu nhiệt độ khí nạp vượt quá 20oC, ECU sẽ giảm lượng nhiên liệu phun vào và ngược lại, để đảm bảo tỷ lệ hòa khí được duy trì phù hợp với nhiệt độ môi trường.

IAT thường được đặt trong cảm biến lưu lượng khí nạp.

Dấu hiệu hư hỏng: mức tiêu thụ nhiên liệu tăng, động cơ thải ra khói đen và xe không vượt qua kỳ kiểm tra định kỳ hàng năm.

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (coolant temperature sensor)

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) thường được gắn gần bộ điều nhiệt và tiếp xúc với chất làm mát trên thân động cơ.

Cảm biến này có nhiệm vụ đo nhiệt độ nước làm mát động cơ và gửi tín hiệu về ECU. Góc đánh lửa sớm, thời gian phun nhiên liệu, điều khiển quạt làm mát và tốc độ không tải, điều khiển sang số đều sẽ được điều chỉnh bởi hệ thống điều khiển ECU.

Nhờ đó, hiệu suất động cơ được cải thiện, xe vận hành ổn định hơn.

Hơn nữa, tín hiệu ECT được sử dụng để điều khiển khí xả, hệ thống phun nhiên liệu và quạt làm mát. Khi cảm biến phát hiện nhiệt độ nước làm mát quá cao ở một số mẫu xe, xe sẽ tự động tắt điều hòa động cơ.

Dấu hiệu hư hỏng: động cơ khó khởi động, mức tiêu hao nhiên liệu tăng, và chất lượng khí thải kém.

Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle position sensor)

Cảm biến vị trí bướm ga (TPS) thường nằm ở trục trên của thân bướm ga. Các cảm biến được sử dụng trong ô tô ngày nay thường là loại không tiếp xúc, với ba loại chính: cảm biến Hiệu ứng Hall, cảm biến cảm ứng và cảm biến điện trở từ.

TPS có nhiệm vụ đo góc mở và vị trí bướm ga để gửi tín hiệu về ECU. Sau đó, ECU sẽ đánh giá dữ liệu để tính toán mức tải của động cơ và tối ưu hóa thời điểm cũng như lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt.

Cảm biến này cũng được hệ thống kiểm soát lực kéo sử dụng để tự động thay đổi góc mở bướm ga, bù ga chạy không tải hoặc điều khiển quá trình sang số (ở xe có hộp số tự động) nhằm đảm bảo vận hành ổn định.

Dấu hiệu hư hỏng: tốc độ chạy không tải không ổn định, khả năng tăng tốc kém, tăng mức tiêu thụ nhiên liệu và nồng độ CO và HC quá cao trong luồng khí thải.

Cảm biến kích nổ (Knock sensor)

Cảm biến kích nổ có nhiệm vụ phát hiện hiện tượng kích nổ nhiên liệu sớm, đồng thời tiếp nhận và báo về các rung động mạnh xảy ra khi động cơ nổ để ECU điều chỉnh thời điểm đánh lửa chậm hơn nên hạn chế tối đa hiện tượng này.

Cảm biến này, có kiểu dáng giống như một con vít, thường được lắp trên thành xi lanh, trên mui xe hoặc ngay phía trên ống nạp.

Dấu hiệu hư hỏng: Kiểm tra Đèn động cơ sáng và khi tăng tốc, động cơ thường phát ra tiếng kim loại lớn do đánh lửa sớm.

Cảm biến áp suất đường ống nạp (Intake pipe pressure sensor)

Cảm biến áp suất đường ống nạp có nhiệm vụ gửi tín hiệu áp suất chân không về bộ xử lý trung tâm dưới dạng điện áp hoặc tần số để tính toán lượng nhiên liệu cần cung cấp cho động cơ. 

Áp suất chân không giảm khi xe chạy không tải hoặc nhả ga. Ngược lại, áp suất chân không tăng lên khi tăng tốc hoặc tải nặng.

Dấu hiệu hư hỏng: động cơ khởi động không êm, công suất động cơ thấp, tiêu hao nhiên liệu và xe thải ra nhiều khói.

Cảm biến oxy (oxy sensor)

Cảm biến oxy là thiết bị hệ thống điện thường được bố trí trên ống xả và tiếp xúc với dòng khí thải từ động cơ ô tô. Ngày nay, khi các tiêu chuẩn về khí thải của phương tiện ngày càng khắt khe hơn, nó đã trở thành một trong những loại cảm biến trên ô tô được các nhà sản xuất ô tô chú trọng.

Cảm biến phát hiện lượng oxy dư thừa trong khí thải và gửi tín hiệu đến ECU. Hệ thống điều khiển sẽ đánh giá nồng độ oxy và điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào để đạt được tỷ lệ nhiên liệu-không khí thích hợp.

Cảm biến oxy thường được lắp đặt trên đường thoát khí đốt của động cơ, phía trước và phía sau bộ chuyển đổi xúc tác.

Dấu hiệu hư hỏng: đèn Check Engine sáng, khói quá nhiều và mức sử dụng nhiên liệu cao bất thường.

Cách kiểm tra: Để xác nhận độ chính xác, hãy kiểm tra cảm biến bằng vôn kế.

Hệ thống cảm biến điều khiển phương tiện

Tốc độ bánh xe (Wheel speed sensor)

Tín hiệu cảm biến tốc độ bánh xe được sử dụng để kiểm soát các hệ thống an toàn như ABS và ASR, cũng như hệ thống GPS để tính quãng đường đã đi. Khi bị hư hỏng, nó sẽ cản trở hoạt động của các hệ thống an toàn, khiến người dùng gặp nguy hiểm.

Hộp số (Transmission sensor)

Cảm biến tốc độ đầu vào và Cảm biến tốc độ đầu ra được sử dụng để ghi lại tốc độ đầu vào và đầu ra của hộp số (AT). 

Bộ điều khiển nhận tín hiệu tốc độ, bộ phận này sẽ tính toán và điều chỉnh áp suất dầu của các van điện từ trong quá trình sang số và xác định tỷ số truyền phù hợp.

Cảm biến khoảng cách (Distance sensor)

Cảm biến khoảng cách được sử dụng để ghi lại tốc độ của xe. Chúng được gắn vào hộp số hoặc cầu xe. Dữ liệu của cảm biến tiệm cận là cần thiết cho đồng hồ tốc độ, điều khiển hành trình và hệ thống điều khiển truyền động.

Mức dầu bôi trơn / mức nước làm mát (Engine oil level / coolant level)

Các cảm biến phải được sử dụng để theo dõi mức dầu động cơ, chất làm mát và chất lỏng rửa kính chắn gió để vận hành an toàn và thoải mái. Các mức cảm biến đưa tín hiệu đến bộ điều khiển động cơ, làm cho đèn báo sáng.

Mài mòn má phanh (Brake lining wear)

Đây là một hoặc nhiều dây cảm biến được đặt trên má phanh, riêng biệt hoặc cùng nhau, để hỗ trợ hệ thống phanh của xe. Loại cảm biến này không có trên tất cả các mẫu xe mà chỉ có trên các biến thể cao cấp.

Cảm biến mài mòn phát hiện và báo cáo tình trạng mòn má phanh về ECU, cho phép hệ thống điều khiển đưa ra các cảnh báo cho người lái. 

Khi đèn cảnh báo sáng, người lái xe phải đưa ngay xe đến tiệm sửa chữa để được kiểm tra và thay thế nhằm đảm bảo an toàn cho xe.

Các cảm biến an toàn

Dữ liệu cảm biến là nền tảng cho hoạt động của nhiều hệ thống an toàn chủ động và thụ động như hệ thống cảnh báo mất tập trung (Attention Assist), hệ thống cảnh báo lệch làn đường LDWS.

Trong những năm gần đây, khả năng của các hệ thống hỗ trợ người lái và an toàn đã tăng lên đều đặn do những cải tiến lớn trong quá trình phát triển các cảm biến mới. 

Do đó, chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện sự an toàn của người lái xe trên đường.

Kết luận

Trên đây, XeMercedes.VIP đã giới thiệu các cảm biến trên ô tô thông dụng nhất và cách kiểm tra tình trạng cảm biến. Hi vọng những thông tin này sẽ giúp bạn có thêm kiến thức hữu ích trong việc vận hành và chăm sóc xe. Hãy theo dõi trang chủ của chúng tôi để được cập nhật những thông tin mới nhất nhé.