第十節(jié)　進(jìn)氣壓力傳感器

一、進(jìn)氣壓力傳感器概述

1. 進(jìn)氣壓力傳感器作用

進(jìn)氣壓力傳感器也叫歧管絕對(duì)壓力傳感器（MAP），該傳感器其實(shí)屬于速度密度型傳感器，安裝在進(jìn)氣歧管上，用來測量進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的真空度。

2. 類型

進(jìn)氣壓力傳感器的種類很多，目前常用的有半導(dǎo)體壓敏電阻式、真空膜片式、電容式等。其中半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器應(yīng)用最為廣泛。

二、進(jìn)氣壓力傳感器結(jié)構(gòu)

1. 半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)制成，主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管和引線電極組成，見圖2-83。

2. 電容式進(jìn)氣壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理

電容式進(jìn)氣壓力傳感器利用氧化鋁膜片和底板彼此靠近排列形成電容，根據(jù)其電容量隨膜片上下壓力差變化的性質(zhì)研制而成。電容式進(jìn)氣壓力傳感器結(jié)構(gòu)見圖2-84。

3. 真空膜片式進(jìn)氣壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理

真空膜片式進(jìn)氣壓力傳感器的膜盒由薄金屬片焊接而成，其內(nèi)部抽成真空，外部為氣壓室，與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管相連，見圖2-85。該傳感器安裝在D型噴射系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管上，用來檢測進(jìn)氣壓力，并將檢測到的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸入發(fā)電機(jī)控制單元（ECU），實(shí)現(xiàn)ECU對(duì)噴油量的調(diào)節(jié)。

三、進(jìn)氣壓力傳感器工作原理

半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器的硅膜片一面通過真空室，一面承受來自進(jìn)氣歧管中氣體的壓力；在氣體壓力的作用下，硅膜片會(huì)產(chǎn)生變形，且壓力越大形變?cè)酱?；硅膜片上?yīng)變電阻的阻值在此壓應(yīng)力的作用下就會(huì)發(fā)生變化，使傳感器上以惠斯通電橋方式連接的硅膜片應(yīng)變電阻的平衡被打破；當(dāng)電橋的輸入端輸入一定的電壓或電流時(shí)，在電橋的輸出端便可得到相應(yīng)變化的信號(hào)電壓或信號(hào)電流，因?yàn)榇诵盘?hào)比較微弱，所以采用了混合集成電路進(jìn)行放大后輸入給ECU。

四、進(jìn)氣壓力傳感器單體電路

進(jìn)氣壓力傳感器應(yīng)用壓電原理，根據(jù)進(jìn)氣管的壓力的大小變化，電壓值也會(huì)隨之變化。通過探測進(jìn)氣管壓力可計(jì)算出各氣缸空氣量的準(zhǔn)確數(shù)值。根據(jù)該數(shù)值對(duì)進(jìn)氣門的開啟時(shí)間和噴射量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)。進(jìn)氣壓力傳感器電路見圖2-86。

五、進(jìn)氣壓力傳感器關(guān)聯(lián)電路

歧管絕對(duì)壓力傳感器接線包括3個(gè)電路。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM）向5V參考電壓電路上的傳感器提供經(jīng)過調(diào)節(jié)的5V電壓。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊向低電平參考電壓電路提供搭鐵。歧管絕對(duì)壓力傳感器向發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊提供信號(hào)電壓，以響應(yīng)歧管絕對(duì)壓力傳感器信號(hào)電路上的壓力變化。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊將輸入的信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換為壓力值。

在正常操作條件下，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)置于“ON”（打開）位置且發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，進(jìn)氣歧管壓力最大，等于大氣壓力。當(dāng)在節(jié)氣門全開（WOT）條件下操作車輛時(shí)，渦輪增壓器可將歧管壓力增加到大氣壓力以上水平。當(dāng)車輛怠速或減速時(shí)，歧管壓力最低。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊監(jiān)測歧管絕對(duì)壓力傳感器壓力信號(hào)是否超出正常范圍。進(jìn)氣壓力傳感器關(guān)聯(lián)電路見圖2-87。

六、進(jìn)氣壓力傳感器故障判斷

（一）進(jìn)氣壓力傳感器本體檢查

歧管絕對(duì)壓力傳感器測量進(jìn)氣歧管內(nèi)部的壓力時(shí)，進(jìn)氣歧管壓力受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、空氣溫度、大氣壓力和渦輪增壓器輸出等因素影響。歧管絕對(duì)壓力傳感器內(nèi)的膜片因壓力變化而移動(dòng)，壓力變化是由發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和工作條件的變化引起的。

（二）電路檢查

進(jìn)氣壓力傳感器按照下述步驟檢查，對(duì)照電路圖2-88。

第一步　檢查是否存在以下狀況：傳感器外殼損壞、真空管破裂；傳感器密封件損壞；傳感器松動(dòng)或安裝不正確；傳感器真空管堵塞。

維修提示

嚴(yán)禁歧管絕對(duì)壓力傳感器的5V參考電壓電路與車輛的其他部件相連，否則會(huì)損壞傳感器及控制單元。

第二步　測量歧管絕對(duì)壓力傳感器5V參考電壓。

轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)至“OFF”位置。

斷開歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49。

轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)至“ON”位置。

測量歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49的4號(hào)端子與可靠接地之間的電壓（標(biāo)準(zhǔn)電壓值為4.5～5.5V）。

連接歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49。

電壓是否符合規(guī)定值？如果不符合，轉(zhuǎn)至第六步；如果符合，執(zhí)行下一步。

第三步　測量傳感器信號(hào)電路。

轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)至“OFF”位置。

斷開歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49。

轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)至“ON”位置。

在EN49的3號(hào)和4號(hào)端子之間連接一根帶5A熔絲的跨接線，用故障診斷儀觀察“實(shí)際歧管絕對(duì)壓力傳感器電壓”參數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)電壓值為4.5～5.5V）。

連接歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49。

數(shù)據(jù)正常嗎？如果不正常，轉(zhuǎn)至第七步；如果正常，執(zhí)行下一步。

第四步　測量歧管絕對(duì)壓力傳感器接地電路。

轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)至“OFF”位置。

斷開歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49。

轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)至“ON”位置。

測量歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49的1號(hào)端子與可靠接地之間的電阻（標(biāo)準(zhǔn)電阻值小于1Ω）。

連接歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49。

電阻值正常嗎？如果不正常，轉(zhuǎn)至第八步；如果正常，執(zhí)行下一步。

第五步　更換歧管絕對(duì)壓力傳感器，轉(zhuǎn)至第十步。

第六步　檢查傳感器5V參考電壓電路。

轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)至“OFF”位置。

斷開歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49。

斷開ECM線束連接器EN44。

測量歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49的4號(hào)端子與ECM線束連接器EN44的59號(hào)端子之間的電阻值，檢查是否存在斷路情況，否則修理故障部位。

測量歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49的4號(hào)端子與可靠接地之間的電阻值，檢查是否存在對(duì)地短路情況，否則修理故障部位。

測量歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49的4號(hào)端子與可靠接地之間的電壓值，檢查是否存在對(duì)電源短路情況，否則修理故障部位。

以上各測量參數(shù)見表2-13。

電阻值正常嗎？如果正常，執(zhí)行下一步；如果不正常，轉(zhuǎn)至第九步。

第七步　檢查傳感器信號(hào)電路。

轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)至“OFF”位置。

斷開歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49。

斷開ECM線束連接器EN44。

測量歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49的3號(hào)端子與ECM線束連接器EN44的19號(hào)端子之間的電阻值，檢查是否存在斷路情況，否則修理故障部位。

測量歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49的3號(hào)端子與可靠接地之間的電阻值，檢查是否存在對(duì)地短路情況，否則修理故障部位。

測量歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49的3號(hào)端子與可靠接地之間的電壓值，檢查是否存在對(duì)電源短路情況，否則修理故障部位。

以上各測量參數(shù)見表2-14。

電阻值正常嗎？如果不正常，執(zhí)行下一步；如果正常，轉(zhuǎn)至第九步。

第八步　檢查傳感器接地電路。

轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)至“OFF”位置。

斷開歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49。

斷開ECM線束連接器EN44。

測量歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49的1號(hào)端子與ECM線束連接器EN44的40號(hào)端子之間的電阻值，檢查是否存在斷路情況，否則修理故障部位。

測量歧管絕對(duì)壓力傳感器線束連接器EN49的1號(hào)端子與可靠接地之間的電壓值，檢查是否存在對(duì)電源短路情況，否則修理故障部位。

以上各測量參數(shù)見表2-15。

電阻值正常嗎？如果不正常，執(zhí)行下一步；如果正常，執(zhí)行下一步。

第九步　檢查ECM電源電路。

檢查ECM電源電路是否正常。

檢查ECM接地電路是否正常。

電路正常嗎？如果不正常，處理故障部位；如果正常，執(zhí)行下一步。

第十步　更換ECM。

第十一步　利用故障診斷儀確認(rèn)故障代碼是否再次存儲(chǔ)。

連接故障診斷儀至診斷測試接口。

轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)至“ON”位置。

清除故障代碼。

啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速暖機(jī)運(yùn)行至少5min。

路試車輛至少10min。

再次對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行故障代碼讀取，確認(rèn)系統(tǒng)無故障代碼輸出。如果沒有再次存儲(chǔ)，屬于間歇性故障，故障排除。

（三）故障碼分析

為了提供噴油嘴正確的噴油量，進(jìn)氣量須由增壓型歧管絕對(duì)壓力傳感器反饋至PCM。裝配位置通常位于進(jìn)氣歧管頂部。PCM依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的其他相關(guān)參數(shù)狀態(tài)，進(jìn)而推算出實(shí)際進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)參與燃燒的實(shí)際空氣量（實(shí)際進(jìn)氣量）。

PCM依據(jù)流體力學(xué)原理，根據(jù)進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣溫度和壓力實(shí)際測試數(shù)據(jù)并組合考慮到其他相關(guān)參數(shù)的影響因素并根據(jù)所得出的進(jìn)氣量為發(fā)動(dòng)機(jī)提供理想比例的燃油噴射量。

1. 故障碼P0105分析

（1）故障描述　進(jìn)氣壓力傳感器電路，進(jìn)氣壓力傳感器沒有動(dòng)作。

（2）故障原因　可能的故障原因：進(jìn)氣壓力傳感器線路接頭不良；進(jìn)氣壓力傳感器線束斷路或短路；進(jìn)氣壓力傳感器故障；發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元故障。

（3）故障識(shí)別條件　節(jié)氣門開度小于30%且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速350r/min以上，而發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)2s以下，每7.81ms診斷一次中，PCM檢測160個(gè)測試樣本內(nèi)有120個(gè)失敗，當(dāng)上述條件滿足時(shí)故障碼會(huì)被設(shè)定。

2. 故障碼P0107分析

（1）故障描述　進(jìn)氣壓力傳感器電壓太低。

（2）故障原因　可能的故障原因：進(jìn)氣壓力傳感器線束斷路或短路到接地；進(jìn)氣壓力傳感器故障；發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元損壞；TPS傳感器故障。

（3）故障識(shí)別條件　發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元檢測到進(jìn)氣壓力傳感器電壓低于0.20V，持續(xù)5s以上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1000r/min以下時(shí)節(jié)氣門開度大于0%或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1000r/min以上時(shí)節(jié)氣門開度大于20%時(shí)，當(dāng)PCM檢測到的進(jìn)氣歧管壓力值信號(hào)電壓小于0.2V，設(shè)置故障碼P0107。

3. 故障碼P0108分析

（1）故障描述　進(jìn)氣壓力傳感器電壓太高。

（2）故障原因　可能的故障原因：進(jìn)氣壓力傳感器線束短路到電源；進(jìn)氣壓力傳感器故障；發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元損壞；TPS傳感器故障。

（3）故障識(shí)別條件　發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元檢測到進(jìn)氣壓力傳感器電壓高于4.8V，持續(xù)5s以上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2400r/min以下時(shí)節(jié)氣門開度小于15%或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2400r/min以上時(shí)節(jié)氣門開度小于35%時(shí)，當(dāng)PCM檢測到的進(jìn)氣歧管壓力值信號(hào)電壓大于4.8V，在每125ms診斷一次中，ECM檢測640個(gè)測試樣本內(nèi)有320個(gè)測試失敗，當(dāng)上述條件滿足時(shí)故障碼會(huì)被設(shè)定。

（四）失效影響

為了確定燃油噴射量，必須將進(jìn)氣流量信息輸入至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。進(jìn)氣壓力傳感器（MAP）是速度-密度類型的傳感器，測量進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力，間接測量空氣流量。MAP將與進(jìn)氣歧管壓力成正比的模擬信號(hào)輸出到ECM，ECU（ECM）根據(jù)此信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算空氣流量。

進(jìn)氣壓力傳感器失靈時(shí)，根據(jù)節(jié)氣門位置和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出一個(gè)替代值。在這兩種情況下，故障存儲(chǔ)器中都會(huì)記錄一個(gè)故障。

七、進(jìn)氣壓力傳感器的更換

1. 進(jìn)氣壓力傳感器拆卸（圖2-89）

維修圖解

拔開進(jìn)氣壓力傳感器連接器A。

旋出螺栓B，從進(jìn)氣歧管上拆卸進(jìn)氣壓力傳感器。

2. 進(jìn)氣壓力傳感器安裝

按照拆卸相反順序進(jìn)行安裝，把傳感器插入安裝孔。注意，安裝時(shí)小心操作，不要損壞傳感器。

八、進(jìn)氣溫度-增壓壓力傳感器

（一）概述

進(jìn)氣溫度-增壓壓力傳感器（圖2-90）是組合式傳感器，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元提供以下信息：增壓空氣溫度；增壓壓力。

增壓壓力傳感器用于增壓壓力調(diào)節(jié)。利用進(jìn)氣壓力傳感器的信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元還將對(duì)節(jié)氣門的位置進(jìn)行補(bǔ)償。

（二）功能說明

1. 增壓壓力傳感器

采用應(yīng)變儀進(jìn)行壓力測量。施加壓力時(shí)，傳感器中裝有應(yīng)變儀的金屬膜會(huì)發(fā)生變形。應(yīng)變儀的電阻變化將通過一個(gè)測量電橋，以電子方式進(jìn)行記錄并分析。然后，所測得的電壓將作為實(shí)際值輸入到增壓壓力調(diào)節(jié)裝置中。

2. 進(jìn)氣溫度傳感器

進(jìn)行溫度記錄時(shí)，使用的是與溫度有關(guān)的電阻器。該電路包括一個(gè)分壓器，可對(duì)其測量與溫度有關(guān)的電阻值，通過一條傳感器特有的特性線轉(zhuǎn)換成溫度值。在進(jìn)氣溫度傳感器中安裝有一個(gè)熱導(dǎo)體（NTC），其電阻值隨溫度的上升而下降。此電阻值根據(jù)溫度在167k?～150?的范圍內(nèi)變化，對(duì)應(yīng)于-40～130℃的溫度。

（三）進(jìn)氣溫度-增壓壓力傳感器電路

1. 內(nèi)部電路

維修圖解

進(jìn)氣溫度-增壓壓力傳感器通過一個(gè)4芯插頭進(jìn)行連接，該傳感器由發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)提供5V的電壓。內(nèi)部電路見圖2-91。

2. 傳感器特性

增壓壓力的信息將通過一條信號(hào)線傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置。增壓壓力的有效信號(hào)根據(jù)壓力變化而波動(dòng)。測量范圍0.5～4.5V，對(duì)應(yīng)于20～250kPa（0.2～2.5bar）的增壓壓力，見圖2-92。

進(jìn)氣溫度傳感器的電阻隨著溫度在167kΩ～150Ω的范圍內(nèi)變化，對(duì)應(yīng)于-40～130℃的溫度。

3. 工作參數(shù)

表2-16為進(jìn)氣溫度-增壓壓力傳感器參數(shù)。

（四）故障影響

在進(jìn)氣溫度-增壓壓力傳感器失效時(shí)，將出現(xiàn)以下情況：在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中記錄故障代碼；以替代值緊急運(yùn)行。