Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Cảm Biến Áp Suất Đường Ống Nạp

Cảm biến áp suất đường ống nạp là một cảm biến tín hiệu quan trọng trong hoạt động của động cơ. Đây là một cảm biến quan trọng giúp phát hiện áp suất chân không và tạo tín hiệu để ECU động cơ sử dụng thông tin này để điều chỉnh thời điểm đánh lửa và làm giàu hỗn hợp nhiên liệu/không khí.

21-07-2023

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 khí nạp gián tiếp dùng trong động cơ đốt trong. Trong quá trình hoạt động, bộ phận này tạo ra tín hiệu điện áp tỷ lệ thuận với lượng không khí trong đường ống nạp. Từ đó, ECU (bộ điều khiển trung tâm) sẽ sử dụng thông tin nhận được để điều chỉnh thời điểm đánh lửa phù hợp và làm giàu hỗn hợp không khí và nhiên liệu cho động cơ. Hiện tại, cảm biến MAP được chia thành 2 loại chính như sau:

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

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của 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 được chế tạo từ chân không, ngăn chặn bằng silicon nhẹ để duy trì mức tiêu chuẩn. Một con chip silicon (IC) được gắn vào bu lông, 1 đầu chân tiếp xúc với đường ống nạp áp suất, đường ống và lưới lọc. Đầu còn lại tiếp xúc với chân không của buồng kín. Ngoài ra, khe cắm còn 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 chống biến dạng nhờ thiết kế tích hợp cầu Wheatstone (mạch dùng để đo điện trở bằng cách cân bằng hai chân của mạch cầu) trong thời gian ngắn. Hiện tại, chúng được sản xuất trực tiếp bởi các nhà sản xuất cảm biến và có tính tích hợp cao.

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

Cảm biến áp suất đường ống nạp cảm nhận áp suất đường ống nạp bằng một IC được tích hợp trong cảm biến và tạo tín hiệu PIM. ECU động cơ xác định khoảng thời gian phun nhiên liệu cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản dựa trên tín hiệu PIM này.

Một con chip silicon gắn vào đế không duy trì chân không tiêu chuẩn, tất cả được đặt trong cảm biến. Một mặt của chip tiếp xúc với áp suất đường ống nạp, mặt còn lại tiếp xúc với môi chất trong chân không.

Sự thay đổi áp suất đường ống nạp làm cho hình dạng của chip silicon thay đổi và giá trị điện trở của nó cũng dao động theo các biến dạng.

Giá trị điện trở dao động này được IC tích hợp trong cảm biến chuyển đổi thành tín hiệu điện áp và sau đó được gửi đến ECU động cơ tại cực PIM để được sử dụng làm tín hiệu áp suất đường ống nạp. Cực VC của ECU động cơ nguồn không đổi 5V trở thành IC.