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第二章 发动机电控系统主要传感器
01
02
03
进气歧管绝对压力传感器的基本结构及工作原理
进气歧管绝对压力传感器的拆检流程及技术要求
进气歧管绝对压力传感器的典型故障案例分析
第二节 进气歧管绝对压力传感器相关知识
一、进气歧管绝对压力传感器的基本结构及工作原理
在D型电控燃油喷射系统中，由进气管绝对压力传感器测量进气管压力，并将信号输入ECU，图2-26所示为进气歧管绝对压力传感器的外形。它安装在节气门与进气门之间的进气管上(图2-27)，实际测量的是进气管的真空度，通过计算换算成反映进气量的参数。
图2-26 不同结构类型的进气歧管绝对压力传感器外形
一、进气歧管绝对压力传感器的基本结构及工作原理
进气歧管绝对压力传感器通常可以分为压敏电阻式、电容式和膜盒式三种类型。
1. 压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器
(1) 结构组成 压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的实物及结构组成如图2-28所示，主要由压电转换元件(硅片)、单臂电桥和IC集成放大电路等组成。该类型传感器具有尺寸小、输出信号稳定、抗振性好等特点，目前得到广泛使用，本田雅阁等轿车采用该类型的进气歧管绝对压力传感器。
图2-28 压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的实物及结构组成
一、进气歧管绝对压力传感器的基本结构及工作原理
(2) 工作原理 压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的核心部件为压电转换元件。压电转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。硅膜片为边长约3mm的正方形，其中间部分经光刻腐蚀形成直径约2mm、厚约50μm的薄膜。在膜片表面规定位置有四个应变电阻，以单臂电桥方式连接，其工作原理如图2-29所示。
图2-29 压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器工作原理
一、进气歧管绝对压力传感器的基本结构及工作原理
2. 电容式进气歧管绝对压力传感器
(1) 结构组成 电容式进气歧管绝对压力传感器的结构组成如图2-30所示。位于传感器壳体内腔的弹性膜片用金属制成，弹性膜片上、下两个凹玻璃的表面也均有金属涂层，这样在弹性膜片与两个金属涂层之间形成两个串联的电容。
(2) 工作原理 电容式进气歧管绝对压力传感器利用电容效应检测进气歧管绝对压力。发动机工作时，进气管内的进气压力作用于膜片，使电容C1和电容C2发生变化。电容变化量经过测量电路转换成电压信号输送给ECU，ECU通过处理这些信号计算出进气歧管压力大小，从而计算出进气量的大小。
图2-30 电容式进气歧管绝对压力传感器的结构组成
一、进气歧管绝对压力传感器的基本结构及工作原理
3. 膜盒式进气歧管压力传感器
(1) 结构组成 图2-31所示为膜盒式进气歧管绝对压力传感器结构组成。 膜盒用薄金属片焊接而成，内腔抽成真空,外部与进气歧管相通。
图2-31 膜盒式进气歧管绝对压力传感器结构组成
(2) 工作原理 当膜盒外表压力变化时，膜盒两侧将随着外部压力的高低而内凹或外凸。感应线圈内部的铁心与膜盒联动，故膜盒的内凹或外凸也就改变了铁心在线圈内的位置。感应线圈由两个绕组组成，一个线圈与振荡电路相连，产生交变电压,在线圈周围产生磁场；另一个为感应绕组,产生电压信号。当进气歧管压力变化时，膜盒带动铁心在磁场中移动，使感应线圈产生的电压信号随之变化。这个随进气歧管压力变化而变化的电压信号被送到电子电路，经检波、整形和放大后，便作为传感器的输出信号传至ECU
二、进气歧管绝对压力传感器的拆检流程及技术要求
图2-32所示为皇冠3.0轿车进气歧管绝对压力传感器电路，其检修过程如图2-33所示。
图2-32 皇冠3.0轿车进气歧管绝对压力传感器电路
二、进气歧管绝对压力传感器的拆检流程及技术要求
检修过程如图2-33所示。
图⒉33 进气压力传感器的检测
1) 将点火开关转至“ON”，测量Ⅴc与E2之间电压，应为5V。
2) 拆下传感器连接真空软管，用手动真空枪给传感器施加真空度，PIM与E2之间电压应随其真空度的增加而下降。
三、进气歧管绝对压力传感器的典型故障案例分析
故障现象：有一辆丰田ST191型卡罗拉轿车，热车时发动机怠速不稳、加速不良且有冒黑烟现象，在加速时排气管还伴有突突的爆燃声。
故障排除：先用元征X431-ME电眼睛读取故障码，显示无故障码。按照电控发动机怠速不良的疑难故障诊断方法，检查各气缸压力均为1.0MPa左右，配气及点火正时均正常。用示波器检查点火波形正常，燃油泵工作压力及保持压力均在正常范围内。对空气滤芯、汽油滤芯、节气门阀体和喷油器进行了清洗或者更换，效果不明显。
三、进气歧管绝对压力传感器的典型故障案例分析
进一步对发动机动态数据进行检测,检测结果为：怠速转速为850r/min、冷却液温度为85℃、喷油脉宽为5.8ms(标准值一般为2~4ms，明显超过标准值)、氧传感器输出电压为0.8~1.0Ⅴ，说明空燃比较低，混合气过浓。
进气歧管绝对压力传感器或空气流量计是控制空燃比的第一参数。因为该车使用的是进气歧管绝对压力(MAP)传感器，因此决定先对进气歧管绝对压力传感器进行检查。由于发动机ECU内无故障码显示-说明MAP传感器不存在断路和短路故障。在发动机怠速运转过程中，拔下MAP传感器的插头，这时故障现象发生了变化，故障警告灯闪亮，但发动机运转平稳，黑烟消失，加速良好。说明故障原因应该在MAP传感器上。
三、进气歧管绝对压力传感器的典型故障案例分析
拔下MAP传感器接头，用数字万用表测量，MAP传感器的供给电压在5.0Ⅴ左右。插上插头，起动发动机，测量传感器的信号电压为4.5Ⅴ，猛踩加速踏板时电压无变化。拔下MAP的真空软管，信号电压仍为4.5Ⅴ。使发动机熄火，将点火开关置于“QN”位置，信号电压仍为4.5Ⅴ。再次起动发动机，用手触摸MAP上的真空软管，感觉不到真空源，此时即可明确，MAP传感器真空管堵塞是造成信号电压不变的直接因素，此时MAP输送给ECU的4.5Ⅴ电压相当于节气门全开时的电压，使发动机ECU误认为节气门全开，因而发出加浓喷油的指令，使混合气过浓，空燃比失调，造成发动机燃烧不完全，冒黑烟，动力下降。
三、进气歧管绝对压力传感器的典型故障案例分析
用钢针将进气歧管上的细铁管的积炭钻通并清洗后装复进气歧管绝对压力传感器，起动发动机，此时发动机加速良好，怠速平稳，黑烟消失，故障彻底排除。
故障说明：该汽车发动机怠速不良，排气管冒黑烟的现象是由于空燃比过小而引起，而决定喷油量大小的因素主要是空气流量大小及发动机转速大小。因此在处理该类型故障时，应重点检查空气流量计、进气歧管绝对压力传感器及转速传感器的信号是否准确。
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