Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến nhiệt độ làm mát ECT có cấu tạo rất đơn giản với hình dạng trụ rỗng, ren bên ngoài và phía trong là một “nhiệt điện trở” thay đổi điện trở khi nhiệt độ của nước làm mát thay đổi. Hầu hết có hệ số nhiệt độ âm, trong đó điện trở giảm khi nhiệt độ tăng. Với loại cảm biến này, điện trở sẽ cao khi động cơ nguội. Khi động cơ nóng lên, điện trở trong của cảm biến giảm xuống cho đến khi động cơ ở nhiệt độ hoạt động bình thường.
Nguyên lý hoạt động cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ô tô ECT được đặt ở bên trong khoang nước động cơ và tiếp xúc trực tiếp với nước. Vì cảm biến có hệ số điện trở âm nên khi nhiệt độ của nước làm mát thấp thì điện trở cảm biến sẽ cao hơn và ngược lại. Sự thay đổi của điện trở cảm biến này sẽ làm thay đổi điện áp ở phía chân của cảm biến.
Lúc này, điện áp thường 5V đi qua điện trở chuẩn (đây là điện trở có giá trị không đổi theo nhiệt độ) rồi đến cảm biến và quay về ECU sau đó về mát. Do đó, điện trở chuẩn và nhiệt điện trở ở trong cảm biến tạo nên một cầu phân áp. Tiếp đó, điện áp điểm giữa cầu đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu ADC (Analog to Digital Converter).
Khi nhiệt độ động cơ thấp thì giá trị điện trở cảm biến cao làm cho điện áp gửi về bộ chuyển đổi ADC lớn. Lúc này, điện áp chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã thông qua bộ vi xử lý để gửi tín hiệu cho ECU rằng động cơ đang ở trạng thái lạnh. Khi động cơ nóng lên, giá trị điện trở cảm biến và điện áp sẽ giảm, sau đó tín hiệu sẽ được gửi đến cho ECU, cho biết động cơ đang trong trạng thái nóng.
Vị trí cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ có thể được đặt ở đầu xi-lanh hoặc có thể có hai cảm biến nước làm mát (một cho mỗi dãy xi-lanh ở động cơ V6 hoặc V8) hoặc một cho ECM và một cho quạt làm mát.
Cảm biến được lắp đặt sao cho đầu cảm biến sẽ tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát. Điều này là sẽ tạo ra một tín hiệu đáng tin cậy. Nếu mức nước làm mát thấp, có thể khiến cảm biến nhiệt độ nước làm mát không thể đo chính xác.
Triệu chứng hư hỏng của cảm biến làm mát
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ thực hiện rất nhiều chức năng, nên cảm biến (hoặc mạch cảm biến) bị lỗi thường sẽ gây ra các vấn đề về khả năng hoạt động của động cơ và khí thải ở nhiệt độ lạnh. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ kém cũng có thể khiến mức tiêu thụ nhiên liệu tăng lên đáng kể và gây ô nhiễm môi trường khi hệ thống điều khiển động cơ không thể đi vào vòng lặp kín.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ thường xảy ra lỗi do mạch dây điện và các đầu nối lỏng hoặc bị ăn mòn hơn là do chính cảm biến bị hỏng.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ bị lỗi cũng có thể khiến động cơ quá nóng do ECM không điêù khiển quạt làm mát khi động cơ nóng.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ bị lỗi cũng có thể khiến kết quả đo nhiệt độ nước làm mát trên bảng đồng hồ không chính xác.
Mã lỗi cảm biến làm mát
Hệ thống OBDII sẽ phát hiện lỗi, bật Đèn kiểm tra động cơ và đặt một trong các mã lỗi sau :
P0115….Engine Coolant Temperature Circuit
P0116….Engine Coolant Temperature Circuit Range/Performance
P0117….Engine Coolant Temperature Circuit Low Input
P0118….Engine Coolant Temperature Circuit High Input
P0119….Engine Coolant Temperature Circuit Intermittent
Cách kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Một cách để kiểm tra nhanh độ chính xác của cảm biến nước làm mát động cơ là dùng máy chẩn đoán. So sánh dữ liệu nhiệt độ của cảm biến nước làm mát và dữ liệu của cảm biến nhiệt độ không khí khi động cơ nguội. Cả hai cảm biến sẽ cho kết quả chênh lệch khoảng 2 độ C. Nếu chênh lệch nhiều thì một trong các cảm biến bị hỏng.
Sau đó khởi động động cơ và xem dữ liệu nhiệt độ khi động cơ nóng lên. dữ liệu nhiệt độ không khí xung quanh sẽ giữ nguyên nhưng cảm biến nhiệt độ nước làm mát sẽ hiển thị nhiệt độ nước làm mát tăng dần. Không có thay đổi nào thì cảm biến bị hỏng.
Có thể kiểm tra được điện trở trong của cảm biến bằng đồng hồ VOM và so sánh với thông số kỹ thuật. Nếu cảm biến bị hở, bị chập hoặc ngoài phạm vi thì phải thay thế. Nếu nhúng vào nước lạnh, giá trị điện trở tăng từ 4,8 – 6,6 Ω, khi dùng bật lửa hơ nóng có giá trị từ 0,2 – 0,3 Ω.
Nếu điện trở của cảm biến nhiệt độ nước làm mát nằm trong thông số kỹ thuật và thay đổi khi nhiệt độ động cơ thay đổi, nhưng động cơ không chuyển sang chế độ vòng kín thì lỗi nằm ở mạch dây điện hoặc ECM. Cần phải chẩn đoán thêm để xác định vấn đề trước khi thay thế bất kỳ bộ phận nào.
Một cách chẩn đoán khác là giả lập tín hiệu của cảm biến để mô phỏng thông số nhiệt độ qua bộ dây của cảm biến tới ECM. Nếu mạch dây điện liên tục tốt nhưng ECM không chuyển sang vòng lặp kín khi gửi cho nó tín hiệu “nước làm mát nóng”, thì vấn đề nằm ở ECM.
Nên thực hiện kiểm tra trực quan cảm biến nước làm mát để kiểm tra các vấn đề như lỏng giắc cắm, dây điện bị đứt, nứt trên cảm biến hoặc rò rỉ nước làm mát xung quanh cảm biến.
Có thể sử dụng vôn kế hoặc máy hiện sóng để kiểm tra tín hiệu đầu ra của cảm biến. Thông số kỹ thuật khác nhau, nhưng nhìn chung cảm biến nước làm mát lạnh sẽ đọc được khoảng 3 volt. Khi động cơ nóng lên và đạt đến nhiệt độ vận hành, điện áp sẽ giảm dần xuống khoảng 1,2 đến 0,5 volt. Trên máy hiện sóng sẽ hiển thị đường dốc dần từ 3 volt xuống 1,2 đến 0,5 volt trong 3 đến 5 phút để động cơ đạt đến nhiệt độ hoạt động bình thường.
Nếu điện áp trên cảm biến nước làm mát ở mức gần 5 volt, điều đó có nghĩa là cảm biến đang bị đứt dây nối mát. Nếu điện áp gần bằng 0, dây tín hiệu của cảm biến chạm mát hoặc bị đứt.
