Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) là một bộ phận quan trọng trong hệ thống động cơ xe ô tô, có chức năng đo nhiệt độ khí nạp vào xy lanh động cơ. Bài viết này sẽ giới thiệu chi tiết về cảm biến IAT từ chức năng, nguyên lý hoạt động, cách kiểm tra, đến phương pháp sửa chữa cơ bản.
Cảm biến nhiệt độ khí nạp là gì?
Cảm biến nhiệt độ khí nạp (Intake Air Temperature – IAT) là cảm biến đo nhiệt độ của không khí đi vào đường ống nạp của động cơ. Nó là một cảm biến nhỏ dựa trên nhiệt điện trở, thường được đặt trong ống nạp hoặc ống nạp khí..
Cảm biến IAT thường sử dụng công nghệ cảm biến nhiệt độ dạng phản kháng, khi nhiệt độ khí nạp thay đổi sẽ làm thay đổi điện trở của cảm biến. Bộ điều khiển động cơ (ECU) sẽ đọc các giá trị này để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun, góc đánh lửa sao cho phù hợp.
Chức năng của cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT là gì
Chức năng chính của cảm biến nhiệt độ khí nạp là:
- Đo nhiệt độ khí trước khi vào buồng đốt
- Truyền tín hiệu nhiệt độ tới ECU để tính toán và điều chỉnh chế độ nhiên liệu phù hợp
Cụ thể, các chức năng điều khiển của cảm biến nhiệt độ khí nạp như sau:
- Khi khí nạp mát hơn:
- Bơm nhiên liệu sẽ cắt giảm lượng tiêu thụ
- Buồng đốt được làm mát hiệu quả hơn
- Khi khí nạp nóng hơn:
- Bơm cung cấp thêm lượng xăng để tránh bị nghẽn
- Cải thiện quá trình cháy để động cơ hoạt động bình thường.
Ngoài ra cảm biến IAT còn giúp cân bằng nhiệt độ quá trình cháy, giảm phát thải khí thải, từ đó giúp động cơ hoạt động ổn định, tối ưu và tiết kiệm nhiên liệu.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Cấu tạo
Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ khí nạp bao gồm các bộ phận chính sau:
- Cảm biến nhiệt (thermistor NTC): đây là linh kiện nhạy cảm với nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng giảm sẽ làm thay đổi điện trở của cảm biến.
- Bộ tích hợp mạch điện tử: xử lý và khuếch đại tín hiệu từ cảm biến biến đổi thành dạng tín hiệu kỹ thuật số, truyền tới ECU.
- Vỏ bọc nhựa hoặc kim loại: bao bọc bên ngoài để cách ly và chống ẩm, bụi bẩn.
- Đầu nối điện: kết nối với mạch điện của xe.
Nguyên lí hoạt động
Nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt độ khí nạp dựa trên sự thay đổi điện trở của cảm biến nhiệt khi nhiệt độ môi trường thay đổi.
Cụ thể, Thermistor NTC là linh kiện bán dẫn, khi nhiệt độ tăng lên thì điện trở giảm xuống và ngược lại. Khi khí nạp đi qua, nhiệt độ của khí sẽ làm thay đổi nhiệt độ của Thermistor. Lúc này điện trở thay đổi sẽ sinh ra tín hiệu điện áp tương ứng.
Tín hiệu này sau đó sẽ được mạch tích hợp xử lý và truyền tới ECU. Bộ điều khiển ECU sẽ đọc các giá trị này để tính toán và điều chỉnh chế độ phun xăng, góc đánh lửa phù hợp với tình trạng hoạt động của động cơ.
Những điều cần biết về khí nạp IAT
Thông số kĩ thuật
Các thông số kỹ thuật chính của cảm biến nhiệt độ khí nạp là:
- Điện áp hoạt động: 5V DC do ECU cấp nguồn
- Dải nhiệt độ hoạt động: -40 độ C đến 130 độ C
- Độ chính xác: +/- 1 độ C
- Điện trở ở 25 độ C: khoảng 2kΩ (chênh lệch +/- 250Ω giữa các cảm biến)
- Đặc tính biến đổi điện trở theo nhiệt độ:
- Giảm 2 – 5% khi tăng nhiệt độ 1 độ C
- Giảm xấp xỉ 50% khi nhiệt độ tăng 30 độ C
Vị trí của cảm biến nhiệt độ khí nạp
Cảm biến nhiệt độ khí nạp được lắp đặt trên ống dẫn khí nạp, sau bộ lọc không khí và trước van chặn bướm (throttle body).
Đây là vị trí phù hợp để cảm biến IAT có thể đo chính xác nhiệt độ khí trước khi đi vào động cơ.
Cách thức kiểm tra và đo kiểm cảm biến nhiệt độ khí nạp
Để kiểm tra hoạt động của cảm biến, có thể dùng đồng hồ đo điện trở để đo giá trị điện trở của cảm biến ở nhiệt độ phòng (khoảng 25 độ C).
Giá trị này nên nằm trong khoảng 1.8 – 2.2 kΩ. Ngoài ra có thể dùng súng hơi nóng để thổi nóng cảm biến, đồng thời quan sát biến đổi trên máy OBD.
Nếu các giá trị thay đổi phù hợp khi nhiệt độ thay đổi, có nghĩa là cảm biến IAT đang hoạt động bình thường.
Các hư hỏng thường gặp của cảm biến nhiệt độ khí nạp
- Bị chập điện, cháy cảm biến do tiếp xúc với nước hoặc có điện áp quá cao.
- Đoản mạch cảm biến gây ra lỗi kết nối.
- Hở mạch, giá trị điện trở bị thay đổi do cảm biến bị hỏng.
- Bám bẩn, bụi và các tạp chất bít kín cảm biến dẫn đến không đo chính xác được nhiệt độ.
Một số nguyên nhân khác:
Do hở nối dây, chất lượng dây kém, tiếp xúc kém. Lỗi kỹ thuật lắp ráp không chuẩn gây sai lệch khi đo.
Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến nhiệt độ khí nạp iat
- Kiểm tra kỹ các mối hàn, vị trí tiếp xúc điện với cảm biến IAT.
- Lưu ý bảo vệ cảm biến khỏi các tác động cơ học, tránh làm hỏng mạch in bên trong.
- Thay thế bằng cảm biến mới có cùng chủng loại, thông số điện trở tương thích với mạch điện trên xe.
- Sau khi lắp đặt nên kiểm tra lại toàn bộ đường mạch, dây dẫn và đảm bảo kết nối tốt trước khi khởi động xe.
Kiểm tra và sửa chữa cảm biến nhiệt độ khí nạp cơ bản
Cách kiểm tra
Các bước kiểm tra cơ bản như sau:
Bước 1: Nhìn bề ngoài xem cảm biến có dấu hiệu hư hỏng, cháy nổ hay không. Kiểm tra kết nối dây điện.
Bước 2: Dùng đồng hồ vạn năng đo điện trở 2 đầu cảm biến ở nhiệt độ phòng.
- Nếu đo được giá trị điện trở là bình thường.
- Nếu đoãn mạch hoặc ngắn mạch thì cảm biến đã bị hỏng.
Bước 3: Dùng thiết bị OBD đo điện trở theo nhiệt độ thực t ### Nguyên nhân gây lỗi cảm biến IAT
Các nguyên nhân chính dẫn đến cảm biến IAT bị lỗi:
- Bị chập điện hoặc quá áp làm hư hỏng mạch điện tử bên trong
- Tiếp xúc lỏng lẻo, gây mất kết nối điện áp
- Đoản mạch do nhảy mạch hoặc phá hủy bo mạch
- Hở mạch do đứt dây điện hoặc tiếp xúc kém
- Linh kiện cảm biến nhiệt bên trong bị lão hóa, hỏng hóc
- Bị bám bẩn, bụi và các vật cản khác làm sai lệch kết quả đo
Một số nguyên nhân khác như: Lỗi kỹ thuật lắp đặt, vị trí đặt cảm biến không chuẩn, nhiễu từ môi trường bên ngoài,…
Cách sửa chữa
Quy trình sửa chữa cơ bản gồm:
Bước 1: Kiểm tra vỏ ngoài cảm biến, vệ sinh bụi bẩn và các vật cản xung quanh
Bước 2: Rút cảm biến ra, kiểm tra trực tiếp xem có dấu hiệu cháy nổ hay không
Bước 3: Đo điện trở cảm biến bằng đồng hồ vạn năng
Bước 4: Kiểm tra kết nối dây điện, vị trí đầu nối, tiếp điểm có bị lỏng hay mòn không
Bước 5: Thay cảm biến mới nếu xác định cảm biến cũ bị hỏng, không thể sử dụng được
Bước 6: Lắp lại vào vị trí cũ, kết nối dây dẫn, kiểm tra hoạt động trước khi lắp vỏ và vận hành thử
Lưu ý: Nên thay bằng cảm biến nhiệt độ IAT chính hãng, đảm bảo tương thích với mạch điện của xe.
Kết luận
Như vậy, cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) có vai trò quan trọng trong việc cảm biến nhiệt độ khí nạp, giúp điều chỉnh chính xác lượng nhiên liệu và góc phun phù hợp.
Khi IAT bị lỗi sẽ làm ảnh hưởng đến hoạt động của động cơ. Do đó cần hiểu rõ nguyên lý và cách kiểm tra, sửa chữa để đảm bảo thiết bị luôn hoạt động bình thường.
