Các loại cảm biến trên ô tô ngày nay đóng vai trò không thể thiếu trong việc đảm bảo an toàn và cung cấp trải nghiệm lái xe tối ưu. Hiểu rõ về các loại cảm biến trên oto giúp chúng ta tận dụng tối đa các công nghệ có trong xe. Hãy cùng Wuling EV Việt Nam tìm hiểu rõ hơn trong bài viết sau đây.
1. Các loại cảm biến trên ô tô ở động cơ
Cảm biến trên ô tô, đặc biệt là những cảm biến liên quan đến động cơ đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả hoạt động của xe. Sau đây là danh sách các loại cảm biến trên ô tô động cơ thông dụng hiện nay.
1.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu CKP
Chức năng: Cảm biến vị trí trục khuỷu (Crankshaft Position Sensor - CKP) giám sát vị trí và tốc độ quay của trục khuỷu. CKP đóng vai trò quan trọng cho ECU (bộ điều khiển điện tử) để kiểm soát thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu chính xác. CKP giúp động cơ hoạt động ổn định, tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu lượng khí thải.
Nguyên lý hoạt động: Thường dựa trên nguyên lý từ tính, cảm biến CKP sản sinh tín hiệu điện khi có sự thay đổi từ trường do trục khuỷu quay.
Vị trí lắp đặt: Thường được lắp gần trục khuỷu hoặc trên bánh đà.
Cấu tạo: Gồm một phần cảm biến từ và một bánh răng hoặc đĩa có vị trí được mã hóa.
Lỗi thường gặp: Cảm biến bị bẩn, hư hỏng hoặc kết nối lỏng lẻo.
Dấu hiệu hư hỏng: Động cơ không khởi động, chạy không ổn định, tăng tiêu hao nhiên liệu và thậm chí gây ra hư hỏng động cơ nếu không được xử lý kịp thời.
Cảm biến vị trí trục khuỷu CKP giúp kiểm soát thời điểm đánh lửa
1.2. Cảm biến vị trí trục cam CPS
Chức năng: Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor - CPS) theo dõi vị trí của trục cam, từ đó giúp ECU xác định thời điểm mở và đóng của các van nạp và xả. CPS có vai trò quan trọng trong việc đồng bộ hóa giữa việc phun nhiên liệu và quá trình đánh lửa, cũng như điều chỉnh thời gian van để cải thiện hiệu suất và giảm khí thải.
Nguyên lý hoạt động: Tương tự như CKP, CPS cũng thường sử dụng nguyên lý từ tính để tạo ra tín hiệu dựa trên sự chuyển động của trục cam.
Vị trí lắp đặt: Lắp đặt gần trục cam, thường là trên đầu xi-lanh.
Cấu tạo: Tương tự như cảm biến CKP, bao gồm một phần từ và một bộ phận có vị trí được mã hóa.
Dấu hiệu hư hỏng: Có thể dẫn đến việc động cơ không khởi động, chạy không đều, giảm công suất và tăng tiêu hao nhiên liệu. Lỗi CPS cũng ảnh hưởng đến tính năng an toàn và hiệu suất của xe.
Cảm biến vị trí trục cam CPS xác định thời điểm mở và đóng van nạp, xả
1.3. Cảm biến vị trí bướm ga TPS
Chức năng: Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor - TPS) nằm ở bộ phận bướm ga và theo dõi vị trí mở của bướm ga, tức là mức độ mà người lái muốn tăng tốc. Tín hiệu từ TPS giúp ECU điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào và thời điểm đánh lửa. Nó giúp tối ưu hóa quá trình đốt cháy và cải thiện hiệu suất hoạt động của động cơ. TPS cũng giúp cải thiện độ mượt mà khi tăng tốc và ổn định động cơ ở tốc độ thấp.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến TPS thường là một loại cảm biến tiếp xúc biến thiên (potentiometer), chuyển đổi vị trí cơ học của bướm ga thành tín hiệu điện tử mà ECU có thể hiểu được.
Vị trí lắp đặt: Nằm trên bộ phận bướm ga ở đầu vào của hệ thống nạp khí.
Cấu tạo: Thông thường là một cảm biến potentiometer, sử dụng ba dây: một cho tín hiệu đầu ra, một cho nguồn điện và một cho mặt đất.
Dấu hiệu hư hỏng: Dẫn đến tình trạng động cơ chết máy khi giảm ga, chạy không đều, mất công suất và thậm chí có thể gây nguy hiểm khi đang lái do sự thay đổi đột ngột về tốc độ.
Cảm biến vị trí bướm ga TPS giúp tăng tốc độ
1.4. Cảm biến kích nổ KNK
Chức năng: Cảm biến kích nổ (hay cảm biến gõ) được thiết kế để phát hiện các điều kiện kích nổ hoặc "gõ" trong động cơ. KNK có khả năng phát hiện sớm và ngăn ngừa tình trạng kích nổ trong động cơ, giúp bảo vệ xe của bạn khỏi những hư hại tiềm ẩn.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến KNK thường sử dụng một cảm biến piezoelectric để phát hiện rung động hoặc âm thanh không bình thường từ buồng đốt. Sau đó thông tin này được gửi đến ECU để điều chỉnh thời điểm đánh lửa, nhằm ngăn chặn kích nổ.
Vị trí lắp đặt: Gắn trực tiếp lên thân động cơ, gần các xi-lanh.
Cấu tạo: Sử dụng cảm biến piezoelectric để phát hiện rung động.
Dấu hiệu hư hỏng: Khi hệ thống KNK gặp lỗi, đèn check engine sẽ sáng trên bảng điều khiển, đồng thời động cơ có thể xuất hiện hiện tượng kích nổ. Đây là dấu hiệu cảnh báo cho thấy động cơ đang gặp vấn đề và cần được kiểm tra, sửa chữa kịp thời.
Cảm biến kích nổ KNK tránh gây hại đến động cơ
1.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECT
Chức năng: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát đo nhiệt độ của chất lỏng làm mát động cơ. Nó giúp ECU điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu và tốc độ quạt làm mát để tối ưu hóa hoạt động của động cơ dựa trên nhiệt độ hoạt động.
Nguyên lý hoạt động: Thường là một loại cảm biến nhiệt độ dùng điện trở biến thiên theo nhiệt độ (thermistor), giảm trở kháng khi nhiệt độ tăng lên và ngược lại.
Vị trí lắp đặt: Thường được gắn vào khối động cơ hoặc bình nước làm mát.
Cấu tạo: Thông thường là một cảm biến nhiệt điện trở, giảm trở kháng khi nhiệt độ tăng.
Dấu hiệu hư hỏng: Động cơ có thể quá nóng, hiệu suất giảm, tăng tiêu hao nhiên liệu và thậm chí có thể dẫn đến hư hỏng động cơ nếu không được giải quyết.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECT giúp tối ưu hoạt động của xe chạy
1.6. Các cảm biến khí nạp
Có nhiều loại cảm biến khí nạp, bao gồm cảm biến áp suất khí nạp (MAP) và cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF).
Chức năng cảm biến áp suất khí nạp (MAP): Đo áp suất trong ống nạp để ECU có thể tính toán lượng khí nạp vào động cơ, giúp tối ưu hóa tỷ lệ không khí/nhiên liệu.
Chức năng cảm biến khối lượng khí nạp (MAF): Đo lượng khí nạp vào động cơ, giúp ECU điều chỉnh lượng nhiên liệu cần thiết để duy trì tỷ lệ không khí/nhiên liệu lý tưởng.
Vị trí lắp đặt: MAP thường được gắn gần hoặc trên bộ chế hòa khí. MAF thường được lắp đặt giữa bộ lọc khí và động cơ.
Cấu tạo: MAP sử dụng cảm biến áp suất, trong khi MAF thường sử dụng một dây nóng để đo sự thay đổi nhiệt độ khi khí đi qua.
Dấu hiệu hư hỏng: Động cơ có thể chạy không đều, mất công suất, tăng tiêu hao nhiên liệu và thậm chí không thể hoạt động.
Cảm biến khí nạp giúp tối ưu nhiên liệu của xe ô tô
1.7. Cảm biến oxy
Chức năng: Cảm biến oxy đo lượng oxy trong khí thải động cơ. Thông tin này được sử dụng để điều chỉnh tỷ lệ không khí/nhiên liệu, nhằm giảm lượng khí thải độc hại và tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu.
Nguyên lý hoạt động: Dựa trên nguyên lý điện hóa, tạo ra một điện áp tín hiệu dựa trên sự khác biệt về lượng oxy giữa khí thải và không khí bên ngoài.
Vị trí lắp đặt: Thường được gắn trên ống xả, gần bộ chuyển đổi xúc tác.
Cấu tạo: Sử dụng cảm biến hóa học để phát hiện nồng độ oxy.
Dấu hiệu hư hỏng: Có thể dẫn đến việc động cơ chạy giàu hoặc nghèo nhiên liệu, giảm hiệu suất, tăng tiêu hao nhiên liệu và lượng khí thải độc hại.
Cảm biến oxy nhằm giảm lượng khí thải của xe ra ngoài môi trường
2. Các loại cảm biến trên ô tô điều khiển vận hành
Các loại cảm biến trên ô tô không chỉ giới hạn ở động cơ mà còn mở rộng ra hệ thống điều khiển vận hành, giúp tăng cường các tính năng an toàn và sự thoải mái cho người lái. Sau đây là một số thông tin chi tiết về các cảm biến điều khiển vận hành.
2.1. Cảm biến áp suất lốp TPMS
Chức năng: Cảm biến áp suất lốp (Tire Pressure Monitoring System) theo dõi áp suất trong các lốp xe, cảnh báo cho người lái khi áp suất lốp quá thấp hoặc quá cao. Việc duy trì áp suất lốp phù hợp giúp tăng cường an toàn khi lái xe, giảm mài mòn lốp và tối ưu hóa nhiên liệu tiêu thụ.
Nguyên lý hoạt động: Có hai loại hệ thống TPMS phổ biến - trực tiếp và gián tiếp. Hệ thống trực tiếp sử dụng cảm biến đặt trong mỗi lốp để đo áp suất và gửi thông tin về cho hệ thống kiểm soát trung tâm qua sóng radio. Hệ thống gián tiếp không sử dụng cảm biến áp suất lốp trực tiếp mà phân tích dữ liệu từ cảm biến tốc độ bánh xe để ước lượng áp suất lốp.
Vị trí lắp đặt: Trong hoặc trên vành lốp, với mỗi lốp có một cảm biến riêng.
Cấu tạo: Có thể là cảm biến áp suất trực tiếp, đo áp suất lốp trực tiếp hoặc gián tiếp, đo áp suất thông qua tốc độ quay của lốp.
Lỗi thường gặp: Cảm biến bị hỏng, pin yếu hoặc kết nối lỏng lẻo.
Dấu hiệu hư hỏng: Người lái có thể không nhận được cảnh báo về áp suất lốp thấp, dẫn đến rủi ro về an toàn và tiêu hao nhiên liệu tăng lên.
Cảm biến áp suất lốp giúp giảm mài mòn lốp và tối ưu tốc độ lái xe
2.2. Cảm biến tốc độ bánh xe WSS
Chức năng: Cảm biến tốc độ bánh xe (Wheel Speed Sensor) theo dõi tốc độ quay của từng bánh xe, cung cấp thông tin quan trọng cho hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), hệ thống kiểm soát lực kéo (TCS) và hệ thống ổn định điện tử (ESP).
Nguyên lý hoạt động: WSS thường sử dụng cảm biến từ trường để phát hiện sự thay đổi từ trường khi bánh xe quay, từ đó sản sinh ra tín hiệu điện tử phản ánh tốc độ quay của bánh xe.
Vị trí lắp đặt: Gần bánh xe, thường là phần cố định của hệ thống treo hoặc trên trục.
Cấu tạo: Thường là cảm biến từ tính hoặc Hall effect, tạo ra tín hiệu điện tử dựa trên tốc độ quay của bánh xe.
Lỗi thường gặp: Cảm biến bị bẩn, hư hỏng hoặc kết nối lỏng lẻo.
Dấu hiệu hư hỏng: Hệ thống ABS, TCS và ESP có thể không hoạt động chính xác, tăng nguy cơ xảy ra tai nạn và giảm khả năng kiểm soát của người lái.
Cảm biến tốc độ bánh xe giúp kiểm soát lực kéo của xe
2.3. Cảm biến báo mòn má phanh
Chức năng: Cảm biến báo mòn má phanh cảnh báo cho người lái khi má phanh đã mòn đến mức cần được thay thế. Điều này giúp đảm bảo an toàn vận hành xe, tránh tình trạng phanh không hiệu quả do má phanh mòn.
Nguyên lý hoạt động: Một số cảm biến hoạt động bằng cách sử dụng mạch điện hoàn chỉnh, khi má phanh mòn đến một mức nhất định, mạch sẽ bị ngắt và kích hoạt cảnh báo. Cách khác, cảm biến có thể dựa vào việc đo đạc cơ học hoặc sử dụng cảm biến từ để theo dõi độ mòn.
Vị trí lắp đặt: Gắn liền với má phanh trên mỗi bánh xe.
Cấu tạo: Thường là một mạch điện đơn giản bị đứt khi má phanh mòn đến một điểm nhất định, tạo ra cảnh báo cho người lái.
Dấu hiệu hư hỏng: Người lái có thể không được cảnh báo về việc cần thay má phanh, dẫn đến việc phanh không hiệu quả và tăng nguy cơ tai nạn.
Cảm biến bào mòn má phanh giúp nâng cao an toàn khi lái xe
2.4. Cảm biến hộp số
Chức năng: Cảm biến hộp số theo dõi vị trí của cần số hoặc tốc độ quay của các trục trong hộp số. Nhờ đó, hệ thống điều khiển tự động điều chỉnh số phù hợp hoặc cung cấp thông tin cho người lái về tình trạng hộp số.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến này có thể bao gồm cảm biến vị trí, cảm biến tốc độ và cảm biến áp suất, tùy thuộc vào kiểu hộp số (tự động, bán tự động hoặc sử dụng ly hợp kép). Chúng cung cấp dữ liệu về tốc độ, áp suất và vị trí cho bộ điều khiển hộp số, giúp tối ưu hóa việc chuyển đổi giữa các số một cách mượt mà và hiệu quả.
Vị trí lắp đặt: Bên trong hoặc xung quanh hộp số.
Cấu tạo: Có thể bao gồm cảm biến vị trí, cảm biến tốc độ và cảm biến áp suất, tùy thuộc vào loại hộp số.
Dấu hiệu hư hỏng: Chuyển số có thể bị gián đoạn, không chính xác hoặc không mượt mà, giảm hiệu suất vận hành của xe và tăng tiêu hao nhiên liệu.
Cảm biến hộp số giúp người lái dễ dàng điều chỉnh về số cho phù hợp
3. Các loại cảm biến trên xe ô tô khác
Ngoài các loại cảm biến trên ô tô quan trọng cho việc vận hành động cơ và điều khiển xe, ô tô hiện đại còn được trang bị nhiều loại cảm biến khác. Chúng nhằm tăng cường an toàn và tiện nghi cho người sử dụng.
3.1. Cảm biến lùi (Cảm biến khoảng cách)
Chức năng: Cảm biến lùi, còn được biết đến là cảm biến đỗ xe hoặc cảm biến khoảng cách, giúp người lái nhận biết được khoảng cách phía sau xe khi lùi hoặc đỗ xe. Chúng cung cấp thông tin về vật cản phía sau, giúp tránh va chạm.
Nguyên lý hoạt động: Sử dụng công nghệ sóng siêu âm hoặc radar, sau đó nhận lại tín hiệu phản xạ từ vật cản. Dựa vào thời gian tín hiệu phản hồi, hệ thống tính toán khoảng cách đến vật cản và cảnh báo cho người lái thông qua âm thanh hoặc bằng cách hiển thị trực quan.
Vị trí lắp đặt: Phía sau xe, thường gắn trên cản sau.
Cấu tạo: Sử dụng sóng siêu âm hoặc radar để đo khoảng cách và phản hồi thông tin qua âm thanh hoặc hình ảnh.
Dấu hiệu hư hỏng: Cảm biến có thể không cảnh báo hoặc cảnh báo sai lệch, làm tăng nguy cơ va chạm khi lùi.
Cảm biến lùi giúp xe tránh các vật cản khi không nhìn thấy
3.2. Cảm biến lưu lượng nhiên liệu
Chức năng: Cảm biến lưu lượng nhiên liệu đo lượng nhiên liệu được bơm vào động cơ trong một đơn vị thời gian, giúp theo dõi và tối ưu hóa lượng nhiên liệu tiêu thụ của xe. Thông tin từ cảm biến này cũng quan trọng cho việc điều chỉnh tỷ lệ không khí/nhiên liệu, cải thiện hiệu suất và giảm lượng khí thải.
Nguyên lý hoạt động: Sử dụng nhiều công nghệ khác nhau, bao gồm cảm biến dòng chảy tuabin, cảm biến hiệu ứng hall hoặc cảm biến dòng chảy coriolis. Mỗi công nghệ này có cách hoạt động khác nhau nhưng đều cung cấp thông tin chính xác về lượng nhiên liệu đi qua chúng. Từ đó giúp tính toán lưu lượng nhiên liệu chính xác.
Vị trí lắp đặt: Trong hệ thống cung cấp nhiên liệu, gần bơm nhiên liệu hoặc trên đường ống nhiên liệu.
Cấu tạo: Có thể là cảm biến dạng tuabin hoặc MEMS, tạo ra tín hiệu dựa trên lưu lượng nhiên liệu qua cảm biến.
Dấu hiệu hư hỏng: Có thể dẫn đến việc cung cấp nhiên liệu không chính xác, làm giảm hiệu suất và tăng tiêu hao nhiên liệu.
Cảm biến lưu lượng nhiên liệu giúp cải thiện hiệu suất của xe
3.3. Cảm biến vị trí bàn đạp phanh và ga
Chức năng: Cảm biến vị trí bàn đạp phanh và ga ghi lại mức độ mà bàn đạp ga hoặc phanh được nhấn xuống. Điều này giúp cung cấp thông tin cho hệ thống kiểm soát động cơ hoặc hệ thống phanh để điều chỉnh phản ứng của xe phù hợp.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến này thường dùng một biến trở để chuyển đổi vị trí cơ học của bàn đạp thành tín hiệu điện tử mà hệ thống điều khiển của xe có thể sử dụng. Khi người lái thay đổi áp suất lên bàn đạp, cảm biến thay đổi giá trị điện trở, tạo ra tín hiệu điện tử tương ứng.
Vị trí lắp đặt: Gắn trực tiếp với bàn đạp ga và phanh.
Cấu tạo: Thường sử dụng cảm biến potentiometer hoặc cảm biến Hall để đo vị trí bàn đạp.
Dấu hiệu hư hỏng: Có thể ảnh hưởng đến khả năng phản ứng của xe khi tăng tốc hoặc phanh, làm giảm an toàn và hiệu suất.
Cảm biến vị trí bàn đạp và phanh được gắn trực tiếp vào bàn đạp phanh xe
3.4. Cảm biến áp suất bình chứa dầu ( Trợ lực lái điện và hệ thống ABS)
Chức năng: Cảm biến áp suất bình chứa dầu đo áp suất trong hệ thống trợ lực lái điện hoặc hệ thống phanh ABS, giúp đảm bảo rằng các hệ thống này hoạt động với hiệu suất cao và an toàn.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến sử dụng một cảm biến áp suất để ghi lại áp suất dầu, thông tin này sau đó được truyền đến bộ điều khiển trung tâm để điều chỉnh cường độ trợ lực hoặc áp dụng phanh ABS phù hợp với điều kiện lái.
Vị trí lắp đặt: Trong bình chứa dầu của hệ thống trợ lực lái hoặc ABS.
Cấu tạo: Sử dụng cảm biến áp suất để phát hiện và gửi tín hiệu về áp suất dầu.
Dấu hiệu hư hỏng: Có thể làm cho hệ thống trợ lực lái hoặc ABS không hoạt động hiệu quả, ảnh hưởng đến khả năng kiểm soát và an toàn khi lái.
Cảm biến áp suất bình chứa dầu giúp dễ dàng kiểm tra tình trạng dầu trong xe
3.5. Cảm biến túi khí trước
Chức năng: Cảm biến túi khí trước quyết định khi nào nên kích hoạt túi khí dựa trên mức độ và loại va chạm. Cảm biến đảm bảo rằng túi khí được kích hoạt một cách kịp thời và phù hợp để bảo vệ hành khách trong trường hợp có va chạm.
Nguyên lý hoạt động: Cảm biến va chạm sử dụng gia tốc kế để đo tốc độ thay đổi của xe, từ đó xác định mức độ nghiêm trọng của va chạm. Khi phát hiện va chạm đủ mạnh, cảm biến sẽ gửi tín hiệu để kích hoạt túi khí.
Vị trí lắp đặt: Gần phần trước của xe, thường là trong khu vực bảng điều khiển hoặc cột A.
Cấu tạo: Sử dụng cảm biến va chạm hoặc gia tốc kế để đo sự thay đổi tốc độ đột ngột.
Dấu hiệu hư hỏng: Túi khí có thể không bung ra trong trường hợp va chạm, làm tăng nguy cơ thương tích cho hành khách.
Cảm biến túi khí trước trên xe giúp đảm bảo an toàn khi gặp sự cố
3.6. Cảm biến quang cho hệ thống đèn
Chức năng: Cảm biến quang được sử dụng để tự động bật/tắt đèn pha dựa trên mức độ ánh sáng bên ngoài. Nhờ vậy giúp cải thiện tầm nhìn và an toàn cho người lái khi điều kiện ánh sáng thay đổi, ví dụ từ sáng sang tối hoặc khi vào hầm.
Nguyên lý hoạt động: Dựa trên một photodiode hoặc cảm biến ánh sáng tương tự, phát hiện mức độ ánh sáng trong môi trường xung quanh và tự động điều chỉnh đèn xe phù hợp.
Vị trí lắp đặt: Phía trước của xe, thường gần gương chiếu hậu trung tâm hoặc trên bảng điều khiển.
Cấu tạo: Sử dụng cảm biến quang điện để đo mức ánh sáng.
Dấu hiệu hư hỏng: Hệ thống đèn có thể không tự động điều chỉnh được, làm giảm khả năng nhìn và an toàn khi lái xe trong điều kiện ánh sáng kém.
Cảm biến quang cho hệ thống đèn giúp thuận tiện hơn khi lái xe trong bóng tối
Như vậy, các loại cảm biến trên ô tô đã trở thành một phần không thể tách rời của hệ thống vận hành xe hiện đại. Nó giúp đem lại nhiều lợi ích đáng kể cho cả người lái và hành khách. Từ cảm biến động cơ đến cảm biến hỗ trợ lái và an toàn, mỗi loại cảm biến đều góp phần vào việc làm cho chuyến đi của bạn trở nên suôn sẻ hơn. Wuling EV Việt Nam hy vọng với những thông tin đã được chia sẻ, sẽ phần nào giúp bạn lái xe cẩn thận và có trách nhiệm hơn.
