第一節　進氣壓力傳感器

進氣壓力傳感器（也稱進氣歧管壓力傳感器或MAP）用在D型噴射系統和缸內直噴汽油噴射系統（應用在發動機上的電子控制多點間歇式汽油噴射系統中，基本特點是以進氣壓力和發動機轉速為基本控制參數來控制噴油器的基本噴油量）中，根據發動機的負荷測出進氣歧管內壓力的變化，并通過電路的連接轉化為電信號和轉速信號一起輸入給汽車電控單元（ECU），作為確定噴油器噴油量的基本依據。進氣壓力增大，噴油量增多，點火提前角變小。它大多安裝在汽車發動機的進氣歧管上，也有少部分安裝在汽車發動機ECU的控制盒內或發動機的駕駛室內（皇冠3.0安裝在發動機艙內、奧迪A6安裝在發動機電腦內）。如果進氣壓力傳感器工作不良，一般會使發動機出現啟動困難、怠速抖動、加速無力、油耗增大、排放超標等故障。

進氣壓力傳感器的種類較多，按其信號的產生原理可以分為電壓型和頻率型兩種。電壓型又可分為半導體壓敏電阻式（電阻應變計式）和膜盒傳動可變電感式；頻率型可分為電容式和表面彈性波式。其中以半導體壓敏電阻式應用最多。

一、半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器

1.結構

半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器是利用半導體的壓阻效應的原理制成的。主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管接頭和引線電極組成，其內部結構如圖4-1所示。

硅膜片是用單晶硅制成的壓力轉換元件，其長和寬各為3mm，厚度為160μm，在硅膜片的中心部位用腐蝕方法制作了一個直徑為2mm、厚度為50μm的薄膜片，在薄膜片表面的圓周上，采用集成電路加工和臺面擴散技術制作了4只阻值相等的應變電阻，并將4只電阻連接成惠斯頓電橋電路，如圖4-2所示，然后再與傳感器內部的溫度補償電阻和信號放大電路等混合集成電路連接。

2.工作原理

半導體壓敏電阻的工作原理如圖4-3所示。硅膜片一面通真空室，一面承受來自進氣歧管中氣體的壓力，在此氣體壓力的作用下，硅膜片會產生變形，且壓力越大形變越大，膜片上應變電阻的阻值在此壓力的作用下就會發生變化，使傳感器上以惠斯頓電橋方式連接的硅膜片應變電阻的平衡被打破，當電橋的輸入端輸入一定的電壓或電流時，在電橋的輸出端便可得到相應變化的信號電壓或信號電流，因為此信號比較微弱，故采用了混合集成電路進行放大后輸入給ECU。

3.檢測方法

半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器由于其體積小，精度高，響應性、再現性和抗振性較好，一般不易損壞，應用較廣泛。但其若損壞或其連接線路不良，則易使發動機出現怠速不良、啟動不易和啟動后熄火的故障。若在汽車運行中出現上述故障，則應對此傳感器及相關電路和元件進行檢測，檢測方法如下。

①拔下傳感器的連接器插頭，接通點火開關（但不啟動發動機），用萬用表電壓擋檢測連接器插頭電源端和接地之間的電壓（圖4-3所示電路中的UC端子與E2端子），應在4～6V之間；若無電壓，應檢測ECU相應端子間的電壓，若正常，則是傳感器與ECU間連接線路發生故障，若仍無電壓，則是ECU發生故障。

②檢測進氣壓力傳感器的輸出電壓。拔下進氣壓力傳感器與進氣歧管連接的真空軟管，打開點火開關（但不啟動發動機），用電壓表測量進氣壓力傳感器的輸出電壓（圖4-3所示電路中的PIM端子與E2端子）。接著向進氣壓力傳感器內施加真空，并測量在不同真空度下的輸出電壓，該電壓值應隨真空度的增大而降低，其變化情況應符合規定，否則應更換。

4.應用

新款高爾夫、捷達型轎車半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器的檢測。此類型轎車的進氣壓力傳感器與進氣溫度傳感器制成一體，安裝在進氣系統的動力腔上，這兩種傳感器配合工作能準確地反映氣缸的進氣量。進氣壓力傳感器的外形如圖4-4所示。該傳感器連接器的4個連接端子1、2、3、4與ECU的220、D101、T60/55、T60/42端子相連接，其連接電路如圖4-5所示。此種壓力傳感器的檢測方法如下。

（1）電阻檢測　關閉點火開關，拔下ECU線束連接器和進氣壓力傳感器線束連接器。用萬用表的電阻擋檢測ECU和傳感器有關端子間的電阻，其電阻應符合表4-1中列出的標準規定值，如果電阻過大或為無窮大，則說明線束與端子接觸不良或有斷路，應進行更換。

（2）電壓檢測　用萬用表直流電壓擋檢測電壓，打開點火開關，檢查進氣壓力傳感器連接器3與1端子間的電源電壓，標準值應為5V左右；打開點火開關，發動機不運轉，檢查進氣壓力傳感器信號輸出端子4與搭鐵1端子間的信號電壓，標準值應為3.8～4.2V；當發動機怠速運轉時，信號電壓應為0.8～1.3V；當節氣門開度加大時，信號電壓應上升。如果信號電壓經檢查不符合上述規定，說明傳感器已經損壞，應進行更換。

案例1.切諾基吉普車的半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器檢測

北京切諾基吉普車進氣壓力傳感器也是采用半導體壓敏電阻式傳感器測量進氣壓力的大小，其安裝在駕駛室內的儀表板上，傳感器的安裝位置及電路如圖4-6所示。

進氣壓力傳感器與ECU有3條線相連，一條是電源線，ECU向傳感器輸入4.5～5.5V電壓；另外兩條線分別是信號電壓線和地線。在發動機怠速運轉時，進氣歧管內的真空度高，傳感器的電阻大，傳感器輸出1.5～2.1V低電壓信號；當節氣門全開時，歧管內的真空度低，傳感器電阻小，傳感器輸出3.9～4.5V較高電壓信號，如圖4-7所示。

切諾基吉普車的進氣壓力傳感器及其連接線路的檢測方法如下。

（1）檢測傳感器的電源電壓　當點火開關接通時，檢測傳感器C端子與A端子間的電壓，電壓值應為4.5～5.5V。如電壓為零，再檢測ECU線束連接器接頭端子6與4間的電壓，如果電壓不為4.5～5.5V，說明傳感器電源線斷路或線路接觸不良。

（2）檢測傳感器的信號電壓　傳感器輸出的信號電壓可用高阻抗數字式萬用表直流電壓擋進行檢測。傳感器插座上有A、B、C三個端子，接通點火開關，不啟動發動機，檢測信號輸出端子B與搭鐵端子A上的電壓，電壓值應為4～5V；當發動機熱機怠速運轉時，B端子與A端子間的電壓下降到1.5～2.1V；當節氣門開度逐漸增大時，B端子與A端子間的電壓應逐漸升高。如檢測ECU線束連接器插頭1端子與4端子間的電壓，則應和B端子與A端子間的電壓相同。如檢測結果不符合規定，說明傳感器信號線斷路、接觸不良或傳感器本身有故障，應繼續檢查并更換相應的元件。

（3）檢測傳感器負極導線的連接情況　用萬用表電阻擋檢測傳感器A端子與發動機缸體間的電阻，阻值應小于0.5Ω。如阻值過大或為無窮，則說明傳感器負極導線斷路或插頭連接不良。

（4）檢查真空軟管的連接情況　仔細檢查進氣壓力傳感器（MAP）的真空軟管與節氣門體的連接情況，如連接不良或漏氣，則會影響傳感器性能并直接影響發動機工作的穩定性，可視情況使其連接牢固或更換真空軟管。

案例2.本田轎車的半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器檢測

本田轎車的進氣壓力傳感器安裝在節氣門體進氣道上，如圖4-8所示。也采用了利用半導體的壓阻效應制成的半導體壓敏電阻式壓力傳感器，其與ECU連接的電路如圖4-9所示。黃/紅線（端子1）為傳感器電源線，綠/白線（端子3）為搭鐵線，綠/紅線（端子2）為傳感器信號線。

對本田轎車進氣壓力傳感器仍從電源電壓、信號電壓及連接線束的導通性等方面去進行檢測，檢測方法如下。

（1）檢測MAP傳感器的電源電壓　拔下MAP傳感器的3芯插頭，打開點火開關，用萬用表測量MAP傳感器3芯插頭上的1、2兩端子間的電壓，如圖4-10所示，其標準值應為5V。

（2）檢測MAP傳感器的信號電壓　拆下MAP傳感器，把手動真空泵接在MAP傳感器進氣口處，如圖4-11所示，打開點火開關，用萬用表測量MAP傳感器的信號線3號端子與搭鐵線2號端子之間的電壓，按下真空泵，隨著真空度的變化，讀取電壓數值的變化，隨著真空度的變化，其輸出信號電壓的標準參考值如表4-2所示。

（3）檢測MAP傳感器的線束導通性　關閉點火開關，拔下ECU的C插頭，拔下MAP傳感器的3芯插頭，用萬用表的電阻擋分別測量C19、C7、C17與3芯插頭的1、2、3端子的導通性，如圖4-12所示，測量的各電阻標準值應小于0.5Ω。

案例3.別克凱越進氣壓力傳感器檢測

（1）檢測數據及電路圖　發動機電腦向壓力傳感器提供5V的信號基準電壓。隨著進氣歧管壓力的變化，壓力傳感器會產生不同的搭鐵電阻，真空度越大電阻就越低，從而控制原為5V的基準信號在0～5V變化。不同的信號電壓，就對應著不同進氣歧管的氣壓值，如圖4-13所示。在打開點火開關、未啟動發動機時，歧管壓力等于大氣壓力85～96kPa，信號電壓較高，發動機電腦將該信息作為車輛所在地的大氣壓力信號，發動機電腦根據大氣壓力信號修正噴油時間，此功能也稱作海拔修正。當發動機怠速運行時，進氣管真空度高（37～45kPa），信號電壓為1.0～1.5V；當節氣門全開時真空度低，信號電壓為4.0～4.8V。在線性廢氣再循環流量測試診斷運行時，進氣歧管絕對壓力傳感器還用于確定歧管壓力變化。

（2）檢測步驟　當進氣歧管絕對壓力信號不良時，將會造成發動機怠速不良、加速不良、動力不足等故障。如果進氣歧管絕對壓力傳感器信號與正常值有較大偏差，但未出現故障碼時可導致混合氣過稀動力不足（信號電壓過低）、混合氣過濃冒黑煙（信號電壓過高）故障。

①連接診斷儀，打開點火開關，若有故障碼P0106，證明進氣歧管絕對壓力信號不符合變化規律；若有故障碼P0107，證明進氣歧管絕對壓力信號過低；若有故障碼P0108，證明進氣歧管絕對壓力信號過高。

②打開點火開關，不啟動發動機，讀進氣壓力數據，應在96kPa左右。若高于103kPa，說明P0108所反映的故障是正在持續的硬故障，即信號電壓超高；否則證明是間歇性故障，清除故障碼。

③使發動機運行在怠速狀態，讀進氣壓力數據，應在40kPa左右。若壓力低于12kPa，說明P0107所代表的故障是正在持續的硬故障，即進氣歧管絕對壓力信號過低；否則證明是間歇性故障，清除故障碼。

④氣缸失火也會設置故障診斷碼P0108。如果出現缺火，先修理導致缺火的故障。

⑤測量壓力傳感器插頭1端藍黑色線，對搭鐵電壓應為5V，是由電腦5V電源模塊提供的傳感器5V工作電源。

⑥測量壓力傳感器插頭3端橙黑色線，對搭鐵電壓接近0V，是由電腦提供的傳感器工作搭鐵。

⑦測量壓力傳感器插頭2端藍白色線，在打開點火開關時，對搭鐵電壓應為5V，是電腦內的5V電源串聯了一電阻后輸出的傳感器信號基準電壓。

⑧拔下壓力傳感器上的真空管，檢查真空管不應有堵塞，把手動抽氣筒連接到壓力傳感器上，在壓力傳感器上人工抽氣制造真空度。觀察信號電壓應隨著壓力的變化而及時變化，若變化緩慢或沒有反應，證明壓力傳感器有故障，應更換。可以參考的標準數據是，當不施加真空時，壓力信號電壓為4.5V左右；當施加34kPa的真空時，壓力信號電壓應為1.5V。

⑨打開點火開關，不啟動發動機時，讀數據顯示的大氣壓值若不符合車輛所在地的海拔，證明傳感器有故障。

⑩在啟動發動機時，壓力傳感器應檢測到進氣歧管壓力所發生的任何變化，如果總是保持在一個固定值，證明傳感器有故障。

在發動機正常工作的情況下，壓力傳感器的信號電壓應迅速響應節氣門位置的變化。若壓力信號不應對節氣門位置的變化，信號響應遲緩或響應滯后，證明傳感器有故障，或真空管堵塞。

修理完成后，要用診斷儀的燃油微調復位功能，將長期燃油微調復位到128（0%）。

二、真空膜盒式進氣壓力傳感器

1.工作原理與結構

真空膜盒式進氣壓力傳感器也叫膜盒測壓器，一般安裝在D型噴射系統發動機的進氣歧管上，用來檢測進氣壓力，并將檢測到的壓力信號轉化為電信號輸入給ECU，實現ECU對噴油量的調節。其結構如圖4-14所示。

真空膜盒測壓器的膜盒由薄金屬片焊接而成，在其內部抽真空，外部為氣壓室，與發動機進氣歧管相連。當膜盒的外部受到來自進氣歧管中變化的氣體壓力作用時膜盒易收縮或膨脹。當膜盒接受正壓力，如大氣壓力時，膜盒會收縮；反之，受到真空負壓時，膜盒會膨脹。膜盒的收縮或膨脹將使與之連在一起的操縱桿外伸或回縮（操縱桿的移動與所受的壓力的變化成線性關系），并可采用可變電阻器（電位計）或可變電感器或差動變壓器將操縱桿的機械運動轉化為電信號輸送給ECU，實現對噴油量的控制。

2.真空膜盒式可變電阻器式進氣壓力傳感器

真空膜盒式可變電阻器式進氣壓力傳感器的結構如圖4-15所示。它利用操縱桿的移動使電位計滑動臂的滑動觸點左右移動，從而改變可變電阻的輸出電阻值，進而改變輸出的電壓的大小。當進氣壓力較大時，膜盒收縮，操縱桿回縮，使電位計的滑動觸點向上移動，從而增大了分壓電壓的大小，即增大了輸出電壓值；反之，則膜盒膨脹，輸出電壓減小。

3.真空膜盒式可變電感式進氣壓力傳感器

真空膜盒式可變電感式進氣壓力傳感器結構如圖4-16所示。它利用操縱桿的外伸或回縮移動，帶動與其相連的鐵芯移動，從而使兩互感線圈W1和W2之間的互感系數發生變化，進而改變輸出電壓的大小。其中互感線圈的互感系數與兩線圈的耦合情況相關，耦合越緊，輸出電壓越大。因此，進氣壓力增大時，膜片回縮，鐵芯向兩線圈中間運動時，耦合變緊，輸出電壓增大；反之，則膜片膨脹，輸出電壓減小。

4.真空膜盒式差動變壓器式進氣壓力傳感器

真空膜盒式差動變壓器式進氣壓力傳感器與可變電感式進氣壓力傳感器結構相似，它主要由膜盒、鐵芯、傳感線圈、彈片以及電路組成，如圖4-17所示。傳感線圈由一次繞組和二次繞組兩個繞組構成，如圖4-18所示。一次繞組與振蕩電路連接，產生交變電壓，并在線圈周圍產生磁場；二次繞組為兩個感應線圈，產生感應信號電壓。當交流電通過一次繞組線圈時，兩個二次繞組線圈都產生感應電壓。當鐵芯在中心位置時，兩個二次繞組的感應電壓大小相等，方向相反，傳感器的輸出電壓為零。當鐵芯從中間向一端移動時，一個二次繞組輸出的電壓將大于另一個二次繞組，這兩個二次繞組的電壓差es即為輸出信號電壓，其大小由鐵芯移動距離決定。當進氣歧管壓力發生變化時，膜盒的外伸與回縮帶動鐵芯在磁場中移動，使感應線圈產生的信號電壓發生變化，這個變化的信號電壓經電子電路檢波、整形和放大后，輸入電控單元ECU。

5.真空膜盒式進氣壓力傳感器的檢測方法

真空膜盒式進氣壓力傳感器的常見故障是真空軟管連接不牢、破裂以及感應線圈斷路、短路等。檢測時應注意這種進氣壓力傳感器是用12V電源工作，所以檢測時不要拔下電源線插頭。

（1）檢查電源電壓　關閉點火開關，拔下傳感器連接器插頭，在電源線插頭一側接萬用表，打開點火開關，電壓表應顯示12V，否則應檢查電源線是否存在斷路、短路。

（2）檢查輸出信號電壓　連接好傳感器插頭，打開點火開關，將萬用表正表筆與信號端子接觸，將負表筆搭鐵，在真空軟管上加大氣壓時，信號電壓應為1.5V；對真空軟管吸氣時，電壓應從1.5V慢慢減小；發動機怠速時，電壓應為0.4V，當發動機轉速升高時，輸出電壓值也升高；否則說明傳感器或相關線路出現故障，應進行更換。

三、電容式進氣壓力傳感器

1.結構與原理

電容式進氣壓力傳感器的結構如圖4-19所示，它是將氧化鋁膜片和底板彼此靠近排列，形成電容，利用電容隨膜片上下壓力差的變化而改變的性能，獲取與壓力成正比的電容值信號。將電容（壓力轉換元件）連接到傳感器混合集成電路的振蕩電路中，傳感器能夠產生可變頻率的信號，且該信號的輸出頻率約為80～120Hz，與進氣歧管的絕對壓力成正比。電控裝置ECU可以根據傳感器輸入信號的頻率來感知進氣歧管的絕對壓力的大小，進而對發動機的噴油量進行控制。

2.檢測方法

電容式進氣壓力傳感器目前還沒有得到很普遍的應用，僅在福特等少數轎車的D型噴射發動機上使用。若電容式進氣壓力傳感器或其連接電路發生故障，也可從電源電壓、信號電壓、傳感器與電源間連接線束的導通性去檢測，具體的車型需參考各自的參數標準值。同時也可用汽車專用萬用表對此進氣壓力傳感器進行頻率測試，測試方法是，打開點火開關，發動機不運轉，進氣壓力傳感器輸出信號的頻率約為160Hz；減速時頻率為80Hz左右；怠速時頻率為105Hz左右；若進氣壓力輸出信號消失或者超出工作范圍（頻率小于80Hz或大于160Hz），則說明此傳感器已損壞，應進行檢修或更換。

以下對福特轎車的電容式進氣壓力傳感器的檢測方法進行簡單的介紹。

福特汽車使用的電容式進氣壓力傳感器與電腦的連接電路如圖4-20所示。進氣壓力傳感器有3條線與電控單元ECU連接。ECU的26端子向進氣壓力傳感器提供5V電壓；46端子是信號端子，經ECU搭鐵；45端子為進氣壓力傳感器輸出信號端子。其檢測方法如下。

①檢查真空軟管的連接狀態，以確保無老化破裂現象。

②打開點火開關，檢查ECU的26端子（橘/黑）與搭鐵間的電壓值，應為5V。

③檢測46端子信號電路（黑/白）電壓，應為0V，接地電阻不大于0.5Ω。

④檢測進氣壓力信號線（藍/黃），拆下傳感器連接器接頭，測量45端子處的電壓，在點火開關接通時為0.5V。

四、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塊薄膜敏感區，上面刻制換能器（壓敏SAW延時線），換能器與電路組合成為振蕩器，如圖4-21所示。為了提高測量精度，減小補償溫度對基片的影響，在薄膜敏感區邊緣設置另一只性能相同的換能器（溫基SAW延時線）。換能器是通過在拋光的壓電基片上設置兩個金屬叉指構成的，若在輸入換能叉指T1上加電信號，便由逆壓電效應在基片表面激勵起彈性表面波，傳播到換能叉指T2轉換成電信號，經放大后反饋到T1以便保持振蕩狀態。表面彈性波SAW在兩個換能叉指之間的傳播時間即是所獲得的延遲時間，其大小取決于兩換能叉指間的距離。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產生應變，使換能叉指間的距離發生變化，從而使表面彈性波傳播的延遲時間相應變化。這樣，根據與延遲時間成反比的振蕩頻率，即可輸出壓力信號。