Cảm biến vị trí bướm ga là gì? Công dụng, cấu tạo và nguyên lý

Muốn chiếc xe ô tô luôn vận hành trơn tru và tiết kiệm nhiên liệu? Bạn không thể bỏ qua cảm biến vị trí bướm ga. Bộ phận này đóng vai trò như một “trợ lý đắc lực” cho động cơ, giúp điều chỉnh lượng nhiên liệu phù hợp, đảm bảo hiệu suất tối ưu. Bài viết này Lifepro.vn sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về tầm quan trọng và cách hoạt động của cảm biến vị trí bướm ga.

Cảm biến vị trí bướm ga là gì?

Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor – TPS) là một trong những bộ phận quan trọng của hệ thống nhiên liệu. Nó giúp đảm bảo lượng không khí đi vào buồng đốt từ đường ống nạp luôn chính xác. Cảm biến này được gắn trên thân bướm ga và có nhiệm vụ giám sát vị trí và tốc độ quay của động cơ. Tín hiệu mà TPS thu thập sẽ được gửi đến ECU (bộ điều khiển trung tâm) hoặc ECM (bộ điều khiển đánh lửa). Từ đó giúp kiểm soát lượng không khí và nhiên liệu đi vào buồng đốt để động cơ hoạt động hiệu quả.

Cấu tạo của cảm biến vị trí bướm ga

Dưới đây là các loại cảm biến vị trí bướm ga (TPS) phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô và cấu tạo chi tiết của chúng:

• Cảm Biến Tiếp Điểm: Loại này sử dụng hai tiếp điểm chính là IDL (tiếp điểm không tải) và PSW (tiếp điểm công suất) để xác định trạng thái hoạt động của động cơ:
  • Khi van tiết lưu đóng hoàn toàn: Tiếp điểm IDL bật và tiếp điểm PSW tắt, ECU (bộ điều khiển trung tâm) nhận diện rằng động cơ đang ở trạng thái không tải.
  • Khi nhấn chân ga: Tiếp điểm IDL tắt cho đến khi van tiết lưu mở vượt quá một mức nhất định, tiếp điểm PSW bật. Lúc này, ECU xác định động cơ đang hoạt động ở chế độ tải nặng.

• Cảm Biến Tuyến Tính: Loại này gồm hai thanh trượt, một điện trở và các tiếp điểm IDL, VTA:
  • Khi tiếp điểm trượt dọc theo điện trở: Điện áp trên cực VTA tỷ lệ thuận với góc mở van tiết lưu.
  • Khi van tiết lưu đóng hoàn toàn: Tiếp điểm IDL kết nối với các cực IDL và E2.
• Cảm Biến Phần Tử Hall: Loại cảm biến này sử dụng IC Hall kết hợp với nam châm quay xung quanh trục bướm ga. Khi van tiết lưu mở, các nam châm quay và thay đổi vị trí, IC Hall phát hiện sự biến đổi trong từ thông. Thông tin này được chuyển thành tín hiệu điện áp và gửi đến ECU, cung cấp dữ liệu về góc mở của van tiết lưu.

Xem thêm: Cảm biến điểm mù ô tô: Vệ sĩ thầm lặng cho hành trình an toàn

Nguyên lý hoạt động của cảm biến TPS

Nguyên lý hoạt động của cảm biến TPS dựa trên cơ chế của một biến thể trượt. Khi nhấn ga, tín hiệu không tải sẽ bị ngắt và cảm biến sẽ theo dõi chuyển động quay để phát hiện giá trị điện áp và các thông số liên quan.

Cảm biến sử dụng hai biến trở để phản hồi thông tin về hệ thống. Khi một biến trở tăng tuyến tính, điện trở của van tiết lưu giảm. Từ đó, giá trị điện áp (vị trí bướm ga) được gửi đến ECU để phản ánh sự thay đổi về tốc độ và góc mở van. Điều này tạo thành hệ thống vòng kín giúp TPS điều chỉnh chính xác độ mở van tiết lưu.

Dấu hiệu nhận biết cảm biến vị trí bướm ga có vấn đề

Cảm biến vị trí bướm ga (TPS – Throttle Position Sensor) đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển lượng không khí vào động cơ. Khi cảm biến này gặp trục trặc, xe sẽ xuất hiện một số dấu hiệu bất thường sau:

• Xe chạy không tải không ổn định: Khi cảm biến TPS hoạt động kém, xe thường chạy không tải thiếu ổn định. Động cơ có thể rung giật, thậm chí có cảm giác như sắp chết máy, đặc biệt khi nhấn ga.
• Tăng mức tiêu thụ nhiên liệu: Nếu cảm biến bướm ga bị bẩn hoặc hỏng, nó sẽ gửi tín hiệu sai đến ECU, khiến động cơ tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn bình thường.
• Động cơ hoạt động kém, khó tăng tốc: Khi cảm biến không đo chính xác góc mở van bướm ga, không khí vào buồng đốt không đúng tỉ lệ với nhiên liệu. Điều này làm giảm hiệu suất động cơ, khiến xe khó tăng tốc, bị ì hoặc thậm chí chết máy đột ngột.
• Đèn báo lỗi động cơ sáng: Khi cảm biến TPS gặp lỗi, ECU nhận sai tín hiệu và kích hoạt đèn báo lỗi động cơ, cảnh báo về sự cố thông qua mã lỗi OBD II.

Hướng dẫn cách kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga đúng chuẩn

Sau đây là một số cách kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga mà người dùng có thể áp dụng:

• Đối với cảm biến sử dụng 2 tiếp điểm:
  • Khi bướm ga đóng kín, kiểm tra xem tiếp điểm IDL có kết nối với chân E2 không. Khi nhấn ga nhẹ, chân IDL phải ngắt khỏi chân E2.
  • Khi bướm ga mở hơn 50%, kiểm tra tiếp điểm PSW xem có kết nối với chân E2 không. Khi buông ga, chân PSW phải tách khỏi chân E2.
• Đối với loại tuyến tính và Hall:
  • Ngắt điện và kiểm tra có nguồn Vc 5V tại chân cảm biến cùng chân mát và chân tín hiệu.
  • Điện áp tại chân Signal sẽ thay đổi theo mức độ mở của cánh bướm ga, tăng tuyến tính mà không bị gián đoạn.
• Đối với loại mạch trở than: Điều chỉnh độ mở của bướm ga và kiểm tra sự thay đổi điện trở tại chân Signal so với hai chân còn lại.

Cảm biến ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất vận hành của động cơ. Vì vậy chủ xe cần kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ để phát hiện sớm hư hỏng giúp động cơ hoạt động ổn định và hiệu quả.

Nguyên nhân gây hỏng cảm biến vị trí bướm ga thường gặp

Cảm biến vị trí bướm ga bị hư hỏng có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân. Cụ thể là:

• Mòn mạch trở than: Do ma sát thường xuyên, mạch trở than có thể bị mòn, dẫn đến tín hiệu không chính xác.
• Hỏng IC Hall: IC Hall là linh kiện quan trọng trong TPS, khi bị hỏng sẽ làm gián đoạn tín hiệu.
• Đứt dây, dây tín hiệu chạm dương: Các vấn đề về dây điện cũng có thể gây ra lỗi cho TPS.
• Lỗi phần mềm: Trong một số trường hợp, lỗi phần mềm ECU cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt động của TPS.

3 cách khắc phục lỗi của cảm biến bướm ga

Dưới đây là ba cách khắc phục lỗi của cảm biến bướm ga thường được áp dụng:

• Kiểm tra và vệ sinh cảm biến: Đầu tiên, thợ sửa chữa sẽ kiểm tra các kết nối và dây điện liên quan đến cảm biến. Nếu phát hiện có bụi bẩn hoặc cặn bẩn, họ sẽ thực hiện vệ sinh cảm biến để đảm bảo nó hoạt động chính xác.

• Thay thế cảm biến: Nếu cảm biến bướm ga bị hỏng hoặc không còn hoạt động hiệu quả, việc thay thế cảm biến bằng một linh kiện mới chính hãng là cần thiết để phục hồi hiệu suất của động cơ.
• Kiểm tra và điều chỉnh phần mềm: Trong một số trường hợp, vấn đề có thể liên quan đến phần mềm điều khiển động cơ. Khi đó, cần phải kiểm tra và điều chỉnh lại phần mềm để đảm bảo hệ thống điều khiển hoạt động chính xác và ổn định.

Qua bài viết này, chúng ta đã cùng tìm hiểu về cấu tạo, chức năng và tầm quan trọng của cảm biến vị trí bướm ga đối với động cơ ô tô. Ngoài cảm biến này, còn rất nhiều cảm biến khác đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển động cơ ô tô. Để hiểu rõ hơn về hệ thống điện tử của ô tô, bạn có thể tham khảo thêm các bài viết liên quan.

Xem thêm:

Tìm hiểu về cảm biến lưu lượng khí nạp đo gió trên ô tô

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Kia Morning chính hãng, giá rẻ

Cảm biến tốc độ ô tô là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động