(二)進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器 1.歧管壓力傳感器的功能與類型 歧管壓力傳感器的全稱是進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器(MAP),其功能與空氣流量傳感器相似,是一種間接測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的傳感器。它可以測(cè)量出發(fā)動(dòng)機(jī)在各種負(fù)荷狀況下的進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣絕對(duì)壓力值,并將其轉(zhuǎn)換成為電壓信號(hào)輸送給ECU,與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)一起,作為燃油噴射和點(diǎn)火控制的主控信號(hào)。 進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器的安裝位置比較靈活,一般位于節(jié)氣門體的后方的進(jìn)氣總管上,也有的車型通過真空軟管與進(jìn)氣總管連接。只要能將進(jìn)氣歧管內(nèi)的進(jìn)氣壓力引入傳感器的真空管內(nèi),傳感器就可安放在任何位置。 按照工作原理不同,進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器可分為壓阻效應(yīng)式、電容式和電感式三類。其中,以壓阻效應(yīng)式歧管壓力傳感器應(yīng)用最廣,因其靈敏度高、尺寸小、成本低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和抗振性能良好。 2.壓阻效應(yīng)式進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器 (1)壓阻效應(yīng) 單晶硅材料受到外界壓力作用后,其內(nèi)部電阻率發(fā)生明顯變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。利用半導(dǎo)體硅的壓阻效應(yīng)和微電子技術(shù)制成的壓阻式傳感器,具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)效應(yīng)好、易于微型化和集成化等優(yōu)點(diǎn),得到廣泛應(yīng)用。 (2)壓阻效應(yīng)式歧管壓力傳感器的結(jié)構(gòu) 桑塔納轎車所用MAP的外形和結(jié)構(gòu)如圖27所示。它主要由硅膜片、真空室、混合集成電路、真空管、線束插頭和殼體等組成,如圖28所示。 ![]() ![]() 歧管壓力傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1)歧管壓力傳感器的壓力轉(zhuǎn)換元件是半導(dǎo)體硅膜片,硅膜片為邊長3mm的正方形,其中部采用光刻腐蝕的方法制成一個(gè)直徑2mm、厚約50μm的薄膜片。 2)在薄膜片上,采用集成電路加工技術(shù)和臺(tái)面擴(kuò)散技術(shù)加工出4個(gè)阻值相等的應(yīng)變電阻片,這4個(gè)應(yīng)變電阻片連接成單臂橋式電路。 3)硅膜片的一測(cè)是真空室,另一測(cè)導(dǎo)入進(jìn)氣歧管壓力。 (3)壓阻效應(yīng)式歧管壓力傳感器的工作原理 進(jìn)氣歧管壓力傳感器的等效電路如圖29所示。當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí),單臂橋形電路便加上電源電壓Ucc。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)單臂橋式電路中的4個(gè)應(yīng)變電阻片的電阻值相等,電橋平衡,電橋輸出電壓U0為0。 ![]() 歧管壓力傳感器的工作原理 1)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),硅膜片在進(jìn)行歧管壓力作用下產(chǎn)生應(yīng)力,應(yīng)變電阻片的阻值在硅膜片應(yīng)力作用下發(fā)生變化,單臂電橋失去平衡,在電橋輸出端產(chǎn)生輸出電壓U0。 2)通過特殊加工,可使4個(gè)應(yīng)變電阻片處于特殊位置,即在受到硅膜片應(yīng)力作用下,R2、R4增加△R,R1、R3減少△R。 3)因此,當(dāng)電源電壓為Ucc時(shí),電橋輸出電壓U0=UR2-U R1=Ucc(△R/R) 式中:R------應(yīng)變電阻的初始值; △R------應(yīng)變電阻的阻值變化量。 (4)壓阻效應(yīng)式進(jìn)氣歧管壓力傳感器的輸出特性 壓阻效應(yīng)式進(jìn)氣歧管壓力傳感器的輸出特性如圖30所示。 ![]() 歧管壓力傳感器的輸出特性 由U0= Ucc(△R/R)可知,歧管壓力傳感器的輸出電壓U0與應(yīng)變電阻的阻值變化量△R成正比,所以歧管壓力傳感器的輸出電壓U0與歧管內(nèi)的氣體絕對(duì)壓力成直線關(guān)系。 (5)壓阻效應(yīng)式歧管壓力傳感器的檢測(cè)(P61) 1)電源電壓檢測(cè):壓阻效應(yīng)式進(jìn)氣歧管壓力傳感器與ECU的連接電路如圖31所示。 ![]() 歧管壓力傳感器電源電壓檢測(cè)方法 1.點(diǎn)火開關(guān)置于OFF位置,拔下傳感器的導(dǎo)線插接器,然后將點(diǎn)火開關(guān)置于ON位置,不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 2.用萬用表直流電壓檔測(cè)量導(dǎo)線插接器中的電源端Vc和搭鐵端E2之間的電壓,應(yīng)為5V。如有異常,應(yīng)檢查傳感器與ECU之間的連接導(dǎo)線是否接觸不良或斷路,并進(jìn)行修理或更換。 2)輸出信號(hào)電壓檢測(cè) ①將點(diǎn)火開關(guān)置于“ON”位置但不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),拆下連接傳感器與進(jìn)氣歧管的真空軟管。 ②在ECU導(dǎo)線插接器測(cè),用萬用表電壓檔測(cè)量傳感器PIM端子與E2端子在大氣壓力下的輸出電壓,并記下此電壓值。 ③然后用真空泵向歧管壓力傳感器內(nèi)施加真空,從13. 3kPa(100mmHg)起,每次遞增13. 3kPa(100mmHg),一直增加到66.7kPa(500mmHg)為止。 ④接著測(cè)量在上述各種真空度下,傳感器PIM端子與E2端子的輸出電壓,并記下各個(gè)輸出電壓值;該電壓值應(yīng)隨著真空度的增加而不斷下降。 ⑤將實(shí)測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值比較,如不符,應(yīng)查明原因,進(jìn)行檢修或更換傳感器。 表6所示為皇冠轎車2JZ-GE發(fā)動(dòng)機(jī)歧管壓力傳感器輸出電壓與歧管壓力的關(guān)系,可供檢測(cè)中參考。 ![]() |
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