【汽车传感器原理与检修】汽车传感器原理与检修 第四章 压力传感器

汽车传感器原理与检修
第四章 压力传感器
吴文琳 主编
在汽车上应用的压力传感器常用来检测气体压力和液体压
力，并将压力信号转变为电压信号输入给电控单元，以控制 执行元件的工作。。压力传感器的基本原理是靠测定压力差 来工作的。检测过程中的基准压力通常是指大气压。压力传 感器的种类很多，有膜片式（可变电感式）、应变片式、差 动变压器式、半导体式等多种形式。
图4-1 真空开关的结构与特征 1—B接口；2—弹簧；3—B腔；4—A腔；5—A接口；6—膜片；7—磁铁；8—笛簧开关
A、B两腔室的接口分别与待检测的部位连接，工作时，A、B腔室之间会产 生压力差，假设PA>PB，则膜片向负压一侧（B腔侧）运动，与膜片一体的磁铁也 随之运动，使笛簧开关导通；反之，则笛簧开关关闭。
第三节 进气岐管压力传感器
进气歧管压力传感器应用于D型电子控制燃油喷射系统，用来检测进气 歧管内的压力变化，并将转换成电信号，与转速信号一起传送到电控单元（ ECU）作为确定喷油器基本喷油量的重要参数之一。
进气歧管压力传感器的种类很多，但目前常用的有半导体压敏电阻式、真空 膜盒式、电容式和表面弹性波式等压力传感器。
1）检查电源电压 拔下真空开关线束，打开点火开关， 其电源电压应为12V。
2）检查真空开关的导通性 把手动真空枪接在真空开关的B 接头处如图4-4所示。进行抽真空，此时真空开关应当导通
，指示灯应点亮。否则，说明真空开关失效，则应当更换 。
图4-3采用真空开关的空气滤清器堵塞检测系统
图4-4检测真空开关导通
在实际工作中，空气滤清器真空开关的A腔接口通过管道与大气相连，B腔 接口与滤清器后方的进气支管相连，当空气滤清器发生堵塞时，B接口处为负压， 则膜片带动磁铁一起下移，笛簧开关导通，滤清器堵塞报警指示灯亮，告知驾驶员 空气滤清器出现堵塞，应及时维护，如图4-2所示。
图4-2 空气滤清器检测系统 1—至发动机；2—空气滤清器；3—报警指示灯
图4-7 油压指示器的工作原理
二、发动机机油压力开关的检测
机油压力开关的检测方法如下。 1）点火开关接通后，机油压力指示灯不亮，其故障原因是油压指示灯 线束脱落，或者是熔丝已熔断，或者指示灯丝已烧断。 2）发动机起动后，机油压力已达规定值，指示灯仍点亮，故障原因可 能是触点开关动作不良，线束搭铁。
2）半导体压敏电阻式进气压力传感器的工作原理。 半导体压敏电阻式进气压力传感器的工作原理如图4-9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4-6 油压开关的特征
油压指示器的工作原理如图4-7所示，油压指示灯安装在组合仪 表里，压力开关安装在发动机润滑油路上。压力开关内有受油 压作用而动作的膜片及受油压作用而动作的触点。当油压低于 规定值时，膜片不具有推动弹簧的作用力，触点闭合，指示灯 亮；当油压高于规定值时，膜片推起弹簧，触点分开，指示灯 熄灭，说明油压已经达到了规定值。在正常情况下，触点动作 压力在30～50kpa范围。
半导体压敏电阻式进气压力传感器一般不易损坏，故 应用较广泛。但其若遭损坏或线路连接不良，则易使发动 机出现怠速不良、启动不易和启动后熄火的故障。若在汽 车运行中发现上述故障，应对该传感器及相关电路和元件 进行检测。检测方法如下。
1）检查电源电压 检查时，拔下传感器的连接器插头，接通点火开关（
根据传感器产生的信号原理可分为电压型和频率型两种。
电压型有压电效应式进气压力传感器（或称半导体压敏电阻 应变计式）、电磁式进气压力传感器（或称膜盒传动的可变 电感式）；频率型有电容膜盒式和表面弹性波式（应用较少 ）。其中应用较多的是半导体压敏电阻式和电容式进气岐管 压力传感器。
根据传感器作用可分为进气岐管绝对压力传感器、大气压
第二节 机油压力开关
一、机油压力开关的结构与原理
发动机机油压力开关用于检测发动机有无机油压力，它 由触点、弹簧及膜片组成，如图4-5所示。
图4-5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ发动机机油压力开关结构
当无机油压力作用时，弹簧推动膜片，触点处于闭合（ ON）状态；当机油压力达到规定值时，膜片克服弹簧作 用力，使触点断开（OFF）。图4-6所示为油压开关特性。
力传感器、制动主缸压力传感器、蓄压器压力传感器、空气 滤清器真空开关和机油压力开关。
第一节 空气滤清器真空开关
一、空气滤清器真空开关的结构与原理
真空开关用于化油器型发动机上，通过测量压力差，来判断空 气滤清器是否堵塞。真空开关主要由膜片、磁铁、笛簧开关、 弹簧以及A、B两腔室组成，其结构与特性如图4-1所示。
一、半导体压敏电阻式进气压力传感器
1．半导体压敏电阻式进气压力传感器结构与原理
1）半导体压敏电阻式进气压力传感器的结构。 半导体压敏电阻式进气压力传感器是利用半导体的压阻效应 制成的，主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管和引 线电极组成，其内部结构如图4-8所示。
图4-8 半导体压敏电阻式进气压力传感器结构
因为压阻效应式歧管压力传感器的功能部件是硅膜片和应变 电阻，其工作参数取决于作用于膜片上的压力的大小，因此 传感器的取样压力应从压力波动较小的部位选取。如桑塔纳 2000系列轿车的进气压力都从稳压箱处选取，可以避免压力 波动对检测信号的影响。
图4-9 半导体压敏电阻式进气压力传感器的工作原理
2．半导体压敏电阻式进气压力传感器的检测
二、真空开关的检测
采用真空开关的空气滤清器堵塞检测系统如图4-3所示 。真空开关的A腔接口通过管道与大气相连，B腔接口通过滤 清器与发动机相连，工作过程中，当空气滤清器发生堵塞时 ，即B接口处为负压，则膜片带动磁铁一起下移，笛簧开关 导通，滤清器堵塞报警指示灯亮，空气滤清器出现堵塞，应 及时进行检修。