Cảm biến vị trí trục cam: Công dụng & cách nhận biết sự cố

Theo thống kê, cảm biến vị trí trục cam là một trong những bộ phận thường xuyên gặp sự cố trên ô tô. Nó được ví như “bộ não” nhỏ bé đóng vai trò quan trọng việc giúp xe ô tô bạn hoạt động một cách trơn tru và hiệu quả. Vậy bộ phận này là gì, nó hoạt động như thế nào và tại sao nó lại quan trọng đến vậy? Bài viết của Auto Protech dưới đây sẽ dẫn bạn tìm hiểu chi tiết về bộ phận nhỏ bé này. Bắt đầu ngay nhé!

Cảm biến vị trí trục cam là gì? Chức năng và nhiệm vụ cảm biến trục cam

Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor – CPS) là một linh kiện điện tử quan trọng trong hệ thống điều khiển của động cơ đốt hiện đại. Vai trò chính của CPS là giám sát và cung cấp thông tin chính xác về vị trí và tốc độ quay của trục cam cho bộ điều khiển động cơ (ECU – Engine Control Unit).

Hình ảnh: CPS linh kiện điện tử quan trọng trong hệ thống điều khiển của động cơ đốt 

Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến trục cam

• Xác định thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu: CPS giúp ECU biết chính xác khi nào cần phát tín hiệu đánh lửa cho bugi và khi nào phun nhiên liệu vào buồng đốt. Điều này đảm bảo quá trình cháy nhiên liệu diễn ra hiệu quả, tối ưu hóa công suất và tiết kiệm nhiên liệu.
• Đồng bộ hóa hoạt động của động cơ: Bằng cách cung cấp thông tin về vị trí của trục cam, CPS giúp đồng bộ hóa hoạt động giữa trục cam và trục khuỷu, đảm bảo các van mở và đóng đúng thời điểm trong chu kỳ làm việc của động cơ.
• Phát hiện sự cố: Nếu CPS gặp sự cố hoặc không gửi tín hiệu đúng, ECU có thể phát hiện lỗi và kích hoạt đèn cảnh báo trên bảng điều khiển. Điều này giúp chủ xe kịp thời kiểm tra và sửa chữa, tránh gây hỏng hóc nghiêm trọng cho động cơ.

Hình ảnh: Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến trục cam

Với động cơ hiện đại hiện nay được trang bị thêm hệ thống điều khiển trục cam thông minh ( tự động ). Nhiệm vụ cảm biến của trục cam đóng vai trò quan sát hoạt động trục cam biến thiên. ECU sử dụng tín hiệu của cảm biến này để xác định hệ thống trục cam biến thiên có đang làm việc không và đúng hiệu suất trước đó đề ra.

Cấu tạo và nguyên lý của cảm biến vị trí trục cam

Sau khi xác định rõ chức năng và nhiệm vụ, chúng ta cần nắm rõ về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trục cam. Dưới đây là thông tin về vấn đề này:

Cấu tạo của cảm biến trục cam

Hiện nay cảm biến vị trí trục cam thông thường trên ô tô thường sẽ có 2 loại phổ biến:

• Loại cảm biến hiệu ứng điện từ
• Loại cảm biến hiệu ứng Hall

Cảm biến hiệu ứng điện từ thường được sử dụng phổ biến trên các xe từ các thế hệ trước. Cảm biến này có cấu tạo chính là một cuộn dây điện và nam châm vĩnh cửu N/S. Nó như một máy phát điện thông minh mini, khi hoạt động nó sẽ tự tạo ra một xung điện hình Sin chạy về ECU.

Hình ảnh: Cảm biến hiệu ứng điện từ

Cảm biến hiệu ứng Hall thường sử dụng cho các xe đời mới. Cảm biến này được cấu tạo từ những bộ phận chính là phần tử Hall đặt ở vị trí đầu cảm biến. Một cảm biến vĩnh cửu và một IC tổ hợp nhóm nằm trong cảm biến.

Hình ảnh: Cảm biến hiệu ứng Hall

Ngoài ra, nhiều loại xe khác vẫn còn sử dụng Delco chia điện, cảm biến trục nằm trong bộ chia điện và còn sử dụng cảm biến quang.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến trục cam 

CPS thường hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng từ từ (magnetic inductive) hoặc sử dụng cảm biến Hall. Khi trục cam quay, một bánh răng hoặc từ tính được gắn trên trục cam sẽ quay qua cảm biến, tạo ra tín hiệu điện tương ứng với vị trí và tốc độ của trục cam. ECU tiếp nhận tín hiệu này để điều chỉnh các thông số vận hành của động cơ một cách chính xác.

Số lượng vấu trên vành tạo xung của trục cam khác nhau tùy vào các động cơ.

Hình ảnh: Nguyên lý hoạt động cảm biến

Phân loại dạng xung sinh ra của cảm biến trục cam:

• Cảm biến loại điện tử: Tạo ra xung có dạng hình Sin, xung này có điện áp từ 0.5 – 4.5V.
• Cảm biến loại Hall: Tạo ra xung có dạng vuông.
• Cảm biến loại Quang ( sử dụng trong bộ chia điện): Tạo ra các loại xung có hình vuông giống cảm biến loại Hall.

>>> Có thể bạn quan tâm: Khóa học nghề sửa chữa ô tô toàn diện

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

Để hiểu thêm về cảm biến vị trí trục cam chi tiết nhất để hoạt động tốt và những cách thức kiểm tra trục cam khi gặp vấn đề:

Thông số kỹ thuật

• Đo điện trở cuộn dây của cảm biến trục cam loại điện xấp xỉ từ 400Ω -1000Ω.
• Loại cảm biến điện từ nằm trong denco với xe đời cũ có điện trở thấp hơn khoảng 200Ω – 300Ω.
• Loại cảm biến HALL có điện trở không giống nhau giữa các xe, tuỳ vào loại xe động cơ.
• Khe hở không khí giữa đầu cảm biến và vấu tạo xung khoảng 0.5 -2mm.

Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí trục cam 

Mạch điện cảm biến trục cam loại điện tử (2 dây, không cần nguồn cáp) với những xe cơ bản đời trước. Hiện nay, với các xe đời mới có thêm 1 dây nối với mass bọc xung quanh 2 dây tín hiệu để bảo vệ chống nhiễu tín hiệu.

Mạch điện cảm biến vị trí trục cam loại Hall gồm 3 dây (1 dây nguồn cho cảm biến (5-12V), 1 dây mass cảm biến và 1 dây tín hiệu về ECU)).

Vị trí của cảm biến trục cam

Trên nắp dàn cò hoặc gang bên cạnh nắp dàn cò bạn sẽ thấy trục cam.

Hình ảnh: Vị trí cảm biến ở trên nắp dàn cò hoặc gang bên cạnh nắp dàn cò

Cách thức kiểm tra – đo kiểm cảm biến vị trí trục cam

Để kiểm tra được cảm biến trục cam, dưới đây là các cách thức bạn cần biết:

1. Đối với loại cảm biến từ:

• Chúng ta sử dụng đồng hồ VOM để kiểm tra điện trở của cuộn dây và so sánh với giá trị điện trở.
• Kiểm tra khe hở nằm trong khoảng 0.5mm – 1.5mm.

Cách kiểm tra tín hiệu của cảm biến bằng đồng hồ đo VOM như sau:

• Bước 1: Dùng đồng hồ VOM điện tử và bậc ở nấc ở thang đo 2.5 DCV, đặt  hai đầu khe đo vào chân của cảm biến.
• Bước 2: Sử dụng một thanh kim loại cụ thể là cờ lê quét qua đầu cảm biến liên tục và nhìn thấy kim đồng hồ run lên và trả về liên tục. Điều đó đã tạo ra cảm biến tạo ra xung điện áp.

Để chắc chắn hơn bạn nên kiểm tra xung tín hiệu đầu ra, nếu hiênj thị theo đúng biên dạng chiều như thông số kỹ thuật.

2. Loại cảm biến Hall và Quang:

• Đối với 2 cảm biến này khá đơn giản, bạn chỉ cần kiểm tra khi bật ON chìa. Chân dương sẽ có điện thế từ 12V (hoặc 5V), mát 0V, signal 5V.
• Sử dụng đồng hồ đo hiển thị xung, đo chân signal đến khi đế máy có tín hiệu xung vuông như phần thông số kỹ thuật.

Lưu ý: Bạn nên tháo cảm biến ra bên ngoài và thường xuyên vệ sinh và kiểm tra lại xem cảm biến có bị hư hỏng và bị bụi hay không.

Các hư hỏng thường gặp của cảm biến trục cam

• Chỉnh sai khe hở từ (với loại cảm biến nằm trong Delco)
• Đứt dây
• Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát
• Lỏng giắc
• Chết cảm biến
• Gãy răng tạo tín hiệu trên vành răng do dùng tu vít bẩy
• Hư hộp ECU nên báo lỗi cảm biến trục cam

>>> Có thể bạn quan tâm: Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT là gì? Cấu tạo & vai trò

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

Khi cảm biến trục cam gặp sự số, xe ô tô sẽ gặp nhiều lỗi như khó khởi động, nhiên liệu tiêu hao tăng,… Vì vậy, việc sửa chữa hoặc thay thế cảm biến khu bị hư hỏng là điều cần thiết. Cụ thể như sau:

Dấu hiệu nhận biết

Khi cảm biến CPS gặp sự cố, xe sẽ xuất hiện các dấu hiệu sau:

• Xe khó khởi động: Động cơ khó nổ máy hoặc phải khởi động nhiều lần thì động cơ mới nổ.
• Mất công suất: Xe bị ì, không tăng tốc được như bình thường.
• Nhiên liệu tiêu hao tăng: Mức tiêu thụ nhiên của của xe tăng cao hơn so với mức bình thường.
• Đèn báo lỗi động cơ sáng: Đèn check Engine trên bảng điều khiến sáng lên.
• Xe chết máy đột ngột: Trong một số trường hợp nhất định có thể gây ra tình trạng xe chết máy đột ngột.

Nguyên nhân hư hỏng

• Mài mòn tự nhiên: Qua thời gian sử dụng, các tiếp điểm bên trong cảm biến bị mài mòn, dẫn đến giảm hiệu suất hoạt động.
• Ô nhiễm: Bụi bẩn, dầu mỡ xâm nhập vào cảm biến làm giảm độ nhạy.
• Vật lạ rơi vào: Các vật lạ như mảnh kim loại, nhựa có thể gây kẹt hoặc hỏng hóc cảm biến.
• Chập cháy: Do các tác động từ môi trường hoặc lỗi kỹ thuật, cảm biến có thể bị chập cháy.

Các mã lỗi thường thấy khi cảm biến vị trí trục cam bị hư hỏng

Quy trình sửa chữa cảm biến

1. Xác định vị trí cảm biến: Cảm biến trục cam thường được đặt gần trục cam, thường ở nắp quy lát hoặc bên cạnh nó.
2. Tháo cảm biến cũ: Sử dụng cờ lê hoặc tô vít để tháo các ốc vít cố định cảm biến, sau đó rút cảm biến ra khỏi vị trí.
3. Kiểm tra cảm biến mới: So sánh cảm biến mới với cảm biến cũ để đảm bảo đúng loại và kích thước.
4. Lắp đặt cảm biến mới: Đặt cảm biến mới vào vị trí cũ, siết chặt các ốc vít.
5. Kết nối lại dây điện: Kết nối lại các dây điện của cảm biến với các đầu nối tương ứng.
6. Xóa mã lỗi: Sử dụng máy chẩn đoán để xóa mã lỗi động cơ sau khi thay thế cảm biến.

Lưu ý khi sửa chữa

• Chọn đúng loại cảm biến: Mỗi loại xe có loại cảm biến trục cam khác nhau. Bạn cần chọn đúng loại cảm biến phù hợp với xe của mình.
• Kiểm tra kỹ các kết nối: Đảm bảo các kết nối điện được chắc chắn để tránh tình trạng chập chờn.
• Vệ sinh khu vực lắp đặt: Vệ sinh sạch sẽ khu vực lắp đặt cảm biến trước khi lắp đặt cảm biến mới.
• Mang xe đi kiểm tra định kỳ: Sau khi sửa chữa, bạn nên mang xe đi kiểm tra định kỳ để đảm bảo động cơ hoạt động ổn định.

Lời khuyên: Không nên tự sửa cảm biến vị trí trục cam bởi đay là việc làm khá phức tạp đòi hỏi kiến thức chuyên môn. Nếu bạn không có kinh nghiệm, tốt nhất nên mang xe đến gara để các kỹ thuật viên có chuyên môn kiêm tra và sửa chữa.

Bài viết trên đã giải quyết được vấn đề cảm biến vị trí trục cam. Auto Protech chia sẻ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các kinh nghiệm sửa chữa khi gặp vấn đề về trục cam. Để xe hoạt động tốt, không bị tắt máy cần thường xuyên kiểm tra trục cam và vệ sinh luồng máy để có những trải nghiệm tốt bên xế yêu. Hãy theo dõi Blog Auto Protech để cập nhật những thông tin hữu ích nhé!