Cảm biến vị trí trục cam: Cấu tạo, Công dụng & Nguyên lý hoạt động

Để tiếp tục với chuỗi bài viết về các loại cảm biến trên động cơ ô tô, hôm nay, trung tâm huấn luyện kỹ thuật ô tô Việt Nam VATC sẽ gửi đến các bạn bài viết Tìm hiểu chi tiết về cảm biến vị trí trục cam, mời các bạn đón đọc!

• Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến vị trí trục cam
• Cấu tạo và nguyên lý của cảm biến vị trí trục cam
• Tổng quan về cảm biến vị trí trục cam chi tiết nhất
• Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến vị trí trục cam

Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến vị trí trục cam

Cảm biến vị trí trục cam CPS (Camshaft Position Sensor) nắm một vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển của động cơ. ECU sử dụng tín hiệu này để xác định điểm chết trên của máy số 1 hoặc các máy, đồng thời xác định vị trí của trục cam để xác định thời điểm đánh lửa (với động cơ xăng) hay thời điểm phun nhiên liệu (động cơ phun dầu điện tử Common rail) cho chính xác.

Với những động cơ đời mới hiện nay được trang bị thêm hệ thống điều khiển trục cam biến thiên thông minh cảm biến trục cam còn đóng vai trò giám sát sự hoạt động của hệ thống điều khiển trục cam biến thiên, ECU sử dụng tín hiệu của cảm biến này để xác định rằng hệ thống Trục cam biến thiên có đang làm việc đúng như tín hiệu từ hộp ECU điều khiển hay không.

Cấu tạo và nguyên lý của cảm biến vị trí trục cam

Cảm biến vị trí trục cam trên ô tô thường có 2 loại

• Loại cảm biến hiệu ứng điện từ
• Loại cảm biến hiệu ứng Hall

Loại cảm biến hiệu ứng điện từ có cấu tạo chính là một cuộn dây điện từ và một nam châm vĩnh cửu, nó như 1 máy phát điện mini, khi hoạt động nó tạo ra 1 xung điện áp hình sin gửi về ECU.

Xe đời mới hiện nay đa số sử dụng loại Hall được cấu tạo bởi những bộ phận chính là một phần tử Hall đặt ở đầu cảm biến, một nam châm vĩnh cửu và một IC tổ hợp nằm trong cảm biến.

– Ngoài ra, trên một số dòng xe vẫn còn sử dụng Delco chia điện, cảm biến trục nằm trong bộ chia điện và còn sử dụng loại Cảm biến Quang, nhưng giờ không còn thông dụng và ít dùng.

Nguyên lí hoạt động của cảm biến vị trí trục cam

Khi trục khuỷu quay, thông qua dây cam dẫn động làm trục cam quay theo, trên trục cam có 1 vành tạo xung có các vấu cực, các vấu cực này quét qua đầu cảm biến, khép kín mạch từ và cảm biến tạo ra 1 xung tín hiệu gửi về ECU để ECU nhận biết được điểm chết trên của xi lanh số 1 hay các máy khác.

Số lượng vấu cực trên vành tạo xung của trục cam khác nhau tùy theo mỗi động cơ.

– Phân loại dạng xung sinh ra của cảm biến trục cam.

+ Cảm biến trục cam loại Điện từ: Tạo ra loại xung có dạng hình sin, Xung này có điện áp từ 0,5-4,5V.

+ Cảm biến trục cam loại Hall: Tạo ra loại xung có dạng vuông.

+ Cảm biến loại Quang (sử dụng trong bộ chia điện): Tạo ra loại xung có dạng vuông.

Tổng quan về cảm biến vị trí trục cam chi tiết nhất

Thông số kĩ thuật 

• Đo điện trở cuộn dây của cảm biến trục cam loại điện sấp xỉ khoảng 400Ω-1000Ω
• Loại cảm biến điện từ nằm trong denco (xe đời cũ) có điện trở thấp hơn, sấp xỉ khoảng 200Ω-300Ω)
• Loại cảm biến Hall thì có điện trở không giống nhau giữa các xe.
• Khe hở không khí giữa đầu cảm biến và vấu cực tạo xung khoảng 0.5-2mm

Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí trục cam

Mạch điện cảm biến trục cam loại điện từ (2 dây, không cần nguồn cấp), có những xe đời mới sử dụng thêm 1 dây nối mass bọc xung quanh 2 dây tín hiệu để chống nhiễu tín hiệu.

Mạch điện cảm biến vị trí trục cam loại Hall gồm 3 dây, (1 dây nguồn cấp cho cảm biến (5v hoặc 12-loi-pho-bien-khi-bao-duong-o-to-tuong-dung-hoa-sai-loi-pho-bien-khi-bao-duong-o-to-tuong-dung-hoa-sai-loi-pho-bien-khi-bao-duong-o-to-tuong-dung-hoa-saiv), 1 dây mass cảm biến và 1 dây tín hiệu gửi về ECU)

Vị trí của cảm biến vị trí trục cam

– Trên nắp dàn cò hoặc gang bên cạnh nắp dàn cò.

Cách thức kiểm tra- đo kiểm cảm biến vị trí trục cam

– Đối với loại cảm biến Từ:

+ Chúng ta sử dụng đồng hồ VOM kiểm tra điện trở của cuộn dây và so sánh nó với giá trị điện trở của nó trong tài liệu hướng dẫn sửa chữa ô tô bạn đang sửa

+ Kiểm tra khe hở từ nằm trong khoảng: 0,5mm-1,5mm

• Kiểm tra tín hiệu của cảm biến bằng đồng hồ đo VOM như sau:

+ B1: Dùng đồng hồ VOM điện tử và bật trở về ở nấc thang đo 2,5 DCV, đặt 2 đầu que đo vào 2 chân của cảm biến.

+ B2: Sử dụng một thanh kim loại (chiếc cờ lê) quét qua đầu cảm biến liên tục và nhìn thấy kim đồng hồ vung lên và trả về liên tục -> như vậy là cảm biến có tạo ra xung điện áp.

– Để chắc chắn hơn chúng ta nên kiểm tra xung tín hiệu đầu ra bằng háy hiển thị xung theo đúng biên dạng như phần thông số kỹ thuật.

– Loại cảm biến Hall và Quang

Đối với 2 loại cảm biến này, chúng ta kiểm tra khi bật On chìa: Chân dương có 12-loi-pho-bien-khi-bao-duong-o-to-tuong-dung-hoa-sai-loi-pho-bien-khi-bao-duong-o-to-tuong-dung-hoa-sai-loi-pho-bien-khi-bao-duong-o-to-tuong-dung-hoa-saiV (hoặc 5V), mát 0V, signal 5V.

Sử dụng đồng hồ đo hiển thị xung (osiloscope) đo chân Signal khi đề máy có tín hiệu xung vuông như phần thông số kỹ thuật.

Lưu ý: Bạn nên tháo cảm biến ra ngoài vệ sinh và kiểm tra lại xem cảm biến có bị hư hỏng vật lý hay bị bụi bẩn không.

Các hư hỏng thường gặp của cảm biến vị trí trục cam

• Chỉnh sai khe hở từ (với loại cảm biến nằm trong Delco)
• Đứt dây
• Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát
• Lỏng giắc
• Chết cảm biến
• Gãy răng tạo tín hiệu trên vành răng do dùng tua vít bẩy
• Hư hộp ECU nên báo lỗi cảm biến trục cam

Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến vị trí trục cam

+ Khi cảm biến trục cam hư hỏng ECU sẽ điều khiển báo đèn Check Engine để báo cho tài xế biết cần phải mang xe tới Gara để kiểm tra, trường hợp mất tín hiệu của cảm biến trục cam sẽ có hiện tượng đề kéo dài hơn mới nổ máy, công suất động cơ bị giảm

+ Trên một số loại xe, cảm biến vị trí trục cam bị hư hỏng sẽ khiến bugi không thể đánh lửa và làm cho xe của bạn không thể nổ máy.

+ Trên một số xe phun dầu điện tử Common Rail của Hyundai –Kia khi bị mất tín hiệu cảm biến trục cam trước khi đề máy sẽ không có tín hiệu điều khiển kim phun và không thể nổ máy.

Lúc này sẽ báo đèn Check engine trên bảng taplo.

Các mã lỗi thường thấy khi cảm biến vị trí trục cam bị hư hỏng như sau:

Các khóa học tại Trung tâm VATC đang giảm giá cực sốc, các bạn quan tâm đến ngành ô tô liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!