Khảo sát hệ thống xử lý khí thải theo tiêu chuẩn euro 5 trên động cơ diesel ys23 – xe nissan navara np300 2017

TRƯỜNG ĐẠI H Ọ C BÁCH KHOA - ĐHPG TP.HCM
KHOA K Ỹ TH UẬT GIAO THÔNG
BỘ MÔN K Ỹ THUẬT Ô TÔ - MÁY ĐỘNG L Ự C

ĐỒ ÁN C H U Y Ê N NGÀNH
Đề tài
KHẢO SÁT H Ệ THỐNG XỬ L Ý K H Í T H Ả I
T H E O T I Ê U CHUẨN EURO 5 T R Ê N ĐỘNG CƠ
D I E S E L YS23 – X E NISSAN NAVARA NP300 2017

GVHD:

Th.S ĐINH QUỐC T R Í
Th.S PHẠM TRẦN ĐĂNG QUANG

S V TH :

NGUYỄN HOÀNG TIẾN
VÕ HOÀNG HUY
NGUYỄN NGỌC QUYỀN

MSSV:

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày .... tháng .... năm ....

1915480
1913575
1914886


TRƯỜNG ĐẠI H Ọ C B ÁC H K H OA

K H OA K Ỹ T H UẬT G I AO TH Ơ NG

CỘNG H ỊA X Ã H Ộ I C H Ủ N G H Ĩ A V I Ệ T NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN K Ỹ THUẬT Ô TÔ – M ÁY ĐỘNG LỰ C

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN C H U Y Ê N NGÀNH
Họ và tên SV:
Ngành:

Nguyễn Hoàng Tiến . . . . . . . . .
Võ Hoàng Huy . . . . . . . . . . . . . .
Nguyễn Ngọc Quyền . . . . . . . . .
Kỹ thuật Ơ tơ – Máy động lực

MSSV:
. MSSV:
. MSSV:
.
Lớp:

1915480 . . . . . . . . . .
1913575 . . . . . . . . . . .
1914886 . . . . . . . . . . .
GT19OTO . . . . . . . . . . .

1. Tên đề tài: Khảo sát hệ thống xử lý khí thải trên động cơ Diesel YS23 – Xe Nissan
Navara NP300 2017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
....

2. Yêu cầu về nội dung:
- Mô tả hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống phun dầu điện tử, hệ thống điều
khiển xử lí khí thải trên động cơ dầu YS23 – xe Nissan Navara NP300 2017.
- Tổng hợp những lỗi trên hệ thống xử lý khí thải xe Nissan Navara NP300
2017.
- Đề xuất phương án vận hành và bảo dưỡng xe Nissan Navara NP300 2017.
3. Yêu cầu về sản phẩm
✓ Thuyết minh báo cáo

✓ Poster tóm tắt

Chương trình máy tính
✓ Bản vẽ bố trí chung
.

Bài báo cáo khoa học

Chương trình vi xử lý

Mơ hình mơ phỏng

Bản vẽ lắp

Bản vẽ chi tiết

✓ Khác: Mơ hình 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Ngày giao nhiệm vụ: ngày 23 tháng 9 năm 2022
5. Ngày hoàn thành: ngày 18 tháng 12 năm 2022
Ngày .... tháng .... năm ....

Chủ nhiệm bộ môn

Ngày .... tháng .... năm ....
GV hướng dẫn chính


NHẬN X É T
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................

...


.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...


NHẬN X É T
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...

.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...


.........................................................................
...
.........................................................................
...
.........................................................................
...


MỤC L Ụ C
Trang
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

4

1

Giới thiệu đề tài

4

2

Mục tiêu

5

3

Yêu cầu

6

4

Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

6

CHƯƠNG 2 GI ỚI T H I Ệ U H Ệ THỐNG ĐIỀU K H I Ể N PHUN DẦU ĐIỆN TỬ
VÀ XỬ L Ý K H Í T H Ả I T R Ê N ĐỘNG CƠ D I E S E L
1

Hệ thống điện-điện tử điều khiển động cơ Diesel
1.1 Sơ lược . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Cảm biến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1 Cảm biến tốc độ và vị trí trục khuỷu . .
1.2.2 Cảm biến khối lượng khí nạp . . . . . .
1.2.3 Cảm biến đo nhiệt độ . . . . . . . . . .
1.2.4 Cảm biến đo áp suất . . . . . . . . . .
1.2.5 Cảm biến đo áp suất cao . . . . . . . .
1.2.6 Cảm biến vị trí bàn đạp ga . . . . . . .
1.2.7 Cảm biến Lambda . . . . . . . . . . .

1.2.8 Cảm biến NOx . . . . . . . . . . . . .
1.3 Bộ điều khiển (ECU) . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1 Tín hiệu đầu vào . . . . . . . . . . . .
1.3.2 Biến dạng tín hiệu . . . . . . . . . . .
1.3.3 Xử lý tín hiệu . . . . . . . . . . . . . .
1.3.4 Tín hiệu đầu ra . . . . . . . . . . . . .
1.4 Phần tử chấp hành . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.1 Kim phun . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.2 Bơm cao áp . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.3 Van điều khiển nắp chắn đường ống nạp
1.4.4 Van điều chỉnh áp suất nhiên liệu . . .
1.4.5 Van điều chỉnh áp suất khí nạp . . . . .
1.4.6 Van điều khiển hồi lưu khí thải . . . . .
1.4.7 Quạt làm mát . . . . . . . . . . . . . .

2

Hệ thống điều khiển phun dầu điện tử trực tiếp
2.1 Quá trình ra đời của hệ thống nhiên liệu phun dầu điện tử
2.2 Cấu tạo và chức năng . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 Vùng nhiên liệu áp suất thấp . . . . . . . . . . .
2.2.2 Vùng nhiên liệu áp suất cao . . . . . . . .

1

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

7
7
7
8
8
9
10
11
12
13
13
15
17
17
17
18
19
21
21
24
25

25
26
26
26

28
28
29
29
. . .
30


2.2.3 Hệ thống điều khiển điện tử . . . . . . . . .
2.3 Nguyên L í Hoạt Động . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Đặc tính phun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1 Đặc tính phun của hệ thống phun dầu kiểu cũ
2.4.2 Đặc tính phun của hệ thống common rail . .
3

.
.
.
.
.

.
.
.
.

.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.

.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

32
35
36
36
37

Hệ thống xử lí khí thải
3.1 Các nguồn phát thải và thành phần khí thải động cơ Diesel . . . . . . .
3.1.1 Các nguồn phát thải từ động cơ Diesel . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 Thành phần khí thải động cơ Diesel . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 Các phương pháp giảm chất độc khí thải động cơ Diesel . . . . . . . . .
3.2.1 Các biện pháp áp dụng trực tiếp bên trong động cơ . . . . . . .
3.2.2 Biện pháp xử lý khí thải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3 Sự xung đột mục đích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của các biện pháp xử lý khí thải . . . . .
3.3.1 Bộ xác tác oxy hóa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2 Bộ lọc hạt động cơ Diesel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.3 Bộ xúc tác lưu trữ và khử NOx . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4 Bộ lọc khử hạt và NOx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5 Bộ xúc tác khử chọn lọc S C R . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.6 So sánh hiệu quả của các biện pháp xử lý khí thải . . . . . . . .

40
40
40
40
42
42
42
43
43
43
45
48
50
51
53

CHƯƠNG 3 KHẢO SÁT H Ệ THỐNG ĐIỀU K H I Ể N PHUN DẦU ĐIỆN TỬ VÀ
XỬ L Ý K H Í T H Ả I T R Ê N ĐỘNG CƠ D I E S E L YS23 2.3L - X E NISSAN

NAVARA NP300 2017
55
1 Hệ thống điều khiển phun dầu điện tử trên động cơ YS23 - Xe Nissan Navara
NP300 2017
55
1.1 Cấu tạo và chức năng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.1.1 Vùng nhiên liệu áp suất thấp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.1.2 Vùng nhiên liệu áp suất cao . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
1.2 Hệ thống điều khiển điện - điện tử . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
1.2.1 Các cảm biến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
1.2.2 Phần tử chấp hành . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2 Hệ thống xử lý khí xả của xe Nissan Navara NP300 2017
61 2.1 Cấu tạo hệ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.1.1 Module cung cấp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.1.2 Kim phun AdBlue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.2 Xử lý khí thải trên đường ống xả . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.3 Điều khiển phun AdBlue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
CHƯƠNG 4 QUY T R Ì N H BẢO DƯỠNG H Ệ THỐNG XỬ L Ý K H Í T H Ả I
T R Ê N ĐỘNG CƠ DẦU YS23 - X E NISSAN NAVARA NP300 2017
69

2


1

Các
1.1
1.2

1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10

lỗi thường gặp trên hệ thống xử lý khí thải
Vịng chữ O bị biến dạng . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pump Module cung cấp thể tích thấp/ nấp bơm bị nứt vỡ
Dải tiếp xúc bị nứt gãy . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dung dịch adblue bị bẩn . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bơm bị bẩn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nối thủy lực bị hỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bầu lọc DPF bị tắc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hư hỏng bộ gia nhiệt đường dây áp suất Adblue . . . . .
Lỗi hộp DCU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hư hỏng cảm biến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

Phương pháp vận hành
2.1 Sự tái tạo của Bầu lọc DPF . .
2.2 Tránh sự kết tinh Ure . . . . .
2.3 Sử dụng nhiên liệu sạch . . .
2.4 Nạp dung dịch Adblue . . . .

. . . .

. . . .
. . . .
. . . .

84
84
84
85
85

3

Quy trình bảo dưỡng
3.1 Quy trình bảo dưỡng bầu lọc DPF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Quy trình bảo dưỡng hệ thống Denoxtronic . . . . . . . . . . . . . . .

86
86
87

.
.
.
.

. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .

.
.
.
.

. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .

.
.
.
.

. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .

. . . .
. . . .
. . . .
. . . .

.
.
.
.

69
69
72
74
75
75
78
79
80
82
82

CHƯƠNG 5 K Ế T LUẬN

88

1

Những nội dung đã đạt được

88

2

Những hạn chế của đề tài

88

3

Hướng phát triển luận văn

88

TÀ I L I Ệ U THAM KHẢO

89

3


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1

Giới thiệu đề tài

Ngành công nghiệp ô tô đã tồn tại và phát triển trong hơn 1 thế kỉ, trải dài từ cuối thế kỉ
X V I I I đến nay.

Hình 1: Các hướng phát triển chính trong ngành vận tải
Trong quá trình phát triển, bên cạnh khủng hoảng năng lượng tồn cầu, vấn đề về ơ
nhiễm môi trường do phát thải đến từ phương tiện giao thông ngày càng được chú trọng.
4

Cùng với việc số lượng phương tiện tham gia giao thơng ngày càng nhiều, nếu khơng
giảm thiểu phát thải thì ô nhiễm môi trường sẽ ngày càng nghiêm trọng nhanh chóng.
Sau khi loại bỏ phương án cắt giảm quãng đường đi mỗi người, ta còn lại 3 phương
án khả dĩ: Tối ưu hố q trình cháy, Xử lý khí thải và Sử dụng nguồn nhiên liệu thay
thế. Và cả 3 phương án trên đều đang được nghiên cứu và phát triển.
Nhóm sinh viên đã chọn đề tài "Khảo sát hệ thống xử lý khí thải trên động cơ Diesel
YS23 – Xe Nissan Navara NP300 2017.

Hình 2: Xe Nissan Navara NP300 2017

2

Mục tiêu
• Xây dựng được sơ đồ mơ tả về hệ thống điều khiển điện - điện tử phun dầu điện tử
trên động cơ diesel nói chung và động cơ dầu YS23 2.3L nói riêng.
• Khảo sát về hệ thống xử lý khí thải và điều khiển điện - điện tử xử lý khí thải
trên động cơ diesel YS23. Đặc biệt là hệ thống S C R - Selective Catalytic
Reduction, có nhiệm vụ chính là xử lý NOx trong khí thải.
• Xây dựng mơ hình 3D phục vụ cơng tác giảng dạy, giúp sinh viên có góc nhìn trực
quan hơn về hệ thống xử lý khí thải trên động cơ diesel đạt tiêu chuẩn Euro 5.
• Xây dựng quy trình bảo dưỡng hệ thống xử lý khí thải có trang bị hệ thống SCR.

5


3

Yêu cầu

• Làm rõ được hệ thống điều khiển điện - điện tử phun dầu điện tử và hệ thống điều
khiển xử lý khí thải trên động cơ diesel YS23.
• Thể hiện được sơ đồ bố trí chung và sơ đồ điện điều khiển hệ thống phun dầu điện
tử và hệ thống xử lý khí thải.
• Mơ hình 3D trình bày đúng cấu tạo đường ống xả của động cơ diesel YS23, thể
hiện đầy đủ các bộ phận, chi tiết quan trọng.
• Quy trình bảo dưỡng đúng kỹ thuật và phù hợp với điều kiện trang thiết bị ở Việt
Nam

4

Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

Nội dung đồ án dừng lại ở mức nghiên cứu trong đề tài này, nhóm đã khảo sát mơ hình
trên thực tế và đã đề xuất cách vận hành để hạn chế xe bị lỗi đối với hệ thống S C R và
quy trình bảo dưỡng hệ thống xử lý khí thải động cơ diesel YS23.

6


CHƯƠNG 2 GIỚ I T H I Ệ U H Ệ THỐNG ĐIỀU K H I Ể N PHUN DẦU
ĐIỆN TỬ VÀ XỬ L Ý K H Í T H Ả I T R Ê N ĐỘNG CƠ D I E S E L

1

Hệ thống điện-điện tử điều khiển động cơ Diesel

1.1

Sơ lược

Hệ thống điện-điện tử điều khiển động cơ Diesel (EDC) có chức năng điều chỉnh các
thơng số phun nhiên liệu nhằm phù hợp với các điều kiện khác nhau. Hệ thống EDC
được chia ra làm 3 khối chính: các cảm biến, bộ điều khiển và các phần tử chấp hành.
Ngày nay, việc phát triển hệ thống điều khiển động cơ Diesel được hướng theo mục tiêu
tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải (NOx , CO, HC, muội than) nhưng đồng thời vẫn
đảm bảo được cơng suất.

Hình 3: Các phần tử trong hệ thống điều khiển động cơ Diesel
Hệ thống điều khiển điện-điện tử hoạt động theo nguyên tắc: X N X (Xuất–Nhập–
Xuất)
• Các cảm biến, có chức năng xác định trạng thái làm việc của động cơ. Chúng thu
nhận thơng tin và chuyển đổi tín hiệu vật lý sang tín hiệu điện áp.
• Bộ điều khiển ECU, xử lý tín hiệu từ các cảm biến và so sánh các giá trị thu được
với các giá trị mong muốn dựa trên các thuật toán đặc trưng điều khiển vịng kín
hoặc hở. ECU điều khiển các phần tử chấp hành bằng cách truyền đi tín hiệu điện
áp.
• Các phần tử chấp hành, nhận tín hiệu từ ECU và chuyển đổi tín hiệu điện thành
thơng số cơ khí.
7


1.2

Cảm biến

Mức độ tích hợp là nhiều bước biến đổi và xử lý tín hiệu cần thiết được thực hiện ngay
bên trong vỏ cảm biến để tạo thành tín hiệu ngõ ra phù hợp để cho ECU sử dụng.

Hình 4: Các mức độ tích hợp của cảm biến

1.2.1

Cảm biến tốc độ và vị trí trục khuỷu

Cảm biến kiểu cảm ứng
Bao gồm một đĩa bằng sắt từ có nhiều vấu răng, một cuộn dây điện quấn quanh lõi
sắt từ và một nam châm vĩnh cửu.

Hình 5: Cảm biến tốc độ kiểu cảm ứng
Khi trục khuỷu quay, các răng của đĩa lần lượt đi qua cuộn dây cảm biến, tạo ra từ
thông trong cuộn dây và tạo ra điện áp xoay chiều. Trên đĩa quay, sẽ có một vấu răng
bị loại bỏ để làm dấu tham chiếu, cho phép xác định vị trí nhất định của trục khuỷu.
Cảm biến kiểu Hall
8


Bao gồm 2 bộ phát tín hiệu Hall, một nam châm vĩnh cửu và mạch điện tử để xử lý
các điện áp Hall và khuếch đại thành điện áp cảm biến.Tương tự như cảm biến kiểu cảm
ứng, nhưng thay vì dùng đĩa dạng vấu răng thì cảm biến Hall dùng đĩa có dạng cánh che
có lỗ.

Hình 6: Biến thiên từ trường bởi cánh che có lỗ
Khi cánh che quay ngang qua cảm biến, từ trường tác dụng lên 2 bộ phát tín hiệu Hall
khác nhau tùy theo vị trí của lỗ ở cánh che và vì thế các điện áp Hall được tạo ra tương
ứng cũng khơng bằng nhau.

Hình 7: Điện áp cảm biến Hall
Trên cánh che cũng có một lỗ có độ lớn lớn hơn bình thường để làm dấu tham chiếu,
xác định vị trí trục khuỷu.

1.2.2

Cảm biến khối lượng khí nạp

Cảm biến khối lượng khơng khí nạp hoạt động bằng cách đo nhiệt độ của màng nhiệt hai
chiều. Cảm biến này có độ sai số rất thấp do nó có thể cản được dịng khí đi ngược.
Cảm biến này có một khu vực gia nhiệt, được làm bằng chất nền bán dẫn hoặc ceramic, làm tăng nhiệt độ dịng khí chảy qua. Do đó nhiệt độ trong buồng đo M2 lớn hơn
buồng đo M1 . Khơng khí đi ngược ra từ phía động cơ làm buồng đo M2 nguội và buồng
đo M1 nóng lên. Cả hai dịng khơng khí vào và ra đều tác động lên nhiệt độ 2 buồng
9


(a) Cấu tạo

(b) Nguyên lý hoạt động

Hình 8: Cảm biến khối lượng khí nạp
đo. Sự chênh lệch nhiệt độ được mạch đo chuyển thành điện áp giúp ECU xác định khối
lượng khí nạp.
1.2.3

Cảm biến đo nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ được dùng để chuyển đổi nhiệt độ cần đo thành tín hiệu điện. Các
cảm biến này có thể dùng để đo nhiệt độ của nước làm mát, dầu bôi trơn, nhiên liệu, khí
nạp và khí thải.

Hình 9: Cảm biến nhiệt độ
Bên trong vỏ cảm biến là nhiệt điện trở được làm từ chất bán dẫn. Thường là loại có
hệ số điện trở âm (NTC). Riêng đối với cảm biến nhiệt độ khí thải, chất bán dẫn được

dùng là platinum do nhiệt độ khí thải có thể lên đến hơn 1000o C.
10


1.2.4

Cảm biến đo áp suất

Cảm biến áp suất khí nạp dùng để đo
áp suất tuyệt đối ở giữa bộ tăng áp và
động cơ (vào khoảng 2.5 bar) và tham
chiếu với áp suất chân khơng, chứ
khơng phải áp suất khí trời. Vì áp suất
chân khơng có thể được duy trì ổn định
hơn, giúp việc xác định áp suất khí nạp
chính xác hơn.
Cảm biến áp suất khí trời
Thường được tích hợp trên ECU hoặc
được lắp trong khoang động cơ. Tín hiệu
của cảm biến này được dùng để làm giá
trị chuẩn để điều khiển các hệ thống vịng
kín. Ví dụ như hệ thống hồi lưu khí thải,
hệ thống tăng áp khí nạp. Tỷ trọng khơng
khí
xung quanh thay đổi cũng được tính chính
xác. Cảm biến đo được trong khoảng từ
0.6 tới 1.15 bar.

Hình 10: Cảm biến khí nạp

Cảm biến áp suất dầu bơi trơn
Thường được lắp trong lọc dầu để đo áp suất tuyệt đối của dầu. Tầm đo cảm biến này
trong khoảng 0.5 đến 10 bar.
Cảm biến áp suất nhiên liệu
Tương tự như loại cảm biến đo áp suất dầu bôi trơn, cũng được lắp trong lọc nhiên
liệu, dùng để đo áp suất tiếp vận trước của nhiên liệu. Tín hiệu cảm biến này được dùng
để kiểm soát mức độ nhiễm bẩn của dầu diesel.

Hình 11: Phần tử đo áp suất
Phần tử đo áp suất bao gồm một chip silicon là một màng chắn mỏng, trên đó có gắn
thêm 4 biến trở được mắc theo mạch cầu Wheatstone. Điện trở của chúng thay đổi theo
11


lực tác dụng lên tấm màng. Phần tử đo áp suất được đựng trong một cái nắp, trong đó là
áp suất chân khơng. Cảm biến đo áp suất có thể tích hợp với cảm biến đo nhiệt độ.
1.2.5

Cảm biến đo áp suất cao

Cảm biến áp suất ống phân phối
Được dùng để đo áp suất đường ống phân phối dầu trong hệ thống phun dầu điện
tử Common-Rail. Cảm biến này có tầm đo áp suất lên đến 1600 bar. Áp suất nhiên liệu
được tính bằng thuật tốn, giữ ổn định áp suất, độc lập với tải và tốc độ động cơ. Khi
EDC khơng nhận được tín hiệu từ cảm biến thì van điều áp sẽ điều khiển áp suất ở một
giá trị cố định.
Cảm biến áp suất dầu phanh
Được lắp trong bộ phân phối lực phanh, cảm biến áp cao này được dùng để đo áp
suất dầu phanh (khoảng 250 - 350 bar).

Hình 12: Cảm biến áp suất cao
Thành phần quan trọng nhất của cảm biến áp cao là màng thép được gắn biến trở mắc
theo mạch cầu. Tầm đo của cảm biến tỷ lệ với độ dày của màng thép. Khi có áp suất
tác dụng lên màng, điện trở của mạch biến trở sẽ thay đổi theo độ biến dạng của màng
(khoảng 20 µm khi áp suất đạt 1500 bar). Tín hiệu cấp cho cảm biến là 5 V. Và điện áp
tín hiệu nằm trong khoảng từ 0.5 đến 4.5 V.

12


1.2.6

Cảm biến vị trí bàn đạp ga

Cảm biến loại dùng biến trở chiết áp
Bộ chiết áp hoạt động như mạch cầu phân áp. Con trượt của biến trở được xoay bởi
trục quay, làm thay đổi giá trị điện áp thu được. Loại này sẽ có thêm một cảm biến phụ
tích hợp nhằm chuẩn đoán và được sử dụng khi cảm biến chính có sự cố. Cảm biến phụ
này chỉ được nhận một nửa điện áp cấp cho cảm biến chính.

Hình 13: Cảm biến bàn đạp ga loại dùng biến trở

Cảm biến dùng cảm biến Hall
Hoạt động dựa trên việc đo sự biến thiên từ trường khi bàn đạp ga có lực tác dụng
làm quay trục xoay. Một hay nhiều mạch tích hợp Hall được bố trí sao cho khi trục
xoay thì các cảm biến này nhận được từ trường tương ứng đi qua. Từ điện áp phát sinh
do hiệu ứng Hall, bộ vi xử lý tích hợp trong cảm biến sẽ tính ra góc xoay.

Hình 14: Cảm biến bàn đạp ga loại cảm biến Hall

1.2.7

Cảm biến Lambda

Cảm biến lambda
Là cảm biến oxy băng rộng, được dùng để xác định tỷ số khơng khí/nhiên liệu. Nó có
thể đo trị số λ liên tục trong khoảng 0.7 < λ < ∞. Nhiệt độ tối ưu của cảm biến Lambda
là trong khoảng 700 o C đến 800 o C.
13


Hình 15: Cảm biến Lambda
Cấu tạo
Cảm biến bao gồm hai cảm biến điện áp nhảy bằng zirconi dioxide (ZrO2 ), cái thứ nhất
được sử dụng làm khoang đo, cái còn lại dùng làm khoang bơm.
Cả hai khoang được sắp xếp để tạo một khe khuếch tán rộng khoảng 10 µm đến đến
50 µm. Khe khuếch tán được dùng làm buồng đo và nối liền với khí thải bằng một cửa
vào. Bên trong khoang đo có một kênh khơng khí chuẩn được nối liền với khơng khí bên
ngồi.
Ngun lý hoạt động
Khi chất điện phân rắn của cảm biến điện áp nhảy được cấp điện sẽ tạo ra chuyển
động của những ion oxy (bằng dòng điện bơm) khi nhiệt độ cao hơn một giá trị nhất
định. Chiều chuyển động của oxy phụ thuộc vào sự phân cực của điện áp sử dụng.
Chu kỳ điều chỉnh Lambda diễn ra như sau: Bằng cách cấp cho điện áp Up qua hai
điện cực của khoang bơm, oxy trong khí thải có thể được bơm ra hoặc bơm vào khe
khuếch tán. Mạch điều chỉnh sẽ thay đổi điện áp U p để trị số lambda trong khe khuếch
tán ln ở mức λ = 1. Nếu hịa khí nhạt (λ > 1) thì bộ điều chỉnh sẽ cấp cho khoang
bơm điện áp (điện cực phía bên khí thải dương; điện cực phía ngăn đo âm) để bơm oxy
ra khỏi khe khuếch tán. Nếu hịa khí đậm (λ < 1) thì khoang bơm sẽ được cấp điện áp
ngược lại để bơm oxy vào khe khuếch tán. Dòng điện bơm cần thiết tỷ lệ với nồng độ

oxy dư trong khí thải, được biểu diễn thành đường cong như sau. Từ đồ thị này động cơ
có thể liên tục điều chỉnh tỷ lệ hịa khí cho phù hợp với điều khiện vận hành.

Hình 16: Đường đặc tính cảm biến Lambda

14