Trong thế kỷ 21, khi công nghệ ô tô ngày càng phát triển, sự tích hợp của các thành phần hiện đại trên động cơ đặt ra những thách thức và cơ hội mới. Trong số những công nghệ đó, cảm biến vị trí bướm ga và vị trí bàn đạp ga trên động cơ diesel đóng vai trò quan trọng, không chỉ trong việc tối ưu hóa hiệu suất mà còn là yếu tố quyết định độ an toàn và tiết kiệm nhiên liệu của phương tiện. Chúng ta hãy cùng khám phá chi tiết và ảnh hưởng của các công nghệ này trong hệ thống động cơ diesel, nhằm hiểu rõ hơn về cách chúng đóng góp vào sự phát triển và tiến bộ của ngành công nghiệp ô tô hiện đại.
1. Cảm biến vị trí bướm ga trên động cơ Diesel:
1 – Cảm biến vị trí bướm ga, 2 – Bướm ga ; 3 – Moto điện
Bướm ga điện tử
Bướm ga được lắp trên cổ họng gió, gồm một cảm biến vị trí và môtơ điện từ quay. Nhằm mục đích cải thiện tính năng hoạt động của hệ thống EGR và dùng làm tín hiệu cho ECU để điều khiển tỉ lệ phun nhiên liệu vào động cơ. Hiện nay có các loại cảm biến vị trí bướm ga điện tử là : loại tuyến tính, loại tiếp điểm và phần tử Hall.
Trong động cơ 2KD-FTV dùng loại phần tử Hall vì nó có những ưu điểm : Cảm biến này không chỉ phát hiện chính xác độ mở của bướm ga, mà còn sử dụng phương pháp không tiếp điểm và có cấu tạo đơn giản.
Mạch điện điều khiển
Cảm biến vị trí van cắt đường nạp là loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng, các nam châm được lắp trên trục của van cắt và quay cùng với van cắt. Khi van cắt cửa nạp mở, các nam châm quay cùng một lúc, và các nam châm này thay đổi vị trí của chúng. Vào lúc đó, IC Hall phát hiện sự thay đổi từ thông gây ra bởi sự thay đổi vị trí nam châm và tạo ra điện áp ra của hiệu ứng Hall từ cực VLU theo mức thay đổi này. Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở van.
– Hiệu ứng Hall làm độ chênh lệch điện thế tại vị trí xảy ra dòng điện vuông góc với từ trường, khi một từ trường được đặt vuông góc với dòng điện chạy trong một dây dẫn. Ngoài ra, điện áp được tạo ra bởi độ chênh lệch điện thế thay đổi theo tỉ lệ với mật độ từ thông đặt vào.
– Cảm biến vị trí bướm ga loại dùng phần tử Hall dùng nguyên lý này để biến đổi sự thay đổi vị trí bướm ga nhằm thay đổi mật độ của từ thông để đo chính xác sự thay đổi của vị trí bướm ga.
2. Cảm biến vị trí bàn đạp ga:
Cảm biến vị trí bàn đạp ga
a. Loại tuyển tính:
Cảm biến này truyền tín hiệu : tín hiệu VPA truyền điện áp theo đường thẳng trong toàn bộ phạm vi bàn đạp ga, tín hiệu VPA2 truyền điện áp bù tín hiệu VPA.
Cảm biến này có nhược điểm là không được tháo rời. Việc điều chỉnh vị trí yêu cầu độ chính xác rất cao. Vì vậy khi hỏng phải thay thế toàn bộ cụm bàn đạp ga.
b. Loại phần tử Hall
Trên động cơ 2KD-FTV cũng được trang bị cảm biến vị trí bàn đjap ga loại phần tử Hall.
Cấu tạo và hoạt động của cảm biến này cơ bản giống như cảm biến vị trí bướm ga. Để đảm bảo độ tin cậy, phải cung cấp một mạch điện cho từng hệ thống một.
1 – Phần tử IC Hall; 2 – Nam châm; 3 – Cần bàn đạp ga
Cảm biến loại phần tử Hall và mạch điên điều khiển
Cảm biến vị trí bàn đạp ga gồm các nam châm điện (2) lắp trên trục cần bàn đạp ga (3) quay cùng với sự biến đổi góc của cần bàn đạp ga. Khi cần bàn đạp ga đạp xuống (biến đổi góc) thì nam châm quay cùng trục cần có nghĩa là thay đổi vị trí của chúng. Vào lúc đó, IC Hall phát hiện sự thay đổi từ thông gây ra bỡi sự thay đổi vị trí nam châm và tạo ra điện áp ra của hiệu ứng Hall từ cực VPA1 và VPA2 theo mức thay đổi này. Vị trí cực VCP1, VCP2 là vị trí mở hoàn toàn, EP1, EP2 vị trí đóng hoàn toàn Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu đạp ga. Cảm biến này không chỉ phát hiện chính xác thay đổi vị trí bàn đạp ga, mà còn sử dụng phương pháp không tiếp điểm và có cấu tao đơn giản, vì thế nó không dễ bị hỏng, giảm việc chỉnh cần ga như chân ga cổ điển.
Sự tích hợp của cảm biến vị trí bướm ga và vị trí bàn đạp ga trên động cơ diesel không chỉ nâng cao hiệu suất và tiết kiệm năng lượng mà còn đóng góp tích cực vào mục tiêu bảo vệ môi trường. Đây là những tiến bộ quan trọng trong lĩnh vực công nghệ ô tô, và việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này sẽ giúp tối ưu hóa hơn nữa quá trình vận hành của các phương tiện diesel, đồng thời đáp ứng hiệu quả các tiêu chuẩn an toàn và môi trường.
