5章控制系统的主要器件-5.2.2运行状态(负荷传感器

第5章控制系统的主要器件 5 2运行状态传感器 主讲 朱明高级技师 经济师 工程师高级技能专业教师汽车维修工高级考评员 电子控制汽油喷射系统传感器 空气流量传感器 v v v 5 2 2负荷传感器p50 汽油机的负荷 转矩 与循环充气量有关 即在一定的转速下与进气的质量流量有关 可用来作为车用汽油机的负荷传感器的1 首先是各式空气流量计 包括各种体积流量计和质量流量计 2 其次 进气歧管绝对压力也可间接反映循环充气量 有正变关系 而绝对压力传感器与空气流量计相比既便宜又可靠 目前使用最广泛和最方便的负荷传感器是进气歧管绝对压力传感器 5 2 2负荷传感器p50 空气流量传感器 安装在空气滤清器和接气门之间的进气管上 是测定吸入发动机的空气流量的传感器 电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气 必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量 以此作为ECU计算 控制 喷油量的主要依据 如果空气流量传感器或线路出现故障 ECU得不到正确的进气量信号 就不能正常地进行喷油量的控制 将造成混合气过浓或过稀 使发动机运转不正常 空气流量传感器有旋转翼片式 叶片式 卡门涡旋式 热线式 热膜式等四种类型 旋转翼片式 叶片式 空气流量计结构简单 测量精度较低 测得的空气流量需要进行温度补偿 卡门涡旋式空气流量计无可动部件 反映灵敏 精度较高 也需要进行温度补偿 热线式空气流量计测量精度高 无需温度补偿 但易受气体脉动的影响 易断丝 热膜式空气流量计和热线式空气流量计测量原理一样 但体积少 适合大批量生产 成本低 5 2 2负荷传感器p50 空气流量传感器 安装在空气滤清器和接气门之间的进气管上 是测定吸入发动机的空气流量的传感器 电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气 必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量 以此作为ECU计算 控制 喷油量的主要依据 如果空气流量传感器或线路出现故障 ECU得不到正确的进气量信号 就不能正常地进行喷油量的控制 将造成混合气过浓或过稀 使发动机运转不正常 5 2 2负荷传感器 1 体积式空气流量计p50如图5 12所示的旋转阀板式空气流量计是典型的体积式流量计 安装在进气系的前端 其阀板可由通过流量计的气体推动绕着带有回位弹簧的轴转动 气流速度 体积流量 越大 由弹簧力与气流推力的平衡所决定的阀板转角就越大 阀板轴一端连着电位计的可变电阻滑动触头 电位计的输出电压Us随着阀板转角即随着流过空气的体积流量的变化而变化 根据事先标定的体积流量与Us的关系即可得出体积流量 1 可变电阻滑动触头2 电位计可变电阻3 阀板4 怠速旁通空气道5 阻尼室 1 体积式空气流量计p50 1 体积式空气流量计p50 叶片式空气流量传感器结构及工作原理传统的波许L型汽油喷射系统及一些中档车型采用这种叶片式空气流量传感器 如丰田CAMRY 佳美 小轿车 丰田PREVIA 大霸王 小客车 马自达MPV多用途汽车等 其结构如图1所示 由空气流量计和电位计两部分组成 空气流量计在进气通道内有一个可绕轴摆动的旋转翼片 测量片 如图2所示 作用在轴上的卷簧可使测量片关闭进气通路 一 叶片式空气流量传感器的结构 工作原理 1 体积式空气流量计p50 发动机工作时 进气气流经过空气流量计推动测量片偏转 使其开启 测量片开启角度的大小取决于进气气流对测量片的推力与测量片轴上卷簧弹力的平衡状况 进气量的大小由驾驶员操纵节气门来改变 进气量愈大 气流对测量片的推力愈大 测量片的开启角度也就愈大 在测量片轴上连着一个电位计 如图3所示 一 叶片式空气流量传感器的结构 工作原理 电位计的滑动臂与测量片同轴同步转动 把测量片开启角度的变化 即进气量的变化 转换为电阻值的变化 电位计通过导线 连接器与ECU连接 ECU根据电位计电阻的变化量或作用在其上的电压的变化量 测得发动机的进气量 如图4所示 一 叶片式空气流量传感器的结构 工作原理 在叶片式空气流量传感器内 通常还有一电动汽油泵开关 如图5所示 当发动机起动运转时 测量片偏转 该开关触点闭合 电动汽油泵通电运转 发动机熄火后 测量片在回转至关闭位置的同时 使电动汽油泵开关断开 此时 即使点火开关处于开启位置 电动汽油泵也不工作 流量传感器内还有一个进气温度传感器 用于测量进气温度 为进气量作温度补偿 一 叶片式空气流量传感器的结构 工作原理 叶片式空气流量传感器导线连接器一般有7个端子 如图5中的39 36 6 9 8 7 27 但也有将电位计内部的电动汽油泵控制触点开关取消后 变为5个端子的 图6示出了日产和丰田车用叶片式空气流量传感器导线连接器端子的 标记 其端子 标记 一般标注在连接器的护套上 一 叶片式空气流量传感器的结构 工作原理 1 体积式空气流量计p50 1 体积式空气流量计p50 1 体积式空气流量计p50 5 2 2负荷传感器 1 体积式空气流量计ECU根据空燃比计算喷油量时需要的是进气空气的质量流量 故在采用体积流量计时还必须同时测定进气空气的温度和压力值 才能通过计算获得进气的质量流量 旋转阀板轴的磨损 阀板画上的污染都会影响这种流量计的测量精度 目前已很少见到车上使用这种传感器了 1 可变电阻滑动触头2 电位计可变电阻3 阀板4 怠速旁通空气道5 阻尼室 1 丰田车叶片式空气流量传感器的检测图7所示为丰田PREVIA 大霸王 车2TZ FE发动机用叶片式空气流量传感器电路原理图 其检测方法有就车检测 电压检测和单件检测三种 二 实例叶片式空气流量传感器的检测 A 就车检测点火开关置 OFF 拔下该流量传感器导线连接器 用万用表 档测量连接器内各端子间的电阻 其电阻值应符合表1所示 如不符 则应更换空气流量传感器 表1叶片式空气流量传感器各端子间的电阻 丰田PREVIA车 二 实例叶片式空气流量传感器的检测 B 检查流量计端子VC与E2和VS与E2之间电压插上流量传感器导线连接器 打开点火开关用万用表电压V档测量连接器内各端子间的电压 其电压值应符合表2所示 如不符 则应更换空气流量传感器 表2叶片式空气流量传感器各端子间的电阻 丰田PREVIA车 二 实例叶片式空气流量传感器的检测 C 单件检测点火开关置 OFF 拔下空气流量传感器的导线连接器 拆下与空气流量传感器进气口连接的空气滤清器 拆开空气流量传感器出口处空气软管卡箍 拆除固定螺栓 取下空气流量传感器 首先检查电动汽油泵开关 用万用表 档测量E1 FC端子 在测量片全关闭时 E1 FC间不应导通 电阻为 在测量片开启后的任一开度上 E1 FC端子间均应导通 电阻为0 二 实例叶片式空气流量传感器的检测 然后用起子推动测量片 同时用万用表 档测量电位计滑动触点Vs与E2端子间的电阻 如图8 二 实例叶片式空气流量传感器的检测 在测量片由全闭至全开的过程中 电阻值应逐渐小 且符合表3所示 如不符 则须更换空气流量传感器 表3叶片式空气流量传感器各端子间的电阻 丰田PREVIA车 二 实例叶片式空气流量传感器的检测 丰田CROWN2 8小轿车5M E发动机的叶片式空气流量传感器各端子间电阻标准值如表4所示 二 实例叶片式空气流量传感器的检测 2 日产车叶片式空气流量传感器的检测 图9所示为日产车叶片式空气流量传感器电路的检测 端子 标记 有新旧两种 二 实例叶片式空气流量传感器的检测 用万用表 档测量各端子之间的电阻时 旧 标记 端子之间应符合表4所示的标准值 否则 应更换空气流量传感器 表4空气流量传感器旧 标记 各端子间电阻值 日产车 二 实例叶片式空气流量传感器的检测 新 标记 端子之间应符合表5所示的标准值 否则 应更换空气流量传感器 表5叶片式空气流量传感器新 标记 各端子间电阻值 日产车 二 实例叶片式空气流量传感器的检测 5 2 2负荷传感器 2 质量空气流量计p51热线式和热膜式空气流量计都能直接测量进气空气的质量流量 其测量原理是 经过热线 或热膜 表面的每 个空气分子都会带走 定的热量 带走热量总值与流过空气的分子数量有关 即和空气质量流量有关 5 2 2负荷传感器 2 质量空气流量计当设计要求热线 或热膜 表面温度与周围环境温度间保持一个固定的温差时 例如70 C或75 等 被空气带走而损失的热量就要由电路加热来补偿 当热线 或热膜 设计成一个恒定电阻时 通过该电阻的电流值就决定了加热量 而通过该电阻的电流可以通过施加在该电阻两端的电压来调整 这就是况 只要测出能够使热线 或热膜 与周围环境的温差保持为定值的电压值 即可获得对应的流经热线 或热膜 的空气质量流量 图5 13给出了这种流量计的结构示意图 2 质量空气流量计 热线式空气流量传感器 热线式空气流量传感器 热线式空气流量传感器 图18所示是采用主流测量方式的热线式空气流量传感器的结构图 它两端有金属防护网 取样管置于主空气通道中央 取样管由两个塑料护套和一个热线支承环构成 热线式空气流量传感器 热线式空气流量传感器 热线式空气流量传感器 1 热线式空气流量计工作原理热线式空气流量计测量原理示意如图 电热线放在发动机进气通道中 当气流通过热线会带走热量 通过的气流越大 热线散失的热量越多 为保持电热线具有恒定温度 就要增加通入电热线的电流 热线式空气流量计就是利用测量热线电流的大小 间接测量空气的流量 热线式空气流量计由白金热线 铂金属线 根据进气温度进行修正的温度补偿电阻 冷线 控制热线电流并产生输出信号的控制线路板 以及空气流量计的壳体等元件组成 热线式空气流量传感器分为主流测量 旁通测量方式两种结构形式 热线式空气流量传感器 图3 2热线测量空子流量原理示意图 热线式空气流量传感器 热线式空气流量传感器 热线线径为70 m的白金丝 RH 布置在支承环内 其阻值随温度变化 是惠斯顿电桥电路的一个臂 图19 热线支承环前端的塑料护套内安装一个白金薄膜电阻器 其阻值随进气温度变化 称为温度补偿电阻 RK 是惠斯顿电桥电路的另一个臂 热线式空气流量传感器 热线支承环后端的塑料护套上粘结着一只精密电阻 RA 此电阻能用激光修整 也是惠斯顿电桥的一个臂 该电阻上的电压降即为热线式空气流量传感器的输出信号电压 惠斯顿电桥还有一个臂的电阻RB安装在控制线路板上 热线式空气流量传感器 2 质量空气流量计 2 质量空气流量计 热膜式空气流量计是热线式空气流量计的改进产品 热膜式空气流量计的发热元件是铂金属膜 又被称为热膜电阻 热膜式空气流量计结构如图3 3所示 发动机起动后 热膜电阻通电发热 空气流过其周围 使其热量散失 温度下降 阻值减小 电桥电压失去平衡 控制电路增大热膜电阻的电流 使其温度与温度补偿电阻之差恒定 当电桥电路电流增大时 取样电阻的电压升高 从而将空气流量转变为电压信号输入ECU 即可测得实际的空气流量 当进气温度变化时 发热元件的温度发生变化 测量进气量的精度就会受到影响 所以 设置温度补偿电阻 温度传感器 当进气温度降低使发热元件电流增大时 温度补偿电阻的电流相应增大 保证发热元件温度与温度补偿电阻温度之差保持恒定 2 热膜式空气流量计 图3 3热膜式空气流量计结构 2 质量空气流量计 2 质量空气流量计 热膜式空气流量传感器 2 质量空气流量计 2 质量空气流量计 2 质量空气流量计 5 2 2负荷传感器 2 质量空气流量计p52输出特性则如图5 14所示 因其输出量为模拟量 为避免在信号传输过程中受到干扰而发生畸变 多数产品将整形及数模转换电路做在传感器上 这样 从传感器输出的就已是数字信号了 5 2 2负荷传感器 2 质量空气流量计p52热线式流量传感器的灵敏度很高 进气管内气流的脉动会使其输出电压信号呈现大幅度失真的波动 如图5 15所示 这种波动存在 不管幅值大小 对于发动机的控制都是不利的 在实际应用中 需要利用硬件或软件滤波 以获得流量的平均值 这类流量计由于能直接获得进气的质量流量 又具有无运动件 无磨损 灵敏度高 响应快 可以独立进行标定等特点 一度很受重视 尤其是在希望精确控制稀燃空燃比 又希望加速响应很快时 会考虑采用此种流量计 5 2 2负荷传感器 2 质量空气流量计这类传感器无法分辨空气分子的运动方向 而向任何方向运动的空气分子都会带走热量 故在进气管中气流脉动较强的场合 例如四缸机 会导致误判 其灵敏度高 只能轴线水平安装 若垂直安装 则流量计内气体的自然对流就会使其有信号输出 热线式流量传感器的热线是一根直径只有0 07mm的细铂丝 在热线被污染时会导致零点漂移 为此 专门设计了由ECU控制在汽车发动机每次熄火之前进行自洁加热 10000F 这可以使热线得到净化 但也使整个流量计的结构复杂化了 价格非常高 热线还容易损坏 过去只有一些六缸以上的中高档车使用热线或热膜式流量计 近来更少见了 实训任务空气流量计测量 实训目标 了解空气流量计的种类 结构 工作原理和实际工作中的测量方法 图3 2热线测量空子流量原理示意图 知识点 1 热线式空气流量计工作原理热线式空气流量计测量原理示意如图 电热线放在发动机进气通道中 当气流通过热线会带走热量 通过的气流越大 热线散失的热量越多 为保持电热线具有恒定温度 就要增加通入电热线的电流 热线式空气流量计就是利用测量热线电流的大小 间接测量空气的流量 热线式空气流量计由白金热线 铂金属线 根据进气温度进行修正的温度补偿电阻 冷线 控制热线电流并产生输出信号的控制线路板 以及空气流量计的壳体等元件组成 图3 2热线测量空子流量原理示意图 实训活动 热膜式空气流量计试验下面以桑塔纳2000GSi型轿车热膜空气流量计为例 加以说明 如图3 4所示 该传感器有五个端子 其中1号端子为备用端子 没有连接导线 2号端子连接的为 12v电源线 3号端子连接的为搭铁线 4号端子连接的为ECU输出给传感器的5v电源线 5号端子为空气流量计的信号输出端子 1 试验设备万用表 桑塔纳2000GSi型轿车 四根自制跨接导线和电吹风机 2 试验步骤 将点火开关置于 OFF 档 拔下空气流量计的导线连接器 从发动机上拆下空气流量计 图3 4空气流量计接线端子和电路原理图 打开点火开关 用万用表电压档检查发动机ECU侧接线端子的电压 并画图 填表 与资料对照 关闭点火开关 使用自制跨接导线将传感器插头的2 3 4 5号端子与线束插头的2 3 4 5号端子连接 也可在不断开接线器情况下 将探针从接线器后刺入3 5号端子 检查确认各端子间不会出现短路或短路 将点火开关置于 ON 档 使用电吹风机向空气流量计的进风口吹风 同时用万用表电压档测量端子3和5之间的电压 观察其值变化 并记录 将电吹风机缓慢向后移动 使其与传感器入口的距离逐渐增大 观察其3和5两端子之间电压值的变化 并记录 关闭点火开关 取下测试线 并接好接线器 热膜式空气流量计试验 思考题 1 为何测量3与5号端子的电压变化 2 随风量的增加 传感器信号呈怎样变化趋势 三 实例热线式空气流量传感器的检查 三 实例热线式空气流量传感器的检查 三 实例热线式空气流量传感器的检查 三 实例热线式空气流量传感器的检查 2 热线式空气流量传感器的检测日产MAXIMA车VG3OE发动机热线式空气流量传感器的检测图20所示为日产VG3OE发动机热线式空气流量传感器的电路 三 实例热线式空气流量传感器的检查 A 检查空气流量传感器输出信号拔下此空气流量传感器的导线连接器 拆下空气流量传感器 按图21 a 所示 将蓄电池的电压施加于空气流量传感器的端子D和E之间 电源极性应正确 然后用万用表电压档测量端子B和D之间的电压 其标准电压值为 1 6 0 5 V 如其电压值不符 则须更换空气流量传感器 三 实例热线式空气流量传感器的检查 在进行上述检查之后 如图21 b 所示 给空气流量传感器的进气口吹风 同时测量端子B和D之间的电压 在吹风时 电压应上升至2 4V 如电压值不符 则须更换空气流量传感器 三 实例热线式空气流量传感器的检查 B 检查自清洁功能装好热线式空气流量传感器及其导线连接器 拆下此空气流量传感器的防尘网 起动发动机并加速到2500r min以上 当发动机停转后5s 从空气流量传感器进气口处 可以看到热线自动加热烧红 约1000 约1s 如无此现象发生 则须检查自清信号或更换空气流量传感器 三 实例热线式空气流量传感器的检查 2 日产CA18E型发动机热线式空气流量传感器的检查A 就车检查先拆下空气流量传感器的导线连接器 如图22所示 检查线束一侧B端子与搭铁间的电压 其基准电压为12V 其次 则按单件检查方法检查端子31与搭铁端之间的电压 三 实例热线式空气流量传感器的检查 B 单件检查如图23 a 所示 在B C两端子间加上12V电压 然后检查D C两端子间的输出电压 这时应该注意 外加电压的端子不能搞错 B端子与蓄电池的正接线柱相连 C端子与蓄电池的负接线柱相连 如果接错就有可能损坏空气流量传感器 三 实例热线式空气流量传感器的检查 然后按图23 b 所示 在吹入空气的情况下 测量空气流量传感器输出电压的变化 其标准为 当没有空气吹入时 电压约为0 8V 当有空气吹入时 电压约为2 OV 三 实例热线式空气流量传感器的检查 5 2 2负荷传感器 3 卡门涡旋式空气流量传感器 3 卡门涡旋式空气流量传感器 1 卡门涡旋式空气流量传感器结构和工作原理卡门涡旋式空气流量传感器的结构和工作原理如图11所示 3 卡门涡旋式空气流量传感器 在进气管道正中间设有一流线形或三角形的涡流发生器 当空气流经该涡流发生器时 在其后部的气流中会不断产生一列不对称却十分规则的被称为卡门涡流的空气涡流 如图11所示 3 卡门涡旋式空气流量传感器 根据卡门涡流理论 这个旋涡行列是紊乱地依次沿气流流动方向移动 其移动的速度与空气流速成正比 即在单位时间内通过涡流发生器后方某点的旋涡数量与空气流速成正比 因此 通过测量单位时间内涡流的数量就可计算出气流速和流量 如图所示 3 卡门涡旋式空气流量传感器 测量单位时间内旋涡数量的方法有反光镜检出式和超声波检出式两种 图12所示是反光镜检出式卡门涡旋流量传感器 3 卡门涡旋式空气流量传感器 反光镜检出式卡门涡旋流量传感器 图12所示测量单位时间内旋涡数量的方法有反光镜检出式和超声波检出式两种 3 卡门涡旋式空气流量传感器 反光镜检出式卡门涡旋流量传感器 反光镜检出式卡门涡旋流量传感器 反光镜检出式卡门涡旋流量传感器 反光镜检出式卡门涡旋流量传感器 其内有一只发光二极管和一只光敏三极管 发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光敏三极管上 使光敏三极管导通 反光镜安装在一个很薄的金属簧片上 金属簧片在进气气流旋涡的压力作用下产生振动 其振动频率与单位时间内产生的旋涡数量相同 由于反光镜随簧片一同振动 因此被反射的光束也以相同的频率变化 致使光敏三极管也随光束以同样的频率导通 截止 ECU根据光敏三极管导通 截止的频率即可计算出进气量 图11 凌志LS400小轿车用了这种型式的卡门涡旋式空气流量传感器 3 卡门涡旋式空气流量传感器 超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器 图13所示在其后半部的两侧有一个超声波发射器和一个超声波接收器 机运转时 超声波发射器不断地向超声波接收器发出一定频率的超声波 当超声波通过进气气流到达接收器时 由于受气流中旋涡的影响 使超声波的相位发生变化 3 卡门涡旋式空气流量传感器 超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器 超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器 超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器 超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器 ECU根据接收器测出的相应变化的频率 计算出单位时间内产生的旋涡的数量 从而求得空气流速和流量 然后根据该信号确定基准空气量和基准点火提前角 二3 卡门涡旋式空气流量传感器 超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器 3 卡门涡旋式空气流量传感器 2 卡门涡旋式空气流量传感器的检测以丰田凌志LS400轿车1UZ FE发动机用反光镜检出式空气流量传感器为例 该传感器与ECU的连接电路如图14所示 二 实例卡门涡旋式空气流量传感器的检查 超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器 1 电阻检测点火开关置 OFF 拔下空气流量传感器的导线连接器 用万用表电阻档 如图14所示 测量传感器上 THA 与 E1 端子之间的电阻 其标准值如表6所示 如果电阻值不符合标准值 则更换空气流量传感器 二 实例卡门涡旋式空气流量传感器的检查 表6卡门涡旋式空气流量传感器THA E1端子间的电阻 丰田凌志LS400轿车 二 实例卡门涡旋式空气流量传感器的检查 2 空气流量传感器的电压检测插好此空气流量传感器的导线连接器 用万用表电压档检测发动机ECU端子THA E2 Vc E1 KS E1间的电压 其标准电压值见表7所示 二 实例卡门涡旋式空气流量传感器的检查 若电压不符合表7要求 则按图15所示进行故障诊断 二 实例卡门涡旋式空气流量传感器的检查 电子控制汽油喷射系统传感器 进气歧管绝对压力传感器 v v v v 5 2 2负荷传感器 3 进气歧管绝对压力传感器 3 进气歧管绝对压力传感器 5 2 2负荷传感器 3 进气歧管绝对压力传感器节气门开度越大 进气歧管绝对压力和循环充气量越大 因此可用进气歧管绝对压力反映汽油机负荷的高低 还可用此压力值结合进气温度和充气系数估算循环充气量 这种压力传感器有多种类型 如半导体压敏电阻型 电容型 电感型 表面弹性波型等 而目前在车用进气歧管绝对压力传感器中采用最普遍的是半导体压敏电阻型的 因为半导体技术和电子技术的进步已使半导体压敏电阻加上其整形放大电路的集成体积很小 而且一致性非常好 大批量生产的成本很低 5 2 2负荷传感器 3 进气歧管绝对压力传感器用于D型汽油喷射系统 安装在进气歧管上 它在汽油喷射系统中所起的作用和空气流量传感器相似 进气歧管绝对压力传感器根据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对压力 真空度 的变化 并转换成电压信号 与转速信号一起输送到电控 ECU 作为确定喷油器基本喷油量的依据 3 进气歧管绝对压力传感器 3 进气歧管绝对压力传感器 3 进气歧管绝对压力传感器1 结构原理半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器 图1 由压力转换元件 硅膜片 和把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路组成 压力转换元件是利用半导体的压阻效应制成的硅膜片 硅膜片的一侧是真空室 另一侧导入进气歧管压力 所以进歧管内绝对压力越高 硅膜片的变形越大 其变形量与压力成正比 附着在薄膜上的应变电阻的阻值则产生与其变形量成正比的变化 利用这种原理 可把进气歧管内压力的变化变换成电信号 3 进气歧管绝对压力传感器 3 进气歧管绝对压力传感器 3 进气歧管绝对压力传感器 3 进气歧管绝对压力传感器 3 进气歧管绝对压力传感器 5 2 2负荷传感器 3 进气歧管绝对压力传感器p53质量良好的半导体压敏电阻型进气歧管绝对压力传感器被测压力与其输出电压成线性关系 如图5 16所示 5 2 2负荷传感器 3 进气歧管绝对压力传感器半导体压敏电阻型进气歧管绝对压力传感器的响应很好 当它直接安装在取压位置上时 会把进气管中的压力脉动反映出来 如图5 17所示 但这种良好的响应性能 对发动机的控制过程并不需要 灵敏的压力波动反而会导致发动机不能稳定工作 需要的是进气管内的平均压力 5 2 2负荷传感器 3 进气歧管绝对压力传感器在早期的使用说明书中 要求传感器和进气管的取压管之间用一根长度不小于300mm的厚壁弹性橡胶管连接以进行机械阻尼 近年来由于已能方便地采用软件滤波或进行平均值计算 对绝对压力传感器的安装才不再加以限制 可以把它直接安装在进气管上 只是要求取压孔必须向下 倾斜30 以内 以免冷凝水对传感器芯片造成损害 5 2 2负荷传感器 3 进气歧管绝对压力传感器在发动机尚未运转的情况下 不管安装在什么位置的绝对压力传感器测出的气压都是环境压力 因此 许多ECU都在点火开关打开而发动机尚未运转时 记下绝对压力传感器的输出作为环境状态的记录 也可以采用此测值作为海拔高度修正的参数 价格低廉 可靠性好 布置方便是进气歧管绝对压力传感器的突出优点和它成为应用最广泛的负荷传感器的原因 实训任务进气压力传感器试验 实训目标 了解进气压力传感器的种类 结构 工作原理和实际工作中的测量方法 图3 5绝压力传感器结构图3 6绝对压力传感器电路原理图 知识点 半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器由压力转换元件 硅膜片 和放大集成电路组成 它利用半导体压电效应原理 使用硅膜片置于一个腔室中 腔室内为绝对压力 硅膜片的另一侧导入发动机进气歧管压力 当进气歧管压力变化 硅膜片两端压力差会引起硅片变形 其变形使硅片的电阻改变 通过IC电路的处理 便可以将电阻的变化转变成电压信号输出 图3 5绝压力传感器结构 图3 6绝对压力传感器电路原理图 实训活动一 威驰轿车真空压力传感器车上检测1 实训设备万用表 威驰轿车或8A发动机 自制跨接导线 手动真空泵 热吹风机 2 实训步骤 起动发动机 运转至正常水温 拔下真空压力传感器上的真空管 如图3 7 a 所示 观察发动机转速变化 将手动真空泵真空管接到真空压力传感器上 如图3 7 b 所示 手动缓慢改变真空度 注意观察发动机转速变化并记录 拔下真空泵真空管 插上发动机真空管 运转发动机 观察发动机运转状况并与 比较 在压力传感器接线器1 2端插入探针 参看图6电路图 用万用表电压档检测两端电压值 在压力传感器上接手动真空泵 改变真空度 观察电压的变化 拔下真空泵 接好真空管 检查发动机运转情况 实训活动二 夏利车真空压力传感器测试1 实训设备万用表 夏利轿车或5A发动机 自制跨接导线 手动真空泵 热吹风机 2 实训步骤夏利轿车发动机的压力传感器是直接安装在进气管上的 压力传感器上还有进气温度传感器 传感器电路原理如图3 8所示 进行压力传感器试验 可采取以下步骤 将点火开关置于 OFF 档 拔下进气压力传感器的导线连接器 从发动机上拆下进气压力传感器 使用自制跨接导线将传感器插头的1 3号端子与线束插头的1 3号端子分别连接 图3 8夏利5A发动机真空压力传感器与电路 将传感器与手动真空泵连接 并密封其连接处 确认各端子间不会短路 将点火开关置于 ON 档 操作手动真空泵 使传感器真空度缓慢增大 同时使用万用表电压档测量端子4与搭铁之间的电压 观察其电压值变化 并记录 拆下自制跨接导线 将跨接导线接在A和B端子上 同时使用万用表电阻档测量端子1和2之间的电阻 记录其电阻值 用热吹风机或制冷剂改变传感器近处温度 观察其输出电阻值变化 并记录 思考题 为何需要检测进气管的温度 进气管真空度受哪些因素影响而变化 为何一定要用跨接线分别连接1和3号端子 才能进行试验 1 皇冠3 0轿车2JZ GE发动机用半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的检测 皇冠3 O轿车2JZ GE发动机用半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器与ECU的连接电路如图2所示 2 半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器的检测 3 进气歧管绝对压力传感器 A 传感器电源电压的检测点火开关置于 OFF 位置 拔下进气歧管绝对压力传感器的导线连接器 然后将点火开关置于 ON 位置 不起动发动机 用万用表电压档测量导线连接器中电源端VC和接地端E2之间的电压如图3 其电压值应为4 5 5 5V 如有异常 应检查进气歧管绝对压力传感器与ECU之间的线路是否导通 若断路 应更换或修理线束 2 半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器的检测 B 传感器输出电压的检测将点火开关置于 ON 位置 不起动发动机 拆下连接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管 图4 2 半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器的检测 在ECU导线连接器侧用万用表电压档测量进气歧管绝对压力传感器PIM E2端子间在大气压力状态下的输出电压 图5 并记下这一电压值 然后用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空 从13 3kPa 100mmHg 起 每次递增13 3kPa 100mmHg 一直增加到66 7kpa 500mmHg 为止 然后测量在不同真空度下进气歧管压力传感器 PIM E2端子间 的输出电压 2 半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器的检测 该电压应能随真空度的增大而不断下降 将不同真空度下的输出电压下降量与标准值相比较 如不符 应更换进气歧管压力传感器 皇冠3 0轿车2JZ GE发动机和丰田HIACE小客车2RZ E发动机进气歧管压力传感器的标准输出电压值如表1所示 表1进气歧管绝对压力传感器的真空度与输出电压的关系 2 半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器的检测 2 北京切诺基轿车用半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的检测北京切诺基轿车用半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器与ECU的连接如图6所示 传感器与ECU有三根导线相连 ECU向传感器供电的电源线 输入传感器的电压为4 8 5 1V 传感器的信号输出线和传感器的接地线 在发动机怠速运转时 进气歧管的真空度高 绝对压力低 传感器的电阻值大 如图7所示 传感器输出1 5 2