Các cảm biến trong hệ thống PGM-FI (Programmed Fuel Injection) là yếu tố then chốt giúp tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả hoạt động của xe máy. Đề tài này sẽ tìm hiểu về các loại cảm biến, chức năng và tầm quan trọng của chúng trong việc đảm bảo xe máy hoạt động ổn định và tiết kiệm nhiên liệu.

I – Các loại cảm biến và các đặc điểm về điện của chúng:

Cảm biến là một thuật ngữ chỉ thiết bị có thể nhận ra các thay đổi định lượng vật lý như ánh sáng, áp suất, sự dịch chuyển, nhiệt độ, độ ẩm, thông tin về hóa học, như ion và khí gas, sau đó chuyển hóa thành các tín hiệu để xử lý.

– Bộ chia hiệu điện thế:

Nếu hai điện trở mắc nối tiếp với một nguồn như ở hình dưới, hiệu điện thế được chia đôi ở 2 điện trở. Nếu giá trị điện trở A và B giống nhau, hiệu điện thế ở 2 điện trở sẽ được chia điều nhau, nhưng nếu điện trở nào có giá trị lớn hơn thì hiệu điện thế cũng sẽ lớn hơn.

Ví dụ, hiệu điện thế nguồn là 5V, điện trở A1 Ω , B4 Ω. Khi đó hiệu điện thế của B là 4V như hình dưới. Cảm biến nhiệt độ, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến áp suất tuyệt đối được sử dụng ở hệ thống phun xăng điện tử PGM-FI đều sử dụng nguyên tắc này. A là điện trở cố định, B là điện trở thay đổi với các đại lượng vật lý. Các tín hiệu lấy ra là hiệu điện thế được lấy ra ở điện trở B
II – Bộ tạo xung

Một cảm biến sử dụng bộ tạo xung để nhận ra góc quay hay tốc độ trục như trục cơ. Khi rotor quay xung quanh một cuôn dây có từ, thì trong cuộn dây xuất hiện một từ trường biến đổi. Nó sinh ra một dòng điện có xu hướng chống lại sự thay đổi từ trường đó. Dòng điện đó được gọi là dòng cảm ứng, điều này được sử dụng ở cảm biến để truyền tải tín hiệu.

1. Cảm biến vị trí trục cơ:

Cảm biến này chứa một rotor gắn với cuối trục cơ và một cuộn dây được gắn ở trong vách máy khi động cơ khởi động, trục cơ quay, dòng từ trường ở cuộn dây thay đổi lặp lại, và được truyền tới ECM bằng tín hiệu xung. ECM nhận biết được thời điểm phun nhiên liệu nhờ vào tốc độ trục cơ thông qua tín hiệu.
2. Cảm biến vị trí trục cam:

Cảm biến này bao gồm một rotor gắn ở cuối trục cam và một cuộn dây ở đầu quy lát. Khi động cơ khởi động, trục cam quay, dòng từ trường ở cuộn dây thay đổi một cách lặp lại và được gửi tới ECM bằng tín hiệu xung ECM nhận biết được vị trí trục cam nhờ tín hiệu chuyển đến
– Ví dụ về biểu đồ thời điểm: VFR800FIW

III – Cảm biến nhiệt độ:

Thermistor được sử dụng như cảm biến nhiệt độ để nhận biết nhiệt độ của nước làm mát và khí nạp. Sự thay đổi nhiệt độ được chuyển sang sự thay đổi hiệu điện thế ở thermistor, sử dụng nguyên tắc điện trở tăng khi nhiệt độ giảm xuống.
1. ECT (cảm biến nước làm mát động cơ):

ECM xác định lượng phun ở quá trình khởi động, thông qua nhiệt độ và thời điểm đánh lửa

2. IAT (cảm biến nhiệt độ dòng khí nạp):

Cảm biến này được gắn ở bên trong bộ lọc gió. So sánh với cảm biến nhiệt độ nước làm mát, lượng nhiệt được nhận ra ở thermistor
CPU: Khối xử lý trung tâm (nhân của một máy tính)

3. TP (cảm biến vị trí bướm ga):

Biến trở được gắn đồng trục với bướm ga. Nó chuyển hóa từ thay đổi góc sang thay đổi điện trở và cuối cùng là thay đổi hiệu điện thế và chuyển thành tín hiệu gửi tới ECM

ECM thực hiện các xử lý đối với tín hiệu:
– Nhận biết lượng phun nhiên liệu dựa vào độ mở của bướm ga và tăng gia tốc
– Chuyển đổi trạng thái nhận biết giữa cảm biến áp suất khí nạp và cảm biến độ mở bướm ga
– Xác định độ mở của bướm ga

IV – Cảm biến áp suất:

Cảm biến áp suất được sử dụng để cảm biến áp suất cổ hút và áp suất không khí. Thay đổi áp suất được nhận ra từ tín hiệu hiệu điện thế đầu ra của phần tử chịu áp suất ECM

1. MAP (Cảm biến áp suất tuyệt đối cổ hút):

Cảm biến MAP nhận ra áp suất ở cổ hút và chuyển hóa chúng thành tín hiệu vôn nhờ chất bán dẫn, và gửi chúng đến ECM. ECM xác định lượng phun dựa trên cảm biến áp suất khí nạp.

2. BARO (cảm biến áp suất không khí):

Nó có cấu trúc và chức năng giống cảm biến MAP. ECM điều chỉnh lượng phun theo tỉ lệ nhiều hay ít của không khí khi bướm ga mở thông qua tín hiệu từ cảm biến áp suất không khí. Ở một số đời xe, cảm biến MAP thực hiện luôn cả chức năng cảm biến áp suất không khí

V – Cảm biến tốc độ xe

Cảm biến tốc độ xe được gắn ở hộp truyền động cảm biến này nhận ra sự quay của trục truyền động cuối (trục bánh xe) thông qua IC (phần tử cảm biến điện) sau đó khuyếch đại nó để có các tín hiệu về tốc độ.

VI – Cảm biến oxi

Cảm biến oxi được gắn trong ống xả. Bề mặt trong của cảm biến oxi được làm bằng chất liệu hóa học và tiếp xúc với không khí khi mà bề mặt bên trong tiếp xúc với khí xả nó sẽ nhận biết nồng độ oxi khi có sự thay đổi về nồng độ oxi thì nó tự sinh ra một suất điện động và tín hiệu điện này được truyền về ECM.
Hệ thống phản hồi ECM so sánh tín hiệu này và đưa ra tỉ lệ xăng và không khí thích hợp

VII – Cảm biến tiếng ồn:

Cảm biến tiếng ồn được gắn ở đầu quy lát. Cảm biến tiếng ồn sử dụng phần tử áp điện để sinh ra hiệu điện thế khi các chấn động tiếng ồn được nhận ra. Các tín hiệu hiệu điện thế này được gửi tới ECM. ECM điều khiển thời điểm đánh lửa phù hợp với tín hiệu này.

VIII – Công tắc ON/ OFF:

Công tắc số mo ( số 0) , công tắc ly hợp, đầu nối kiểm tra lỗi…là các công tắc ON/OFF có tác dụng đóng hay mở một kết nối trạng thái đóng/mở được điều kiện bởi CPU (khối điều khiển) như hình vẽ dưới.

Ở hình vẽ dưới xem xét trạng thái của công tắc số 0, khi công tắc mở thì hiệu điện thế không có từ đèn báo số 0 đến mát. Khi đó hiệu điện thế của CPU ở trạng thái cao. Ở trạng thái này CPU nhận ra xe đang hoạt động không phải ở số mo.
Còn khi công tắc ở trạng thái đóng thì hiệu điện thế ở CPU sẽ giảm đi (bằng 0) và nó xác định xe đang ở số 0.

Các cảm biến PGM-FI đóng vai trò thiết yếu trong việc nâng cao hiệu suất và hiệu quả của xe máy. Hiểu rõ chức năng của các cảm biến này giúp người dùng bảo dưỡng và sửa chữa xe hiệu quả, từ đó kéo dài tuổi thọ và tăng cường hiệu suất xe.