Cảm biến vị trí trục cam: Chức năng, sơ đồ và giá thay

Sau một khoảng thời gian sử dụng xe, cảm biến trục cam chắc chắn sẽ gặp các vấn đề hư hỏng khác nhau. Bạn cần trang bị cho mình hiểu biết về cảm biến vị trí trục cam để có thể xác định hư hỏng khi bộ phận gặp lỗi. 911 Workshop sẽ giúp bạn hiểu về cảm biến trục cam thông qua bài viết này.

Cảm biến vị trí trục cam (CMP) có tác dụng gì?

Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor, viết tắt CMP) là một bộ phận vô cùng quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ ô tô hiện đại.

Tương tự các cảm biến khác, ECU sẽ dựa vào tín hiệu từ cảm biến trục cam để:

• Xác định chính xác điểm chết trên (TDC) của piston số 1 hoặc các xylanh khác.
• Nhận biết vị trí hiện tại của trục cam, từ đó tính toán thời điểm đánh lửa đúng nhất (đối với động cơ xăng) hoặc thời điểm phun nhiên liệu chính xác (đối với động cơ diesel Common Rail).

Với các dòng xe đời mới, hầu hết đều được trang bị hệ thống trục cam biến thiên (VVT, VVT-i, VANOS, VTC…). Lúc này, cảm biến trục cam còn có thêm nhiệm vụ quan trọng: theo dõi và báo cáo hoạt động thực tế của hệ thống biến thiên này.
ECU sẽ so sánh tín hiệu từ cảm biến trục cam với lệnh điều khiển mà nó đang gửi đi, để kiểm tra xem hệ thống trục cam biến thiên có hoạt động đúng và kịp thời hay không.
Tóm lại, cảm biến trục cam chính là “đôi mắt” giúp ECU biết chính xác trục cam đang ở đâu và đang làm gì tại mọi thời điểm.

Sơ đồ cấu tạo cảm biến trục cam và nguyên lý hoạt động

Sơ đồ cảm biến trục cam

Loại cảm biến điện từ (Inductive/Magnetic) Vỏ cảm biến Nam châm vĩnh cửu Cuộn dây cảm ứng Bánh răng tín hiệu (hoặc đĩa răng) gắn trên trục cam Khe hở không khí (air gap) 2 dây tín hiệu (1 dây tín hiệu + 1 dây mass) Nguyên lý đơn giản: giống như một máy phát điện nhỏ, khi răng bánh răng quét qua đầu cảm biến sẽ tạo ra xung điện áp dạng sin.	Loại cảm biến Hall (Hall Effect) – phổ biến nhất trên xe đời mới Vỏ cảm biến Nam châm vĩnh cửu Phần tử Hall IC xử lý tín hiệu tích hợp 3 dây: Vcc (thường 5V hoặc 12V) Mass (GND) Signal (tín hiệu ra) Bánh răng tín hiệu hoặc đĩa có răng/vấu Tạo ra tín hiệu dạng vuông (digital) rất chính xác, ít nhiễu.

Nguyên lý vận hành cảm biến vị trí trục cam

Khi động cơ chạy → Trục khuỷu quay → dây cam kéo trục cam quay (tỷ số 1:2) → Bánh răng tín hiệu hoặc các vấu trên trục cam sẽ quét qua đầu cảm biến.

• Cảm biến điện từ: Mỗi lần răng/vấu đi qua → từ trường thay đổi → sinh ra 1 xung điện áp hình sin (điện áp dao động 0.3V – 5V, phổ biến 0.5–4.5V).
• Cảm biến Hall: Mỗi lần răng/vấu đi qua → từ trường thay đổi → phần tử Hall chuyển trạng thái → IC xuất ra tín hiệu vuông 0V ↔ 5V (hoặc 12V).

ECU dùng các xung này để:

• Xác định chính xác điểm chết trên (TDC) của piston số 1 và các xy-lanh khác.
• Biết vị trí trục cam tại mọi thời điểm → tính toán thời điểm đánh lửa/phun nhiên liệu và điều khiển van biến thiên (VVT-i, VANOS, VTC…).

Vị trí cảm biến trục cam ở đâu trong xe?

Cảm biến vị trí trục cam thường được nhà sản xuất đặt ở vị trí gần trục cam để thiết bị có thể dễ dàng “đọc” tín hiệu từ bánh răng hoặc vấu cực trên trục. Vị trí phổ biến nhất là trên nắp dàn cò (valve cover), gang bên cạnh nắp dàn cò, hoặc trên đầu xi-lanh (cylinder head). Điều này giúp cảm biến tiếp xúc trực tiếp với từ trường thay đổi khi trục cam quay.

Các hiện tượng lỗi cảm biến vị trí trục cam thường gặp

Khi cảm biến vị trí trục cam gặp vấn đề, xe sẽ xuất hiện một hoặc nhiều triệu chứng sau (đồng thời đèn Check Engine trên taplo sẽ sáng):

• Động cơ rung giật mạnh, chạy không đều, đặc biệt khi tăng tốc hoặc chạy ở tốc độ thấp.
• Xe bị mất công suất rõ rệt, đạp ga không bốc, cảm giác ì máy.
• Ô tô khó nổ máy hoặc phải đề nhiều lần mới có thể khởi động được.
• Trong trường hợp nặng: xe chết máy đột ngột giữa đường hoặc không thể nổ máy được nữa.
• ECU mất tín hiệu trục cam → không điều khiển được thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu → kim phun hoạt động sai hoặc ngừng hẳn.
• Mức tiêu hao nhiên liệu xăng bất thường.

Các mã lỗi phổ biến liên quan đến cảm biến trục cam

Thông qua quá trình sửa chữa hàng loạt ô tô từ nhiều hãng khác nhau. 911 Workshop nhận thấy có 5 mã lỗi thường gặp khi sử dụng máy chẩn đoán. Dưới đây là những mã lỗi có thể đọc được qua máy chẩn đoán OBD-II:

• P0340: Lỗi mạch cảm biến trục cam (hỏng hoàn toàn hoặc mất kết nối).
• P0341: Tín hiệu bất thường, sai lệch so với trục khuỷu (lệch pha, sai vị trí).
• P0342: Tín hiệu quá yếu (điện áp thấp bất thường).
• P0343: Tín hiệu quá mạnh (điện áp cao bất thường).
• P0344: Tín hiệu chập chờn, lúc có lúc không.

Những mã lỗi này xuất hiện rất phổ biến trên hầu hết các dòng xe từ Toyota, Honda, Ford, Mazda cho đến xe Đức. Khi thấy đèn Check Engine sáng kèm một trong các triệu chứng trên, bạn nên mang xe đến gara kiểm tra cảm biến trục cam ngay để tránh hư hỏng nặng hơn (như hỏng bộ điều khiển ECU hoặc catalytor).

Tổng hợp 3 bước kiểm tra cảm biến vị trí trục cam

Kiểm tra cảm biến loại Điện từ (Inductive – 2 dây)

Bước 1: Đo điện trở cuộn dây

• Ngắt giắc cảm biến.
• Đặt đồng hồ VOM ở thang Ω (đo điện trở).
• Đo 2 chân cảm biến → Giá trị chuẩn thường: 600 – 1500 Ω (tùy hãng, xem sách kỹ thuật).
  • Nếu ra ∞ (ngắt) hoặc 0 Ω (chập) → cảm biến hỏng.

Bước 2: Đo khe hở không khí (air gap)

• Khe hở giữa đầu cảm biến và bánh răng tín hiệu phải 0.5 – 1.5 mm.
• Quá rộng hoặc chạm bánh răng đều làm mất tín hiệu.

Bước 3: Kiểm tra tín hiệu thực tế (không cần đề máy)

• Cắm lại giắc cảm biến.
• Đặt đồng hồ VOM ở thang ACV (đo điện xoay chiều) hoặc DCV thấp.
• Đưa một cờ lê sắt (hoặc tua vít lớn) quét nhanh qua đầu cảm biến nhiều lần. → Đồng hồ phải nhảy lên xuống liên tục (từ 0 → 0.5–3V). → Nếu không nhảy → cảm biến chết.

Kiểm tra cảm biến loại Hall (3 dây) – phổ biến hiện nay
Bước 1: Kiểm tra nguồn nuôi

• Bật chìa khóa ON (không cần đề).
• Đo 3 chân giắc cảm biến:
  • Chân +Vcc (nguồn): phải có 5V hoặc 12V (tùy xe).
  • Chân GND (mát): phải nối mass (0V).
  • Chân Signal: thường có khoảng 4.8–5V hoặc gần bằng nguồn nuôi.

Bước 2: Kiểm tra tín hiệu khi quay máy

• Cách đơn giản (không cần máy hiện sóng):
  • Đặt đồng hồ ở DCV.
  • Đo chân Signal → đề máy hoặc quay trục cam bằng tay. → Kim đồng hồ phải nhảy liên tục giữa 0V và 5V (hoặc 12V). → Nếu đứng yên một mức → cảm biến hỏng.

Bảng giá thay thế cảm biến trục cam

Chi phí thay mới cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor – CMP) thường bao gồm phụ tùng (cảm biến chính hãng hoặc OEM) và tiền công thợ (khoảng 200.000 – 500.000 VNĐ, tùy gara và độ khó tiếp cận). Tổng chi phí dao động tùy hãng xe, năm sản xuất và nguồn linh kiện, nhưng dựa trên dữ liệu thị trường Việt Nam, mức giá phổ biến như sau:

Có nên lái xe khi có lỗi cảm biến vị trí trục cam không?

KHÔNG NÊN. Khi cảm biến vị trí trục cam hỏng hoặc mất tín hiệu, ECU sẽ không xác định được chính xác vị trí trục cam dẫn đến:

• Bộ phận đánh lửa và phun nhiên liệu hoạt động sai thời điểm.
• Xe có thể rung giật mạnh, mất công suất, hao xăng bất thường.
• Nặng hơn: chết máy đột ngột giữa đường, đặc biệt khi đang chạy tốc độ cao.
• Một số xe hiện đại sẽ tự động chuyển sang chế độ “limp mode” (chạy khập khiễng) hoặc tắt máy hoàn toàn để bảo vệ động cơ.

Vì vậy, ngay khi đèn Check Engine sáng kèm theo các triệu chứng như khó nổ, giật cục, ì máy… bạn chỉ nên lái xe một quãng ngắn nhất có thể để đến gara gần nhất, hoặc tốt nhất là gọi cứu hộ.

Trên đây là toàn bộ thông tin chi tiết về cảm biến vị trí trục cam mà chúng tôi muốn chia sẻ. Hy vọng bài viết giúp bạn hiểu rõ hơn và xử lý kịp thời khi gặp vấn đề.
Nếu xe của bạn đang có dấu hiệu bất thường về động cơ (rung giật, mất sức, khó nổ, đèn Check Engine sáng) và nghi ngờ liên quan đến cảm biến trục cam, hãy mang xe đến ngay gara uy tín – 911 Workshop để được kiểm tra và chẩn đoán chính xác lỗi