Cảm Biến Vị Trí Trục Cam: Cấu Tạo, Nguyên Lý, Hư Hỏng Và Sửa Chữa

Nội dung bài viết

• Cảm biến trục cam là gì? Cấu tạo, công dụng và nguyên lý làm việc
• Cảm biến trục cam là gì?
• Cấu tạo cảm biến trục cam
• Nguyên lý hoạt động của cảm biến trục cam
• Công dụng của Cảm biến trục cam
• Tổng quan về cảm biến vị trí trục cam chi tiết nhất
• Dấu hiệu hư hỏng Cảm biến trục cam
• Đèn Check Engine tự động sáng
• Khả năng kiểm soát kém
• Giới hạn tốc độ động cơ
• Tiêu tốn nhiều nhiên liệu
• Không khởi động được động cơ ô tô
• Cách xử lý khi Cảm biến trục cam bị hư
• Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến vị trí trục cam

Không phải tự nhiên mà các nhà sản xuất ô tô lại chú trọng đến việc thiết kế và chế tạo trục cam. Vì khi Cảm biến trục cam bị hư sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng vận hành và tiết kiệm nhiên liệu của xe.

Cảm biến trục cam là bộ phận quan trọng của động cơ xe ô tô, đóng vai trò kiểm soát thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu vào buồng đốt, đảm bảo cho động cơ hoạt động trơn tru. Vì vậy, khi Cảm biến trục cam bị hư sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng vận hành của xe.

Cảm biến trục cam là bộ phận quan trọng trong động cơ xe ô tô giúp kiểm soát thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu vào buồng đốt (Nguồn: Sưu tầm)

Cảm biến trục cam là gì? Cấu tạo, công dụng và nguyên lý làm việc

Cảm biến trục cam (tên tiếng anh là Camshaft Position Sensor, viết tắt là CPS) là một trong những loại cảm biến đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ của ô tô.

Cảm biến trục cam là gì?

Cảm biến vị trí trục cam là bộ phận giám sát chuyển động quay của trục cam và cung cấp dữ liệu này cho mô-đun điều khiển động cơ (ECM) của xe. Tùy từng dòng xe mà cảm biến vị trí trục cam cũng sẽ được đặt ở những vị trí khác nhau. Tuy nhiên, hầu hết các cảm biến sẽ được lắp ở bên cạnh nắp gần đầu trục cam, đôi khi cảm biến được lắp trên cò súng hoặc nằm ngang cạnh nắp cò súng.

Cảm biến này có nhiệm vụ xác định vị trí của trục cam hoặc van và gửi thông tin về bộ điều khiển điện tử của ECU dưới dạng các xung tín hiệu G. Lúc này, ECU sẽ phân tích các tín hiệu này để xác định điểm chết của xi lanh và kết hợp với dữ liệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu để tính toán thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu tối ưu nhất.

Cấu tạo cảm biến trục cam

Có hai loại cảm biến trục cam phổ biến được sử dụng trên ô tô: cảm biến hiệu ứng điện tử và cảm biến hiệu ứng Hall.

• Cảm biến hiệu ứng điện từ được cấu tạo bởi 1 cuộn dây điện từ và 1 nam châm vĩnh cửu. Cảm biến hiệu ứng điện tử hoạt động gần giống như một máy phát điện mini. Khi cảm biến hoạt động, bộ phận này sẽ tạo ra một xung điện áp hình sin gửi về bộ xử lý trung tâm ECU để có những thay đổi phù hợp với tình trạng của động cơ.
• Cảm biến hiệu ứng Hall bao gồm một phần tử Hall, một nam châm vĩnh cửu và một mạch tích hợp kết hợp nằm trong cảm biến. Hầu hết các xe ô tô mới ngày nay đều sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall.

Ngoài ra còn có các loại cảm biến vị trí trục cam như bộ chia điện Delco, cảm biến quang nhưng việc sử dụng còn hạn chế và hầu như không còn sử dụng trên các dòng xe đời mới nữa.

Cảm biến được đặt ở phía trên cùng của hệ thống trục cam (Nguồn: Sưu tầm)

Nguyên lý hoạt động của cảm biến trục cam

Thông thường, trên mỗi trục cam có một đĩa tín hiệu G tương ứng với các răng gọi là các cực được đánh số khác nhau tùy thuộc vào kiểu động cơ. Khi trục cam quay qua dẫn động trục khuỷu, các cực này sẽ quét ngang qua đầu cảm biến, đóng mạch từ và cảm biến để tạo ra xung tín hiệu G gửi về ECU. Dựa vào đó, ECU sẽ xác định điểm chết trên cho xi lanh số 1 hoặc các động cơ khác, kết hợp với tín hiệu từ cảm biến trục khuỷu để điều chỉnh thời điểm đánh lửa phù hợp.

Trong động cơ ô tô, hoạt động của trục cam và cảm biến CPS luôn gắn liền với trục khuỷu. Các bộ phận này làm việc với độ chính xác càng cao thì hiệu suất động cơ càng cao, mức tiêu hao nhiên liệu càng tốt.

Công dụng của Cảm biến trục cam

Chức năng chính của cảm biến vị trí trục cam là xác định vị trí của trục cam, bằng cách đưa ra tín hiệu G, do đó gián tiếp xác định điểm chết trên của pít-tông để ECU xác định thời điểm đánh lửa. Không có tín hiệu này, động cơ sẽ không chạy.

Ngoài ra, một trong những công dụng hữu ích mà Cảm biến trục cam mang lại đó là tiết kiệm nhiên liệu. Mô-đun điều khiển động cơ (ECM) cần dữ liệu từ Cảm biến trục cam để kiểm soát lượng nhiên liệu đi vào buồng đốt và thời điểm đánh lửa chính xác để đốt cháy nhiên liệu. Khi hỗn hợp không khí hoặc nhiên liệu được đốt cháy vào đúng thời điểm, nó sẽ làm tăng công suất động cơ và tiết kiệm nhiên liệu hơn, đồng thời giảm lượng khí thải.

Ngoài ra, bất cứ khi nào động cơ xe tự động khởi động hoặc dừng, cảm biến vị trí trục cam sẽ xác định xi lanh nào đang ở hành trình công suất so với vị trí trục khuỷu, từ đó cung cấp nhiên liệu và tia lửa điện để khởi động động cơ khi đạp ga.

Cảm biến trục cam là một thành phần quan trọng trong động cơ xe hơi. Sự hoạt động ổn định và chính xác của hệ thống này sẽ giúp bộ xử lý ECU đưa ra các tín hiệu để động cơ hoạt động trơn tru, từ đó giúp tiết kiệm nhiên liệu cho xe. Vì vậy, khi Cảm biến trục cam bị hư, động cơ có thể không hoạt động dẫn đến xe không chạy được.

Cảm biến trục cam kiểm soát thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu lý tưởng (Nguồn: Sưu tầm)

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

Thông số kĩ thuật 

• Đo điện trở cuộn dây cảm biến trục cam khoảng 400Ω-1000Ω
• Loại cảm biến điện từ nằm trong denco (xe đời cũ) có điện trở thấp hơn, khoảng 200Ω-300Ω)
• Cảm biến Hall có điện trở khác nhau giữa các loại xe.
• Khoảng hở giữa đầu cảm biến và vấu cực xung khoảng 0,5-2mm

Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục cam

Mạch cảm biến trục cam loại điện từ (2 dây, không nguồn), một số xe đời mới dùng thêm 1 dây đất quấn quanh 2 dây tín hiệu để chống nhiễu tín hiệu.

Mạch cảm biến vị trí trục cam loại Hall gồm có 3 dây (1 dây nguồn cho cảm biến (5v hoặc 12v), 1 dây nối đất cảm biến và 1 dây tín hiệu gửi về ECU)

Vị trí cảm biến vị trí trục cam

– Trên nắp cò súng hoặc bằng gang bên cạnh nắp cò súng.

Cách kiểm tra – test cảm biến vị trí trục cam

– Đối với loại cảm biến từ:

+ Ta dùng đồng hồ VOM để kiểm tra điện trở của cuộn dây và so sánh với giá trị điện trở của nó trong sách hướng dẫn sửa chữa ô tô mà bạn đang sửa chữa.

+ Kiểm tra độ từ trường nằm trong khoảng: 0.5 mm đến 1.5 mm

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

+ B1: Dùng đồng hồ VOM điện tử bật lại ở thang đo 2.5 DCV, đặt 2 dây đo vào 2 chân của cảm biến.

+ B2: Dùng que kim loại (cờ lê) quét liên tục vào đầu cảm biến sẽ thấy kim đồng hồ dao động và trở về liên tục -> để cảm biến tạo xung điện áp.

– Để chắc chắn hơn ta cần kiểm tra xung của tín hiệu ngõ ra bằng cách hiển thị xung theo đúng profile trong thông số kỹ thuật.

– Các loại cảm biến Hall và quang

Đối với 2 loại cảm biến này ta kiểm tra khi khóa bật: Chân dương có 12V (hoặc 5V), mát 0V, tín hiệu 5V.

Dùng máy osiloscope để đo chân Signal khi máy có tín hiệu xung vuông như thông số kỹ thuật.

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

Lỗi cảm biến vị trí trục cam phổ biến

• Hiệu chỉnh khe hở từ (với loại cảm biến đặt trong Delco)
• đứt dây
• Dây tín hiệu chạm dương, chạm đất
• giắc cắm lỏng lẻo
• chết cảm biến
• Gãy răng phát tín hiệu trên thân răng do sử dụng tuốc nơ vít đòn bẩy
• ECU hư nên báo lỗi cảm biến trục cam

Dấu hiệu hư hỏng Cảm biến trục cam

Khi xe báo lỗi Cảm biến trục cam, lái xe nên tiến hành kiểm tra Cảm biến trục cam để xác định lỗi và khắc phục kịp thời để không ảnh hưởng đến quá trình vận hành của xe.

Đèn Check Engine tự động sáng

Dấu hiệu rõ ràng nhất của cảm biến vị trí trục cam bị hỏng là quan sát Đèn Check Engine. Khi đèn auto bật sáng chứng tỏ Cảm biến trục cam đang gặp sự cố, nếu không xử lý kịp thời có thể dẫn đến hư hỏng động cơ hoặc hộp số.

Khả năng kiểm soát kém

Cảm biến trục cam bị hỏng, dẫn đến mất khả năng truyền dữ liệu, ngưng cung cấp nhiên liệu và đánh lửa không khớp. Lúc này xe sẽ ì ạch, tăng tốc kém, thiếu lực, dừng liên tục thậm chí chết máy.

Giới hạn tốc độ động cơ

Dữ liệu mà ECM nhận được từ cảm biến vị trí trục cam bị hỏng sẽ khiến hộp số và bánh răng bị hỏng. Đây được gọi là “chế độ tại nhà” trên một số mẫu xe và nó giúp bảo vệ động cơ khỏi hư hỏng bằng cách hạn chế tốc độ động cơ.

Tiêu tốn nhiều nhiên liệu

Xe đang bị hao xăng cũng là một trong những dấu hiệu của cảm biến vị trí trục cam bị lỗi. Dữ liệu cảm biến vị trí trục cam gửi tín hiệu không chính xác đến bộ phận điều khiển động cơ, khiến kim phun nhiên liệu mở quá lâu, dẫn đến các vấn đề về phun nhiên liệu. Lúc này lượng nhiên liệu đưa vào buồng đốt quá lớn sẽ gây ra tiếng ồn cho động cơ, gây hao xăng và hư hỏng nặng cho xe.

Không khởi động được động cơ ô tô

Khi hư cảm biến vị trí trục cam sẽ không truyền dữ liệu về ECM được, nguồn cung cấp nhiên liệu sẽ bị cắt và bogi không sáng được. Tất nhiên, xe không khởi động sẽ gây nguy hiểm cho người lái, đặc biệt nếu xe chết máy khi đang lái trên đường.

Cảm biến trục cam bị hư hỏng ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình vận hành của xe. Vì vậy, để hạn chế tình trạng này, lái xe nên biết cách kiểm tra cảm biến vị trí trục cam, sau đó thực hiện việc bảo hành, bảo dưỡng ô tô theo đúng định kỳ khuyến cáo.

Xe không nổ máy là một trong những dấu hiệu thường gặp khi bị hư Cảm biến trục cam (Nguồn: Sưu tầm)

Cách xử lý khi Cảm biến trục cam bị hư

Khi Cảm biến trục cam bị hư, chủ xe nên thay thế bộ phận này kịp thời để không ảnh hưởng đến hoạt động của động cơ. Trên một số xe, quá trình thay thế cảm biến khá đơn giản, người dùng chỉ cần rút đầu nối cảm biến, tháo các bu lông và tháo cảm biến cũ và thay thế cảm biến vị trí trục cam mới.

Tuy nhiên, nhà sản xuất khuyến cáo người dùng không nên tự sửa chữa, thay thế Cảm biến trục cam tại nhà vì dễ ảnh hưởng đến các bộ phận khác. Khi nhận thấy các dấu hiệu hư hỏng Cảm biến trục cam, bạn nên đưa xe đến các gara hoặc trung tâm bảo hành, sửa chữa để được khắc phục càng sớm càng tốt.

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

+ Khi cảm biến trục cam bị hư, ECU sẽ điều khiển đèn Check Engine sáng để thông báo cho người lái biết cần đưa xe đến gara để kiểm tra, trường hợp cảm biến trục cam mất tín hiệu sẽ có nhiều thời gian có vấn đề. Động cơ vừa khởi động, công suất động cơ giảm

+ Trên một số xe, cảm biến vị trí trục cam bị hỏng sẽ khiến bugi không đánh lửa được và khiến xe của bạn không thể khởi động.

+ Trên một số xe Hyundai-Kia phun xăng điện tử Common Rail, khi mất tín hiệu cảm biến trục cam trước khi nổ máy, sẽ không có tín hiệu điều khiển kim phun và động cơ sẽ không thể khởi động.

Lúc này đèn Check Engine hiển thị trên bảng taplo.

Các mã lỗi thường gặp khi hư cảm biến vị trí trục cam là:

Trong động cơ xe ô tô, việc hoạt động của bô Cảm biến trục cam là vô cùng quan trọng, không chỉ giúp động cơ xe vận hành êm ái mà còn tiết kiệm nhiên liệu tối đa. Khi Cảm biến trục cam bị hư có thể khiến động cơ khó khởi động, tốc độ không đều, công suất động cơ giảm, hao xăng, thậm chí chết máy giữa đường. Do đó, chủ xe cần thường xuyên bảo dưỡng bộ phận này để xe hoạt động ổn định.

Chia sẻ

• Đã sao chép