項目8進氣絕對壓力和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修

1、 學(xué)習(xí)目標：學(xué)習(xí)目標： 了解進氣絕對壓力傳感器的的分類、作用、工作了解進氣絕對壓力傳感器的的分類、作用、工作原理等原理等 了解節(jié)氣門位置傳感器的的分類、作用、工作原了解節(jié)氣門位置傳感器的的分類、作用、工作原理等理等 掌握進氣絕對壓力傳感器及控制電路的檢測維修掌握進氣絕對壓力傳感器及控制電路的檢測維修 掌握節(jié)氣門位置傳感器和電子節(jié)氣門及控制電路掌握節(jié)氣門位置傳感器和電子節(jié)氣門及控制電路的檢測維修的檢測維修項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修MAPMAP (manifold absolute pressure)功用：功用： 將進氣歧管內(nèi)節(jié)氣門后方的進氣壓力轉(zhuǎn)換成電信號并輸送給ECU。此信號

2、間接反映發(fā)動機進氣量。類型：類型：（1）壓阻效應(yīng)式（2）電容式（3）電感式續(xù)項目續(xù)項目7 7二、進氣管絕對壓力傳感器二、進氣管絕對壓力傳感器 MAPMAP項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修壓阻效應(yīng)： 半導(dǎo)體材料在受到應(yīng)力作用后，其電阻發(fā)生變化的現(xiàn)象。優(yōu)點： 靈敏度高、尺寸小、成本低、動態(tài)響應(yīng)好、抗振性好，被廣泛應(yīng)用。進氣歧管絕對壓力傳感器進氣歧管絕對壓力傳感器1 1、壓阻效應(yīng)式：、壓阻效應(yīng)式：項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（1 1）結(jié)構(gòu)：）結(jié)構(gòu)：項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（1 1）結(jié)構(gòu)：）結(jié)構(gòu)： 硅膜片、真空室、混合集成電路、真空管、電極引線等。 硅膜

3、片為壓力轉(zhuǎn)換元件。 硅膜片中部制成一個薄膜片，上面加工出四個阻值相等的應(yīng)變電阻片，并連接成惠斯通橋形電路。 惠斯通橋形電路的輸出信號，再由混合集成電路輸送給ECU。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（2 2）工作原理：）工作原理： 因為進氣壓力隨進氣流量的變化而變化。 當節(jié)氣門開度增大時，進氣流量增加，進氣壓力升高，硅膜片變形量增大，輸出電壓U0值升高。 反之，節(jié)氣門開度減小時，進氣量減少，進氣壓力降低，硅膜片變形量減小，輸出電壓U0值降低。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（2 2）工作原理：）工作原理： 當接上點火開關(guān)時，惠斯通橋形電路便加上電源電壓UCC。 發(fā)動機不工

4、作時，惠斯通橋形電路中4個應(yīng)變電阻片的阻值相等，電橋平衡，電橋輸出電壓U0為零。 發(fā)動機工作時，硅膜片在進氣歧管壓力作用下產(chǎn)生機械應(yīng)變，進而產(chǎn)生應(yīng)力，使應(yīng)變電阻片的阻值發(fā)生變化，惠斯通橋形失去平衡，在電橋的輸出端即得到輸出電壓U0項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（3 3）電路方框圖：）電路方框圖： ECU通過端子VC向傳感器提供穩(wěn)定的電源電壓，傳感器通過端子E2搭鐵，端子PIM為傳感器輸出信號端。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（4 4）檢測：）檢測： 檢測電源電壓： 將點火開關(guān)轉(zhuǎn)至“ON”位置，檢查傳感器電源電壓（VC與E2之間）應(yīng)為5V。 檢測輸出信號電壓： 拆開傳

5、感器與進氣管連接的軟管，用手動真空泵給傳感器施加真空度，測量傳感器輸出的信號電壓（PIM與E2之間），輸出信號電壓應(yīng)隨真空度增加（絕對壓力減?。┒陆?。 項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修 以空氣為介質(zhì)，用兩個金屬平板作為電極組成的平板電容器，就可構(gòu)成一個電容式傳感器。其電容量為： C=A/d式中：C電容量； 電介質(zhì)的介電常數(shù)； A兩金屬電極間相對有效面積； d兩金屬電極板間的距離。2 2、電容式：、電容式：項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（1 1）構(gòu)造：）構(gòu)造：動片彈性膜片；定片金屬涂層； 動片與兩個定片之間形成兩個串聯(lián)的電容。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢

6、修（2 2）工作原理：）工作原理： 發(fā)動機工作時，進氣壓力作用于彈性膜片上，使彈性膜片產(chǎn)生位移，與一個定片距離減小，而另一個定片距離增大；則電容量也就一個增加，另一個減小，從而把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化。 電容量的變化量再經(jīng)過測量電路轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送給ECU，從而將進氣歧管的壓力轉(zhuǎn)變成電信號。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（3 3）測量電路：）測量電路： 當無進氣壓力時，電橋處于平衡狀態(tài)，兩電容值相等且為C0，電橋輸出電壓為零。 當有壓力作用時，一個電容值增加，另一個電容值減少，則電橋失去平衡，電橋輸出電壓為USC。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修差動變壓器原理

7、：差動變壓器原理： 感生線圈包括一個初級繞組和兩個次級繞組，兩個次級繞組連接成差動形式。 在初級繞組上加上交變電壓e1時，兩個次級繞組中感生出次級電壓，輸出端電壓e2等于兩個次級繞組的感應(yīng)電壓之差。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（1 1）構(gòu)造：）構(gòu)造：項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（2 2）工作原理：）工作原理： 發(fā)動機工作時，傳感器膜盒外表面受到進氣歧管壓力作用，膜盒帶動鐵心位移，從而差動變壓器便有與進氣壓力成正比的電壓信號。此信號經(jīng)檢測、整形和放大后，作為傳感器輸出信號送至ECU。 節(jié)氣門開度增大，進氣量增大，進氣歧管壓力升高，膜盒收縮變形量增大，輸出信號電壓升

8、高。反之，則降低。3 3、電感式：、電感式：項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修使用 優(yōu)點：體積小，精度高，響應(yīng)性好，成本低。 注意：安裝在壓力波動小的部位。 應(yīng)用：廣泛，豐田、通用、克萊斯勒公司生產(chǎn)的很多款汽車，國內(nèi)上海大眾轎車，切諾基，廣州本田，別克項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修檢測（豐田檢測（豐田8A-FE8A-FE發(fā)動機真空膜盒式）發(fā)動機真空膜盒式）（1 1）萬用表檢測）萬用表檢測信號線：接腳信號線：接腳PIMPIM與與E2E2間的動態(tài)信號電壓，隨進氣壓力增大而增大間的動態(tài)信號電壓，隨進氣壓力增大而增大, ,大氣大氣壓壓3.3V3.9V3.3V3.9V，搭鐵線：插

9、頭搭鐵線：插頭E2E2與搭鐵間的搭鐵電阻電阻，應(yīng)為與搭鐵間的搭鐵電阻電阻，應(yīng)為00。電源線：插頭電源線：插頭ACCACC與搭鐵間的供電電壓，應(yīng)為與搭鐵間的供電電壓，應(yīng)為4.5-5.5V4.5-5.5V。信號信號 電源電源 搭鐵搭鐵 項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（2）示波器檢測）示波器檢測 模擬信號：通常模擬信號：通常信號電壓信號電壓在怠在怠速時為速時為1.25V，當節(jié)氣門全開，當節(jié)氣門全開時略低于時略低于5V，全減速時接近，全減速時接近OV。 有些進氣歧管壓力傳感器設(shè)計有些進氣歧管壓力傳感器設(shè)計成成相反相反方式，即當真空度增高方式，即當真空度增高時輸出電壓增高。時輸出電壓增高。

10、 有些系統(tǒng)像克萊斯勒汽車通常有些系統(tǒng)像克萊斯勒汽車通常顯示出許多電子顯示出許多電子雜波雜波，在傳送，在傳送到發(fā)動機到發(fā)動機ECUECU后，發(fā)動機后，發(fā)動機ECUECU中中的信號處理電路會清除雜波干的信號處理電路會清除雜波干擾。擾。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修案例：進氣壓力傳感器的真空管破裂車型：凱迪拉克4.1L故障：油耗大但不冒黑煙，怠速穩(wěn)定，動力性和加速性能也較好。檢查：用診斷儀讀取發(fā)動機數(shù)據(jù)，其中MAP=0kPa，MAP=5V，02S在07-08V。從數(shù)據(jù)看主要原因是MAP=0kPa，可能原因是進氣壓力傳感器損壞或真空管脫落、破裂。檢查發(fā)現(xiàn)接在進氣壓力傳感器上的真空管破裂，

11、更換真空管后怠速時信號05v，踩下加速踏板時信號電壓上升，故障排除。分析：真空管破裂，造成真空度為零，壓力最大，所以信號電壓一直是5V，發(fā)動機控制單元根據(jù)信號認為一直是全負荷工況，所以不斷增加噴油量，造成油耗大。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修三、節(jié)氣門位置傳感器三、節(jié)氣門位置傳感器1 作用作用 反映反映節(jié)氣門開度（節(jié)氣門開度（負荷）的大小，判定發(fā)動機怠速、部分負荷）的大小，判定發(fā)動機怠速、部分負荷、全負荷工況，實現(xiàn)不同的控制模式；負荷、全負荷工況，實現(xiàn)不同的控制模式； 反映反映節(jié)氣門變化快慢（節(jié)氣門變化快慢（加速、減速），實現(xiàn)加速加濃和減加速、減速），實現(xiàn)加速加濃和減速減油或斷油

12、控制。速減油或斷油控制。 2 類型類型 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器 開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器 綜合式綜合式項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修3.節(jié)氣門體 節(jié)氣門體位于空氣流量計之后的進氣管上，它包括節(jié)氣門、怠速旁通氣道、怠速調(diào)整螺釘、怠速控制閥以及節(jié)氣門位置傳感器等。 節(jié)氣門俗稱“油門”，是整個發(fā)動機上唯一由駕駛?cè)怂刂频臋C構(gòu)，通過改變節(jié)氣門開度控制發(fā)動機的進氣量從而控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修1）開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器 內(nèi)部有兩副觸點怠速開關(guān)觸點IDL和全負荷開關(guān)觸點PSW，一個和節(jié)氣門軸聯(lián)

13、動的凸輪控制觸點的開啟和閉合。當節(jié)氣門處于全關(guān)閉位置時怠速觸點閉合，ECU判定發(fā)動機處于怠速工況，從而按怠速工況的要求控制噴油和點火；當節(jié)氣門打開至一定角度時全負荷觸點閉合，ECU進行全負荷加濃控制。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修2）滑動電阻式節(jié)氣門位置傳感器 滑動電阻式節(jié)氣門位置傳感器的設(shè)計避免了開關(guān)式節(jié)氣門傳感器只能檢測發(fā)動機怠速工況和全負荷工況的弊端， 更精確地判斷發(fā)動機的運行工況，控制電路。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修3）綜合式節(jié)氣門位置傳感器 綜合式節(jié)氣門位置傳感器是在滑動式節(jié)氣門傳感器的基礎(chǔ)上加裝了一個怠速開關(guān)。怠速時怠速觸點閉合，輸出怠速工況信號，其

14、他工況節(jié)氣門位置傳感器信號電壓隨節(jié)氣門開度的增大而隨之升高.原理項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修4）電子節(jié)氣門 傳統(tǒng)節(jié)氣門采用剛性連接，發(fā)動機并不總是完全處于最佳運行工況。電子節(jié)氣門（EGAS）與傳統(tǒng)節(jié)氣門比較，采用電纜線,通過電控單元控制節(jié)氣門快速精確地定位。 它的優(yōu)點在于能根據(jù)駕駛員的需求愿望以及整車各種行駛狀況確定節(jié)氣門的最佳開度，保證車輛最佳的動力性和燃油經(jīng)濟性，并具有牽引力控制、巡航控制等控制功能，提高安全性和乘坐舒適性。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（1）電子節(jié)氣門系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)主要包括：加速踏板位置傳感器 加速

15、踏板位置傳感器由兩個無觸點線性電位器傳感器組成.在同一基準電壓下工作，基準電壓由ECU提供。隨著加速踏板位置的改變，電位器阻值也發(fā)生線性的變化，由此產(chǎn)生反應(yīng)加速踏板下踏量大小和變化速率的電壓信號輸入ECU。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修節(jié)氣門位置傳感器 和踏板位置傳感器類似，節(jié)氣門位置傳感器也是由兩個無觸點線性電位器傳感器組成。且由ECU提供相同的基準電壓。當節(jié)氣門位置發(fā)生變化時，電位器阻值也隨之線性地改變，由此產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號輸入ECU，該電壓信號反映節(jié)氣門開度大小和變化速率。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修節(jié)氣門控制電動機 節(jié)氣門控制電動機一般選用步進電動機或直

16、流電動機，經(jīng)過兩級齒輪減速來調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度。早期以使用步進電動機為主，步進電動機精度較高、能耗低、位置保持特性較好，但其高速性能較差，不能滿足節(jié)氣門較高的動態(tài)響應(yīng)性能的要求，現(xiàn)在采用直流電動機，直流電動機精度高、反應(yīng)靈敏、便于伺服控制。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修控制單元（ECU） 控制單元（ECU）是整個系統(tǒng)的核心，包括兩部分：信息處理模塊和電動機驅(qū)動電路模塊。 信息處理模塊接受來自加速踏板位置傳感器的電壓信號，經(jīng)過處理后得到節(jié)氣門的最佳開度，并把相應(yīng)的電壓信號發(fā)送到電動機驅(qū)動電路模塊。 電動機驅(qū)動電路模塊接受來自信息處理模塊的信號，控制電動機轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度，使節(jié)氣門達到或保

17、持相應(yīng)的開度。電動機驅(qū)動電路應(yīng)保證電動機能雙向轉(zhuǎn)動。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（2）電子節(jié)氣門系統(tǒng)的工作原理 傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號輸入節(jié)氣門控制單元，對輸入的信號進行濾波，消除環(huán)境電磁波的影響，根據(jù)工作模式、踏板移動量和變化率解析駕駛員意圖，計算出轉(zhuǎn)矩的基本需求，得到相應(yīng)的節(jié)氣門轉(zhuǎn)角的基本期望值。 再經(jīng)過CAN總線和整車通訊，獲取其他工信以及各種傳感器信號由此計算出整車所需求的全部轉(zhuǎn)矩，通過對節(jié)氣門轉(zhuǎn)角期望值進行補償，得到節(jié)氣門的最佳開度，并把相應(yīng)的電壓信號發(fā)送到驅(qū)動電路模塊，驅(qū)動控制電動機使節(jié)氣門達到最佳的開度位置。 節(jié)氣門位置傳感器則把節(jié)氣門的開度信號反饋給節(jié)氣門控制

18、單元，形成閉環(huán)的位置控制。 項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修 驅(qū)動電動機一般為步進電動機或直流電動機。驅(qū)動步進電動機常采用H橋電路結(jié)構(gòu)，控制單元通過發(fā)出的脈沖個數(shù)、頻率和方向控制電平對步進電動機進行控制。電平控制方向，一個脈信，一個步進角，頻率控轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。 調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制信號的占空比來控制轉(zhuǎn)角，當占空比一定，電動機輸出轉(zhuǎn)矩與回位彈簧阻矩持平，節(jié)氣門開度不變；當占空比增大時，電動機驅(qū)動力矩克服回位彈簧阻矩，節(jié)氣門開度增大；反之,也隨之減小。 ECU對系統(tǒng)的功能進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)故障，點亮指示燈。同時電磁離合器被分離，節(jié)氣門不再受電動機控制。節(jié)氣門在回位彈簧的作用下返回到一

19、個小開度的位置，使車輛慢速開到維修地點。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（3）節(jié)氣門位置傳感器的檢修1）開關(guān)型節(jié)氣門位置傳感器的檢修 常見的故障是觸點接觸不良。 會引起怠速不穩(wěn)或無怠速； 無全負荷信號，會引起加速困難。 閉合時端子IDL與El之間的電阻應(yīng)為零，斷開時端子IDL與E1之間的電阻應(yīng)為無窮大，否則為怠速觸點故障。 功率觸點在節(jié)氣門開度小于50時應(yīng)斷開，開度超過50時應(yīng)閉合。同樣在閉合時端子Psw與E1之間的電阻應(yīng)為零，斷開時端子PSW與E1之間的電阻應(yīng)為無窮大，否則為功率觸點故障。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修2）線性節(jié)氣門位置傳感器的檢修 常見故障是滑片阻

20、值不準確、可動觸點(觸臂)與滑片電阻接觸不良等。 不準確會使開度信號不正確，造成發(fā)動機怠速過高或過低，發(fā)動機加速不良等故障； 不良會使節(jié)氣門開度信號時通時斷，從而造成發(fā)動機加速性能時好時壞，一般用示波器很容易檢測這種故障。 線性節(jié)氣門位置傳感器的接線有3線和4線兩種，豐田車一般采用4線，其他車系采用3線。4線的節(jié)氣門位置傳感器比3線的僅多一副怠速觸點。節(jié)氣門位置傳感器與ECU的連接如圖所示。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修萬用表檢測A、3線的線性節(jié)氣門位置傳感器 A端子電壓應(yīng)為5V。緩慢打開節(jié)氣門，測量節(jié)氣門位置傳感器B、C腳的電阻值，應(yīng)該連續(xù)變化。 插上插頭，接通點火開關(guān)，測量B

21、、C腳的信號電壓。當節(jié)氣門關(guān)閉時信號電壓為0.5V，隨著節(jié)氣門緩慢打開，信號電壓應(yīng)從0.5V逐漸升高至節(jié)氣門全開(WOT)時的4.5V。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修B、4線線性節(jié)氣門位置傳感器。元件檢測：各端子之間電阻值如下。閉： IDL-E2 0 VTA-E2 電阻較小全開： IDL-E2 無窮大 VTA-E2 電阻大閉-全開： VTA-E2電阻逐漸增大在線檢測：打開點火開關(guān)，發(fā)動機不起動。閉-全開：VTA-E2電壓逐漸增大 如不正常，則檢查節(jié)氣門位置傳感器與ECu之間的線路。若線路正常，應(yīng)檢查ECU的搭鐵電路或電源電路。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修示波器檢測

22、 示波器的負極檢測探針連搭鐵線；正極檢測探針連接到傳感器的信號輸出端子上。測試時，打開點火開關(guān)，但不要啟動發(fā)動機，用均勻的速度慢慢打開節(jié)氣門，保持一定開度后，再以同樣的速度慢慢關(guān)閉節(jié)氣門，此時傳感器應(yīng)輸出理想的波形。后者有故障節(jié)氣門位置傳感器波形。項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修傳感器接腳條件標準電阻（k）標準電壓(V)IDL-E2節(jié)氣門全閉0.50節(jié)氣門打開914VC-E23.17.24.55.5VTA-E2節(jié)氣門全閉0.346.300.30.8節(jié)氣門全開2.411.23.24.9節(jié)氣門從全閉到全開逐漸增大逐漸增大項目8 節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修故障分析故障分析節(jié)氣門位置傳感器失效節(jié)氣門位置傳感器失效當節(jié)氣門位置傳感器信號故障，當節(jié)氣門位置傳感器信號故障，ECU無法確認發(fā)動機工況，不無法確認發(fā)動機工況，不能精確控制噴油量。能精確控制噴油量。ECU通常按節(jié)氣門開度