气体真空压力传感器(进气歧管压力传感器的结构、工作原理与检测方法)

Posted 2023-05-30

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气体真空压力传感器(进气歧管压力传感器的结构、工作原理与检测方法)

进气歧管压力传感器的作用

进气歧管压力传感器（也称进气压力传感器或MAP）用在D型汽油喷射系中，根据发动机的负荷测出进气歧管内压力的变化，并通过电路的连接转化为电信号和转速信号一起输入给ECU，作为确定喷油器喷油量的基本依据。

进气歧管压力传感器的安装位置

进气歧管压力传感器大多安装在汽车发动机的进气歧管上，也有少部分安装在汽车发动机ECU的控制盒内或发动机的驾驶室内。

进气压力传感器的种类较多，按其信号的产生原理可以分为电压型和频率型两种。电压型又可分为半导体压敏电阻式（电阻应变计式）和膜盒传动可变电感式；频率型的可分为电容式和表面弹性波式。其中以半导体压敏电阻式应用最多。

半导体压敏电阻式进气压力传感器的结构

半导体压敏电阻式进气压力传感器是利用半导体的压阻效应的原理制成的，主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管接头和引线电极组成。其内部结构如下图所示。

硅膜片是用单晶硅制成的压力转换元件，其长和宽各为3mm，厚度为160μm。硅膜片的中心部位用腐蚀方法制作了一个直径为2mm、厚度为50μm的薄膜片。薄膜片表面的圆周上，采用集成电路加工和台面扩散技术制作了4只阻值相等的应变电阻，如下图（a）所示，并将4只电阻连接成惠斯顿电桥电路，如下图（b）所示，然后再与传感器内部的温度补偿电阻和信号放大电路等混合集成电路连接。

半导体压敏电阻式进气压力传感器的工作原理

半导体压敏电阻的工作原理如下图所示。硅膜片一面通真空室，一面承受来自进气歧管中气体的压力，在此气体压力的作用下，硅膜片会产生变形，且压力越大形变越大，膜片中应变电阻的阻值在此压力的作用下就会发生变化，使传感器上以惠斯顿电桥方式连接的硅膜片应变电阻的平衡被打破，当电桥的输入端输入一定的电压或电流时，在电桥的输出端便可得到相应变化的信号电压或信号电流。因为此信号比较微弱，故采用了混合集成电路进行放大后输入给ECU。

由于压阻效应式进气歧管压力传感器的功能部件是硅膜片和应变电阻，其工作参数取决于作用于膜片上的压力大小，因此传感器的取样压力应从压力波动较小的部位选取。

半导体压敏电阻式进气压力传感器的检测

半导体压敏电阻式进气压力传感器由于其体积小，精度高，响应性、再现性和抗振性较好，稳定性较好，不易损坏，因此应用较广泛。如果它出现故障，会导致发动机怠速不良、启动不易和启动后熄火等现象。

如果车辆在运行过程中出现上述现象，则应对此传感器及相关电路和元件进行检测，检测方法如下。

（1）检测ECU的供电电压

拔下传感器的连接器插头，接通点火开关（但不启动发动机），用万用表测量连接器插头电源端和接地之间的电压（电路中的UC与E2端子，如上图所示），正常值应在4～6V之间。如果无电压，应检测ECU相应端子间的电压。如果相应端子间的电压正常，则是传感器与ECU间连接线路发生故障；如果ECU相应端子间无电压，则是ECU发生故障。

（2）检测进气压力传感器的输出电压

拔下进气压力传感器与进气歧管连接的真空软管，打开点火开关（不启动发动机），用电压表测量进气压力传感器的输出电压（电路中的PIM端子与E2端子）。接着向进气压力传感器内施加真空，并测量在不同真空度下的输出电压。该电压值应随真空度的增大而降低，其变化情况应符合规定，否则应更换进气压力传感器。

真空膜盒式进气压力传感器的检测

真空膜盒式进气压力传感器的常见故障是真空软管连接不牢、破裂以及感应线圈断、短路等。检测时应注意，这种进气压力传感器是用12V电源工作，所以检测时不要拔下电源线插头。

（1）检查电源电压

关闭点火开关，拔下传感器连接器插头，在电源线插头一侧接万用表，打开点火开关，电压表应显示12V，否则应检查电源线是否存在断、短路。

（2）检查输出信号电压

连接好传感器插头，打开点火开关，将万用表红表笔与信号端子接触，将黑表笔搭铁。在真空软管上加大气压时，信号电压应为1.5V；对真空软管吸气时，电压应从1.5V慢慢减小；发动机怠速时，电压应为0.4V。当发动机转速升高时，输出电压值也升高。否则说明传感器或相关线路出现故障，应进行更换。

电容式进气压力传感器的检测

电容式进气压力传感器在汽车上的应用还不是很普遍，只有福特等少数轿车的D型喷射发动机上使用。如果电容式进气压力传感器或其连接电路发生故障，也可从电源电压、信号电压、传感器与电源间连接线束的导通性去检测，具体的车型需参考各自的参数标准值。同时也可用汽车专用万用表对此进气压力传感器进行频率测试。

测试方法是：

打开点火开关，但不启动发动机，进气压力传感器输出信号的频率约为160Hz；减速时频率为80Hz左右；怠速时频率为105Hz左右。若进气压力输出信号消失或者超出规定标准值（频率小于80Hz或大于160Hz），则说明此传感器已失效，应进行检修或更换。

进气压力传感器故障码分析

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