Cảm biến tỷ lệ hoà khí AF là bộ phận quan trọng đóng vai trò trung tâm trong việc đảm bảo hỗn hợp hòa khí luôn đạt mức tối ưu. Khác với cảm biến Oxy truyền thống, AF Sensor cho phép ECU điều chỉnh chính xác tỷ lệ hòa khí trong mọi điều kiện hoạt động, từ đó tăng hiệu suất, bảo vệ bộ xúc tác và nâng cao tuổi thọ động cơ. Cùng VATC tìm hiểu chi tiết về cảm biến AF trong bài viết sau.
1. Tổng quan về cảm biến
Cảm biến tỷ lệ hòa khí (AF Sensor – Air-Fuel Ratio Sensor) là phiên bản nâng cấp hiện đại của cảm biến Oxy (O2 sensor), được sử dụng phổ biến trên các dòng xe sử dụng công nghệ điều khiển phun xăng tiên tiến.
Khác với cảm biến O2 truyền thống chỉ phát hiện hòa khí giàu hay nghèo, cảm biến AF cho phép đo lường chính xác tỷ lệ hòa khí trong toàn dải hoạt động của động cơ, giúp ECU kiểm soát nhiên liệu một cách tối ưu hơn.
Khác biệt giữa cảm biến AF và cảm biến O2
| Tiêu chí | Cảm biến O2 (Narrowband) | Cảm biến A/F (Wideband) |
| Tín hiệu đầu ra | 0 – 1V | 0 – 5V ( hoặc dòng điện mA) |
| Dải đo | Hẹp ( quanh tỷ lệ 14.7/1) | Rộng (10/1 đến 20/1 hoặc hơn) |
| Nguyên lý | Dạng công tắc (ON/OFF) | Tuyến tính (thay đổi liên tục) |
| Độ chính xác | Thấp hơn | Cao hơn |
| Vị trí lắp đặt | Trước bộ xúc tác | Trước bộ xúc tác |
2. Nguyên lý hoạt động của cảm biến tỷ lệ hòa khí
- Cảm biến AF sử dụng nguyên lý đo dòng điện hoặc điện áp tuyến tính để xác định tỷ lệ hòa khí chính xác.
- Nó bao gồm một tế bào đo khí kiểu gốm zirconia với mạch điều khiển dòng điện đi kèm.
- Khi nồng độ oxy thay đổi, mạch này sẽ điều chỉnh dòng điện hoặc điện áp để giữ môi trường trong tế bào ở trạng thái cân bằng.
- Giá trị dòng hoặc điện áp này chính là tín hiệu gửi về ECU.
Ví dụ:
Hòa khí nghèo → nồng độ oxy cao → dòng điện dương.
Hòa khí giàu → nồng độ oxy thấp → dòng điện âm.
2.1 Vai trò trong hệ thống điều khiển phun xăng
AF sensor là cảm biến chính trong hệ thống điều khiển vòng kín (Closed-loop), cho phép ECU tính toán tỉ lệ hòa khí chính xác hơn, từ đó:
- Tối ưu hóa hiệu suất động cơ.
- Giảm tiêu thụ nhiên liệu.
- Giảm phát thải khí độc hại (NOx, CO, HC).
- Bảo vệ và kéo dài tuổi thọ bộ xúc tác.
2.2 Điều kiện để cảm biến AF hoạt động đúng
Nhiệt độ làm việc tối ưu từ 650 – 800°C
→ Do đó cảm biến luôn được trang bị bộ sưởi (heater).
Cần kết nối điện chuẩn xác và tiếp xúc tốt
→ Điện trở sưởi thường từ 2 – 5 ohm (kiểm tra bằng VOM).
Không để dầu, nước làm mát hoặc hóa chất dính vào cảm biến
→ Không dùng dung dịch tẩy rửa lên đầu cảm biến.
Dùng nhiên liệu sạch, không có chì
→ Xăng có chì sẽ phá hủy màng gốm của cảm biến.
3. Kiểm tra, chẩn đoán và thay thế cảm biến AF
Dụng cụ cần thiết:
- Máy chẩn đoán chuyên dụng hoặc máy hiện sóng (oscilloscope).
- VOM (nếu cần kiểm tra mạch sưởi).
Kiểm tra tín hiệu:
- Tín hiệu thường từ 0 – 5V hoặc ±2 mA, tùy loại xe và ECU.
- Độ phản hồi nhanh, thay đổi liên tục khi thay đổi ga.
Trên xe Toyota/Lexus: điện áp AF sensor thường nằm trong khoảng 3.0 – 3.3V khi tỷ lệ chuẩn 14.7:1.
Dấu hiệu cảm biến AF hỏng:
- Xe hao xăng, động cơ yếu.
- Đèn “Check Engine” sáng, mã lỗi như P0171, P0172, P2195, P2196,…
- Tín hiệu đầu ra không thay đổi khi tăng giảm ga.
- Dòng điện hoặc điện áp ra ngoài dải hoạt động chuẩn.
3.1 Thay thế và tương thích
- Không thể thay thế cảm biến AF bằng cảm biến O2 thường vì cấu tạo và nguyên lý khác nhau.
- Khi thay mới, cần dùng đúng mã phụ tùng hoặc cảm biến tương thích OEM.
- Cần đảm bảo kết nối đúng các dây tín hiệu và dây sưởi.
3.2 Vị trí lắp đặt và lưu ý
AF sensor luôn đặt trước bộ xúc tác, vì nó cần đo khí thải chưa xử lý.
- Nếu tháo xúc tác (catalyst delete), vẫn phải giữ cảm biến AF nếu không ECU sẽ không kiểm soát được hòa khí, gây lỗi và vận hành kém.
- Nếu cảm biến hỏng hoặc mất nguồn sưởi → ECU chuyển sang chế độ chạy dự phòng → tăng nhiên liệu → hao xăng.
3.3 Tuổi thọ và bảo dưỡng
Tuổi thọ trung bình của cảm biến AF: 100.000 – 160.000 km.
Tuy nhiên, trong điều kiện vận hành khắc nghiệt, tuổi thọ có thể giảm nhanh do:
- Nhiên liệu kém chất lượng.
- Lọc gió bẩn, lọc nhiên liệu tắc.
- Động cơ đốt cháy không hoàn toàn.
Khuyến cáo: nên kiểm tra cảm biến sau mỗi 50.000 – 80.000 km hoặc nếu có dấu hiệu bất thường.
Trên đây là toàn bộ thông tin về chủ đề cảm biến tỷ lệ hoà khí – AF Sensor mà trung tâm VATC gửi đến bạn. Hy vọng bạn đã có thêm cho mình kiến thức hay trong ngày.
Nếu bạn có đang đam mê hoặc muốn tìm hiểu về các khóa học trong ngành ô tô thì liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam – VATC
- Địa chỉ: Số 4-6, Đường số 4, Phường Hiệp Bình Phước, Thành Phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
- Điện thoại: 0945711717
- Email: info@oto.edu.vn
Xem thêm:
