Tìm hiểu IAT là gì ? Chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IAT

Cảm biến IAT (Intake Air Temperature) còn được gọi là THA (Thermal Air) là thiết bị đo nhiệt độ không khí nạp vào động cơ. Đây là loại cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc giúp ECU tính toán tỷ lệ nhiên liệu, không khí tối ưu, từ đó đưa ra giải pháp vận hành phù hợp cho xe trong mọi điều kiện môi trường.

Trong bài viết dưới đây, Auto365 sẽ cùng bạn khám phá chi tiết mọi thông tin về cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT từ nguyên lý hoạt động đến những dấu hiệu hư hỏng và cách kiểm tra hiệu quả.

1. Chức năng của cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT là gì?

Cảm biến IAT (Intake Air Temperature) có nhiệm vụ đo nhiệt độ của luồng không khí nạp vào động cơ, sau đó gửi tín hiệu về hộp điều khiển trung tâm ECU. Dựa trên tín hiệu này, ECU sẽ thực hiện các hiệu chỉnh quan trọng để tối ưu hoạt động của động cơ, cụ thể:

Hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu:

• Ở nhiệt độ thấp, không khí có mật độ cao hơn (nhiều oxy hơn), ECU sẽ tăng thời gian phun để đảm bảo tỷ lệ hòa khí phù hợp.
• Ở nhiệt độ cao, không khí loãng hơn (ít oxy hơn), ECU sẽ giảm thời gian phun nhằm tránh hỗn hợp quá giàu.

Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm:

• Khi nhiệt độ khí nạp thấp, tốc độ lan truyền của màng lửa trong buồng đốt sẽ chậm hơn. ECU sẽ tăng góc đánh lửa sớm để đảm bảo quá trình cháy diễn ra đúng thời điểm.
• Ngược lại, nếu khí nạp nóng hơn, tốc độ cháy nhanh hơn, ECU sẽ giảm góc đánh lửa sớm để tránh hiện tượng kích nổ.

Việc hiệu chỉnh này giúp động cơ hoạt động ổn định, tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải, đồng thời cải thiện hiệu suất trong nhiều điều kiện vận hành khác nhau.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT 

Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT (Intake Air Temperature) là một trong những cảm biến quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ đốt trong. Nhiệm vụ chính của cảm biến này là đo nhiệt độ của luồng không khí đi vào động cơ.

Dữ liệu từ cảm biến IAT sẽ được gửi về hộp điều khiển trung tâm ECU, từ đó ECU tính toán và điều chỉnh lượng nhiên liệu phun sao cho phù hợp với mật độ không khí hiện tại, đảm bảo tỷ lệ hòa khí luôn tối ưu. Điều này góp phần giúp động cơ vận hành hiệu quả, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.

2.1 Cấu tạo

Cảm biến IAT được cấu thành từ ba bộ phận chính sau:

• Ống dẫn khí nạp: Là bộ phận kết nối trực tiếp với đường ống nạp của động cơ, nơi không khí được hút vào để cung cấp cho quá trình cháy.
• Cảm biến nhiệt độ (điện trở nhiệt): Là một loại điện biến trở (thường là loại NTC – Negative Temperature Coefficient). Điện trở của cảm biến này giảm khi nhiệt độ không khí tăng và tăng khi nhiệt độ giảm, phản ánh chính xác sự thay đổi nhiệt độ không khí nạp.
• Mạch điện tử: Mạch này có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu điện trở từ cảm biến nhiệt độ thành tín hiệu điện áp, sau đó gửi về ECU để xử lý và hiệu chỉnh hoạt động của động cơ.

 

2.2 Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ khí nạp

Khi không khí đi qua ống dẫn khí nạp, luồng không khí sẽ tác động trực tiếp lên cảm biến nhiệt độ, làm thay đổi nhiệt độ của cảm biến. Cảm biến này là một điện trở nhiệt, có khả năng thay đổi giá trị điện trở theo nhiệt độ không khí:

• Nhiệt độ không khí tăng - điện trở giảm
• Nhiệt độ không khí giảm - điện trở tăng

Tín hiệu thay đổi điện trở này sẽ được mạch điện tử bên trong cảm biến chuyển đổi thành tín hiệu điện áp, sau đó gửi về hộp điều khiển ECU.

Dựa trên mức điện áp nhận được, ECU sẽ tính toán mật độ không khí nạp và điều chỉnh lượng nhiên liệu phun sao cho đạt tỷ lệ hòa khí tối ưu. Ví dụ:

• Khi không khí nóng lên (ít oxy hơn), ECU sẽ giảm lượng nhiên liệu phun.
• Khi không khí lạnh hơn (nhiều oxy hơn), ECU sẽ tăng lượng nhiên liệu phun để đảm bảo hỗn hợp đốt cháy hiệu quả.

3. Những điều cần biết về khí nạp IAT  

Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) là một trong những cảm biến quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ hiện đại. Đúng như tên gọi, cảm biến này có nhiệm vụ đo nhiệt độ của luồng không khí đi vào động cơ, yếu tố then chốt giúp ECU hiệu chỉnh lượng nhiên liệu và góc đánh lửa sao cho phù hợp với điều kiện vận hành thực tế. Nếu bạn chưa hiểu rõ về cách hoạt động và vai trò của cảm biến IAT, rất có thể hiệu suất vận hành xe sẽ không đạt tối ưu, thậm chí dễ dẫn đến tiêu hao nhiên liệu hoặc động cơ hoạt động không ổn định.
3.1 Thông số kỹ thuật của cảm biến nhiệt độ khí nạp 

Ở nhiệt độ 25 độ C thì Rcb = 1KΩ - 1.6 KΩ.

3.2 Sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT 

3.3 Vị trí của cảm biến nhiệt độ khí nạp 

Nằm chung với MAP, MAF

Thông tin cảm biến khí nạp ô tô 

• Nằm rời bên ngoài (gần bầu lọc gió)

3.4 Cách thức kiểm tra và đo kiểm cảm biến nhiệt độ khí nạp 

Đo bằng cách dùng máy sấy tóc hơ vào cảm biến, lấy đồng hồ đo sự thay đổi điện trở của cảm biến. 

• Nếu kim đồng hồ đo có sự thay đổi, chứng tỏ cảm biến đang hoạt động tốt. 
• Nếu kim đồng hồ không có sự thay đổi thì có thể cảm biến đã bị hư hỏng.

So sánh với bảng giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ của cảm biến để kiểm tra chính thức xác. 

3.5 Các hư hỏng thường gặp của cảm biến nhiệt độ khí nạp

Mặc dù cảm biến IAT có cấu tạo đơn giản, nhưng sau thời gian dài sử dụng, nó vẫn có thể gặp sự cố do nhiều nguyên nhân khác nhau. Dưới đây là một số lý do phổ biến khiến cảm biến IAT bị hư hỏng:

• Tuổi thọ cao: Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT có tuổi thọ trung bình khoảng 100.000 km. 
• Tác động của nhiệt độ và độ ẩm: Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT có thể bị hỏng do nhiệt độ và độ ẩm cao. 
• Vết bẩn và dầu mỡ: Vết bẩn và dầu mỡ có thể bám vào cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT, khiến cảm biến không thể hoạt động chính xác. 

3.6 Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT

• Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) thường dễ bị bám bẩn do nằm ngay trên đường khí nạp và thường tích hợp chung với cảm biến lưu lượng khí (MAF). Khi bị bẩn, cảm biến có thể cho tín hiệu sai lệch, ảnh hưởng đến khả năng hiệu chỉnh của ECU.
• Vệ sinh đúng cách: Trong trường hợp cần làm sạch, bạn có thể sử dụng RP7 hoặc dung dịch vệ sinh chuyên dụng. Tuyệt đối không dùng vòi xịt áp lực cao, vì có thể làm hỏng cảm biến, đặc biệt khi nó nằm tích hợp với MAF vốn rất nhạy.
• Khi cảm biến IAT bị lỗi: Trên thực tế, nếu cảm biến IAT gặp trục trặc, xe vẫn có thể hoạt động bình thường, không ảnh hưởng rõ rệt đến công suất hay cảm giác nổ máy. Tuy nhiên, về lâu dài, việc ECU không nhận đúng thông số nhiệt độ sẽ khiến tỷ lệ hòa khí không tối ưu, từ đó ảnh hưởng đến mức tiêu hao nhiên liệu và khả năng kiểm soát khí thải.

Nguồn: VATC