Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là một bộ phận quan trọng trong hệ thống làm mát của động cơ ô tô. Nó có nhiệm vụ đo và theo dõi nhiệt độ của nước làm mát. Sau đó gửi tín hiệu về bộ điều khiển điện tử (ECU) để điều chỉnh hoạt động của động cơ. Lỗi cảm biến nhiệt độ nước làm mát có thể dẫn đến khó khăn trong việc khởi động xe và hoạt động không ổn định khi động cơ vẫn còn lạnh.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là gì?
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát trên ô tô được viết tắt là CTS (Coolant Temperature Sensor). Cảm biến có chức năng đo nhiệt độ của hỗn hợp chất làm mát và gửi tín hiệu tới ECU (Engine Control Unit). Dựa trên dữ liệu này, ECU có thể tính toán và điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu, đánh lửa cũng như kiểm soát hoạt động bật/tắt quạt tản nhiệt nước làm mát.
Xem thêm: Lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT
Công dụng của cảm biến nhiệt độ nước làm mát
CTS có nhiệm vụ đo nhiệt độ nước làm mát của động cơ và gửi tín hiệu về ECU để điều chỉnh các thông số quan trọng giúp động cơ hoạt động tối ưu. Cụ thể:
- Điều chỉnh góc đánh lửa sớm: Khi động cơ lạnh, ECU tăng góc đánh lửa sớm để cải thiện hiệu suất. Khi nhiệt độ động cơ cao, ECU giảm góc đánh lửa để tránh kích nổ.
- Điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu: Ở nhiệt độ thấp, ECU tăng thời gian phun nhiệu liệu (mở kim phun lâu hơn) để làm đậm hỗn hợp xăng – không khí làm động cơ khởi động dễ dàng. Khi nhiệt độ tăng, ECU giảm thời gian phun để tiết kiệm nhiên liệu.
- Điều khiển quạt làm mát: Khi nước làm mát đạt khoảng 80-87°C, ECU kích hoạt quạt làm mát ở tốc độ thấp. Nếu nhiệt độ tăng lên 95-98°C, quạt sẽ quay nhanh hơn để làm mát động cơ hiệu quả.
- Điều chỉnh tốc độ không tải: Khi động cơ mới khởi động và còn lạnh, ECU mở rộng van không tải (hoặc điều chỉnh bướm ga điện tử) để tăng tốc độ không tải lên 900 – 1000 vòng/ phút. Điều này giúp giảm ma sát giữa các bộ phận và động cơ nhanh chóng đạt nhiệt độ vận hành lý tưởng.
- Hỗ trợ điều khiển chuyển số (hộp số tự động): ECU sử dụng dữ liệu từ cảm biến để quyết định thời điểm chuyển số. Nếu nhiệt độ nước làm mát thấp, ECU sẽ giữ số thấp lâu hơn và hạn chế lên số cao (OD) để đảm bảo động cơ vận hành ổn định.
Cấu tạo và nguyên lí cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cấu tạo
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường được lắp đặt trên thân máy, gần họng nước làm mát hoặc trên nắp máy tuỳ theo thiết kế của từng dòng xe.
Cấu tạo của cảm biến gồm một điện trở nhiệt với hệ số nhiệt điện trở âm (NTC). Nghĩa là điện trở sẽ tăng khi nhiệt độ giảm và ngược lại. Hình dạng của cảm biến là một trụ rỗng có ren bên ngoài giúp cố định chắc chắn vào động cơ. Cảm biến này có hai chân: một chân tín hiệu (THW) và một chân mass (E2). Hai chân đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát và điều chỉnh nhiệt độ động cơ.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ nước làm mát dựa trên sự thay đổi điển trở theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, điện trở của cảm biến cao và khi nhiệt độ tăng, điện trở giảm. ECU (bộ điều khiển động cơ) cấp một điện áp ổn định qua một điện trở giới hạn dòng, đi qua cảm biến rồi quay trở lại ECU thông qua chân mass. Cảm biến được kết nối song song với bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự – số (A/D converter).
Khi nước làm mát lạnh, điện trở cảm biến cao khiến điện áp đặt lên bộ chuyển đổi A/D lớn. Điện áp này được chuyển đổi thành tín hiệu số gửi đến ECU. Lúc này, ECU nhận biết động cơ đang lạnh và điều chỉnh bằng cách tăng lượng xăng phun. Từ đó điều hỉnh góc đánh lửa sớm để tối ưu hoạt động. Ngược lại, khi nước làm mát nóng lên thì điện trở cảm biến giảm làm giảm điện áp đầu vào bộ chuyển đổi A/D. ECU nhận tín hiệu và hiểu rằng động cơ đã đạt nhiệt độ vận hành. Từ đó giảm lượng xăng phun và tinh chỉnh góc đánh lửa phù hợp nhằm tối ưu hiệu suất , tiết kiệm nhiên liệu.
Dấu hiệu nhận biết lỗi cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến CTS thường mắc phải một số lỗi như: hỏng cảm biến (ngắn mạch, hở mạch, cách điện bị hỏng, hư hỏng bên trong), dây đứt, tiếp xúc không tốt, hư đầu nối điện…
Dưới đây là một số dấu hiệu phổ biến cho thấy cảm biến bị lỗi:
- Động cơ hoạt động không ổn định khi nhiệt độ thấp, chỉ ổn định khi nhiệt độ làm mát đã tăng lên.
- Xe khó khởi động khi động cơ còn lạnh.
- Quạt làm mát hoạt động liên tục mà không tắt.
Cách đo cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Để kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát, có thể sử dụng máy đo điện trở. Có hai cách để kiểm tra tình trạng của cảm biến: sử dụng nước nóng/lạnh hoặc sử dụng bật lửa để nung nóng đầu cảm biến. Khi thực hiện bất kỳ phương pháp nào, chúng ta cần quan sát sự thay đổi trong giá trị điện trở của cảm biến.
Nếu sử dụng bật lửa để nung nóng đầu cảm biến và giá trị điện trở đo được là trong khoảng 0,2 – 0,3 Ω thì cảm biến đang hoạt động tốt. Nếu đo được giá trị điện trở từ 4,8 – 6,6 Ω khi cảm biến được ngâm vào nước lạnh thì cảm biến vẫn đang hoạt động tốt. Nếu giá trị đo được không nằm trong khoảng này, có khả năng cao cảm biến CTS đã gặp vấn đề.
Các bước thay cảm biến nhiệt độ chuẩn kỹ thuật tại nhà
Bước 1: Đảm bảo an toàn và chuẩn bị
- Đợi động cơ nguội hoàn toàn trước khi bắt đầu để tránh bị bỏng.
- Chuẩn bị một số dụng cụ cần thiết như: Cảm biến mới, cờ lê, mỏ lết, dung dịch làm mát, phễu, khăn lau,…
- Xác định vị trí cảm biến trên ô tô. Thông thường, nó nằm gần bộ điều nhiệt hoặc trên đường ống nước làm mát. Nếu không chắc chắn, bạn có thể tham khảo sách hướng dẫn sử dụng xe.
Bước 2: Xả bớt nước làm mát
- Mở nắp két nước hoặc bình chứa phụ để giảm áp suất trong hệ thống làm mát.
- Đặt một cái chậu hoặc khay hứng nước làm mát dưới vị trí cảm biến để tránh nước chảy ra gây lộn xộn.
- Tháo vít hoặc kẹp giữ cảm biến và rút cảm biến ra khỏi vị trí lắp đặt. Một lượng nhỏ nước làm mát có thể chảy ra, hãy chuẩn bị khăn lau sẵn sàng.
Bước 3: Thực hiện lắp cảm biến mới
- Dùng khăn sạch lau khô và vệ sinh khu vực lắp cảm biến.
- Nếu cần, quấn một lớp băng tan quanh ren của cảm biến mới để đảm bảo kín, khít.
- Lắp cảm biến mới vào đúng vị trí và vặn chặt vừa đủ tránh làm hỏng ren.
- Kết nối lại giắc cắm điện của cảm biến.
Bước 4: Bổ sung thêm nước làm mát
- Dùng phễu để đổ dung dịch làm mát vào bình chứa phụ hoặc két nước đến mức quy định.
- Đậy nắp bình chứa nước làm mát và két nước lại.
- Khởi động động cơ, để máy chạy khoảng 5 – 10 phút cho nước mát tuần hoàn.
Bước 5: Kiểm tra lỗi rò rỉ
- Quan sát khu vực xung quanh cảm biến và các mối nối xem có rò rỉ không.
- Nếu phát hiện rò rỉ, hãy kiểm tra lại độ siết của cảm biến hoặc thay thế các bộ phận bị hỏng.
- Kiểm tra lại mức nước làm mát và bổ sung nếu cần.
Một số lưu ý quan trọng cần nhớ khi thay cảm biến nhiệt độ
Việc thay cảm biến nhiệt độ nước làm mát không quá phức tạp, nhưng để đảm bảo an toàn và hiệu quả, bạn cần lưu ý một số điều quan trọng sau đây:
- Sử dụng đúng loại cảm biến dành cho xe của bạn để đảm bảo độ chính xác.
- Đeo găng tay và kính bảo hộ để tránh tiếp xúc trực tiếp với dung dịch làm mát.
- Chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ cần thiết để quá trình thay mới diễn ra suôn sẻ.
- Không để nước làm mát dính vào các bộ phận điện tử trong khoang động cơ.
- Thao tác cẩn thận để tránh làm hỏng các bộ phận khác trên động cơ.
- Nếu không tự tin, hãy mang xe đến gara để kỹ thuật viên hỗ trợ thay thế.
Tóm lại, cảm biến nhiệt độ nước làm mát đóng vai trò then chốt trong việc duy trì “sức khỏe” cho động cơ ô tô giúp xe vận hành tối ưu và bền bỉ. Việc hiểu rõ về tầm quan trọng của bộ phận này từ cấu tạo, nguyên lý hoạt động đến những dấu hiệu hư hỏng sẽ giúp bạn chủ động hơn trong việc bảo dưỡng và sửa chữa, đảm bảo chiếc xe luôn trong trạng thái hoạt động tốt nhất.
=>> Các nội dung liên quan:
Nguyên nhân và dấu hiệu lỗi cảm biến vị trí trục khuỷu
