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进气压力传感器

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进气压力传感器

电喷发动机中采用进气压力传感器来检测进气量的称为D型喷射系统(速度密度型)。进气压力传感器检测进气量不是像进气流量传感器那样直接检测,而是采用间接检测,同时它还受诸多因素的影响,因而在检测和维修中就有许多不同于进气流量传感器的地方,所产生的故障也有它的特殊性。

一、进气压力传感器的工作原理

进气压力传感器检测的是节、气门后方的进气歧管的绝对压力,它根据发动机转速和负荷的大小检测出歧管内绝对压力的变化,然后转换成信号电压送至电子控制器(ECU),ECU依据此信号电压的大小,控制基本喷油量的大小。

进气压力传感器种类较多,有压敏电阻式、电容式等。由于压敏电阻式具有响应时间快、检测精度高、尺寸小且安装灵活等优点,因而被广泛用于D型喷射系统中。

应变电阻R1、R2、R3、R4,它们构成惠斯顿电桥并与硅膜片粘接在一起。硅膜片在歧管内的绝对压力作用下可以变形,从而引起应变电阻R阻值的变化,歧管内的绝对压力越高,硅膜片的变形越大,从而电阻R的阻值变化也越大。即把硅膜片机械式的变化转变成了电信号,再由集成电路放大后输出至ECU。

二、进气庄力传感器的输出特性

发动机工作时,随着节气门开度的变化,进气歧管内的真空度、绝对压力以及输出信号特性曲线均在变化。但是它们之间变化的关系是怎样的?输出特性曲线是正的还是负的?这个问题常常不易被人理解,以致有些检修人员在工作中有一种“吃不准”的感觉。

D型喷射系统中检测的是节气门后方的进气歧管内的绝对、压力。节气门的后方既反映了真空度又反映了绝对压力,因而有人认为真空度与绝对压力是一个概念,其实这种理解是片面的。在大气压力不变的条件下(标准大气压力为101.3kPa),歧管内的真空度越高,反映歧管内的绝对压力越低,真空度等于大气压力减去歧管内绝对压力的差一值。而歧管内的绝对压力越高,说明歧管内的真空度越低,歧管内绝对压力等于歧管外的大气压力减去真空度的差值。即大气压力等于真空度和绝对压力之和。理解了大气压力、真空度、绝对压力的关系后,进气压力传感器的输出特性就明确了。

发动机工作中,节气门开度越小,进气歧管的真空度越大,歧管内的绝对压力就越小,输出信号电压也越小。节气门开度越大,进气歧管的真空度越小,歧管内的绝对压力就越大,输出信号电压也越大。输出信号电压与歧管内真空度的大小成反比(负特性),与歧管内绝对压力的大小成正比(正特性)。

三、D型喷射系统故障的特殊性

由于D型喷射系统采用进气压力传感器间接测量进气量,它与L型喷射系统有许多不同的地方,尤其是歧管内的真空度对D型喷射系统影响很大。同是一个故障点,在D型喷射系统和L型喷射系统故障的表现是不一样的。例如:节气门后方漏气,对于L型喷射系统来说,外漏的气体没有经过进气流量传感器的计量,所以ECU不会令喷油量增加,以致使混合气变稀,发动机动力不足、怠速不稳甚至熄火。对于D型喷射系统来说,节气门后方的真空漏气,会使歧管内的真空度下降,绝对压力升高。由于D型喷射系统都是以绝对压力的信号输出给ECU的,所以ECU根据绝对压力升高的信号,令喷油量增加,提高发动机的转速,造成怠速过高。如果漏气严重且.ECU有超速断油功能,当转速增加到1500r/min左右时,ECU将开始断油降速,当降到一定的转速时,ECU又开始供油提高转速……循环不已,以致发动机产生游车现象。

由此可以看出,L型与D型喷射、系统的真空漏气故障,主要表现在发动机怠速工况下的不同。L型喷射系统表现为怠速不稳,甚至熄火。而D型喷射系统则表现为怠速过高,甚至游车。另外,D型喷射系统若在节气门前方漏气,将不影响发动机的工作,这也是D型喷射系统的一个特点。

D型喷射系统中除了真空漏气外,还有许多因素会影响到歧管的真空度。如:机械配气相位不对、点火时间晚、排气管堵塞等。

由正时皮带(或链条)错位造成的配气相位不对,在进气行程活塞已下行时,而进气门仍未开启,造成缸内高度真空,绝对压力很低,送给ECU的信号电压也很低,使ECU令喷油量减小,造成发动机怠速不稳甚至难以起动。

点火时间过晚,造成发动机过热和动力不足。如果靠加大节气门的开度来增加动力,会使歧管内的真空度降低,绝对压力升高,送给ECU的信号电压也升高,使ECU令喷油量增加,造成混合气过浓。其实ECU接收到的绝对压力升高的信息,不是发动机正常工作时的信息,而是一个误导ECU增加喷油量的错误信息,结果造成喷油量过多,混合气太浓引起排气管冒黑烟的一个假象。这种现象只有在D型喷射系统中才会出现。

排气管(三元催化反应器)堵塞,轻者卜会使发动机无力,重者会造成发动机难以起动。如果拆下某一缸的火花塞后,发动机由不能起动变为能起动,说明排气管确已堵塞。排气管堵塞后,只进气不排气或排气极少,使缸内的真空度降低接近0,绝对压力升高甚至接近于大气压力,以致送给ECU的信号电压也很高,ECU令喷油量大大增加,最终使混合气太浓,发动机不能起动。

综上所述,D型喷射系统的主要因素—歧管真空度,是评定发动机性能的一项综合指标。歧管真空度受电控和机械两部分的影响,因此诊断故障时,首先要排除电控部分的故障,其后才是机械部分(点火正时、配气、密封器件)。在诊断机械部分的故障时,应首先使用真空表来测量歧管内的真空度,这样可使检修工作便捷,不致于走弯路。在标准大气压下,一台机械配气良好、点火正时的发动机在怠速工作时,其歧管真空度为58-70kPa。如

果数值不在此范围,说明这台发动机有故障,可用真空表进一步诊断。诊断时,应把真空表接在节气门后方进气歧管的真空管接口上,一待发动机运转达到正常的工作温度时,在怠速工况下即可测量其真空度。测量时,歧管真空度一般有以下几种情况。

a.真空表的低端数值比正常值低16kPa左右、高端低1.3kPa左右时,说明进气歧管部位和真空管漏气。

b.真空表的读数比正常值低3-23kPa,说明气门密封不良或正时皮带错位。

c.真空表的读数在0数值左右摆动,有时出现正压,说明排气管堵塞(三元催化反应器损坏)。

d.发动机2000r/min时,迅速关闭节气门,真空表的读数下降5-r17kPa,说明活塞环漏气,缸内压力降低。

e.发动机2000r/ruin时,迅速关闭节气门,真空表的读数下降10-30kPa,说明进排气歧管垫漏气。

f.真空表读数稳定地为47.57kPa时,说明点火时间过晚。

g.时,快速开启和关闭节气门,真空表的读数在8-82kPa跟随变化,说明发动机工作性能良好。

作为D型喷射系统的主要部件——进气压力传感器,也可以单独给它施加真空来检测。检测时,拆下、通向进气压力传感器的真空管,把手持真空泵接在进气压力传感器的真空管接头上。当施加的真空度为0kPa时,相当于进气歧管内的绝对压力很高,信号电压为

4.5V左右。当施加的真空度为75kPa时,相当于歧管绝对压力很低,信号电压为1V左、右,这时若立即打开真空开关,真空表的读数应从75kPa不停滞地回到原来的位置,同时信号电压也应跟随上升,这说明进气压力传感器性能良好


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