Cảm biến nhiệt độ nước trên ô tô là gì ? cách chuẩn đoán khi bị hỏng và cách sửa chữa thay thế !

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát hay còn gọi là ECT – viết tắt của Engine Coolant Temperature, là một trong những cảm biến rất quan trọng giúp bảo vệ động cơ, nâng cao hiệu quả làm việc của động cơ cũng như giúp cho động cơ hoạt động ổn định.

1. Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Engine Coolant Temperature (ECT) sử dụng để đo nhiệt độ nước làm mát của động cơ và gửi tín hiệu về ECU để ECU thực hiện những hiệu chỉnh sau:

– Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm: Khi nhiệt độ động cơ thấp ECU sẽ thực hiện hiệu chỉnh tăng góc đánh lửa sớm, và nhiệt độ động cơ cao ECU sẽ điều khiển giảm góc đánh lửa sớm.
– Hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu: Khi nhiệt độ động cơ thấp ECU sẽ điều khiển tăng thời gian phun nhiên liệu (tăng độ rộng xung nhấc kim phun) để làm đậm, Khi nhiệt độ động cơ cao ECU sẽ điều khiển giảm thời gian phun nhiên liệu.
– Điều khiển quạt làm mát: Khi nhiệt độ nước làm mát đạt xấp xỉ 80-87 ECU điều khiển quạt làm mát động cơ bắt đầu quay tốc độ thấp (quay chậm), Khi nhiệt độ nước làm mát đạt xấp xỉ 95-98 ECU điều khiển quạt làm mát quay tốc độ cao (quay nhanh).
– Điều khiển tốc độ không tải: Khi mới khởi động động cơ, nhiệt độ động cơ thấp ECU điều khiển van không tải (Hoặc bướm ga điện tử) mở rộng ra để chạy ở tốc độ không tải nhanh (tốc độ động cơ đạt xấp xỉ 900-1000V/P) để hâm nóng động cơ giúp giảm ma sát giữa các bộ phận trong động cơ và nhanh chóng đạt được nhiệt độ vận hành ổn định.
– Điều khiển chuyển số: ECU điều khiển hộp số tự động sử dụng thêm tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát để điều khiển chuyển số, nếu nhiệt độ nước làm mát còn thấp ECU điều khiển hộp số tự động sẽ không điều khiển chuyển lên số truyền tăng OD.

– Ngoài ra Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát còn sử dụng để báo lên đồng hồ báo nhiệt độ nước làm mát (xe đời cũ sử dụng cục báo nhiệt độ nước riêng)

– Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát còn được dùng để điều khiển hệ thống kiểm soát khí xả (EGR), điều khiển trạng thái hệ thống phun nhiên liệu (Open Loop – Close Loop), điều khiển ngắt tín hiệu điều hòa không khí A/C khi nhiệt độ nước làm mát quá cao ….

Ở một số xe, ngoài cảm biến nhiệt độ nước làm mát chính gắn trên thân động cơ, còn có 1 cảm biến nhiệt độ nước làm mát gắn ở trên két nước làm mát hoặc đầu ra của van hằng nhiệt, mục đích giám sát sự làm việc của van hằng nhiệt (van hằng nhiệt được điều khiển điện).

2. Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cấu tạo của cảm biến ECT có dạng trụ rỗng với ren ngoài, bên trong có lắp một nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm.( điện trở tăng lên khi nhiệt độ thấp và ngược lại).

3. Nguyên lí hoạt động của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nằm trong khoang nước của động cơ, tiếp xúc trực tiếp với nước của động cơ. Vì có hệ số nhiệt điện trở âm nên khi nhiệt độ nước làm mát thấp điện trở cảm biến sẽ cao và ngược lại khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên điện trở của cảm biến sẽ giảm xuống. Sự thay đổi điện trở của cảm biến sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến.

Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệt độ) đến cảm biến rồi trở về ECU về mass. Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trở trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp. Điện áp điểm giữa cầu được đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự – số (bộ chuyển đổi ADC – Analog to Digital converter).

Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ biến đổi ADC lớn. Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU động cơ biết động cơ đang lạnh. Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm, báo cho ECU động cơ biết là động cơ đang nóng.

4. Thông số kĩ thuật của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

– Ở nhiệt độ 30 độ C: Rcb = 2-3 kgΩ

– Ở nhiệt độ 100 độ C: Rcb = 200-300Ω

5. Sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường có 2 dây, Một số xe có bố trí một điện trở nhiệt để báo nhiệt độ nước làm mát lên đồng hồ taplo chung với cảm biến nhiệt độ nước làm mát nên ta thấy có những loại 3 dây hoặc 4 dây.

6. Kiểm tra và đo kiểm với cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Kiểm tra điện trở của cảm biến phải thay đổi theo nhiệt độ theo bảng thông số của nhà sản xuất. có thể sử dụng 1 cốc nước nóng, lạnh hoặc lấy bật lửa hơ đầu cảm biến và kiểm tra điện trở thay đổi theo.

• Nếu dùng bật lửa đốt mà điện trở có giá trị từ 0,2 – 0,3 Ω, thì cảm biến còn hoạt động tốt.
• Nếu nhúng vào nước lạnh mà giá trị điện trở tăng từ 4,8 – 6,6 Ω, thì cảm biến hoạt động tốt.
• Có thể sử dụng máy chẩn đoán để kiểm tra sự thay đổi nhiệt độ của cảm biến khi nổ máy.

7. Các hư hỏng thường gặp trên cảm biến nhiệt độ nước làm mát

– Hư cảm biến.
– Đứt dây, chạm mát, chạm dương.
– Thông thường khi hở mạch cảm biến đạt ở -40̊C, một số xe cảm biến sẽ đặt ở 20̊C để không ảnh hưởng nhiều tới sự phun nhiên liệu, tránh phun nhiên liệu quá đậm khi lỗi mạch cảm biến.

8. Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến nhiệt độ nước làm mát

– Khi lắp cảm biến cần phải kiểm tra xem nước có bị rò rỉ hay không.

– Khi bị hở mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECU hiểu rằng nhiệt độ nước làm mát đang rất thấp và sẽ phun rất đậm nhiên liệu, đậm quá có thể gây ngợp xăng, không nổ được máy.

9. Vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nằm trên lock máy hoặc trên đường ống nước làm mát, đầu cảm biến tiếp xúc với được làm mát.