Cảm biến khối lượng khí nạp MAF: Cấu tạo & Nguyên lý hoạt động

Cảm biến khối lượng khí nạp – MAF (Mass Air Flow Sensor) là cảm biến vô cùng quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ ô tô. Để hiểu chi tiết về cảm biến khối lượng khí nạp MAF này, hôm nay hãy cùng trung tâm huấn luyện kỹ thuật ô tô Việt Nam VATC phân tích kỹ nhất trong bài viết này. Các bạn quan tâm có thể xem thêm các bài viết về cảm biến trên ô tô dưới đây!

• Tìm hiểu chi tiết cảm biến khối lượng khí nạp MAF là gì
• Nguyên lí hoạt động của cảm biến Khối lượng khí nạp
• Cách kiểm tra và đo kiểm khi sửa chữa cảm biến Khối lượng khí nạp
• Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến đo Khối lượng khí nạp Maf là gì

Tìm hiểu chi tiết cảm biến khối lượng khí nạp MAF là gì

Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến khối lượng khí nạp

Cảm biến đo khối lượng khí nạp MAF – Mass Air Flow Sensor là gì? được dùng để đo khối lượng (lưu lượng) dòng khí nạp đi vào động cơ và chuyển thành tín hiệu điện áp gửi về ECU động cơ. ECU sẽ sử dụng tín hiệu cảm biến MAF để tính toán lượng phun xăng cơ bản và tính toán góc đánh lửa sớm cơ bản.

Cấu tạo của cảm biến Khối lượng khí nạp

Cảm biến MAF được cấu tạo bao gồm một nhiệt điện trở (Thermister), dây nhiệt bằng Platin (Platinum Hot Wire) nằm trên đường di chuyển của không khí và mạch điều khiển điện tử. Nhiệt điện trở dùng để kiểm tra nhiệt độ của không khí. Cảm biến khối lượng (lưu lượng) khí nạp có nhiều loại khác nhau như:

Cảm biến đo khối lượng khí nạp loại dây sấy (Hot Wire và Hot Film).

Cấu tạo cảm biến đo khối lượng khí nạp: Kiểu dây sấy (Hot Wire)

Cảm biến đo khối lượng khí nạp loại kiểu gió xoáy quang học Karman (ít còn dùng).

Cấu tạo cảm biến đo Khối lượng khí nạp kiểu gió xoáy quang học Karman

Ngoài ra một số hãng xe sử dụng cả loại cảm biến đo khối lượng không khí nạp kiểu Karman siêu âm.

Cảm biến đo Khối lượng khí nạp loại cánh trượt (đời cũ, ít dùng)

Cấu tạo cảm biến Khối lượng khí nạp kiểu cánh trượt

Hiện nay hầu hết các xe đời mới được sử dụng cảm biến Khối lượng khí nạp khí kiểu dây sấy (Hot Wire hoặc Hot Film) vì nó đo chính xác hơn, trọng lượng nhẹ hơn, hạn chế bụi bẩn bám vào khu vực phát nhiệt, nâng cao tốc độ đo, giảm giá thành sản xuất, giảm kích thước của cảm biến và đặc biệt độ bền cao hơn.

Các loại cảm biến đo Khối lượng khí nạp ngày nay thường tích hợp thêm cảm biến đo nhiệt độ khí nạp (IAT). IAT đo nhiệt độ khí nạp đi vào động cơ, tín hiệu này giúp ECU hiệu chỉnh sự phun nhiên liệu theo sự thay đổi của nhiệt độ không khí nạp, Khi nhiệt độ không khí nạp thấp (mật độ không khí tăng) ECU sẽ điều khiển hiệu chỉnh tăng lượng phun xăng và tăng góc đánh lửa sớm.

Ngược lại, khi nhiệt độ không khí nạp cao (mật độ không khí giảm) ECU sẽ điều khiển hiệu chỉnh giảm lượng phun ra và giảm góc đánh lửa sớm.

Cấu tạo cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt: Cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt (Mass Air Flow Sensor – Hot Wire) là một loại cảm biến được sử dụng trong hệ thống phun nhiên liệu của động cơ đốt trong. Cảm biến này có nhiệm vụ xác định lưu lượng, khối lượng của không khí khi đi vào động cơ, từ đó ECU sẽ tính toán lượng nhiên liệu cần phun để đảm bảo tỷ lệ hoà khí tối ưu.

• Cấu tạo:Cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt bao gồm một dây nhiệt bằng Platinum được đặt trong một luồng không khí. Dây nhiệt được cấp một dòng điện ổn định. Khi không khí đi qua dây nhiệt, dây nhiệt sẽ bị làm mát và điện trở của dây nhiệt sẽ giảm. ECU sẽ đo điện trở của dây nhiệt để xác định lưu lượng không khí.
• Nguyên lý hoạt động: Khi không khí đi qua dây nhiệt, dây nhiệt sẽ bị làm mát và điện trở của dây nhiệt sẽ giảm. ECU sẽ đo điện trở của dây nhiệt để xác định lưu lượng không khí.
• Cách kiểm tra cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt: Có một số cách để kiểm tra cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt, bao gồm: Kiểm tra điện áp tín hiệu của cảm biến. Điện áp tín hiệu của cảm biến sẽ thay đổi theo lưu lượng không khí, Kiểm tra điện trở của dây nhiệt. Điện trở của dây nhiệt sẽ thay đổi theo nhiệt độ của dây nhiệt, Kiểm tra độ sạch của cảm biến. Cảm biến bị tắc nghẽn bởi bụi bẩn sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của cảm biến.

Nếu cảm biến đo gió bị hỏng, động cơ sẽ hoạt động không ổn định, tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn và có thể gây ra hiện tượng chết máy.

Nguyên lí hoạt động của cảm biến Khối lượng khí nạp

Loại dùng nhiều hiện nay Hot Wire và Hot Film

– Loại Hot Wire: Một dây nhiệt bằng platin được bố trí trên dường đi chuyển của dòng không khí và nhiệt độ của dây nhiệt được duy trì không đổi. Không khí đi qua làm mát dây nhiệt nên điện trở của dây nhiệt giảm làm cho dòng điện đi qua dây nhiệt tăng để duy trì nhiệt độ không đổi. Bằng cách kiểm tra dòng điện qua dây nhiệt thì khối lượng không khí sẽ được xác định.

– Loại Hot Film: Nguyên lý hoạt động cũng giống như Hot Wire nhưng nhà sản suất thay thế dây nhiệt Platin bằng 1 màng nhiệt.

thông tin chi tiết Cảm biến MAF

Thông số kĩ thuật của cảm biến khối lượng khí nạp: Tín hiệu đầu ra của cảm biến đo khối lượng khí nạp MAF là 1-5V, nó có giá trị phụ thuộc vào khối lượng của lượng khí nạp vào qua cảm biến. Khi động cơ dừng, điện áp đầu ra của cảm biến là 0.98V-1.02V.

Sơ đồ mạch điện của cảm biến Khối lượng khí nạp

Vị trí của cảm biến Khối lượng khí nạp

– Cảm biến đo Khối lượng khí nạp có vị trí nằm phía sau bầu lọc gió, trước bướm ga của ô tô (tham khảo hình dưới).

Cách kiểm tra và đo kiểm khi sửa chữa cảm biến Khối lượng khí nạp

• Cách 1: Khi động cơ không hoạt động, bạn có thể dựa vào thông số của phần 4 để kiểm tra, có nghĩa là Khi động cơ dừng điện áp đầu ra của cảm biến là 0.98V-1.02V – Nếu đầu ra bạn đo được không nằm trong khoảng này có nghĩa cảm biến đã hỏng.
• Cách 2: Cấp nguồn cho cảm biến, dùng miệng thổi qua nó và đo điện áp phát ra, hoặc cho động cơ nổ máy, ga lên và đo điện áp tín hiệu phát ra thay đổi.
• Cách 3: Bạn cũng có thể sử dụng máy đọc lỗi vào data list để xem tín hiệu cảm biến khi đạp ga, tín hiệu cảm biến phải thay đổi.

Các hư hỏng thường gặp trên cảm biến Khối lượng khí nạp

– Hư cảm biến (nước vào làm đứt dây Platin).

– Hư dây dẫn, giắc nối.

Mã lỗi của cảm biến đo Khối lượng khí nạp thường gặp

• P0100 – Mass Air Flow Circuit Malfunction
• P0101 – Mass Air Flow Circuit Range/Performance
• P0102 – Mass Air Flow Circuit Low
• P0103 – Mass Air Flow Circuit High
• P0104 – Mass Air Flow Circuit Intermittent
• P0171 – System Too Lean (Bank 1)
• P0174 – System Too Lean (Bank 2)

Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến đo Khối lượng khí nạp Maf là gì

• Nhiều xe khi hư cảm biến MAF động cơ nổ rung giật nhiều, hoặc không nổ được.
• Đối với động cơ Diesel thì cảm biến MAF được sử dụng chủ yếu để điều khiển hệ thống EGR, khi hư thì ga không quá 3000V/P.
• Vệ sinh bằng cách xịt RP7, tuyệt đối không được lấy vòi hơi xịt.
• Sau 1 thời gian hđ thì dây nhiệt điện trở có thể bị bám bụi bẩn, nên báo sai.

Trên thực tế những xe ô tô đời mới hầu hết là có cả cảm biến MAF Cảm biến lưu lượng khí nạp – Mass Air Flow Sensor là gì? – và cảm biến MAP (Cảm biến áp suất đường ống nạp – Manifold Absolute Pressure).

Nhưng tùy theo từng hãng mà họ sử dụng MAF hay MAP là tín hiệu chính để tính toán lượng phun xăng cơ bản. Có hãng lại sử dụng MAP là tín hiệu chính để tính toán lượng phun xăng cơ bản nhưng có hãng lại sử dụng cảm biến MAF. (Các bạn đón xem bài viết về cảm biến áp suất đường ống nạp MAP tại đây nhé).