Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT là gì? Cấu tạo & vai trò

Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT hỗ trợ vận hành xe dựa trên những thông số cơ bản về nhiệt độ không khí cả trong và ngoài xe. Hôm nay trung tâm Auto Protech sẽ gửi đến các bạn những bí kíp về cảm biến IAT, cùng tìm hiểu ngay bên dưới.

Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT là gì?

Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT (Intake Air temperature) là một trong những hệ thống cảm biến vô cùng quan trọng của xe ô tô. Cảm biến có tác dụng xác định nhiệt độ khí nạp bên trong xe. Hệ thống này đặc biệt hữu dụng trong những trường hợp có sự cố xảy ra trong quá trình vận hành. Các sự cố này sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của động cơ, đặc biệt khi vào mùa lạnh.

Các loại cảm biến IAT

Các loại cảm biến có thể được phân loại dựa trên các công nghệ hoặc nguyên lý hoạt động khác nhau. Dưới đây là một số loại phổ biến:

• Cảm biến NTC Thermistor: Đơn giản, phổ biến và dễ thay thế.
• Cảm biến Thermocouple: Chính xác cao nhưng phức tạp hơn.
• Cảm biến Semiconductor: Tín hiệu ổn định, dễ tích hợp nhưng có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cực đoan.
• Cảm biến Inductive: Ít phổ biến, nhưng thích hợp cho ứng dụng đặc biệt, có chi phí cao.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến IAT

Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT có chức năng là đo nhiệt độ không khí tiếp nhận vào động cơ. Dữ liệu nhiệt độ này được gửi tới bộ điều khiển động cơ (ECU) để ECU để có thể điều chỉnh lượng nhiêu liệu phun vào buồng đốt, nhằm đảm bảo tỷ lệ hòa khí (air-fuel ratio) luôn ở mức tối ưu. Vậy cảm biến có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Nội dung dưới đây sẽ giải đáp chi tiết.

Cấu tạo

Cảm biến nhiệt độ khí nạp được cấu tạo từ những thành phần chính như sau:

• Ống dẫn khí nạp: Được kết nối trực tiếp với đường ống nạp của động cơ, đảm bảo không khí đi qua cảm biến trước khi vào buồng đốt.
• Cảm biến nhiệt độ: Thông thường là một nhiệt điện trở (thermistor). Khi nhiệt độ không khí thay đổi, điện trở của cảm biến cũng thay đổi tương ứng.
• Mạch điện tử: Chuyển đổi tín hiệu điện trở của cảm biến thành tín hiệu điện áp tương ứng, dễ dàng xử lý bởi ECU (Electronic Control Unit) của động cơ.

Hình ảnh: Cấu tạo cảm biến khí nạp IAT

Nguyên lý hoạt động

Khi không khí đi qua ống dẫn khí nạp, nó sẽ làm mát cảm biến nhiệt độ. Điện trở của cảm biến thay đổi tương ứng với nhiệt độ không khí. Mạch điện tử sẽ chuyển đổi tín hiệu điện từ cảm biến nhiệt độ thành tín hiệu điện áp.

Bộ Điều Khiển Động Cơ (ECU) nhận tín hiệu điện áp này và sử dụng nó để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào động cơ. Khi nhiệt độ không khí tăng, điện trở của cảm biến giảm. ECU nhận tín hiệu giảm này và tăng lượng nhiên liệu phun vào động cơ để duy trì tỷ lệ hòa khí tối ưu.

Hình ảnh: Nguyên lý hoạt động của cảm biến

>>> Có thể bạn quan tâm: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là gì? Cấu tạo và chức năng

Các chức năng cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT

Hoạt động của cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT trên ô tô được xem là cỗ máy hoạt động với nhiệm vụ đo nhiệt độ không khí đi vào động cơ ô tô và truyền tín hiệu về cho ECU. Từ những dữ liệu thu thập được, ECU sẽ tính toán và cân bằng tỷ lệ nhiên liệu. Tiếp đến, ECU sẽ điều khiển thời gian mở ra kim phun và gốc đánh lửa sớm và dẫn mức không khí đưa vào hệ thống buồng đốt.

1. Hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu theo nhiệt độ không khí

Nhiệt độ không khí ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ không khí:

• Nhiệt độ thấp: Khí nạp có mật độ cao hơn, chứa nhiều oxy hơn. Do đó, ECU sẽ điều chỉnh tăng thời gian phun nhiên liệu để cung cấp đủ lượng nhiên liệu cần thiết cho quá trình đốt cháy hiệu quả.
• Nhiệt độ cao: Khí nạp có mật độ thấp hơn, chứa ít oxy hơn. ECU sẽ điều chỉnh giảm thời gian phun nhiên liệu nhằm tránh tình trạng thừa nhiên liệu, đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra hoàn hảo và tiết kiệm nhiên liệu.

2. Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ không khí

Nhiệt độ không khí cũng ảnh hưởng đến tốc độ lan truyền của màng lửa trong buồng đốt:

• Nhiệt độ thấp: Màng lửa cháy lan chậm hơn, đòi hỏi ECU phải điều chỉnh tăng góc đánh lửa sớm hơn để đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra đầy đủ và hiệu quả.
• Nhiệt độ cao: Màng lửa cháy nhanh hơn, ECU sẽ điều chỉnh giảm góc đánh lửa sớm để tối ưu thời điểm đánh lửa, tránh hiện tượng kích nổ không mong muốn và đảm bảo hiệu suất động cơ cao nhất.

>>> Có thể bạn quan tâm: Cảm biến kích nổ: Cấu tạo, nguyên lý & lỗi thường gặp

Dấu hiệu lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT trên ô tô

Nếu trong trường hợp khí nạp ô tô bị hỏng hoặc trục trặc sẽ khiến kết quả truyền đi bị sai lệch. Theo đó, ECU sẽ điều chỉnh tỉ lệ A/F bị sai sẽ dẫn đến hỗn hợp hòa khí rơi vào tình trạng “quá”. Ngoài ra, hệ thống cảm biến này khi gặp rủi ro khiến hoạt động của van tuần hoàn khí thải EGR sẽ bị ảnh hưởng.

Hình ảnh: Các dấu hiệu của xe ô tô khi lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp

Khi đó xe sẽ có các dấu hiệu sau:

• Xe bị rung giật, mất ổn định: Khi cảm biến IAT cung cấp dữ liệu sai lệch, ECU sẽ điều chỉnh hỗn hợp nhiên liệu không chính xác, dẫn đến hiện tượng xe bị rung giật, nhất là khi tăng tốc hoặc chạy ở tốc độ ổn định.
• Khả năng tăng tốc giảm: Xe mất đi sức mạnh, tăng tốc chậm hơn so với bình thường.
• Tiêu thụ nhiên liệu tăng: Do hỗn hợp nhiên liệu không được đốt cháy hoàn toàn, xe sẽ tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn.
• Động cơ hoạt động không ổn định: Xe khó khởi động, chết máy đột ngột hoặc vòng tua máy không đều.
• Đèn báo lỗi động cơ (Check Engine) sáng: Đây là dấu hiệu rõ ràng nhất cho thấy có vấn đề với hệ thống điện tử của xe, trong đó có thể bao gồm cả lỗi cảm biến IAT.
• Mất khả năng cầm chân ga: Xe khó giữ tốc độ ổn định, dễ bị tăng tốc hoặc giảm tốc đột ngột.

Phương pháp kiểm tra và đo kiểm cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT

Để chắc rằng hệ thống khí nạp hoạt động bình thường, người lái xe cần kiểm tra và đo độ cảm biến. Thông thường chủ xe có thể chủ động sử dụng máy sấy tóc để làm nóng cảm biến đến nhiệt độ nhất định. Tiếp đến, bạn cần lấy đồng hồ ra đo điện trở của cảm biến.

Hình ảnh: Phương pháp kiểm tra và đo kiểm cảm biến

Nếu điện trở cảm biến thay đổi theo nhiệt cảm biến bằng máy sấy tóc thì cảm biến vẫn hoạt động tốt. Ngược lại, nếu điện trở không thay đổi thì cảm biến đã bị hỏng và cần sửa chữa thay thế.

Lưu ý khi sửa chữa cảm biến khí nạp IAT

Khi sử dụng một thời gian, người lái xe cần kiểm tra sửa chữa hoặc thay thế cảm biến nhiệt độ khí nạp. Thông thường, có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến lỗi và thường bắt gặp nhất là:

• Cảm biến bị bẩn do dính muội than, dầu bôi trơn dẫn đến việc thu thập dữ liệu không được chính xác.
• Giắc cảm biến bị lỏng, gỉ sét, đứt dây hoặc các dây trong hệ thống cảm biến chạm nhau ảnh hưởng quá trình vận hành.
• Cổ góp hút động cơ bị nổ có thể gây ra hỏng cảm biến.

Sau khi bạn đã xác định rõ nguyên nhân gây ra hỏng cảm biến khí nạp, bạn cần xem xét và lựa chọn phương pháp xử lý tốt nhất.

Qua bài viết trên, bạn cũng đã hiểu hơn về cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT. Trung tâm Auto Protech đã chia sẽ những thông tin cần thiết nhất về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và những lưu ý để người sử dụng xe có những trải nghiệm tốt nhất và vận hành êm ái. Hãy theo dõi Blog Auto Protech để cập nhật những thông tin hữu ích từ chúng tôi nhé!