Cảm biến lưu lượng khí nạp là gì? Cấu tạo & Nguyên lý hoạt động MAF

Cảm biến lưu lượng khí nạp giúp điều chỉnh lượng không khí trong quá trình đốt cháy của động cơ sao cho phù hợp. Tuy nhiên, bộ phận này thường xuyên tiếp xúc với nhiệt độ cao dẫn đến hư hỏng như máy phát công suất kém, chết máy… nên cần được bảo dưỡng định kỳ để tăng tuổi thọ.

1. Cảm biến lưu lượng khí nạp là gì?

Cảm biến lưu lượng khí nạp (Mass Air Flow Sensor – MAF) nằm giữa bộ lọc và đường ống nạp, chịu trách nhiệm xác định tốc độ và thể tích của không khí đi vào hệ thống phun nhiên liệu của động cơ đốt trong.

Theo đó, ở động cơ đốt trong, lượng hòa khí đạt tiêu chuẩn sẽ giúp bộ điều khiển trung tâm (ECU) cân bằng và cung cấp thông tin chính xác đến buồng đốt. Do đó, nếu bộ phận này bị lỗi, động cơ sẽ hoạt động không ổn định, công suất giảm và tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn bình thường.

Cảm biến áp suất khí nạp MAF có nhiệm vụ xác định tốc độ và thể tích của không khí đi vào hệ thống phun nhiên liệu của động cơ đốt trong (Nguồn: Sưu tầm)

Thông thường, cảm biến lưu lượng khí nạp được sử dụng cùng với cảm biến oxy để kiểm soát chặt chẽ tỷ lệ không khí trên động cơ. Ngoài ra, do mật độ không khí phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ môi trường, độ cao… nên cảm biến MAF đóng vai trò hiệu quả trong việc xác định lượng không khí đi vào xi lanh.

Cảm biến MAF được lắp giữa bộ lọc và đường ống nạp (Nguồn: Sưu tầm)

2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của Cảm biến lưu lượng khí nạp

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến MAF được đánh giá là khá phức tạp nhằm đưa ra các tín hiệu chính xác giúp ECU tính toán lượng xăng phun cơ bản và góc đánh lửa sớm, tăng hiệu suất vận hành.

2.1. Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp

Cấu tạo Cảm biến lưu lượng khí nạp gồm một điện trở, mạch điều khiển và dây nhiệt. Chức năng chính của cảm biến khí nạp là chuyển đổi lượng không khí có sẵn trong động cơ thành tín hiệu điện áp, tín hiệu này được gửi đến bộ điều khiển trung tâm (ECU) để giúp tính toán lượng không khí chính xác trong ECM (mô-đun điều khiển). điều khiển động cơ). Nhờ đó, động cơ nhận biết được mức nhiên liệu cần phun, thời gian đốt cháy xi-lanh và thời điểm chuyển số phù hợp để đảm bảo hiệu suất vận hành.

2.2. nguyên lý hoạt động Cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến MAF bao gồm một dây dẫn điện nhỏ (dây nóng) và một thiết bị đo nhiệt độ khí. Khi động cơ chạy không tải, một lượng không khí nhỏ sẽ chảy xung quanh dây đốt nóng. Tại thời điểm này, động cơ tạo ra dòng điện cường độ thấp để giữ cho dây nóng.

Khi nhấn ga, van tiết lưu sẽ mở ra để không khí đi qua và làm mát các dây dẫn. Lượng gas càng lớn thì cường độ dòng điện càng cao, tăng hiệu quả giữ nóng dây dẫn. Lúc này, một con chip điện tử được lắp bên trong cảm biến MAF sẽ chuyển đổi năng lượng điện thành tín hiệu số và gửi đến hộp điều khiển hệ thống truyền động (PCM). Tại đây, mức nhiên liệu cần nạp sẽ được tính toán chính xác để đảm bảo tốc độ đốt cháy trong buồng đốt đạt mức tối ưu.

Ngoài ra, PCM còn sử dụng thông tin về luồng không khí để xác định thời điểm thích hợp để sang số. Nếu cảm biến MAF bị trục trặc, việc truyền tải sẽ không hoạt động bình thường.

Cảm biến lưu lượng khí nạp gồm điện trở, mạch điều khiển và dây nhiệt (Nguồn: Sưu tầm)

3. Các loại Cảm biến lưu lượng khí nạp thông dụng

3.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp trên Vane Meter

Đây là một loại cảm biến MAF tính toán lượng không khí đi qua cửa nạp khí của động cơ. Tín hiệu điện áp được gửi đến bộ điều khiển trung tâm (ECU) giúp tính toán mức khí đi vào buồng đốt. Tuy nhiên, loại cảm biến này có những nhược điểm sau:

• Làm giảm lưu lượng gió, ảnh hưởng đến công suất động cơ.
• Các điểm tiếp xúc điện và khớp nối cơ học dễ bị mài mòn theo thời gian.
• Thiết kế cồng kềnh nên khó lắp đặt trong khoang máy có diện tích hạn chế.
• Hướng quay của cánh gạt yêu cầu độ chính xác cao.

3.2. Cảm biến lưu lượng khí nạp dây nhiệt

Dây nhiệt Cảm biến lưu lượng khí nạp được sử dụng phổ biến trên ô tô hiện nay, thực hiện chức năng cung cấp điện áp ổn định cho dây treo trong luồng gió động cơ. Khi nhiệt độ của vật dẫn tăng lên thì cường độ dòng điện chạy qua mạch sẽ thay đổi ngay. Lúc này, nhiệt độ sẽ tăng lên cho đến khi điện trở trở lại trạng thái cân bằng. Cường độ dòng điện tăng hay giảm tỉ lệ thuận với thể tích khí đi qua vật dẫn. Các tín hiệu điện áp này sẽ được truyền đến bộ điều khiển trung tâm (ECU) để tính toán chính xác mức độ không khí đi vào buồng đốt.

So với cảm biến trên Vane Meter, cảm biến khí nạp dây nhiệt có nhiều ưu điểm vượt trội hơn như sau:

• Phản ứng nhanh hơn với những thay đổi trong luồng không khí.
• Vị trí và quá trình cài đặt đơn giản hơn.
• Độ bền cao hơn do không có bộ phận chuyển động.
• Tiết kiệm chi phí.

Tuy nhiên cảm biến lưu lượng khí kiểu dây nhiệt cũng có những hạn chế như:

• Dây nhiệt dễ bị hỏng và giảm tuổi thọ do bụi bẩn và dầu.
• Hoạt động yêu cầu dòng chảy tầng để đi qua.
• Dây bạch kim bên trong cảm biến mỏng nên rất dễ bị đứt nếu thao tác không cẩn thận.

Cảm biến MAF loại dây nhiệt trên động cơ ô tô (Nguồn: Sưu tầm)

Sau một thời gian sử dụng, cảm biến áp suất khí nạp có thể gặp các vấn đề hư hỏng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng vận hành của xe. Lỗi thường gặp là tình trạng máy quay nhưng không nổ máy như: chết máy, khó tăng tốc, vận hành kém,… Chủ xe có thể tìm hiểu dấu hiệu hư Cảm biến lưu lượng khí nạp và cách kiểm tra tại nhà hoặc mang xe đến dịch vụ uy tín trung tâm để xử lý thích hợp.