Cảm biến vị trí trục cam: Cấu tạo, hoạt động và xử lý khi bị hư hỏng

Cảm biến vị trí trục cam có vai trò vȏ cùng quan trọng trong mạng lưới hệ thốnɡ điều khiển và tіnh chỉnh độnɡ cơ trên xe ô tô. Vậy cảm biến vị trí trục cam là gì, cấu tạo và hoạt động ra sao? Để biết thêm chi tiết, hãy cùnɡ danxe.com.vn chúng tȏi tìm hiểu tất cả những điều đó qua bài viết dưới đây!

Khái niệm về cảm biến vị trí trục cam

Cảm biến vị trí trục cam, tên tiếng anh là Camshaft Position Sensor (CPS) là một trong những loại cảm biến có vai trò thiết yếu trong hệ thống điều khiển động cơ của xe ô tô. Nó có chức năng xác định vị trí trục cam, đưa ra tín hiệu G, qua đó gián tiếp xác định điểm chết của pittong để ECU xác định thời điểm đánh lửa. Khi không có tín hiệu này thì động cơ không thể làm việc được. 

Ở mỗi dòng xe khác nhau thì cảm biến trục cam cũng sẽ được lắp đặt ở những vị trí khác nhau. Tuy nhiên, đa số các cảm biến sẽ được đặt ở bên hông nắp máy, gần với đầu trục cam. Hoặc nó được lắp trên dàn cò hay nằm ngang bên cạnh nắp dàn cò. 

Tác dụng của cảm biến vị trí trục cam

Dù bạn đã biết cảm biến vị trí trục cam có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu để ECU xử lý và giúp động cơ hoạt động. Tuy nhiên, cụ thể thì bộ phận này có tác dụng gì với những thông tin chi tiết nhất? 

ECU hay còn gọi là bộ tổ hợp vi mạch điện tử, khi hoạt động sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến trục cam để có thể phát hiện ra những điểm chết trên máy số 1 hoặc những máy khác. Đồng thời, cảm biến vị trí trục cam cũng cung cấp tín hiệu để ECU có thể tính toán được thời gian bén lửa cũng như phun nhiên liệu thích hợp, đảm bảo xe vận hành tốt nhất, tránh lãng phí hoặc thiếu nhiên liệu. 

Đối với những dòng xe ô tô đời mới hiện nay, các xe sở hữu hệ thống điều khiển trục cam biến thiên thông minh. Khi đó, nhiệm vụ của cảm biến là giám sát hoạt động của hệ thống này.

ECU sẽ tiếp nhận những thông tin từ cảm biến để đảm bảo rằng hệ thống điều khiển trục cam biến thiên đang hoạt động đúng với tính hiệu của ECU. Như vậy, công dụng của cảm biến vị trí trục cam đóng vai trò rất quan trọng trên xe, giúp xe hoạt động bình thường. 

Thêm vào đó, cảm biến vị trí trục cam cũng sẽ đảm bảo cung cấp các tín hiệu chuẩn xác để ECU giúp cho động cơ vận hành phù hợp với tình trạng của xe. Nhờ vậy, xe mới có thể chạy trơn tru và tiết kiệm nhiên liệu hơn. 

Xem thêm:

• Decal đổi màu xe oto có bị phạt không?
• Hướng dẫn dán phim cách nhiệt ô tô và cách vệ sinh đơn giản
• Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hộp số tự động trên ô tô

Cấu tạo của cảm biến vị trí trục cam 

Cảm biến cục cam trên xe ô tô thường có 2 loại chính:

Cảm biến hiệu ứng điện từ

Loại cảm biến hiệu ứng điện từ có bộ phận chính là một cuộn dây điện từ với một nam châm vĩnh cửu và hoạt động tương tự như một máy phát điện (mini). Khi nó hoạt động, sẽ tạo ra một xung điện áp (hình sin) và truyền về cho ECU. Các thành phần cấu tạo nên cảm biến hiệu ứng điện từ:

• Vỏ cảm biến
• Dây tín hiệu ra
• Vỏ bảo vệ dây
• Nam châm vĩnh cửu
• Cuộn dây cảm ứng
• Vấu cực
• Bánh răng kích từ

Cảm biến trục cam hiệu ứng Hall

Với những dòng xe đời mới hiện nay, đa phần chúng đều sử dụng loại cảm biến hiệu ứng Hall. Nó được cấu tạo từ bộ phận chính là một phần Hall đặt ngay đầu cảm biến, một nam châm vĩnh cửu và một IC tổ hợp nằm phía trong cảm biến. Các thành phần cấu tạo nên cảm biến hiệu ứng Hall:

• Vỏ cảm biến
• Dây tín hiệu ra
• IC
• Nam châm vĩnh cửu
• Phần tử Hall
• Bánh răng kích từ

Ngoài 2 loại cảm biến thông dụng trên, một số dòng xe vẫn còn sử dụng Delco chia điện (loại cảm biến Quang). Tuy nhiên, hiện giờ chúng không còn phổ biến nữa và gần như đã bị loại bỏ. Tuy nhiên, anh em có thể phân biệt chúng qua đặc điểm dưới đây:

• Cảm biến loại hiệu ứng điện từ: tạo ra xung điện có dạng hình sin, xung này có điện áp trong khoảng 0.5 – 4.5V.
• cảm biến vị trí trục cam Hall và cảm biến loại Quang (bộ chia điện): tạo ra dạng xung có dạng hình vuông.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến

Quy trình hoạt động của cảm biến khá đơn giản:

• Khi trục khuỷu quay, trục cam sẽ quay theo thông qua dây cam dẫn động. 
• Trên trục cam có 1 vành xung (có các vấu cực), các vấu cực này sẽ quét qua đầu cảm biến. 
• Lúc này, cảm biến sẽ khép kín mạch từ và tạo thành 1 xung tín hiệu gửi về ECU. 
• Cuối cùng, ECU sẽ nhận biết được điểm chết của xi lanh số 1 hay các bộ máy khác.

Tùy thuộc vào từng loại động cơ khác nhau mà số lượng vấu cam đặt trên vành tạo xung của trục cam sẽ khác nhau.

Những trường hợp hư hỏng và cách xử lý hiệu quả

Như bạn cũng biết, bất kỳ thiết bị máy móc nào cũng sẽ gặp trục trặc trong thời gian vận hành của chúng, nếu không thì cũng sẽ bị thời gian áp đảo. Dưới đây là một số vấn đề thường xảy ra với cảm biến vị trí trục cam:

• Chỉnh sửa sai khe hở từ (đối với loại cảm biến cảm Quang).
• Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát.
• Dây bị đứt.
• Giắc cắm bị lỏng.
• Cảm biến chết.
• Hộp ECU bị hư dẫn tới báo lỗi cảm biến vị trí trục cam.
• …

Để giúp xế yêu có thể thoát khỏi tình trạng này, anh em có thể kiểm tra ngay theo các cách như sau và tiến hành sửa chữa (nên đem xe đến garage):

Kiểm tra loại cảm biến từ

Kiểm tra khe hở từ nằm ở khoảng 0.5 – 1.5 mm.

Sử dụng đồng hồ đo VOM để kiểm tra tín hiệu của cảm biến qua các bước sau:

• Bật đồng hồ VOM trở về giữa nâng thang đo 2.5 DCV, đặt 2 đầu que vào 2 chân của cảm biến.
• Sử dụng một thanh kim loại (cờ lê) để quét qua đầu cảm biến. Nếu kim đồng hồ vung lên và trả về liên tục theo từng nhịp quét qua, có nghĩa là cảm biến có tạo ra xung điện áp, ngược lại là không.

Để chắc chắn hơn khi kiểm tra cảm biến vị trí trục cam, các bạn nên kiểm tra xung tín hiệu đầu ra bằng máy hiển thị xung theo đúng biên độ như thông số kỹ thuật.

Kiểm tra loại cảm biến Hall (cảm biến Quang)

Đối với 2 loại cảm biến này, chúng ta có kiểm tra khi chìa khóa bật về “ON”: chân dương sẽ có 12V (hoặc 5V), chân mát 0V và signal 5V. Tiếp theo, sử dụng đồng hồ đo hiển thị xung để đo chân signal khi đề máy xem có tín hiệu xung vuông giống phần thông số kỹ thuật hay không.

Lưu ý: Trước khi thực hiện, bạn nên tháo cảm biến ra ngoài để vệ sinh, và để xem cảm biến có bị bụi bám hay xảy ra hư hỏng vật lý nào hay không.

Lời kết

Như vậy, bài viết trên của chúng tôi đã tổng hợp các chi tiết cơ bản nhất về cảm biến vị trí trục cam trên xe ô tô. Mong rằng chúng có thể giúp ích cho anh em, và đừng quên kiểm tra định kỳ các bộ phận trên hệ thống xế yêu của mình nhé!