Cảm biến kích nổ: Cấu tạo, nguyên lý & lỗi thường gặp

Cảm biến kích nổ hay còn gọi là Knock Sensor là một bộ phận không thể thiếu trên hầu hết các loại ô tô hiện đại. Thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ động cơ khỏi những hư hỏng nghiêm trọng do hiện tượng kích nổ gây ra. Bài viết này Auto Protech sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và tầm quan trọng của thiết bị. Bắt đầu ngay nhé!

Cấu tạo và chức năng, nhiệm vụ của cảm biến kích nổ

Cảm biến kích nổ là một bộ phận quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ đốt trong. Nó đóng vai trò như một “tai nghe” để lắng nghe tiếng gõ bên trong động cơ và gửi thông tin về cho bộ điều khiển điện tử (ECU). Cụ thể cấu tạo, chức năng và nhiệm vụ của thiết bị này như thế nào? Tìm hiểu thông tin được chuyên gia Auto Protech cung cấp trong nội dung dưới đây.

Hình ảnh: Cấu tạo và chức năng, nhiệm vụ của cảm biến

Cấu tạo

Knock Sensor có cấu tạo tương đối đơn giản, chủ yếu gồm hai phần:

• Vật liệu áp điện: Thường là một tinh thể thạch anh hoặc vật liệu tổng hợp có tính chất áp điện. Khi chịu tác động của sóng âm do kích nổ gây ra, vật liệu này sẽ biến đổi năng lượng cơ học thành điện năng.
• Mạch điện: Phần mạch điện có chức năng khuếch đại tín hiệu điện áp phát ra từ vật liệu áp điện và truyền tín hiệu đến ECU.

Chức năng, nhiệm vụ

Chức năng:

• Phát hiện hiện tượng kích nổ: Khi hỗn hợp nhiên liệu cháy quá nhanh và không đều, tạo ra một sóng áp suất mạnh gây ra tiếng gõ, cảm biến sẽ nhận biết được sự thay đổi này.
• Bảo vệ động cơ: Khi phát hiện có kích nổ, cảm biến sẽ gửi tín hiệu về ECU. ECU sẽ điều chỉnh góc đánh lửa để làm chậm quá trình cháy, giảm áp suất đột ngột, từ đó bảo vệ các bộ phận của động cơ khỏi bị hư hỏng.
• Tăng hiệu suất động cơ: Bằng cách điều chỉnh góc đánh lửa tối ưu, cảm biến giúp động cơ hoạt động ổn định hơn, giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm khí thải.

Nhiệm vụ:

• Ngăn ngừa hư hỏng động cơ: Kích nổ có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng như:
  • Hỏng piston: Do áp suất quá lớn.
  • Hỏng bugi: Do nhiệt độ quá cao.
  • Mài mòn các chi tiết khác: Do ma sát tăng cao.
• Tăng tuổi thọ động cơ: Bằng cách giảm thiểu kích nổ, cảm biến giúp động cơ hoạt động bền bỉ hơn.
• Cải thiện hiệu suất vận hành: Động cơ hoạt động ổn định sẽ cho công suất lớn hơn, tăng tốc tốt hơn và giảm tiếng ồn.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến kích nổ knock sensor

Khi động cơ hoạt động, có những lý do phát ra tiếng gõ như tự kích nổ, động cơ quá nóng, va đập cơ khí,…lúc này cảm biến tạo ra tín hiệu và gửi về ECU và ECU sẽ điều chỉnh góc đánh lửa để làm giảm tiếng gõ.

Cụ thể các phần tử điện áp của cảm biến kích nổ được thiết kế với tần số có các kích thước riêng trùng với tần số rung động của động cơ có hiện tượng kích nổ xảy ra hiệu ứng cộng hưởng (f = 6KHz – 13KHz).

Kết luận, nếu động cơ muốn xảy ra kích nổ, tinh thể thạch anh sẽ chịu áp lực lớn và sinh ra điện áp (điện áp nhỏ hơn 2.5V). Nhờ vào tín hiệu này, ECU động cơ nhận biết hiện tượng kích nổ và điều chỉnh góc đánh lửa phù hợp.

Hiện tượng kích nổ trên động cơ

Khi hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy trước khi có tia lửa của bugi được gọi là hiện tượng kích nổ.

Hình ảnh: Hiện tượng kích nổ trên động cơ

Nguyên nhân: Nếu trong buồng đốt nhiệt độ quá cao, thì có thể bộ phận hòa khí bị bắt cháy trước khi bugi đánh lửa. Quá trình tạo ra một áp suất lớn va đập với lượng áp suất được tạo ra từ bugi đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trước đó. Từ đó tạo nên rung động và va đập lên thành xilanh dẫn đến hư hỏng những chi tiết như piston.

Vị trí của cảm biến kích nổ ô tô

Thông thường gắn trên thân xilanh, phía dưới cổ hút hoặc gắn vào lốc máy.

Hình ảnh: Vị trí của thiết bị trên ô tô

Sơ đồ mạch điện của cảm biến kích nổ

Hình ảnh: Sơ đồ mạch điện của cảm biến kích nổ

>> Tham khảo bài viết về cảm biến ô tô

• Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
• Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT
• Cảm biến vị trí truc cam

Cách thức kiểm tra và đo kiểm cảm biến kích nổ ô tô

Hình ảnh: Cách thức kiểm tra và đo kiểm cảm biến

Có 2 cách để kiểm tra và đo kiểm cảm biến: 

• Đo xung điện áp phát ra của chân tín hiệu khi động cơ nổ máy
• ON chìa khóa lấy búa gõ nhẹ vào phần thân LOCK máy gần cảm biến để đo tín hiệu phát ra.

Các hư hỏng thường hay gặp của hệ thống kích nổ:

• Hư hỏng trên cảm biến khá cơ bản là đứt dây cảm biến, lỗi do chạm mát hoặc do 2 dây cảm biến chạm nhau.

Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến bạn cần biết:

• Dây dương chạm mát thì ECU không cho nổ máy.
• Cảm biến hư thì động cơ phát ra những tiếng khua kim loại lớn khi tăng tốc do đánh lửa sớm.
• Thử dùng loại xăng khác có chỉ số octane trước khi sửa chữa và thay thế cảm biến này.

Bài viết trên đã giải đáp về cảm biến kích nổ để mọi người hiểu hơn khi vận hành ô tô. Auto Protech đã chia sẽ một số thông tin hữu ích về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các lỗi thường gặp của thiết bị. Nếu như bạn có đam mê với ô tô và đang tìm kiếm một trường dạy nghề ô tô TPHCM hãy liên hệ trực tiếp với chúng tôi theo Hotline: 028 2228 7175 – 090 8858 875 để nhận được tư vấn tốt nhất nhé!