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图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

导读: 半导体压敏电阻式进气压力传感器的结构如下图所示。它是利用半导体的压阻效应制成的,主要由硅片、绝对真空泵、电路转换器(IC放大器)、底座、真空管和电极引线组成。

一、安装位置与作用

1.进气歧管绝对压力、温度传感器

这个组合传感器通过螺栓拧在塑料进气管内。该传感器测量进气管内的压力和温度。

信号使用:发动机控制单元根据信号和发动机转速计算出进气质量。

信号缺失时的影响:信号缺失时,使用节气门位置和进气温度传感器的温度作为替代信号。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

2.增压压力、温度传感器(后)

该组合传感器用螺栓固定在涡轮增压器或节气门体后的进气管接头上。该传感器测量此区域内的进气压力和温度。

信号使用:控制单元根据信号调节涡轮增压压力。进气温度传感器信号还用于防止部件温度过高。温度超过130°C后就会限制涡轮增压器的功率。

信号缺失时的影响:组合传感器失灵时,无法继续进行涡轮增压压力调节。此时不再允许执行涡轮增压器运行模式,且涡轮增压器只能在受控情况下运行。在低转速范围内发动机功率明显下降。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

3.增压压力、温度传感器(前)

这个组合传感器拧在紧靠节气门控制单元前的增压空气管内。该传感器测量此区域内的压力和温度。

信号使用:发动机控制单元根据增压压力传感器信号通过增压压力限压电磁阀调节涡轮增压器的增压压力。

通过进气温度传感器信号计算出增压压力的校正值。在此考虑了温度对增压空气密度的影响。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

信号缺失时的影响:传感器失灵时,涡轮增压器只能在受控情况下运行。更多传感器失灵时,还可能会导致压缩机关闭。

二、结构原理与检测

1.进气压力传感器

(1)结构原理

半导体压敏电阻式进气压力传感器的结构如下图所示。它是利用半导体的压阻效应制成的,主要由硅片、绝对真空泵、电路转换器(IC放大器)、底座、真空管和电极引线组成。

半导体压敏电阻式进气压力传感器的线性度好,且具有结构尺寸小、精度高、响应特性好等优点,因此,在现代汽车发动机电子控制系统中已有较多的应用。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

半导体压敏电阻式进气压力传感器的工作原理如下图所示,硅膜片一面通过真空室,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,膜片上应变电阻的阻值在此压应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。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

(2)典型车系应用

新款科鲁兹车系绝对压力传感器电路图如下图所示。歧管绝对压力传感器有一个5伏参考电压电路、一个低电平参考电压电路和一个信号电路。发动机控制模块向歧管绝对压力传感器提供5伏参考电压,并向低电平参考电压电路提供搭铁。歧管绝对压力传感器通过信号电路向发动机控制模块提供一个与进气歧管压力变化相关的电压信号。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

(3)检测

常规检测(电路图如上图)

① 直观检查:检查传感器的真空管、连接器及线路,看有无松动、破损等异常现象。

② 检查传感器电源电压:接通点火开关(ON),用直流电压表测量传感器的1端子与2端子间的电压,应为5V。如果电压不正常,需检查传感器与发动机控制模块K20之间的线路,若线路正常,则需检查ECU的电源和搭铁线路;若线路仍正常,更换发动机控制模块K20。

③ 检测传感器信号电压:接通点火开关(ON),用直流电压表测量传感器3端子与2端子之间的电压,应为4V左右。启动发动机,在发动机怠速运转时测量3端子与2端子之间的电压,应为1~1.5V。逐渐加大节气门开度,使发动机转速升高,同时测量传感器B端子与A端子之间的电压,应逐渐增大至5V。

如果测得的传感器的信号电压不正常,则需更换传感器。

(4)科鲁兹车系绝对压力传感器的检测

科鲁兹车系绝对压力传感器电路有以下三个故障码分别为:“DTC P0106:歧管绝对压力 (MAP) 传感器性能”、“DTC P0107:歧管绝对压力(MAP)传感器电路电压过低”、“ DTC P0108:歧管绝对压力(MAP)传感器电路电压过高”,这里以此为例讲述绝对压力传感器的出现故障的检测方法。科鲁兹绝对压力传感器电路图参考上图,端子图参考下图。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

2.进气温度传感器

进气温度传感器的结构如下图所示,主要由绝缘套、塑料外壳、防水插座、铜垫圈、热敏电阻等组成。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

进气温度传感器采用负温度系数的热敏电阻作为检测元件,为准确测量进气温度,常用塑料制外壳加以保护,以防安装部位的温度影响传感器的工作精度。

(1)典型车系电路连接

下图为新款科鲁兹带涡轮增压发动机的进气温度传感器电路连接图。进气温度传感器与涡轮增压传感器集成在一起安装在涡轮增压器后面的进气管道中。发动机控制单元ECU为传感器3#提供5V基准电压,传感器1#通过ECU内部接地。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

(2)检测

进气温度传感器出现故障,会导致混合气过浓或过稀,使燃烧变坏,出现工作不稳定,这时应该检查进气温度传感器。

进气温度传感器的检测方法如下:

① 单体检测

关闭点火开关,断开进气温度传感器线束连接器,拆下进气温度传感器。

用制冷剂或压缩空气对进气温度传感器降温,也可采用放入水中加温的方法对传感器进行加温。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

用万用表电阻挡测量传感器两端子间的电阻,其电阻值随温度变化而变化的规律应与下图所示的特性曲线的变化规律相一致。

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

② 在线检测的方法

拔下传感器插头,接通点火开关,测量插头上3#端子与搭铁之间的电压应为5V,若无电压,则应检查ECU连接器上34#端子与搭铁间电压。若此处电压为5V,则说明ECU与传感器之间线路断路;若无5V电压,则ECU有故障。

插回插件,启动发动机,测量传感器3#端子与搭铁之间在不同温度下的电压,应在0.5~4V之间变化(车型不同略有差异,但变化规律基本上是相同的)。

如果测量值与规定值不符,说明进气温度传感器有故障或者损坏,应重换新件。

内容来源:

图解汽车发动机技术10-发动机电子控制系统传感器(1)

《汽车传感器 入门到精通全图解》

化学工业出版社 主编:于海东

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