Cảm biến nhiệt độ nước làm mát và nhiệt độ khí nạp đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hoạt động ổn định và hiệu quả của động cơ. Đây không chỉ là những bộ cảm biến thông thường mà còn là trái tim của hệ thống làm mát và động cơ, giúp đảm bảo chiếc xe vận hành một cách linh hoạt và an toàn trên mọi hành trình.
1. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ( Coolant water temperature sensor)
Dùng để xác định nhiệt độ động cơ, có cấu tạo là một điện trở nhiệt (thermistor)
a. Nguyên lý hoạt động:
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-efficient). 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 được gửi đến ECU trên nền tảng cầu phân áp.
Mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệt độ) tới cảm biến rồi trở về ECU vềmát. Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trở trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp. Điện áp điểm giữa cầu 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 áp gửi đến bộ biến đổi ADC lớn. Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để báo cho ECU biết nhiệt độ động cơ thấp. Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm, báo cho ECU biết là động cơ nóng.
b. Cấu tạo:
Thường là trụ rỗng có ren ngoài, bên trong có gắn một điện trở dạng bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
1-Giắc nối; 2- Vỏ; 3-Đệm; 4-Ren; 5- Điện trở (NTC); 6-Áo nước làm mát động cơ
Ở động cơ làm mát bằng nước, cảm biến được gắn ở thân máy, gần áo nước làm mát. Trong một số trường hợp cảm biến được lắp trên nắp máy
c. Mạch điện:
Mạch điện cảm biến nước làm mát
d. Đường đặc tính:
Đường đặc tính của cảm biến nước làm mát
2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp (Intake Air Temperature or Manifold Air Temperature 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 được gắn trong bộ đo lưu lượng không khí hoặc trên đường ống nạp.
Tỷ trọng của không khí thay đổi theo nhiệt độ. Nếu nhiệt độ không khí cao, hàm lượng ôxy trong không khí thấp. Khi nhiệt độ không khí thấp, hàm lượng ôxy trong không khí tăng. Trong các hệ thống điều khiển phun xăng (trừ loại LH- Jetronic với cảm biến đo lượng không khí loại dây nhiệt) lưu lượng không khí được đo bởi các bộ đo lưu lượng không khí 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; nếu nhiệt độ khí nạp nhỏ hơn 200C thì ECU sẽ điều khiển tăng lượng xăng phun. Với phương pháp này, tỉ lệ hỗn hợp sẽ được đảm bảo theo nhiệt độ môi trường.
Cảm biến nhiệt độ khí nạp
1- Đầu ghim; 2- Điện trở NTC
Mạch điện:
Mạch điện của cảm biến nhiệt độ khí nạp
Qua bài viết trên, ta nhận thấy được sự tích hợp của cảm biến nhiệt độ nước làm mát và cảm biến nhiệt độ khí nạp không chỉ giúp đảm bảo hiệu suất tối ưu cho động cơ ô tô mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động tiêu cực đối với môi trường. Điều này chứng tỏ tầm quan trọng và hiệu quả của công nghệ cảm biến trong việc nâng cao khả năng vận hành và bảo vệ môi trường trong lĩnh vực ô tô hiện đại.
