進氣壓力傳感器基本工作原理

在電控多點燃油噴射系統(tǒng)中，精確測量進入發(fā)動機空氣量大小非常重要，該信號是電控單元精確計算噴油量的主要依據(jù)。測量進氣量的傳感器，其作用是檢測發(fā)動機進氣量大小，并將進氣量信息轉換成電信號輸入電控單元（ECU）以供計算確定噴油量。

通常，測量空氣量方法的傳感器可分為兩種，進氣歧管壓力傳感器（即負壓力型）和空氣流量傳感器。壓力傳感器檢測進氣歧管內的絕對壓力，測量方法屬于間接測量法。

由于空氣在進氣歧管內流動時會產生壓力波動，因此，使用壓力傳感器的測量精度不高，但控制系統(tǒng)的制造成本較低。有很多電噴發(fā)動機不用空氣流量計而用歧管壓力傳感器，它和曲軸位置傳感器一起決定著發(fā)動機工作的基本供油量。

進氣壓力傳感器基本工作原理

進氣壓力傳感器通過測量進氣管中的絕對壓力來獲知空氣的密度，配合發(fā)動機的轉速，計算出進入的空氣量。這里需要說明的是普通發(fā)動機從節(jié)氣門到進氣門之間的歧管一般是處于真空狀態(tài)的。除了增壓型發(fā)動機外。普通汽油發(fā)動機的進氣動力來自活塞的抽吸，也就是說，活塞端是主動端，而節(jié)氣門平常是關閉的，這樣需求多于供給，于是歧管就會產生真空度。即使節(jié)氣門完全打開，由于空氣的流動存在的阻力，有一定的滯后性，主動端在于活塞，所以還是會產生真空，只是真空度較低而已。從這個道理我們也不難看出，為什么渦輪增壓發(fā)動機能產生更大的功率。主要原因還在于空氣不是被動吸入，而是被主動灌入，空氣量大了，壓縮率也就高了，當然功率也就大了。

發(fā)動機工作時，歧管壓力傳感器測量進氣歧管內的絕對壓力和環(huán)境大氣壓之間的差值，使其轉變?yōu)殡妷盒盘枴?a href="http://ttokpm.com/v/tag/1247/" target="_blank">電腦板根據(jù)這個信號計算出精確的進氣量，進而使噴油嘴輸出一定寬度的噴油脈沖信號，使混合氣濃度為最佳空燃比。

進氣壓力傳感器檢測的是節(jié)氣門后方的進氣歧管的絕對壓力，它根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷的大小檢測出歧管內絕對壓力的變化，然后轉換成信號電壓送至ECU，ECU依據(jù)信號電壓的大小，控制基本噴油量的大小。

圖中應變電阻R1，R2，R3，R4，他們構成惠思頓電橋并與硅膜片粘連在一起，硅膜片在歧管內的絕對壓力作用下可以變形，從而引起應變電阻R值得變化，歧管內的真空度越大，硅膜片的變形越大，從而電阻R的阻值變化也越大，即把硅膜片機械式的變化轉變成了電信號，再有集成電路放大輸出至ECU。

發(fā)動機工作時，隨著節(jié)氣門開度的變化，進氣歧管的真空度、絕對壓力以及輸出信號特性曲線均在變化。

發(fā)動機工作，節(jié)氣門開度越小，進氣歧管的真空度越大，歧管內的絕對壓力就越小，輸出電壓也越小。節(jié)氣門開度越大，進氣歧管的真空度越小，歧管內的絕對壓力就越大，輸出信號也越大，輸出信號與歧管內絕對壓力的大小成正比。

進氣壓力傳感器的功用

1、檢測節(jié)氣門后方進氣管內的進氣壓力，計算進氣量，決定基本噴油量和基本點火提前角。進氣壓力越大，進氣量越多，噴油越多，點火提前角越小。

2、監(jiān)測廢氣循環(huán)量和油箱蒸汽回收量。

3、與進氣流量傳感器共用，提高檢測精度。

進氣壓力傳感器的種類

在當今發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中，應用較為廣泛的壓力傳感器按輸出信號分類有電壓型和頻率型兩種。電壓型壓力傳感器又可分為半導體壓敏電阻式和真空膜盒傳動式兩種。頻率型壓力傳感器有電容式和表面彈性波式兩種。

1、電壓型壓力傳感器

半導體壓敏電阻式進氣歧管絕對壓力傳感器

半導體壓敏電阻式進氣歧管絕對壓力傳感器由壓力轉換元件（硅膜片）和把轉換元件輸出信號進行放大的混合集成電路組成。

壓力轉換元件是利用半導體的壓阻效應制成的硅膜片。硅膜片的一側是真空室，另一側導入進氣歧管壓力，所以進氣歧管內絕對壓力越高，硅膜片的變形越大，其變形量與壓力成正比。附著在薄膜上的應變電阻的阻值則產生與其變形量成正比的變化。利用這種原理，可把進氣歧管內壓力的變化變換成電信號。

一般此種傳感器與ECU有3根導線相連：ECU向傳感器供電的電源線，供電電壓一般為4.8-5.1V，傳感器的信號輸出線和傳感器的接地線。在發(fā)動機怠速運轉時，進氣歧管的真空度高（絕對壓力低），傳感器的電阻值大，傳感器輸出1.5-2.1V的低電壓信號；當節(jié)氣門全開時，歧管真空度低（絕對壓力高），傳感器電阻小，傳感器輸出3.9-4.8V的高電壓信號。

真空膜盒傳動的可變電感式進氣歧管絕對壓力傳感器

真空膜盒傳動的可變電感式進氣歧管絕對壓力傳感器主要由膜盒、鐵心、感應線圈和電子電路等組成。

膜盒是由薄金屬片焊接而成，其內部被抽成真空，外部與進氣歧管相通。外部壓力變化將使膜盒產生膨脹和收縮的變化。置于感應線圈內部的鐵芯和膜盒聯(lián)動。感應線圈由2個繞組構成，其中一個與振蕩電路相連，產生交流電壓，在線圈周圍產生磁場，另一個為感應繞組，產生信號電壓。當進氣歧管壓力變化時，膜盒帶動鐵心在磁場中移動，使感應線圈產生的信號電壓隨之變化。該信號電壓由電子電路檢波、整形和放大后，作為傳感器的輸出信號送至

電控單元（ECU）。

由于這種傳感器是利用12V電源完成變壓作用的，所以拔下插座就無法檢查傳感器的好壞。檢測時，將萬用表（電壓擋）的表筆分別插入導線連接器與兩端子接觸，測量其輸出電壓。測量方法如下：在不動插座的情況下閉合點火開關(ON)，將萬用表表筆與Vs、E端子接觸。在開放真空管道、加上大氣壓的情況下，電壓值約為1.5V，而在用嘴巴對真空管道吸氣的情況下，電壓值應從1.5V起向降低方向變化；發(fā)動機怠速運轉時，電壓值約為0.4V ,而當發(fā)動機轉速升高時，此電壓值也升高。

2、頻率型壓力傳感器

3、電容式進氣壓力傳感器

電容式進氣壓力傳感器是用氧化鋁膜片和底板彼此靠近排列形成電容，利用電容膜片上下壓力差而改變的性質，獲得與壓力成正比的電容值信號。將電容連接到傳感器混合集成電路的震蕩電路中，傳感器產生可變頻率的信號。輸出頻率與進氣壓力成正比，在80.120Hz之間變化。

4、表面彈性波式進氣壓力傳感器

表面彈性波式進氣壓力傳感器是在一塊壓電基片上用超聲波方法加工出一個薄膜敏感區(qū)，上面刻制換能器（壓敏SAW延時線），換能器與電路組合成振蕩器。換能器是在拋光的壓電基片上設置2個金屬叉指構成，若在輸入換能叉指T1上加電信號，便由逆壓電效應在基片壽面激勵起彈性表面波，傳播到換能文指T2轉換成電信號，經放大后反饋到T1以便保持振蕩狀態(tài)。表面彈性波（SAW）在2個換能叉指之間的傳播時間即是所獲得的延遲時間，其大小取決于2個換能叉指間的距離。由于導入的進氣歧管壓力作用于壓電基片上，壓力變化將在薄膜敏感區(qū)產生應變，即使換能叉指間距離發(fā)生變化。因而，表面彈性波傳播的延遲時間相應變化。這樣，根據(jù)與延遲時間成反比的振蕩頻率，即可輸出壓力信號。

頻率型壓力傳感器信號電壓一般是5V或12V。當空氣流量變化時，電壓始終不變，而輸出的脈沖頻率發(fā)生變化，因此不能根據(jù)測量電壓高低確定流量變化。檢測時用萬用表找到壓力傳感器的頻率信號輸出線，將汽車萬用表打到“DC”擋，按SELECT功能選擇鍵轉換成“DC+Hz”擋。起動發(fā)動機逐漸加速觀察，主顯示直流電壓和副顯示上的頻率，是否隨轉速變化而變化，一般的頻率型的壓力傳感器隨著進氣量的增加頻率也在改變。

發(fā)動機進氣壓力傳感器的故障表現(xiàn)及檢測

1、故障表現(xiàn)

發(fā)動機不能正常工作

怠速不穩(wěn)

經常熄火

不能啟動

油耗驚人。

2、檢測方法

2.1傳感器電源電壓的檢測

A、點火開關置于“OFF”位置，拔下進氣歧管絕對壓力傳感器的導線連接器，

B、將點火開關置于“ON”位置（不起動發(fā)動機），用萬用表電壓檔測量導線連接器中電源端VCC和接地端E2之間的電壓。其電壓值應為4.5-5.5V。如有異常，應檢查進氣歧管絕對壓力傳感器與ECU之間的線路是否導通。若斷路，應更換或修理線束。

2.2傳感器輸出電壓的檢測

A、接通點火開關。

B、脫開進氣室一側的真空軟管。

C、用萬用表電壓檔測量ECU插接器側進氣壓力傳感器PIM-E2端子間在大氣壓力狀態(tài)下的輸出電壓，并記下這一電壓值。

D、用手提式真空泵向進氣壓力傳感器內施加真空，從13.3kPa (100mmHg）起，每次遞增13.3kPa(100mmHg)，一直增加到66.7kPa (500 mmHg）為止，測量在不同真空度下傳感器PIM-E2端子間的輸出電壓。該電壓應能隨真空度的增大而不斷上升。將不同真空度下的輸出電壓下降量與標準值相比較，如不符，應更換進氣歧管壓力傳感器。

3、進氣壓力傳感器檢修步驟

3.1讀資料，讀圖，識別電路

3.2分析故障點

3.3檢測方法

故障診斷儀：讀取故障碼、讀取數(shù)據(jù)流。

萬用表：流量信號、搭鐵線、電源線

示波器：測量流量信號波形

3.4萬用表檢測

信號線：接腳PIM與E2間的動態(tài)信號電壓，隨進氣壓力增大而增大,大氣壓3.3V~3.9V。

搭鐵線：插頭E2與搭鐵間的搭鐵電阻電阻，應為0Ω。

電源線：插頭ACC與搭鐵間的供電電壓，應為4.5-5.5V。

責任編輯：xj

原文標題：發(fā)動機進氣壓力傳感器

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