Cảm biến ION là gì? Tại sao ô tô các loại cần dùng cảm biến ION?
Bạn đã biết về cảm biến ION trên xe ô tô? tại sao phải sử dụng chúng? và chúng hoạt động như thế nào?
Thông thường, trên hệ thống đánh lửa trực tiếp, Bô bin kèm IC sẽ có 4 chân (như hãng Toyota), gồm có: chân (+) nguồn, chân IGT, chân mát, chân IGF. Tuy nhiên, cũng có một số hãng xe khác, thì cụm Bô bin kèm IC chỉ có 3 chân đó là: chân (+) nguồn, chân IGT và chân mass, không có chân IGF.
Đối với một số dòng đời mới hiện nay (ví dụ Mazda), cụm Bô bin kèm IC cũng sẽ có 4 chân. Trong đó có 3 chân giống với các dòng xe khác là: chân (+) nguồn, chân IGT, chân mát, tuy nhiên chân thứ 4 không phải là chân IGF.
Vậy nó là chân gì? Chúng tôi xin trả lời rằng đó chính là chân “cảm biến ION – ION SENSOR”. Vậy cảm biến ION là gì? Nó đảm nhiệm chức năng nào? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết ngay dưới đây.
Tại sao phải sử dụng cảm biến ION trên động cơ?
Hiện tượng kích nổ, hay còn được gọi là “tiếng gõ” có thể sẽ là một thảm họa đối với động cơ xe ô tô. Tình trạng này xảy ra khi nhiệt độ và áp suất tăng quá nhanh khi quá trình đốt cháy diễn ra, điều này có thể khiến hỗn hợp nhiên liệu và không khí còn sót lại trong xylanh sẽ tự bốc cháy.
Quá trình đốt cháy không được kiểm soát sẽ dẫn tới tình trạng đột biến về áp suất và tạo ra những tiếng ồn đặc biệt, bạn sẽ nhận thấy rõ nhất khi động cơ đang tải. Hiện tượng này sẽ khiến động cơ hoạt động không được hiệu quả và ảnh hưởng xấu tới động cơ. Nếu “tiếng gõ” kéo dài có thể sẽ phá hỏng piston, thành xylanh, nắp máy và cả bugi.
Để hạn chế tình trạng này, các nhà sản xuất ô tô đã áp dụng một số phương pháp để phát hiện “tiếng gõ”. Thông tin thu được sau đó có thể sẽ được sử dụng để thay đổi hệ thống kiểm soát động cơ, thường là bằng cách thay đổi thời điểm đánh lửa để ngăn chặn “tiếng gõ”.
Để phát hiện “tiếng gõ”, người ta thường sử dụng cảm biến tiếng gõ âm hoặc áp điện. Cảm biến này được gắn vào khối động cơ, nó phát ra tiếng ồn hoặc rung động đặc biệt khi “tiếng gõ” xuất hiện. Thế nhưng, trong một vài trường hợp chỉ có một xylanh hoặc toàn bộ động cơ sẽ được giám sát, còn để giám sát chính xác các điều kiện trong từng xylanh là điều không thể.
Điều này có nghĩa là, nếu một xylanh bắt đầu xuất hiện tiếng gõ do có bất thường, thì tất cả các xylanh còn lại sẽ phải điều khiển theo xylanh này và như vậy sẽ làm giảm hiệu suất của động cơ, chỉ vì sự an toàn.
Để tránh tình trạng này thì còn một cách nữa đó chính là sử dụng hệ thống đánh lửa cảm biến ION hóa. Điều này rất hiệu quả, vì nó biến mỗi bugi thành một cảm biến trong xylanh có thể sử dụng để theo dõi “tiếng gõ” ở mức độ chính xác hơn.
ECU sau đó sẽ điều chỉnh hệ thống kiểm soát động cơ, để điều chỉnh chu kỳ đốt trong mỗi xylanh. Điều này mang đến độ hiệu quả và độ tin cậy được cải thiện.
Làm sao để hệ thống đánh lửa cảm biến ION hoạt động?
Trong chu trình bốn kỳ ở động cơ xăng, khi các nguyên tử bị ION hóa bởi các quá trình diễn ra trong xylanh, một lượng ion và electron khác nhau sẽ được giải phóng. Chúng có thể được tạo ra từ quá trình đánh lửa ở bugi, hoặc bởi nhiệt và hóa học xảy ra trong quá trình đốt chạy.
Để làm được điều này, các nhà sản xuất xe ô tô thiết kế cảm biến ION với một mạch điện theo dõi dòng ION như trên sơ đồ bản vẽ. Khi tia lửa được kích hoạt ở bugi, sẽ có một điện áp khoảng 80V được nạp vào tụ điện. Ngay sau đó tụ điện sẽ phóng ra, làm cho các ION và Electron trong xylanh di chuyển giữa điện cực trung tâm và điện cực nối mát của bugi để tạo ra dòng điện.
Do đó, dòng điện được đo trên các điện cực của bugi phụ thuộc vào mật độ của các Electron và ION xung quanh bugi. Kết quả của dòng điện liên quan tới ion hóa đó được gọi là “dòng ION” và được sử dụng để ECU xác định các quá trình đang diễn ra trong buồng đốt.
Trong mỗi chu kỳ đánh lửa thông thường, cường độ dòng ION có trong buồng đốt trải quá rất nhiều giai đoạn, nó liên quan trực tiếp đến nhiệt độ và áp suất trong buồng đốt. Trong chu kỳ đánh lửa, dòng ION tăng lên và giảm xuống cùng với sự tăng giảm nhiệt độ và áp suất.
Khi xuất hiện “tiếng gõ” sẽ tạo ra các xung áp suất không đồng đều, khiến các nguyên tử được bổ sung khi bị ION hóa. Điều này sẽ khiến cho dòng ION dao động dữ dội, do đó ECU sẽ biết rằng tiếng gõ của động cơ đang xảy ra. Ngoài ra, nếu một Misfire xảy ra, sẽ không có sự tăng giảm trong dòng ION. Trong trường hợp này, ECU cũng cảm nhận được và đèn cảnh báo có thể sẽ được kích hoạt.
Chúc các bạn học nghề sửa chữa ô tô có được bài học quý giá với bài viết cảm biến ION này! Đây cũng là một kinh nghiệm sửa chữa tuyệt vời để bạn có thể xử lý chính xác nhất khi sửa chữa ô tô.
Trung dạy nghề sửa chữa ô tô tại TPHCM – VATC
Địa chỉ: số 50 đường 12, P.Tam Bình, Q.Thủ Đức, TP.HCM
Điện thoại: 0945711717
Nguồn: Thầy Phạm Vỵ
