Bài giảng Thí nghiệm ô tô

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.2 MB, 20 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI GIẢNG

HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM Ô TÔ

SỐ TÍN CHỈ: 02

LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

CH

ƢƠ

NG I

CÁC V

Ấ

N Đ

Ề

C

Ơ

B

Ả

N TRONG ĐO L

ƢỜ

NG K

Ỹ

THU

Ậ

T

1.1. Mục đích thí nghiệm

Thí nghiệm ơtơ chiếm vị trí rất quan trọng trong nền cơng nghiệp ơtơ.
Mục đích của việc thí nghiệm là để đánh giá hoặc phát hiện các ưu nhược điểm
của các chi tiết, các cụm chi tiết và tồn bộ ơtơ về các mặt như:

Thơng số kỹ thuật và tính năng làm việc cơ bản.
Độ tin cậy làm việc.

Độ bền và tuổi thọ.

Tóm lại, nhờ có thí nghiệm chúng ta có thể đánh giá chất lượng của chi
tiết, của cụm và tồn bộ ơtơ một cách tổng thể và từ đó có cơ sở đề xuất cải tiến
và hoàn thiện chúng nhằm đảm bảo sản xuất được những ơtơ ngày càng có chất
lượng cao. Cần chú ý rằng chữ thí nghiệm có thể được hiểu theo nghĩa hẹp, như
thí nghiệm xác định độ cứng của lị xo ly hợp, nhưng cũng có thể nghĩa rất rộng

như thí nghiệm đánh giá chất lượng làm việc của ôtô trong điều kiện sử dụng
v.v…

Quy mô và độ phức tạp của thí nghiệm phụ thuộc vào mục đích đề ra ban
đầu.

Tuỳ theo mục đích và tính chất của thí nghiệm mà đề ra chương trình thí
nghiệm bao gồm:

Phương pháp tiến hành và thời gian thí nghiệm.
Đối tượng dùng cho thí nghiệm.

Trang thiết bị dùng cho thí nghiệm.
Vị trí, chế độ và điều kiện thí nghiệm.
Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm.

1.2. Các dạng thí nghiệm ơtơ

Thí nghiệm ơtơ được phân loại theo:
Mục đích thí nghiệm.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Đối tượng thí nghiệm.

Cường độ và thời gian thí nghiệm.

Theo mục đích thí nghiệm ta có thí nghiệm kiểm tra kiểm tra ở nhà máy
sản xuất, thí nghiệm trong điều kiện sử dụng, thí nghiệm trong nghiên cứu khoa
học.

Theo tính chất thí nghiệm ta có thí nghiệm để xác định tính chất kéo, tính

nhiên liệu, tính chất phanh, tính ổn định và điều khiển, tính êm dịu chuyển động,
tính cơ động, độ tin cậy làm việc, độ mịn, độ bền…của ơtơ.

Theo vị trí tiến hành thí nghiệm ta có thí nghiệm trên bệ thử (trong phịng
thí nghiệm), thí nghiệm ở bãi thử, thí nghiệm trên đường. Thí nghiệm trên bệ thử
có thể tiến hành cho từng chi tiết, cho từng cụm hoặc cho cả ôtô một cách dễ
dàng hơn so với khi thí nghiệm trên đường.

Theo đối tượng thí nghiệm ta có thí nghiệm mẫu ơtơ đơn chiếc, thí nghiệm
mẫu ơtơ của một đợt sản xuất nhỏ, thí nghiệm ôtô được sản xuất đại trà.

Theo cường độ và thời gian thí nghiệm ta có thí nghiệm bình thường theo
quy định và thí nghiệm tăng cường. Ở thí nghiệm tăng cường thì thời gian
thường được rút ngắn và chế độ tải trọng tăng.

1.3. Yêu cầu đối với thiết bị đo

Thiết bị đo dùng cho thí nghiệm cần đảm bảo những yêu cầu chính sau
đây:

Đảm bảo độ chính xác cần thiết cho thí nghiệm.

Khơng bị ảnh hưởng bởi rung động, điều này rất cần thiết đối với thí
nghiệm trên đường.

Đặc tính của thiết bị đo cần phải tuyến tính hoặc rất gần với tuyến tính
trong suốt phạm vi đo.

Trọng lượng và kích thước nhỏ để có thể đặt được ở trong ơtơ. Điều này
rất quan trọng khi thí nghiệm trên đường.

Khơng bị ảnh hưởng bởi khí hậu và thời tiết.

Câu hỏi ôn tập

Câu 1: Nêu mục đích của thí nghiệm ơtơ?
Câu 2: Các dạng thí nghiệm ơtơ?

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

CHƢƠNG II

CÁC LOẠI CẢM BIẾN DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM

2.1. Định nghĩa và phân loại cảm biến

Cảm biến là bộ phận để nhận tín hiệu về trang thái của tín hiệu cần đo và
biến đổi nó thành tín hiệu điện tương ứng.

Trong thí nghiệm ơtơ thường dùng cảm biến để đo các đại lượng: chuyển
dịch, tốc độ, gia tốc, lực, áp suất và ứng suất. Khi nghiên cứu động cơ đốt trong
cũng như những cơ cấu khác của ơtơ có thể dùng đến cảm biến loại nhiệt, loại
quang và loại hoá, hall, áp suất …

Cảm biến còn phân loại theo nguyên lý biến đổi đại lượng không điện
thành đại lượng điện theo hai nhóm lớn:

Nhóm phát điện (gênêratơ): ở nhóm này các đại lượng khơng điện từ đối
tượng cần đo được biến đổi thành sức điện động hoặc cường độ dòng điện, chẳng
hạn như cảm biến điện cảm, cảm biến thạch anh, cảm biến quang, cảm biến hall
và những cảm biến khác không cần nguồn điện bởi vì chính các cảm biến ấy là
nguồn phát điện.

Nhóm thơng số: ở nhóm này đại lượng không điện từ đối tượng cần đo sẽ
biến đổi thành một hoặc vài thông số điện của cảm biến như điện trở tenxơ, cảm
biến điện dung, cảm biến điện từ, cảm biến con trượt.

2.2. Cấu tạo các loại cảm biến
2.2.1. Cảm biến điện áp

a. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý cảm biến điện áp Hình vẽ

Hiệu ứng áp điện
(piezo-electric):

Ở trạng thái ban đầu các tinh
thể thạch anh là trung hòa về điện, tức
là các ion dương và ion âm cân bằng
như hình 2.1A. Khi có áp lực bên
ngoài tác dụng lên một tinh thể thạch
anh làm cho mạng tinh thể bị biến
dạng. Điều này dẫn đến sự dịch
chuyển các ion. Một điện áp điện (B)

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

được tạo ra. Ngược lại, khi ta đặt vào
một điện áp, điều này dẫn đến một
biến dạng tinh thể và bảo tồn lực
(hình 2.1C).

A. Thạch anh tinh thể ở trạng thái chưa

làm việc;

B. Tác động của một lực bên ngoài; 
C. đặt vào một điện áp;

1. Áp lực; 2. Ion chiếm chỗ; 3. Điện áp 
tạo ra; 4. Phương tác động; 5. Biến dạng

của tinh thể; 6. Cung cấp điện áp.

b. Ứng dụng

Cảm biến áp điện được ứng dụng rất rộng rãi trong cơ khí và ngành cơng
nghệ ôtô. Chẳng hạn như: cảm biến kích nổ, cảm biến áp suất, cảm biến siêu âm,
cảm biến gia tốc.

Ứng dụng cảm biến điện áp Hình vẽ

Cảm biến tiếng gõ được đặt
nắp trên động cơ dưới đầu xi lanh.

Thành phần áp điện trong
cảm biến kích nổ được chế tạo
bằng tinh thể thạch anh là những
vật liệu khi có áp lực sẽ sinh ra
điện áp. Phần tử áp điện được thiết
kế có kích thước với tần só riêng
trùng với tần số rung của động cơ
khi có hiện tượng kích nổ để xẩy ra
hiện tượng cộng hưởng (f=7kHz).

Như vậy, khi có kích nổ, tinh thể
thạch anh sẽ chịu áp lục lớn nhất và
sinh ra một điện áp.

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

2.2.2. Cảm biến cảm ứng từ

a. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Những cảm biến này làm việc
trên nguyên lý phát sinh sức điện động
trên mạch khi từ thông thay đổi.

Nguyên lý làm việc của cảm
biến này được trình bày trên hình 2.3.
Cảm biến cấu tạo bởi khung dây điện
quay trong trường nam châm vĩnh cửu
gây nên bởi hai cực bắc N và nam S.

Khi khung dây điện quay như
vậy thì từ thơng đi qua dây điện sẽ
thay đổi và sức điện động e (tín hiệu
ra) sinh ra ở hai đầu ra của khung dây
điện sẽ tỷ thuận với tốc độ thay đổi từ
thông đi qua khung dây điện.

Hinh 2.3: Sơ đồ nguyên lý làm việc của 
cảm biến cảm ứng từ.

Sức điện động e được biểu diễn dưới
cơng thức:

dt
d
W

e 

Trong đó:

W: Số vịng dây của khung dây

dt
d

: Tốc độ thay đổi từ thông đi

qua dây điện.

b. Ứng dụng

Ứng dụng cảm biến cảm ứng từ Hình vẽ

Ứng dụng thực tế đối với cảm
biến tốc độ bánh xe:

Cảm biến này bao gồm: một nam
châm được bao kín bằng một cuộn dây
và các vòng cảm biến.

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

định.

Khi răng của vòng cảm biến 4
khơng nằm đối diện cực từ, thì từ thơng
đi qua cuộn dây cảm ứng sẽ có giá trị
thấp vì khe hở khơng khí lớn lên có từ
trở cao. Khi một răng đến gần cực từ của
cuộn dây, khe hở khơng khí giảm dần
khiến từ thông tăng nhanh. Như vậy, nhờ
sự biến thiên từ thông, trên cuộn dây sẽ
xuất hiện một sức điện động cảm ứng.
Khi răng vòng cảm biến đối diện cuộn
dây từ thông đạt giá trị cực đại nhưng
điện áp ở hai đầu cuộn dây bằng khơng.
Khi răng của vịng cảm biến di chuyển ra
khỏi cực từ, khe hở khơng khí tăng dần
làm từ thơng giảm sinh ra một sức điện
động theo chiều ngược lại.

Việc luân chuyển các bánh xe sẽ
thay đổi khe hở dẫn đến làm thay đổi từ
trường. Những thay đổi của từ trường tạo
ra điện áp xoay chiều trong cuộn dây.
Các tần số tín hiệu thay đổi như tốc độ
bánh xe tăng hoặc giảm.

Hình 2.4: Cảm biến tốc độ. 
1. Nam châm vĩnh cửu; 2. Cuộn dây;

3. Từ trường; 4. Vịng cảm biến; 
5. Khe hở khơng khí; 6. Cáp kết nối.

Cảm biến vị trí trục cam:

Cảm biến vị trí trục cam có thể
đặt trên vành đai puly cam hoặc có thể
tích hợp trong bộ chia điện.

Bộ phận chính của cảm biến là
một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh
cửu và một rotor dùng để khép mạch từ
có số răng như hình 2.5. Về cơ bản
nguyên lý tương tự như cảm biến tốc độ.
Việc luân chuyển trục cam sẽ thay đổi
khe hở dẫn đến làm thay đổi từ trường.
Sự biến thiên từ trường tạo ra điện áp
xoay chiều trong cuộn dây. Tần số này
thay đổi như hình 2.5. Cảm biến giúp

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

xác định góc chuẩn của trục cam, từ đó
xác định điểm chết trên và kỳ nén của
mỗi xi lanh để đánh lửa.

2.2.3. Cảm biến áp suất

a. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất Hình vẽ minh họa

Cảm biến áp suất thường được
sử dụng để đo áp suất trong ôtô.

Cấu tạo quan trọng nhất của cảm
biến áp suất là:

Chip silicon 5, trong chip silicon
có màng 1 và các điện trở được mắc với
nhau theo hình cầu Wheatstone.

Khi áp suất cao, khi đó màng 5
tác dụng làm các điện trở biến. Các điện
trở biến dạng được kết nối với nhau
theo hình cầu mạch Wheatstone. Và khi
đó các điện trở thay đổi về giá trị điện
trở dẫn đến thay đổi điện áp trên các

điện trở đo. Điện trở um cũng thay đổi

phù hợp. Sự thay đổi đó phù hợp với áp
suất trên màng.

Hình 2.6: Cảm biến áp suất. 
1. Màng; 2. Chân không; 3. Thủy tinh

chịu nhiệt; 4. Mạch cầu; 
 5. Chip silicon.

b. Ứng dụng

Ứng dụng cảm biến áp suất Hình vẽ

Cảm biến áp suất đường ống nạp
(MAP).

Cảm biến MAP được đặt tại dẫn
khí nạp.

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

biến bao gồm một tấm chip silicon. Mặt
ngoài của tấm silicon tiếp xúc với áp suất
đường ống nạp. Hai mặt của tấm được
phủ thạch anh để tạo thành điện trở áp
điện. Khi áp suất đường ống nạp thay
đổi, giá trị của điện trở áp điện sẽ thay
đổi. Các điện trở áp điện được nối thành
cầu Wheastone.

Hình 2.7: Cảm biến áp suất đường 
ống nạp.

Cảm biến áp suất nhiên liệu.
Cảm biến được lắp đặt ống phân
phối của hệ thống cung cấp nhiên liệu.

Cảm biến nhằm xác định áp suất
nhiên liệu.

Việc xác định áp suất được thực
hiện bằng cách sử dụng một màng mỏng
bằng thép có thể thay đổi điện trở. Việc

làm biến dạng màng thép sẽ tạo ra sự
thay đổi điện trở, việc thay đổi điện trở
này tỷ lên với áp suất nhiên liệu và được
khuyếch đại trong IC khuyếch đại 2.

Hình 2.8: Cảm biến áp suất nhiên liệu.

Hình 2.9: Cấu tạo cảm biến áp suất 
nhiên liệu.

1. Dây kết nối; 2. IC khuyếch đại; 3. 
Màng ngăn thép; 4. Áp suất nhiên

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

a. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý cảm biến Hall Hình vẽ

Hiệu ứng Hall ở đây được tạo ra
bởi một tấm bán dẫn (IC hall). Khi
cung cấp một điện áp một chiều U thì
có một dịng điện phân bố đều trên toàn
bộ bề mặt của tấm IC Hall và tạo ra từ
trường xung quang tấm Hall. Khi ta
thay đổi từ trường dẫn đến sự thay đổi
các điện tử, các điện tử này bất ngờ
chệch hướng quỹ đạo hiện tại. Kết quả
là tấm Hall đưa ra một hiệu điện thế
Hall (hình 2.10).

Hình 2.10: Nguyên lý cảm biến HALL.

b. Ứng dụng

Ứng dụng cảm biến Hall Hình vẽ

Cảm biến vị trí trục khuỷu:

Cảm biến Hall được lắp gần bánh
đà hoặc Puli trục khuỷu.

Cảm biến xác định vị trí của trục
và tốc độ của trục khuỷu.

Các tín hiệu từ cảm biến vị trí suất
ra là ở dạng xung. Các xung này được
đưa tới ECU.

Theo sơ đồ nguyên lý, khí có
nguồn cung cấp đến IC Hall và có từ
thơng đi qua nó thì IC Hall sẽ cho một
tín hiệu điện áp. Khi cực bắc lại gần IC
Hall thì IC Hall sẽ tạo ra điện áp. Còn
cực nam lại gần IC Hall thì sự thay đổi

điệp áp là rất nhỏ so với cực bắc, do đó

Hình 2.11: Cảm biến vị trí trục khuỷu. 
Cặp cực từ; 2. Cảm biến tốc độ động

cơ; 3. Khoảng cách giữa cặp cực và

cảm biến tốc độ; 4. Khoảng cách giữa

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

điện áp lúc này là 0V.

Cảm biến mô men:

Khi người lái điều khiển vô lăng,
mô men lái tác dụng lên trục của cảm
biến mô men thông qua trục lái chính.
Khi đó làm quay rotor của cảm biến.
Trên Stator là đĩa phân đoạn có tác dụng
ngăn IC hall tiếp xúc với từ trường. Trên
rotor có các nam châm, do đó khi quay
rotor làm cho IC Hall tiếp xúc với từ
trường. Khi tiếp xúc sẽ sinh ra các điện
áp. Khi khơng tiếp xúc thì điện áp mất.

Hình 2.12: Cấu tạo cảm biến mơ men. 
1. IC Hall; 2. Rotor; 3. Stator.

2.2.5. Manheto – điện trở suất

a. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Dó là liên kết từ hóa trong một
vật liệu sắt từ. Vật liệu sắt từ gồm
nhiều lớp. Mỗi một lớp là một lớp từ
hóa. Nếu khơng có sự ảnh hưởng của

từ hóa bên ngồi, thì sự liên kết của
mỗi lớp từ hóa là ngẫu nhiên. Nếu một
từ trường ngoài tác dụng vào vật liệu
sắt từ, thì các thành phần từ hóa sẽ
phù hợp với từ trường bên ngoài.

Sự liên kết của các thành phần
từ hóa phụ thuộc trên độ mạnh của từ
trường bên ngoài:

Nếu từ trường yếu, sự liên kết
của thành phần từ hóa đến từ trường
bên ngoài là ngẫu nhiên và do đó
khơng đồng đều. Các vật liệu sắt từ có
điện trở cao.

Nếu từ trường đủ mạnh, sự liên
kết của thành phần từ hóa là thống

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

nhất với tù trường ngoài. Các vật liệu
sắt từ có điện trở thấp.

b. Ứng dụng

Ứng dụng Hình vẽ

Cảm biến tốc độ bánh xe:
Cảm biến tốc độ bánh xe đặt
trên các bánh xe trước và bánh sau.

Cảm biến tốc độ đo tốc độ của
từng bánh xe. Tạo ra các sóng vng
với tần số liên tục và tương ứng với
tốc độ động cơ tăng lên.

Cảm biến tốc độ bao gồm hai
magneto-resistive điện trở kết nối với
nhau theo dạng cầu Wheatstone. Khi
vịng từ tính quay, từ thơng biến thiên
qua các phần tử magneto này làm cho
điện thế tại các điểm giữa của hai
nhánh thay đổi. Một bộ so sánh
khuyếch đại căn cứ vào sự chênh lệch
điện áp tại 2 điểm này sẽ tạo ra các
xung vuông. Tần số các xung này
bằng số cực các nam châm gắn vào
vịng từ tính.

Hình 2.14: Cảm biến tốc độ bánh xe.

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

2.2.6. Cảm biến điện dung

a. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Cảm biến điện dung dựa trên
các nguyên tắc của một tụ điện. Một
trong những tính chất vật lý của tụ
điện là sự phụ thuộc của điện dung,

tức là khả năng lưu trữ năng lượng,
vào khoảng cách giữa hai tấm kim
loại. Các tấm có khoảng cách phù
hợp.

Nếu hai mảnh là tương đối xa
nhau, thì khả năng nạp giữa chúng là
tương đối thấp. Nếu các tấm di chuyển
lại gần nhau hơn, thì khả năng nạp
tăng tương ứng.

Hình 2.16: Khi hai tấm khim loại ở xa 
nhau.

Hình 2.17: Khi hai tấm kin loại ở gần 
nhau.

b. Ứng dụng

Ứng dụng Hình vẽ

Cảm biến đo gia tốc:

Cảm biến gia tốc được lắp trên
khung kết cấu sàn xe theo chiều dọc
và ngang trục.

Cảm biến gia tốc đo gia tốc của

xe theo chiều dọc hoặc ngang, tùy
thuộc vào sử dụng.

Cảm biến này được dùng để
điều khiển hoạt động của túi khí.

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

Cảm biến áp suất phanh:

Cảm biến áp suất phanh có thể
được lắp bên ngồi của xi lanh phanh
chính hoặc có thể tích hợp vào HCU.

Cảm biến áp suất phanh dùng
để đo áp suất trong hệ thống phanh
thủy lực.

Cảm biến này tạo ra một tín
hiệu điện áp tỉ lệ thuận với áp suất
phanh tạo ra. Và gửi tín hiệu này về
ECU.

Khi áp suất phanh nhỏ thì
khoảng cách giữa đĩa dung (di động)
và đĩa dung (cố định) ở xa nhau do đó
làm thay đổi điện dung của mạch do
đó tạo ra tín hiệu điện áp tương ứng.

Hình 2.19: Cảm biến áp suất phanh.

Hình 2.20: Cấu tạo cảm biến áp suất

phanh.

1. Xi lanh phanh chính; 2. Dầu phanh; 3. 
Thân cảm biến; 4. Đĩa dung (di động);

2.5. Đĩa dung (cố định).

Cảm biến độ lệch của xe:
Cảm biến được lắp ở mặt cắt
ngang bên phải của dầm ngang trong
khoang hành lý.

Cảm biến độ lệch của xe sử
dụng một con quay kiểu điện dung có
hình âm thoa.

Một cái cộng hưởng gồm có
một phần rung và một phần phát hiện
được dịch chuyển 90 độ để hình thành
một bộ phận. Một miếng gốm áp điện
được lắp vào cả phần rung và phấn
phát điện. Để pháp hiện độ lệch
hướng, người ta đặt điện áp xoay
chiều vào phần rung, điện áp này làm
cho nó rung. Sau đó, mức lệch hướng
được phát hiện từ phần phát hiện theo

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

mức lệch và hướng lệch của miếng
gốm áp điện, do tác dụng của lực
coriolis được tạo ra quang cái cộng

hưởng.

2.2.7. Cảm biến quang

a. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Cảm biến quang điện sử dụng bộ
phát và nhận ánh sáng cho tiếp xúc
không gián tiếp với một bộ phận
truyền động.

Các bộ phận truyền động có thể là:
một đĩa phân đoạn (hình vẽ). Các
khoảng trống trên các cạnh của đĩa
phân khúc cho phép các chùm ánh
sang đi qua và đó cũng chính là
khoảng cách dịch chuyển.

Hình 2.22: Nguyên lý cảm biến quang. 
1. Đĩa phân đoạn; 2. Chùm sáng; 3. Bộ

phận phát và nhận.

b. Ứng dụng

Ứng dụng Hình vẽ

Cảm biến góc quay tay lái:

Cảm biến góc lái được lắp đặt
trong cụm ống trục lái, để phát hiện
góc và hướng quay.

Cảm biến bao gồm 3 bộ ngắt
quang điện với các pha, và một đĩa
xẻ rãnh để ngắt ánh sáng nhằm đóng
ngắt (on/off) tranzito-quang điện
nhằm phát hiện góc và hướng lái.

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

2.2.8. Cảm biến con trƣợt

a. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Một tiếp điểm trượt theo 1
góc xác định trên các rãnh điện trở.
Cảm biến này được cấp điện áp
chuẩn thông qua một thanh tiếp xúc.
Thanh tiếp xúc này có điện trở rất
thấp và cố định. Khi con trượt di
chuyển thì giá trị điện trở tăng hoặc
giảm từ điểm đầu tới điểm cuối.
Đồng thời việc sụt giảm điện áp qua
những thay đổi biến điện trở tương

ứng. Hình 2.24: Nguyên lý làm việc của cảm

biến vị trí con trượt.

1. Góc quay tối đa; B. Góc đo hiện tại; 
1. Rãnh biến điện trở; 2. Điện trở lớn nhất;

3. Rãnh tiếp xúc; 4. Con trượt tiếp xúc; 
5. Điện trở nhỏ nhất.

b. Ứng dụng

Ứng dụng Hình vẽ

Cảm biến hao mịn má phanh:
Cảm biến hao mòn má phanh
nằm trong điệm hãm phanh (chỉ cho
phanh đĩa).

Cảm biến hoa mòn má phanh
bao gồm một vòng dây nhỏ mà được
lồng vào trong của các má phanh.

Ngay sau khi má phanh bị mòn
xuống đến mức độ dày quy định, điều
này dẫn đến:

A: Nối chỗ mịn đó với mát
B: Hoặc ngắn mạch

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

Cảm biến vị trí bàn đạp phanh:
Cảm biến vị trí bàn đạp phanh
trong xi lanh phanh chính (chỉ có

trong hệ thống ABS).

Cảm biến xác định vị trí bàn
đạp phanh.

Hướng trượt được chia làm
bảy phân đoạn, theo đó mỗi phân
đoạn được kết nối qua điện trở ta có
thể quan sát trên hình vẽ. Tại mỗi vị
trí thì điện trở thay đổi hoặc thay đổi
điện áp trên tồn bộ cảm biến.

Hình 2.26: Cảm biến vị trí bàn đạp 
phanh.

Hình 2.27: Cấu tạo cảm biến vị trí bàn 
đạp phanh.

1. Hướng trượt; 2. Con chạy; 3. Điện trở; 
4. Giắc kết nối điện.

Cảm biến vị tri bướn ga:

Cảm biến vị trí bướm ga được
lắp ở trên trục của bướm ga.

Khi bướm ga được mở ra, một
vành trượt di chuyển bên trong rãnh
điện trở của cảm biến. Điện trở của
cảm biến tăng lên tương ứng là vị trí

bướm ga (hình 2.28).

Hình 2.28: Cảm biến vị trí bướm ga. 
Tương ứng với khoảng 0,5V; B. Tương 
ứng với khoảng 4,7V; Ct đóng bướm ga;

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

Cảm biến vị trí bàn đạp ga:
Cảm biến vị trí bàn đạp ga
được tích hợp vào bàn đạp ga.

Cảm biến xác định vị trí hiện
tại của bàn đạp ga. Khi ta đạp vào bàn
đạp ga, trục và vít trượt được di
chuyển vào vị trí của nó trên các rãnh
trượt, khi đó điện trở thay đổi tỷ lệ

với vị trí của bàn đạp ga. Hình 2.29: Cảm biến vị trí bàn đạp ga.

1. Rãnh trượt; 2. Trục với.

2.2.9. Cảm biến theo nguyên tắc dây nóng

a. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Dây sấy được mắc trong
một mạch cầu wheatsone. Mạch
cầu này có đặc điểm là hiệu điện
thế tại A và B bằng nhau khi tích

điện trở tính theo đường chéo là
bằng nhau:

[Ra + R3].R1=Rh.R2

Khi dây sấy (Rh) bị làm lạnh

bởi khơng khí, điện trở giảm kết
quả là tạo ra sự chênh lệch điện thế
giữa A và B. một bộ khuyếch đại
hoạt động sẽ nhận biết sự chênh
lệch này và làm cho điện áp cấp
đến mạch tăng (tăng dòng điện

chạy qua dây sấy (Rh)). Khi đó

nhiệt độ của dây sấy (Rh) tăng lên

kết quả là làm điện trở tăng cho đến
khi điện thế tại A bằng B.

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

b. Ứng dụng

Ứng dụng Hình vẽ

Cảm biến đo lưu lượng khí
nạp dùng dây sấy:

Cảm biến được lắp trên
đường ống nạp của động cơ.

Cảm biến do lưu lượng khí
nạp vào động cơ. Dịng điện chạy
qua dây nóng 2 làm nó nóng lên. Khi
khơng khí chạy qua dây nóng, dây
nóng sẽ được làm mát phụ thuộc vào
khối lượng khơng khí nạp vào. Bằng
cách điều khiển dòng điện chạy qua
dây sấy để giữ cho nhiệt độ của dây
khơng đổi ta có thể đo được lượng
khí nạp bằng cách đo dòng điện.
Điện áp này tỷ lệ thuận với khối
lượng khí nạp.

Hình 2.31: Cấu tạo cảm biến đo lưu lượng 
khí nạp dùng dây sấy.

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

2.10. Cảm biến ôxy

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Cảm biến oxy loại này có một
phần tử được chế tạo bằng Điơxít

Zirconia (Zro2, một laoij gốm). Phần

thử này được phủ ở cả bên trong và
bên ngoài bằng một lớp mỏng platin.
Khơng khí bên ngồi được dẫn vào
bên trong của cảm biến và bên ngồi

của nó tiếp xúc với khí xả.

Nếu nồng độ oxy trên bề mặt
trong của phần tử zirconia chênh
lệch lớn so với bề mặt bên ngoài tại

nhiệt độ cao (4000C hay cao hơn),

phần tử zirconia sẽ tạo ra một điện
áp để báo về nồng độ oxy trong khí
xả tại mọi thời điểm.

Khi tỷ lệ khơng khí – nhiên
liệu là nhạt, sẽ có nhiều oxy trong
khí xả, sẽ có nhiều oxy trong khí xả,
nên chỉ có sự chênh lệch nhỏ về
nồng độ giữa bên trong và bên ngoài
phần tử cảm biến. Vì lý do đó, điện
áp nó tạo ra rất nhỏ (gần 0V). Ngược
lại, nếu tỷ lệ khơng khí – nhiên liệu
đậm, oxy trong khí xả gần như biến
mất. Điều đó tạo ra sự chênh lệch
lớn về nồng độ oxy bên trong và bên
ngoài của cảm biến, nên điện áp tạo
ra tương đối lớn (xấp xỉ 1V).

Platin (phủ bên ngoài phần tử
cảm biến) có tác dụng như một chất
xúc tác, làm cho oxy và Co trong khí
xả phản ứng với nhau. Nó làm giảm

giảm lượn oxy và tăng độ nhạy của
cảm biến.

Hình 2.32: Cấu tạo cảm biến oxy. 
A. Lưu lượng khí thải qua ống;

B. Khơng khí ngồi trời; 
C. Cảm biến điện áp;

1. Lớp Zirconia; 2. Platin (21 % oxy); 
 3. Platin (oxy cịn lại q trình cháy);

</div>

Bài giảng Thí nghiệm ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

<b>KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC </b>

<b>BÀI GIẢNG </b>

<b> HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM Ô TÔ </b>

<b> SỐ TÍN CHỈ: 02 </b>

<b> LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY </b>

<b> NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ </b>

<b>CH</b>

<b>ƢƠ</b>

<b>NG I </b>

<b>CÁC V</b>

<b>Ấ</b>

<b>N Đ</b>

<b>Ề</b>

<b> C</b>

<b>Ơ</b>

<b> B</b>

<b>Ả</b>

<b>N TRONG ĐO L</b>

<b>ƢỜ</b>

<b>NG K</b>

<b>Ỹ</b>

<b> THU</b>

<b>Ậ</b>

<b>T </b>

<b>CHƢƠNG II </b>

<b> CÁC LOẠI CẢM BIẾN DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM </b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về