Cảm biến gió (lưu lượng khí nạp): Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

22/11/2022 bởi Phụ Tùng TTC

1. Cảm biến gió (cảm biến lưu lượng khí nạp) là gì ?

Cảm biến gió (Cảm biến lưu lượng khí nạp - Mass Air Flow Sensor - MAF) nằm ở giữa bộ lọc và đường ống nạp, có nhiệm vụ xác định tốc độ, khối lượng của không khí khi đi vào hệ thống phun nhiên liệu của động cơ đốt trong.

Theo đó, trong động cơ đốt trong, khối lượng không khí đạt chuẩn sẽ giúp bộ điều khiển trung tâm (ECU) cân bằng và cung cấp thông tin chính xác đến buồng đốt. Do đó, nếu bộ phận này gặp trục trặc, động cơ sẽ hoạt động không ổn định, công suất giảm và tiêu tốn nhiên liệu hơn bình thường.

Cảm biến lưu lượng khí nạp là bộ phận quan trọng của động cơ ô tô

Thông thường, cảm biến lưu lượng khí nạp được sử dụng kết hợp với cảm biến oxy nhằm kiểm soát chặt chẽ tỷ lệ không khí vào động cơ. Ngoài ra, do mật độ không khí phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ môi trường, độ cao,... nên cảm biến MAF phát huy vai trò hiệu quả trong việc xác định lượng khí nạp vào xi lanh.

Cảm biến lưu lượng khí nạp được lắp đặt giữa bộ lọc và đường ống nạp

Cảm biến MAF được lắp đặt giữa bộ lọc và đường ống nạp (Nguồn: Sưu tầm)

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến lưu lượng khí nạp

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến MAF được đánh giá là khá phức tạp nhằm cung cấp được những tín hiệu chính xác giúp ECU tính toán lượng phun xăng cơ bản và góc đánh lửa sớm, tăng hiệu quả vận hành.

2.1. Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp

Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp gồm một điện trở, mạch điều khiển và dây nhiệt. Chức năng chính của cảm biến khí nạp là chuyển đổi lượng không khí có sẵn trong động cơ thành tín hiệu điện áp, gửi về bộ điều khiển trung tâm (ECU) giúp tính toán khối lượng khí chính xác trong ECM (mô-đun điều khiển động cơ). Nhờ đó, động cơ nhận biết được mức nhiên liệu cần phun, thời gian xi lanh đốt cháy và thời điểm sang số hợp lý nhằm đảm bảo hiệu suất vận hành.

2.2. Nguyên lý hoạt động cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến MAF gồm dây dẫn điện nhỏ (dây nhiệt) và thiết bị đo nhiệt độ khí. Khi động cơ ở trạng thái không tải, một lượng nhỏ không khí sẽ chạy xung quanh dây nhiệt. Lúc này, động cơ xuất hiện một dòng điện cường độ thấp để giữ nóng dây.

Khi nhấn ga, van tiết lưu mở tạo điều kiện để không khí đi qua và làm nguội dây dẫn. Lượng khí càng lớn thì cường độ dòng điện càng cao, càng tăng hiệu quả giữ nóng cho dây. Lúc này, một con chip điện tử được lắp bên trong cảm biến MAF sẽ chuyển năng lượng điện thành tín hiệu kỹ thuật số và gửi đến hộp điều khiển hệ thống truyền động (PCM). Tại đây, mức nhiên liệu cần nạp sẽ được tính toán chính xác nhằm đảm bảo tỷ lệ cháy tối ưu trong buồng đốt.

Ngoài ra, PCM cũng sử dụng các thông tin về lưu lượng gió để xác định thời điểm sang số hợp lý. Nếu cảm biến MAF trục trặc, hộp số sẽ không hoạt động ổn định.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến lưu lượng khí

Cảm biến lưu lượng khí nạp gồm một điện trở, mạch điều khiển và dây nhiệt (Nguồn: Sưu tầm)

3. Các loại cảm biến lưu lượng khí nạp phổ biến

3.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp trên Vane Meter

Đây là loại cảm biến MAF cho phép tính toán lượng không khí đi qua khe hút gió của động cơ. Tín hiệu điện áp gửi về bộ điều khiển trung tâm (ECU) giúp tính toán mức khí đi vào buồng đốt. Tuy nhiên, loại cảm biến này có những nhược điểm như sau:

3.2. Cảm biến lưu lượng khí nạp dây nhiệt

Cảm biến lưu lượng khí nạp dây nhiệt được sử dụng phổ biến trên các dòng ô tô hiện nay, thực hiện chức năng cung cấp điện áp liên tục cho dây treo trong luồng không khí của động cơ. Khi nhiệt độ của dây dẫn tăng, cường độ dòng điện chạy qua mạch sẽ lập tức biến đổi. Lúc này, nhiệt độ sẽ tăng cho đến khi điện trở quay về trạng thái cân bằng. Sự tăng giảm của cường độ dòng điện tỷ lệ thuận với khối lượng khí đi qua dây dẫn. Những tín hiệu điện áp sẽ truyền đến bộ điều khiển trung tâm (ECU) để tính toán mức không khí chính xác đi vào buồng đốt.

So với cảm biến trên Vane Meter, cảm biến khí nạp dây nhiệt có nhiều ưu điểm vượt trội như sau:

Tuy nhiên, cảm biến lưu lượng khí loại dây nhiệt cũng có những hạn chế như:

Cảm biến lưu lượng khí nạp dây nhiệt trên động cơ ô tô

Cảm biến MAF loại dây nhiệt trên động cơ ô tô (Nguồn: Sưu tầm)

Sau một thời gian sử dụng, cảm biến áp suất khí nạp có thể xảy ra các sự cố hư hỏng làm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất vận hành của ô tô. Những lỗi phổ biến là tình trạng động cơ quay nhưng không khởi động như: chết máy, khó tăng tốc, hiệu suất vận hành kém,... Chủ xe có thể tìm hiểu dấu hiệu cảm biến lưu lượng khí nạp bị lỗi và cách kiểm tra tại nhà hoặc đưa phương tiện đến trung tâm bảo dưỡng uy tín để được xử lý đúng cách.

Trên đây là chia sẽ những điều cần biết về cảm biến gió trên ô tô. Hi vọng những chia sẻ này thực sự hữu ích cho bạn nếu bạn đang gặp phải những vấn đề tương tự.

Cảm biến gió, Cảm biến lưu lượng khí nạp... được bán ở TTC

Ngoài ra để tìm hiểu thêm về cảm biến gió, quý khách vui lòng liên hệ:

Phụ tùng ô tô TTC