Cảm biến áp suất đường ống nạp: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Lắp đặt cảm biến áp suất khí nạp góp phần nâng cao hiệu suất vận hành của ô tô, đồng thời kiểm soát được mức nhiên liệu tiêu thụ. Để đảm bảo bộ phận luôn hoạt động hiệu quả, bền bỉ, chủ xe nên tìm hiểu về nguyên lý hoạt động cũng như những dấu hiệu hư hỏng thường gặp của cảm biến.

1. Cảm biến áp suất đường ống nạp là gì?

Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP) là loại cảm biến dùng để đo lưu lượng gió gián tiếp được sử dụng ở động cơ đốt trong. Trong quá trình hoạt động, bộ phận này tạo ra một tín hiệu điện áp tỷ lệ thuận với lượng không khí trong cổ hút. Từ đó, ECU (bộ điều khiển trung tâm) sẽ sử dụng thông tin nhận được để điều chỉnh thời gian đánh lửa phù hợp và làm giàu hỗn hợp không khí, nhiên liệu cho động cơ. Hiện nay, cảm biến MAP được chia làm hai loại chính như sau:

• Cảm biến MAP varistor bán dẫn: Sử dụng hiệu ứng biến áp của chất bán dẫn để biến đổi áp suất thành tín hiệu điện áp tương ứng.
• Cảm biến MAP điện dung: Mạch đo cảm biến sẽ biến đổi điện dung tương ứng với áp suất thành tín hiệu điện bằng phương pháp dò tần số hoặc dò điện áp.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất đường ống nạp

2.1. Cấu tạo cảm biến áp suất đường ống nạp

Cảm biến áp suất đường ống nạp ô tô có cấu tạo từ một buồng chân không, ngăn cách bởi màng silicon mỏng để duy trì mức độ tiêu chuẩn. Trong buồng được gắn một con chip silicon (IC), một đầu tiếp xúc với áp suất đường ống nạp, đường ống dẫn và lưới lọc. Đầu còn lại tiếp xúc với chân không của buồng kín. Ngoài ra, giắc cắm cũng là một bộ phận cơ bản của cảm biến khí nạp.

Chip silicon được xem là lõi của cảm biến, giữ nhiệm vụ đo áp suất và có khả năng chịu được biến dạng nhờ vào thiết kế tích hợp cầu Wheatstone (là một mạch điện được sử dụng để đo điện trở bằng cách cân bằng hai chân của một mạch cầu) trên màng ngăn. Hiện nay, chúng được chế tạo trực tiếp bởi các nhà sản xuất cảm biến và có khả năng tích hợp cao.

2.2. Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất đường ống nạp

Cảm biến MAP thường được đặt phía trên đường ống nạp, bên cạnh hoặc trên thân bướm ga, cũng có thể là trước turbo. Bộ phận này thực hiện nhiệm vụ như một thiết bị áp suất khí quyển. Trước khi khởi động, động cơ ở trạng thái không có chân không, lúc này tín hiệu truyền đến ECM (bộ điều khiển đánh lửa) nhằm xác định mật độ không khí. 

Khi động cơ hoạt động, áp suất tăng, lượng không khí giảm. Sự chênh lệch này sẽ kích hoạt chip tác động vào buồng kín, gây nên sự thay đổi điện trở đối với điện áp. Lúc này, ECU (bộ điều khiển trung tâm) sẽ tổng hợp tín hiệu từ các cảm biến là MAP, IAT (nhiệt độ khí nạp), ECT (nhiệt độ nước làm mát động cơ) và RPM (tốc độ động cơ) để tính toán mật độ nhằm xác định chính xác khối lượng và đưa ra tỷ lệ tối ưu với nhiên liệu trước khi đưa vào buồng đốt. 

3. Một số dấu hiệu hư hỏng thường gặp của cảm biến áp suất đường ống nạp 

Cảm biến MAP là bộ phận rất nhạy cảm với bụi bẩn. Đặc biệt, hệ thống đường ống nạp dễ bị tắc nghẽn và rò rỉ khi vệ sinh không cẩn thận, ảnh hưởng đến quá trình thay đổi áp suất chân không. Các tác động mạnh trong quá trình xe vận hành cũng có nguy cơ làm hỏng các mối nối, gây ra các hư hại cho cảm biến. Ngoài ra, nếu đầu nối điện để gần động cơ sẽ dễ bị nứt do quá nhiệt. Dưới đây là một số dấu hiệu nhận biết cảm biến áp suất đường ống nạp hư hỏng:

• Đèn Check Engine báo sáng: Khi gặp trục trặc, cảm biến MAP sẽ gửi thông tin sai đến bộ điều khiển và không thể cung cấp dữ liệu cho ECM, dẫn đến đèn động cơ bật sáng.
• Động cơ giảm công suất do hỗn hợp hòa khí loãng: Cảm biến MAP bị hỏng làm cho tỷ lệ không khí, nhiên liệu không đạt tiêu chuẩn. Đây là nguyên nhân khiến công suất động cơ bị giảm, xe tăng tốc khó hơn và thậm chí là chết máy.
• Xe tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn mức bình thường: Khi cảm biến MAP bị trục trặc, tín hiệu gửi về bộ điều khiển sẽ không chính xác. Lúc này, bộ xử lý trung tâm sẽ không tính toán được lượng nhiên liệu cung cấp cho buồng đốt và thay đổi thời gian đánh lửa. Do đó, động cơ sẽ tiêu hao nhiên liệu cao và hiệu suất vận hành giảm.
• Lượng khí thải ra nhiều hơn: Khi cảm biến áp suất đường ống nạp gặp vấn đề thì sẽ gửi tín hiệu sai đến PCM (mô-đun điều khiển hệ thống truyền lực), điều này khiến gia tăng lượng khí thải có hại ra môi trường. 
• Động cơ phát ra tiếng ồn trong lúc hoạt động: Hiện tượng này xảy ra khi cảm biến MAP bị hỏng, nhiên liệu đốt cháy không đúng cách. Cụ thể là không được đánh lửa trong buồng đốt thay vào đó là thực hiện trong ống xả khiến đường dẫn bị quá nhiệt, gây ra các tiếng nổ lớn.
• Xe gặp sự cố khi khởi động: Động cơ rất nhạy cảm với hỗn hợp nhiên liệu tại thời điểm khởi động máy. Do đó, nếu cảm biến MAP hỏng, tín hiệu gửi đi bị sai cũng có thể khiến xe không nổ máy được.

Đối với ô tô, cảm biến áp suất đường ống nạp giữ vai trò rất quan trọng trong việc kiểm soát lượng không khí đưa vào bên trong động cơ. Tuy nhiên, bộ phận này rất dễ bị hư hỏng do bị tắc, nhiễm bẩn hoặc lỗi mạch. Những hư hỏng của cảm biến MAP về lâu dài sẽ khiến hiệu suất vận hành động cơ giảm, ô tô tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn, thậm chí có thể gây cháy nổ nghiêm trọng. Do đó, việc kiểm tra, vệ sinh và bảo dưỡng định kỳ cũng là một giải pháp giúp phương tiện luôn vận hành bền bỉ và êm ái.

Với những khách hàng đang sở hữu các dòng xe ô tô của VinFast như VinFast Lux SA2.0, VinFast Lux A2.0, VinFast Fadil,... có thể đặt lịch bảo dưỡng và mang xe đến các xưởng dịch vụ VinFast trên toàn quốc để được đội ngũ kỹ thuật viên kiểm tra, chăm sóc và bảo dưỡng xe đúng cách. 

Ngoài ra, nếu có nhu cầu, quý khách có thể liên hệ đăng ký lái thử miễn phí và đặt cọc xe ngay hôm nay để nhận được nhiều chương trình ưu đãi hấp dẫn từ VinFast. Để có thêm thông tin hoặc cần hỗ trợ tư vấn về sản phẩm của VinFast, vui lòng liên hệ với chúng tôi: 

• Tổng đài tư vấn: 1900 23 23 89.
• Email chăm sóc khách hàng: [email protected].

* Thông tin trong bài viết mang tính chất tham khảo.

>> Xem thêm: Chức năng của các loại cảm biến trên ô tô