Được viết bởi Hiểu rõ cảm biến vị trí bướm ga giúp xe vận hành ổn định, tiết kiệm nhiên liệu và tăng hiệu suất động cơ. Tại 911 Workshop, đội ngũ 911 Workshop cung cấp kiểm tra, bảo dưỡng và thay thế chuyên nghiệp, đảm bảo cảm biến luôn hoạt động chính xác.
Chức năng cảm biến vị trí bướm ga là gì?
Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor – TPS) là bộ phận có nhiệm vụ đo và ghi nhận mức độ mở của bướm ga, từ đó gửi tín hiệu điện về ECU để điều khiển hoạt động của động cơ.
Cảm biến vị trí bướm ga nằm ở trực tiếp trên thân bướm ga để giám sát vị trí trục bướm ga, mức tải và tốc độ động cơ trong thời gian thực. Dựa trên các tín hiệu này, ECU sẽ điều chỉnh phun xăng, thời điểm đánh lửa và hoạt động của nhiều hệ thống hỗ trợ nhằm tối ưu hiệu suất và giảm tiêu hao nhiên liệu.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến vị trí bướm ga ô tô
1. Cấu tạo các loại cảm biến vị trí bướm ga ô tô phổ biến
Cảm biến TPS trên ô tô gồm nhiều dạng thiết kế khác nhau, tùy thuộc vào nguyên lý đo và loại tín hiệu gửi về ECU. Dưới đây là 03 loại được sử dụng phổ biến gồm:
Cảm biến vị trí bướm ga dạng tiếp điểm (PSW – on/off)
Cảm biến bướm ga kiểu tiếp điểm dùng hai tiếp điểm chính: IDL và PSW.
IDL bật ON khi bướm ga đóng kín hoàn toàn, báo cho ECU biết động cơ đang chạy không tải.
PSW bật ON khi đạp ga mạnh, bướm ga mở lớn (vượt ngưỡng quy định), báo cho ECU biết động cơ đang ở chế độ tải nặng hoặc tăng tốc toàn phần. Loại này cấu tạo đơn giản, bền, nhưng độ chính xác phụ thuộc nhiều vào vị trí tiếp điểm.
Cảm biến vị trí bướm ga loại Hall (Hall Effect Sensor)
Cảm biến Hall gồm: IC Hall, nam châm gắn trên trục bướm ga và mạch xử lý tín hiệu. Khi bướm ga mở, trục quay làm thay đổi vị trí của các nam châm, khiến từ thông biến đổi. IC Hall sẽ ghi nhận sự thay đổi này và tạo ra tín hiệu điện gửi về ECU dưới dạng điện áp ở các chân VTA1 và VTA2.
Cảm biến vị trí bướm ga dạng tuyến tính
Loại tuyến tính dùng: Điện trở, hai thanh trượt và tiếp điểm tín hiệu IDL và VTA
Khi bướm ga thay đổi thì hai tiếp điểm trượt dịch chuyển trên điện trở tới điện áp tại chân VTA thay đổi tỉ lệ thuận góc mở. Bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm IDL nối với cực IDL và E2, ECU nhận biết trạng thái không tải.
2. Nguyên lý hoạt động
Mối quan hệ giữa độ mở bướm ga và tín hiệu điện áp đến ECU
Mỗi khi bướm ga thay đổi vị trí, TPS sẽ tạo ra mức điện áp khác nhau dựa trên sự biến thiên điện trở hoặc từ thông. Mức điện áp này phản ánh chính xác trạng thái mở của bướm ga, ECU sẽ dựa vào tín hiệu này để phân tích mức tải và điều chỉnh hoạt động của động cơ theo thời gian thực.
ECU dùng tín hiệu để điều chỉnh phun xăng, đánh lửa và hệ thống phụ
ECU xử lý tín hiệu điện áp từ TPS để điều chỉnh các hệ thống quan trọng như:
- Phun nhiên liệu: ECU xác định lượng xăng cần phun dựa vào độ mở bướm ga, từ đó tạo ra hỗn hợp không khí – nhiên liệu tối ưu.
- Đánh lửa: Tín hiệu từ TPS giúp ECU tính toán thời điểm đánh lửa phù hợp, đảm bảo khả năng tăng tốc tốt và giảm tiêu hao nhiên liệu.
- Các hệ thống phụ trợ: Bao gồm điều khiển EGR, kiểm soát khí thải, điều khiển bướm ga điện tử và ổn định tốc độ không tải.
Mức điện áp chuẩn
Điện áp tín hiệu của TPS thường nằm trong khoảng từ 0.5V đến 4.5V. Khi bướm ga đóng hoàn toàn, điện áp ở mức khoảng 0.5V, biểu thị động cơ đang ở chế độ không tải. Khi bướm ga mở hoàn toàn, điện áp tăng đến khoảng 4.5V, thể hiện động cơ hoạt động ở công suất tối đa. Sự thay đổi liên tục của điện áp giúp ECU theo dõi chính xác trạng thái hoạt động và điều chỉnh phù hợp các thông số máy.
Những dấu hiệu hư hỏng thường gặp của cảm biến vị trí bướm ga
Khi cảm biến gặp trục trặc, tín hiệu gửi về ECU sẽ sai lệch khiến động cơ hoạt động bất thường. Dưới đây là 05 dấu hiệu hư hỏng ECU phổ biến:
Đèn Check Engine sáng
Một trong những cảnh báo rõ ràng nhất khi cảm biến TPS gặp lỗi là đèn Check Engine bật sáng trên bảng táp-lô. ECU sẽ ghi nhận mã lỗi liên quan đến tín hiệu bướm ga khi phát hiện sự bất thường như điện áp ngoài phạm vi, tín hiệu không ổn định hoặc mất tín hiệu hoàn toàn.
Động cơ chạy không ổn định
TPS hoạt động không chính xác sẽ khiến động cơ khó duy trì trạng thái không tải ổn định. Người lái có thể cảm nhận xe rung lắc, vòng tua dao động bất thường hoặc có cảm giác như xe sắp tắt máy. Trong nhiều trường hợp, động cơ thậm chí chết máy khi vừa đạp ga hoặc khi xe đang đứng yên.
Tăng giảm ga bất thường
Khi tín hiệu từ cảm biến bướm ga không phản ánh đúng góc mở, ECU sẽ tính toán sai lượng nhiên liệu cần phun vào buồng đốt. Điều này dẫn đến hiện tượng xe tăng ga chậm, bị ì, mất lực hoặc tăng tốc không theo ý muốn. Một số trường hợp nghiêm trọng hơn có thể gây giật cục, tăng tốc đột ngột hoặc tắt máy giữa chừng.
Tiêu hao nhiên liệu tăng cao
Cảm biến TPS bẩn, lỏng chân tiếp xúc hoặc hư hỏng sẽ khiến ECU hiểu sai lượng không khí nạp vào. ECU có thể bù xăng quá mức khiến xe tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn bình thường.
Vấn đề với hộp số tự động
Trên các xe số tự động, cảm biến bướm ga cũng đóng vai trò cung cấp thông tin về mức tải động cơ cho hệ thống điều khiển hộp số. Khi cảm biến hoạt động sai, xe có thể vào số chậm, chuyển số giật, chuyển số không đúng thời điểm hoặc thậm chí không chuyển số. Đây là dấu hiệu nghiêm trọng, vì lỗi kéo dài có thể gây hư hỏng thêm các chi tiết bên trong hộp số.
Chi phí thay thế cảm biến vị trí bướm ga ô tô tại 911 Workshop
Tại 911 Workshop, chi phí thay cảm biến vị trí bướm ga (TPS) được tính dựa trên hai phần: giá cảm biến và công thay thế. Mức giá thường dao động tùy theo dòng xe, loại cảm biến và mức độ hư hỏng thực tế. Do đó, nếu bạn muốn biết chi phí chính xác khi thay mới cảm biến, bạn hãy liên hệ với 911 Workshop để được hỗ trợ và tư vấn chi tiết.
Quy trình kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga tại 911 Workshop
Để kiểm tra cảm biến TPS, kỹ thuật viên sẽ thực hiện cách đo cảm biến vị trí bướm ga chuẩn kỹ thuật với đồng hồ vạn năng hoặc scan tool, bao gồm các bước sau:
Bước 1: Ngắt toàn bộ kết nối của cảm biến vị trí bướm ga để đảm bảo an toàn và tránh sai số khi đo.
Bước 2: Xác định 3 dây dẫn trên cảm biến và tiến hành cấp nguồn 12V vào dây đầu vào; dây tín hiệu sẽ truyền dữ liệu về bộ điều khiển theo mức độ mở của bướm ga.
Bước 3: Kết nối kẹp cá sấu với dây cảm biến TPS và đưa vào các giắc cắm phù hợp trên đồng hồ DMM. Sau đó chỉnh đồng hồ về thang đo 20K Ohm hoặc 20.000 Ohm (tùy loại cảm biến).
Bước 4: Kết nối dây đo với chân tín hiệu ở giữa, đồng thời đấu dây còn lại vào nguồn 12V hoặc mass theo đúng sơ đồ chân của cảm biến.
Bước 5: Vận hành bướm ga từ vị trí đóng hoàn toàn đến mở hoàn toàn, đồng thời theo dõi chỉ số trên đồng hồ DMM để kiểm tra độ ổn định của tín hiệu.
Sau khi tiến hành kiểm tra, kết quả sẽ có hai trường hợp:
- Cảm biến hoạt động tốt: Giá trị tín hiệu tăng hoặc giảm đều, không xuất hiện điểm nhảy bất thường.
- Cảm biến hư hỏng: Chỉ số thay đổi đột ngột hoặc bị ngắt quãng khi xoay bướm ga. Sau khi kiểm tra, nếu cảm biến vẫn còn khả năng hiệu chỉnh, kỹ thuật viên sẽ thực hiện cách chỉnh cảm biến vị trí bướm ga để đảm bảo tín hiệu chính xác. Trường hợp cảm biến đã hỏng nặng hoặc không ổn định, cảm biến sẽ được thay mới hoàn toàn để xe vận hành ổn định.
Cách kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga trên ô tô
Mỗi loại cảm biến TPS sẽ có phương pháp kiểm tra riêng. Dưới đây là cách kiểm tra nhanh và chính xác các loại cảm biến vị trí bướm ga phổ biến.
Loại cảm biến bướm ga có hai tiếp điểm (loại on/off)
Đối với cảm biến TPS dạng hai tiếp điểm, việc kiểm tra tập trung vào hai chân IDL và PSW. Khi bướm ga đóng hoàn toàn, IDL phải thông với E2 và tách ra khi người lái đạp nhẹ chân ga. Ngược lại, PSW chỉ đóng khi bướm ga mở lớn hơn khoảng 50% và sẽ ngắt khi bướm ga được thả về vị trí ban đầu. Nếu hai tiếp điểm này không đóng – ngắt đúng thời điểm, cảm biến đã bị sai lệch hoặc hư hỏng.
Cảm biến vị trí bướm ga dạng tuyến tính và sử dụng hiệu ứng Hall
Đối với cảm biến dùng mạch trở than, phương pháp kiểm tra chủ yếu dựa vào sự thay đổi điện trở theo hành trình mở của bướm ga. Khi điều chỉnh góc mở, điện trở giữa chân tín hiệu và các chân còn lại phải thay đổi đều.
Cảm biến vị trí bướm ga dùng mạch trở than (carbon film type)
Với cảm biến tuyến tính và cảm biến Hall, người kiểm tra cần xác định lại nguồn cấp 5V, chân mát và chân tín hiệu. Giá trị điện áp phải tăng dần tương ứng với góc mở của bướm ga và không được xuất hiện điểm nhảy bất thường. Nếu điện áp bị gián đoạn hoặc không thay đổi theo hành trình, cảm biến không còn hoạt động chính xác.
Kết luận
Nếu xe bạn xuất hiện các dấu hiệu hư hỏng thường gặp của cảm biến vị trí bướm ga, hãy đến 911 Workshop ngay hôm nay để kiểm tra, vệ sinh và thay thế cảm biến vị trí bướm ga, giúp xe bạn vận hành mượt mà và an toàn tuyệt đối.
