Đồ án Nghiên cứu, khai thác hệ thống phun xăng điện tử kiểu BOSCH-MOTRONIC

CHƯƠNG 3 CẢM BIẾN DÙNG TRÊN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 3.1. Các vấn đề chung Cảm biến và cơ cấu chấp hành đảm bảo việc giao tiếp giữa ECU (có vai trò là bộ phận xử lý thông tin) với phương tiện và các hệ thống phức tạp của nó như: hệ thống lái, hệ thống phanh, khung gầm, các chức năng thân xe (chương trình ổn định điện tử, điều hoà không khí, quản lý động cơ …). Các mạch thích hợp trong cảm biến sẽ chuyển đổi các loại tín hiệu ra của cảm biến để chúng có thể được xử lý bởi ECU. Kỹ thuật cơ-điện tử (trong đó các bộ phận cơ khí, điện tử và xử lý dữ liệu được liên kết và phối hợp rất chặt chẽ với nhau) ngày càng có vai trò quan trọng hơn trong kỹ thuật cảm biến. Các bộ phận này thường được tích hợp theo module (ví dụ như module trục khuỷu CSWS có tích hợp cảm biến số vòng quay). Do tín hiệu ra của cảm biến không chỉ có tác động trực tiếp đến các đặc tính vận hành của động cơ (công suất, mô men, mức độ ô nhiễm…) mà còn tác động đến tính năng an toàn và điều khiển phương tiện, nên các cảm biến (mặc dù đang trở lên nhỏ gọn hơn) phải đáp ứng các yêu cầu là có dải đo rộng hơn và độ chính xác cao hơn. Tùy thuộc vào mức độ tích hợp, tất các chức năng như: làm phù hợp dạng tín hiệu đầu ra, chuyển đổi A/D, tự căn chỉnh đều được kết hợp trong cảm biến. Trong tương lai, một bộ vi xử lý nhỏ (dùng để xử lý tín hiệu cảm biến) có thể sẽ được bổ sung vào module cảm biến. Với giải pháp này có những ưu điểm sau: + Giảm công suất tính toán cần thiết trong khối ECU + Có thể sử dụng một giao diện chung, thống nhất và linh động cho tất cả các cảm biến. + Có thể sử dụng cùng một cảm biến cho nhiều mục đích khác nhau thông qua kênh dữ liệu + Có thể đo được những biến động nhỏ hơn của đại lượng cần đo + Việc căn chỉnh cảm biến sẽ dễ dàng hơn Trong nội dung Chương 3 sẽ trình bày về cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại cảm biến dùng trên HTPX điện tử của Hãng Bosch, gồm: cảm biến nhiệt độ; cảm biến mức nhiên liệu, cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến vị trí bàn đạp chân ga, cảm biến xác định pha, cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến kích nổ, cảm biến áp suất và cảm biến lambda. 3.2. Cảm biến nhiệt độ * Phạm vi sử dụng:Cảm biến nhiệt độ dùng trên động cơ bao gồm: + Cảm biến nhiệt độ động cơ: Cảm biến này được lắp ở khoang nước làm mát (ở khu vực phía trên của thân máy) của động cơ. Tín hiệu của nó được hệ thống điều khiển dùng để tính toán nhiệt độ động cơ. Khoảng đo của cảm biến này từ - 40 đến + 1300C. + Cảm biến nhiệt độ khí nạp: Cảm biến này được lắp trên đường nạp. Tín hiệu của nó cùng với tín hiệu từ cảm biến áp suất khí tăng áp sẽ được dùng để tính khối lượng khí nạp. Ngoài ra, các giá trị yêu cầu dùng cho việc điều khiển các vòng lặp khác nhau (tuần hoàn khí thải, kiểm soát áp suất khí tăng áp) có thể được điều chỉnh theo nhiệt độ khí nạp. Khoảng đo của cảm biến này từ - 40 đến + 1200C. + Cảm biến nhiệt độ dầu bôi trơn động cơ: Tín hiệu của cảm biến này được dùng để tính toán khoảng thời gian giữa 2 lần bảo dưỡng. Khoảng đo của cảm biến này từ -400 đến +170 0C. + Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu: Cảm biến này được tích hợp trong mạch áp suất thấp của hệ thống phun nhiên liệu diesel. Nhiệt độ nhiên liệu được dùng để tính toán chính xác lượng nhiên liệu phun. Khoảng đo của cảm biến này từ -400 đến +120 0C. + Cảm biến nhiệt độ khí xả: Cảm biến này được lắp trên đường thải, tại điểm có trường nhiệt độ tới hạn. Tín hiêu của cảm biến này đuợc dùng cho hệ thống điều khiển vòng lặp ngược của hệ thống xử lý khí thải. Thường sử dụng cảm biến điện trở bạch kim. Khoảng đo của cảm biến này từ -400 đến +1000 0C. * Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
 1. Đầu nối 2.Thân cảm biến 3. Đệm làm kín 4. Mối ghép ren 5. Điện trở đo 6. Nước làm mát Hình 3.1.Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát[7]. Phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể, có thể sử dụng rất nhiều dạng cảm biến nhiệt độ. Một điện trở đo bằng bán dẫn (điện trở phụ thuộc nhiệt độ) được lắp trong thân cảm biến. Các điện trở được sử dụng có thể có Hệ số nhiệt độ âm – NTC (Negative Temperature Coeficient) hoặc hệ số nhiệt độ dương -PTC (Positive Temperature Coeficient). Với điện trở kiểu NTC (thường được sử dụng hơn) thì điện trở sẽ giảm khi tăng nhiệt độ, và ngược lại với điện trở kiểu PTC. Điện trở đo (là một phần của mạch chia điện áp) sẽ được đặt một điện áp 5V. Do vậy, điện áp đo được qua điện trở đo sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ. Điện áp đo được này sẽ tỷ lệ với nhiệt độ đo được tại vị trí của cảm biến và nó sẽ là tín hiệu đầu vào của bộ chuyển đổi A/D. Một đặc tính (được lưu trữ trong ECU của hệ thống điều khiển động cơ) sẽ cung cấp giá trị nhiệt độ cụ thể ứng với mọi giá trị điện áp ra đo được. 3.3. Cảm biến mức nhiên liệu * Phạm vi sử dụng: Cảm biến mức nhiên liệu (Fuel-level sensor) được đặt trong thùng xăng để cảm nhận mức nhiên liệu trong thùng và sẽ gửi tín hiệu tương ứng về ECU hoặc tới panel điều khiển của xe. Bơm cung cấp (điện) và bầu lọc có nhiệm vụ cung cấp đủ nhiên liệu sạch cho động cơ (Hinh 3.2).
1.Thùng nhiên liệu 2.Bơm nhiên liệu (điện) 3.Cảm biến mức nhiên liệu 4. Phao nổi Hình 3.2. Cảm biến nhiên liệu trong thùng chứa, [7]. Cảm biến mức nhiên liệu bao gồm bộ đo điện thế, lò xo gạt, thanh dẫn (dạng mạch in 2 tiếp điểm) và các đầu nối. Cảm biến hoàn thiện được bọc trong một vỏ kín, cách ly với nhiên liệu. Phao xăng được gắn vào đầu cuối của cần mức nhiên liệu, đầu còn lại của cần được nối với trục quay của bộ đo điện thế. Tùy theo hệ thống cụ thể, phao xăng có thể gắn cố định vào cần đo mức hoặc có thể quay tự do. Hình dạng của cần mức và phao tùy thuộc vào HTPX cụ thể.
1. Đầu nối 2.Lò xo gạt 3. Điểm tiếp xúc 4. Bảng điện trở 5.Ổ đỡ chốt quay 6. Thanh dẫn (2 tiếp điểm) 7. Cần mức 8. Phao nhiên liệu 9. Đáy thùng nhiên liệu Hình 3.3. Cấu tạo cảm biến mức nhiên liệu,[7] . Lò xo gạt của bộ đo điện thế được cố định với cần mức thông qua một chốt. Đầu tiếp điểm của lò xo gạt sẽ tạo tiếp xúc giữa lò xo này và rãnh điện trở. Khi mức nhiên liệu thay đổi, lò xo sẽ di chuyển dọc theo rãnh này và tạo ra tỷ số điện áp tỷ lệ với góc xoay của cần mức (phụ thuộc vào vị trí của phao nhiên liệu). Góc quay giới hạn của cần mức (ứng với mức nhiên liệu thấp nhất và cao nhất) là 1000. Điện áp vận hành của của cảm biến từ 5 đến 13 V. 3.4. Cảm biến đo điện thế dạng đĩa * Phạm vi sử dụng: Cảm biến đo điện thế dạng đĩa (Sensor-plate Potentiometer) được sử dụng trong cảm biến đo lưu luọng khí nạp của HTPX kiểu KE-jetronic, có nhiệm vụ ghi lại vị trí (góc xoay) cánh van của cảm biến lưu lượng. Tốc độ nhấn bàn đạp chân ga của người lái sẽ thu được từ di chuyển của phần tử cảm biến (với độ trễ nhỏ, khi có xét đến dịch chuyển của bướm ga). Tín hiệu này sẽ tương ứng với sự thay đổi về lượng khí nạp theo thời gian (nói cách khác, nó tỷ lệ với công suất ra của động cơ). Cảm biến điện thế dạng đĩa sẽ gửi tín hiệu này tới ECU để điều khiển bộ định lượng nhiên liệu kiểu điện-thủy lực (HTPX kiểu KE-Jetronic). Phụ thuộc vào trạng thái vận hành của động cơ và tín hiệu điều khiển từ ECU, cơ cấu chấp hành sẽ thay đổi áp suất trong khoang chân không của van chênh lệch áp suât (trong bộ phân phối nhiên liệu), và do đó sẽ thay đổi lượng nhiên liệu được đưa tới vòi phun.
. Hình 3.4. Cảm biến điện thế dạng đĩa,[7]. * Cấu tạo và nguyên lý vận hành: Cấu tạo của cảm biến điện thế dạng đĩa được trình bày trên Hình 3.4. Cảm biến điện thế được chế tạo trên chất nền gốm, sử dụng kỹ thuật màng. Nguyên lý đo dựa theo sự thay đổi về điện trở (của điện trở dạng màng) khi thay đổi chiều dài làm việc của nó. Độ rộng của điện trở dạng màng được thiết kế thay đổi nhằm tạo ra đặc tính điện thế không tuyến tính. Do đó, tín hiệu gia tốc cao nhất sẽ được tạo ra khi phần tử cảm biến bắt đầu di chuyển từ vị trí không tải. Tín hiệu này sẽ giảm khi công suất ra của động cơ tăng lên. 3.5. Cảm biến vị trí bướm ga * Phạm vi sử dụng: Cảm biến vị trí bướm ga (Throtle-Vavle sensor) dùng để ghi lại vị trí (góc quay) của bướm ga động cơ xăng. Trên HTPX kiểu M-Motronic, nó đựợc dùng để tạo ra tín hiệu tải thứ cấp. Ngoài ra, nó còn được dùng làm thông tin phụ trợ cho các chức năng động lực học; nhận biết chế độ vận hành của đông cơ (không tải, tải cục bộ, toàn tải); tín hiệu khẩn cấp khi cảm biến tải chính (cảm biến đo khối lượng khí nạp) bị hỏng. Nếu cảm biến vị trí bướm ga được sử dụng là cảm biến tải chính thì có thể đạt yêu cầu về độ chính xác bằng cách sử dụng 2 bộ đo điện thế cho 2 khoảng góc quay. Hệ thống ME-Motronic điều chỉnh mô men xoắn yêu cầu thông qua bướm ga. Để kiểm tra việc bướm ga đến di chuyển đến vị trí yêu cầu, cảm biến vị trí bướm ga cũng được sử dụng để xác đinh vị trí của van (trong mạch điều khiển vị trí kiểu vòng lặp kín). Để đảm bảo an toàn, cảm biến này được lắp 2 bộ đo điện áp làm việc song song (với các tín hiệu điện áp tham chiếu riêng biệt). * Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga được trình bày trên Hình 3.5. Cảm biến độ mở bướm ga là cảm biến góc quay kiểu điện thế với một (hoặc hai) đường đặc tính tuyến tính (Hình 3.5). Cánh quay của cảm biến được nối cơ khí với trục cảm biến, các tiếp điểm (dạng thanh) gắn trên cánh sẽ trượt từ bên này sang bên kia của rãnh trượt. Trong quá trình di chuyển này, cảm biến sẽ chuyển góc quay của trục cảm biến thành tỷ số điện áp UA/UV (tỷ lệ với góc quay của bướm ga). Điện áp vận hành của cảm biến là 5 V.
 1.Trục quay của cảm biến 2.Rãnh điện trở 1 3. Rãnh điện trở 2 4. Con quay và tiếp điểm 5. Đầu nối điện (4 dây) Hình 3.5. Cảm biến vị trí bướm ga, [1].
A- điểm dừng bên trong 1. Đặc tính có độ phân giải cao, trong dải góc quay từ 0 đến 230 2. Đặc tính với góc quay từ 15 đến 880 U0- Điện áp cung cấp UA. Điện áp đo UV-Điện áp vận hành αw-Góc đo hiệu dụng Hình 3.6. Cảm biến vị trí bướm ga có hai đường đặc tính điện áp, [7]. 3.6. Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga * Phạm vi sử dụng: Trong hệ thống điều khiển động cơ truyền thống, yêu cầu của người vận hành (tăng tốc, giảm tốc, giữ nguyên tốc độ) sẽ tác động đến động cơ thông qua bàn đạp chân ga để can thiệp cơ khí vào bướm ga (động cơ xăng) hoặc vào bơm cao áp (động cơ diesel). Trong hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử, không cần sử dụng cáp hoặc thanh dẫn cơ khí để nối bàn đạp chân ga với bướm ga hoặc thanh răng bơm cao áp. Khi đó, tác động của người lái lên bàn đạp chân ga sẽ được cảm biến vị trí bàn đạp ga (có nhiệm vụ ghi lại dịch chuyển của bàn đạp chân ga) chuyển tới ECU dưới dạng một tín hiệu điện. Hệ thống này còn được gọi là “Lái bằng điện” (Drive-by-wire). Các dạng bàn đạp chân ga đã tích hợp sẵn cảm biến (thành một modul rất thuận tiện cho việc lắp đặt) được trình bày trên Hình 3.7.
Hình 3.7. Các dạng bàn đạp chân ga đã tích hợp cảm biến, [7]. * Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: + Cảm biến vị trí bàn đạp ga kiểu điện thế: Thành phần chính của cảm biến này là bộ đo điện thế, có điện áp phát triển theo vị trí thiết lập của bàn đạp chân ga. Trong ECU, một đặc tính được sử dụng để tính toán hành trình dịch chuyển của bàn đạp ga (hoặc góc quay của nó) từ giá trị điện áp này. Một cảm biến thứ 2 (cảm biến dư) được tích hợp trong khối để phục vụ mục đích chẩn đoán và cung cấp tín hiệu thay thế (khi cảm biến thứ nhất bị trục trặc). Nó là một bộ phận của hệ thống giám sát động cơ. Có loại cảm biến bàn đạp chân ga hoạt động với bộ đo điện thế thứ 2 (điện áp qua bộ đo này thường bằng 1/2 giá trị điện áp qua bộ đo thứ nhất). Với phương án này, sẽ thu được 2 tín hiệu điện áp độc lập phục vụ cho việc chẩn đoán. Thay vì việc sử dụng bộ đo điện thế thứ 2, một số cảm biến vị trí chân ga sử dụng công tắc không tải thấp (low-idle switch) để cung cấp tín hiệu tới ECU khi bàn đạp chân ga ở vị trí không tải thấp. Trên các phương tiện dùng hệ thống truyền lực tự động, cảm biến vị trí chân ga có thể được tích hợp thêm nhiều công tắc khác, + Cảm biến góc quay dùng hiệu ứng Hall: Cảm biến góc quay dùng hiệu ứng Hall kiểu ARS1 (Angle of Rotation Sensor) dựa trên nguyên lý nam châm di động. Nó có khả năng đo được góc xấp xỉ 900 (Hình 3.8 và 39).
1.Nắp cảm biến 2. Rô to (nam châm vĩnh cửu) 3.Bộ xác định vị trí (điện tử) 4. Thân cảm biến 5. Lò xo hồi vị 6.Khớp nối Hình 3.8.Cảm biến góc quay (ARS1) dùng hiệu ứng Hall, [7]. Rô to (nam châm vĩnh cửu) dạng đĩa hình bán nguyệt (chi tiết 1, Hình 3.8) tạo ra một từ trường, dòng từ này sẽ quay trở lại rô to qua đầu cực (2), phần tử dẫn có từ tính nhẹ (3) và trục (6). Trong quá trình làm việc, lượng từ quay trở lại thông qua phần tử dẫn từ (3) là hàm của góc quay rô to φ. Một cảm biến Hall (5) được đặt trong đường từ của mỗi phần tử dẫn, do vậy có thể tạo ra được đặc tính tuyến tính trong khoảng đo.
1. Rô to (nam châm vĩnh cửu) 2.Đầu cực 3. Phần tử dẫn 4.Khe hở không khí 5.Cảm biến Hall 6.Trục (có từ tính nhẹ) φ-Góc quay rô to (trục) Hình 3.9.Nguyên lý cảm biến góc quay dùng hiệu ứng Hall, [7]. Cảm biến góc quay dùng hiệu ứng Hall kiểu ARS2 (Hình 3.10) có thiết kế đơn giản hơn, không có phần tử dẫn từ.
a. Khi lắp với bàn đạp chân ga b. Các bộ phận của cảm biến 1.Cảm biến hiệu ứng Hall 2.Trục bàn đạp chân ga 3.Nam châm Hình 3.10. Cảm biến góc quay dùng hiệu ứng Hall ARS2, [7]. Cảm biến ARS2 gồm một nam châm quay quanh một cảm biến hiệu ứng Hall. Quỹ đạo chuyển động của nó có dạng một cung tròn. Do chỉ có một phần nhỏ của đặc tính dạng hình sin là có độ tuyến tính tốt, nên cảm biến Hall được bố trí ra xa tâm cung tròn một khoảng nhỏ. Bằng cách này, phần tuyến tính của đường đặc tính có thể được tăng lên đến hơn 1800. Về mặt cơ khí, cảm biến kiểu ARS2 có mức độ phù hợp cao hơn với bàn đạp chân ga. 3.7. Cảm biến pha dùng hiệu ứng hall * Phạm vi sử dụng: Trong 1 chu trình công tác của động cơ 4 kỳ, pit tông 2 lần lên đến ĐCT. Nhiệm vụ của cảm biến pha là xác định xem pít tông đang ở trong kỳ nén (sẽ liên quan đến nhiều công việc khác như phun nhiên liệu, đánh lửa…) hay kỳ thải và gửi tín hiệu tương ứng về ECU.
Hình 3.11. Phần tử Hall,[7]. * Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Cảm biến hiệu ứng Hall dạng gậy (Hall-effect rod sensor): Cảm biến pha sử dụng hiệu ứng Hall (Hình 3.12). Một bánh quay nhiễm từ (chi tiết 7, Hình 312) tạo tín hiệu (xung) quay cùng với trục cam. Một mạch tổ hợp (IC) theo hiệu ứng Hall được bố trí giữa bánh tạo tín hiệu và một nam châm vĩnh cửu (chi tiết 5), phát ra trường điện từ có cường độ mạnh vuông góc với phần tử Hall. Khi một răng (Z) của bánh tạo tín hiệu chuyển động qua phần tử cảm biến nó sẽ làm thay đổi cường độ của trường điện từ. Đây là nguyên nhân khiến các điện tử (bị cuốn đi bởi một điện áp theo chiều dọc của cảm biến) sẽ bị lệch đi một góc ( (Hình 3.11). Điều này tạo ra một tín hiệu điện áp (điện áp Hall), có độ lớn khoảng mili vôn, không phụ thuộc vào tốc độ tương đối giữa cảm biến và bánh tạo tín hiệu. Một mạch điện tử được tích hợp trong IC của cảm biến Hall sẽ chuẩn hóa (tín hiệu điện áp Hall) và xuất tín hiệu ra dạng xung hình chữ nhật kiểu “cao”/”thấp” như trên Hình 3.12. 1- Đầu nối 2- Thân cảm biến 3- Thân/nắp máy 4- Đệm làm kín 5- Nam châm vĩnh cửu 6- IC 7- Bánh quay tạo tín hiệu (xung) Hình 3.12. Cảm biến pha sử dụng hiệu ứng Hall, [7]. 3.8. Cảm biến tốc độ động cơ *Phạm vi sử dụng: Cảm biến tốc độ động cơ dùng để xác định số vòng quay động cơ và vị trí của trục khuỷu (nhằm xác định vị trí của pít tông). Số vòng quay đựơc tính toán từ tần số tín hiệu của cảm biến. Tín hiệu ra từ cảm biến số vòng quay là một trong các tín hiệu điều khiển quan trọng nhất của hệ thống điều khiển động cơ. 1.Nam châm vĩnh cửu 2- Hộp đấu dây 3- Vỏ bánh đà động cơ 4-Lõi sắt non 5- Cuộn dây 6- Bánh tạo tín hiệu (xung) Hình 3.13. Cảm biến tốc độ quay, [7]. * Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Cảm biến được lắp đối diện trực tiếp với một bánh quay kích từ (chi tiết 7, Hình 3.13), 2 chi tiết này cách nhau một khe hở không khí hẹp. Một lõi sắt non (4) được bao kín bởi một cuộn dây điện từ (5). Lõi sắt non này cũng được liên kết tới nam châm vĩnh cửu (1), và một từ trường phát triển qua lõi sắt tới bánh kích hoạt. Mức của từ trường qua cuộn dây phụ thuộc vào vị trí cảm biến (đang đối diện với răng của bánh kích hoạt hay khe hở). Khi răng của bánh quay đối diện với cảm biến sẽ làm tăng từ trường hoạt động qua cuộn dây, và ngược lại sẽ làm giảm từ trường khi cảm biến đối diện với khe hở. Vì thế, khi bánh kích từ quay, nó gây ra sự dao động của từ trường và tạo ra một điện áp hình sin trong cuộn dây. Tín hiệu từ cảm biến số vòng quay kiểu cảm ứng tỷ lệ với tốc độ thay đổi từ trường (Hình 3…). Biên độ của điện áp xoay chiều tăng mạnh cùng với sự tăng tốc độ quay của bánh kích từ (từ vài mV cho đến trên 100 V). Bánh kích từ cần quay với tốc độ nhỏ nhất khoảng 30 vg/ph để có thể tạo ra ra một tín hiệu đủ mạnh.
Hình 3.14. Tín hiệu từ cảm biến tốc độ kiểu cảm ứng,[7]. Số răng của bánh kích từ phụ thuộc vào các ứng dụng cụ thể. Trên hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử dùng van điện từ, thường sử dụng bánh có 60 răng. Tuy nhiên, do 2 răng bị bỏ đi, vì thế bánh kích hoạt chỉ có 60-2= 58 răng. Răng có khe hở rất lớn này được dùng để xác định vị trí trục khuỷu và là tín hiệu đồng bộ của ECU. Trên thực tế, có loại bánh kích hoạt khác mà chỉ có 1 răng/xy lanh. Trường hợp động cơ 4 xy lanh, bánh kích hoạt có 4 răng và 4 xung sẽ được sinh ra sau mỗi vòng quay. Hình dạng răng của bánh kích hoạt và lõi sắt phải rất phù hợp với nhau. Một mạch điện tử được tích hợp trong ECU sẽ biến đổi điện áp hình sin (có đặc tính là biên độ thay đổi rất lớn) thành một điện áp dạng sóng vuông có biên độ không đổi để sử dụng cho việc tính toán của ECU. 3.9. Cảm biến kích nổ kiểu điện áp * Phạm vi sử dụng: Theo nguyên lý hoạt động, cảm biến kích nổ kiểu áp điện là một dạng cảm biến dao động và nó có khả năng nhận diện dao động cấu trúc của động cơ. Điều này xuất hiện khi xảy ra hiện tượng kích nổ (knock) trong động cơ và được cảm biến chuyển thành tín hiệu điện gửi đến ECU. Các động cơ 4 xi lanh bố trí 1 hàng thường sử dụng 1 cảm biến kích nổ; động cơ 5 và 6 xi lanh dùng 2 cảm biến kích nổ; động cơ 8 và 12 xi lanh dùng 2 cảm biến kích nổ hoặc nhiều hơn.
1. Phần tử gốm áp điện 2. Khối tạo dao động (với lực nén F) 3. Vỏ cảm biến 4.Vít định vị 5. Bề mặt tiếp xúc 6. Đầu nối 7. Khối thân xy lanh V- dao động Hình 3.15. Cấu tạo và lắp đặt cảm biến kích nổ, [7]. * Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Khi một phần tử gồm áp điện được kích thích bởi một dao động nhất định, sẽ tạo ra một lực nén tác dụng lên nó với cùng tần số của dao động kích thích. Trong phần tử gốm áp điện, lực nén gây ra sự chuyển dịch điện tích, do vậy làm xuất hiện điện áp giữa hai bề mặt ngoài của phần tử gốm. Các điện tích này sẽ được đĩa tiếp xúc gom lại và được gửi đến ECU để xử lý. Độ nhạy của cảm biến được xác định bằng tỷ số điện áp ra trên một đơn vị gia tốc (tính theo mV/g). Điện áp ra của cảm biến sẽ được xử lý bởi bộ khuếch đại AC trong ECU của hệ thống đánh lửa hoặc hệ thống điều khiển động cơ kiểu Motronic (Hình 3.16).
a. Áp suất trong xy lanh b.Tín hiệu áp suất đã được lọc c.Tín hiệu kích nổ Hình 3.16. Tín hiệu từ cảm biến kích nổ,[7]. Tuỳ thuộc vào từng loại động cơ cụ thể, điểm lắp đặt cảm biến kích nổ được lựa chọn sao cho hiện tượng kích nổ của mỗi xy lanh được xác định một cách chắc chắn. Cảm biến kích nổ thường được bắt bằng vít vào bên cạnh khối thân máy. Để tín hiệu ra của cảm biến có thể truyền trực tiếp (từ điểm đo trên khối thân xi lanh) đến cảm biến không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng cộng hưởng, cũng như đảm bảo sự phù hợp với đường đặc tính đã quy định của cảm biến, cần chú ý những vấn đề sau: + Bu lông định vị cảm biến phải được xiết với một mô men xác định. + Bề mặt tiếp xúc của cảm biến và lỗ trên khối thân máy phải đảm bảo yêu cầu về chất lượng. + Không sử dụng bất cứ loại vòng đệm nào khi lắp cảm biến với khối thân xi lanh 3.10.Cảm biến áp suất * Phạm vi sử dung: + Cảm biến áp suất khí tăng áp/áp suất khí nạp: cảm biến này đo áp suất tuyệt đối trong đường nạp (ở vị trí giữa máy nén và