任务1.3 进气压力传感器故障检修

【学习目标】

1．能根据故障现象制定正确的维修计划。

2．能正确选择诊断设备对进气压力传感器引起的故障进行诊断。

3．能使用万用表、故障诊断仪对进气压力传感器的电路进行检测。

4．能正确记录、分析各种检测结果并确定故障原因和故障部位。

5．能按照正确操作程序进行进气压力传感器的更换。

6．能正确检查进气压力传感器故障的修复质量。

7．能自主检修进气压力传感器引起的故障。

【情境描述】

故障现象：一辆2005年款的别克Excelle1.6L MT轿车空档滑行时发动机熄火，有时加速比较慢。

诊断与排除：查检无故障码；检查火花塞、高压线、进气管无异常；读取数据流，发现在A/C关闭时，MAP的数据在70～80kPa之间波动，而正常情况下为42kPa。更换MAP后故障排除。

分析：MAP的示值较正常值低，导致混合气偏稀，因而导致动力下降，加速缓慢。而在空档滑行时，由于发动机控制模块要进行减速、减稀控制，就会造成混合气朝稀的方向进一步变化，当混合气浓渡过稀时，造成发动机熄火。

【相关知识】

一、进气压力传感器概述

1．进气压力传感器的作用

进气压力传感器也称为进气歧管绝对压力传感器（Manifold Absolute Pressure Sensor，MAP），该传感器用于D型汽油喷射系统。它在汽油喷射系统中所起的作用与空气流量传感器相似。进气歧管绝对压力传感器根据发动机的负荷状态测量出节气门后方进气管内绝对压力的变化，并转换成电压信号和转速信号一起输送到微机控制装置，作为控制喷油脉冲宽度和点火正时的主要参考信号。

2．进气压力传感器的类型

目前运行的汽车中，按信号产生原理，进气歧管压力传感器主要包括半导体压敏电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式和表面弹性波式。目前以半导体压敏电阻式应用最为广泛。本田轿车进气压力传感器如图1-29所示。别克轿车进气压力传感器如图1-30所示。桑塔纳轿车AFE型发动机进气压力传感器如图1-31所示。

3．进气压力传感器的安装位置

进气歧管绝对压力传感器安装在节气门的后方，如图1-32所示。

二、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歧管绝对压力传感器的结构

半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器由压力转换元件、放大压力转换元件输出信号的集成电路和真空室构成，如图1-33所示。

2．半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的工作原理

压力转换元件是利用半导体的压阻效应制成的硅膜片，硅膜片的一面是真空室，另一面作用的是进气歧管的压力。硅膜片约为3mm的正方形，其中部经光刻腐蚀形成直径约2mm、厚约50mm的薄膜，薄膜周围有四个应变电阻，以惠斯顿电桥方式连接。因为薄膜的一侧是真空室，所以薄膜的另一侧即进气歧管内绝对压力越高，硅膜片的变形越大，其应变与压力成正比，附着在薄膜上的应变电阻的阻值随应变成正比变化，这样就可以利用惠斯顿电桥将硅膜片的变形转变成电信号。因为输出的电信号很微弱，所以需要用混合集成放大电路放大后输入到ECU的PIM端子，如图1-34所示。

这种半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器输出的电压信号具有随进气歧管绝对压力的增大呈线性增大的特性。

在通常情况下，传感器信号电压范围应该从怠速运转时的大约1.25V，平稳上升到节气全开时的大约5V，如图1-35所示。

三、电容式进气压力传感器

电容式进气压力传感器结构如图1-36所示。电容式进气压力传感器利用氧化铝膜片和底板彼此靠近排列形成电容，根据其电容量随膜片上下压力差变化的性质制造而成。当发动机歧管内压力发生变化，可获得与压力成比例的电容值信号，如图1-35所示。再把电容（即压力转换元件）连接到传感器混合集成电路的振荡电路中，传感器产生可变频率的信号，其输出信号的频率与进气歧管的压力成正比，频率在80～120Hz范围内变化。输出信号送到电子控制单元，电脑便可感知进气歧管的压力，以此计算发动机的基本喷油量。

【任务实施】

一、半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器检修

（1）半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的电路

丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机进气歧管绝对压力传感器电路如图1-37所示。各端子名称及作用如下：

PIM-信号输出端子，即进气压力信号电压；V_CC-电源端子；E₂-传感器通过ECU搭铁。

（2）半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的检测

1）进气歧管绝对压力传感器电源电压的检测。以丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机为例。

点火开关置于OFF，拔下进气歧管绝对压力传感器的导线连接器；将点火开关置于ON（不起动发动机），用万用表电压档测量导线连接器中电源端V_c和接地端E₂之间的电压，如图1-38所示，其电压值应为4.5～5.5V。如果测量的电压值不符合要求，应检查进气歧管绝对压力传感器与ECU之间的线路是否导通。

2）进气歧管绝对压力传感器输出电压的检测

将点火开关置于ON（不起动发动机），拆下连接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管，使之与大气相通，如图1-38所示。

在ECU导线插接器侧用万用表电压档测量进气歧管绝对压力传感器PIM与E₂端子在大气压力状态下的输出电压，如图1-39和图1-40所示，PIM与E₂之间的电压为3.3～3.9V。

再用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空，从13.3kPa起，每次递增13.3kPa，一直增加到66.7kPa为止，然后测量在不同真空度下进气歧管压力传感器（PIM-E₂端子间）的输出电压。该电压值应该随真空度的增大而不断下降。

（3）迈腾增压压力传感器检修

迈腾1.8TSI发动机增压压力感器为三线式，其电路图如图1-41所示。其中G31传感器引脚作用：2号引脚为5V供电，3号引脚为搭铁，1号引脚为信号线。

增压压力传感器及导线由发动机ECU监控。查询发动机ECU故障码，如果显示增压压力传感器有故障，则进行检测如下：

1）供电电压检查。拔下增压压力传感器插接器，将万用表置于电压档，然后检测1和3端子之间，接通点火开关，其电压值应大于4.5V。如果未达到规定值，检查插接器1和3端子的导线连接是否断路及对搭铁/正极短路，导线电阻值最大为1.5Ω；如果导线无故障，且1、3端子之间有电压，要检查传感器功能；如1、3端子之间无电压，要更换发动机控制单元。如果电压达到规定值，则检查增压压力传感器信号线。

2）信号线检查。插上增压压力传感器的插接器，起动发动机，使之怠速运转，检查增压压力传感器4端子的电压是否为1.8～2.0V；使发动机急加速，其电压值应在2～3V之间。如果未达到规定值，检查增压压力传感器插接器4端子的导线是否断路或对搭铁/正极短路。如果导线正常，则更换增压压力传感器。

二、电容式进气压力传感器检修

（1）福特汽车电容式进气压力传感器

福特汽车电容式进气压力传感器如图1-42所示。该传感器将大气压力传感器和进气压力传感器组合在一起。

福特汽车使用的大气压力和进气压力传感器与电脑的连接电路图，如图1-43所示。该传感器有四条线与电脑（ECU）连接。ECU的3端子向传感器提供5V参考电压；20端子为进气压力传感器输出信号端子，22端子为大气压力传感器输出信号端子，19端子为信号回路，经ECU搭铁。

（2）福特汽车电容式进气压力传感器检修

1）测量电压和电阻

①检查真空软管连接状态，以确保无老化破裂现象。

②打开点火开关，检查ECU的3端子与搭铁间电压应为5V。

③检测19端子电压应为0V，接地电阻不大于5Ω。

④检测进气压力信号线，拆下传感器插接器插头，测量20端子处电压，在点火开关接通时为0.5V。

2）测量进气压力传感器频率。用汽车专用万用表或示波器对进气压力传感器进行频率测试，测试方法是打开点火开关，发动机不运转，进气压力传感器输出信号频率约为160Hz；减速时频率为80Hz；怠速时频率为105Hz，如图1-44所示。

当进气压力信号消失或者超出工作范围（频率小于80Hz或大于162Hz），电控单元会根据节气门位置传感器的工作情况发出一个替代值，保证发动机正常运转，但电控单元同时记录下进气压力传感器产生的故障，以故障码方式进行储存。

（3）测量福特汽车进气压力传感器波形

打开点火开关，但不起动发动机，用手动真空泵给进气压力传感器施加不同的真空度，并观察示波器的波形显示。电容（数字输出）式进气歧管绝对压力传感器信号电压波形如图1-45所示。波形分析如下：

1）这种进气歧管绝对压力传感器产生的是频率调制式数字信号，它的频率随进气真空的改变而改变，当没有真空时输出信号频率为160Hz，在怠速时真空度为64.3kPa，它产生频率约为105Hz的输出，检测时应按照维修手册中的资料来确定真空度和输出频率信号的关系。

2）确定判定参数：幅值、频率和形状是相同的，精确性和重复性好，幅值接近5V，频率随真空度变化，形状（方波）保持不变。

3）确定在给定真空度的条件下，传感器能发出正确的频率信号。

4）波形的幅值应该是满5V的脉冲，同时形状正确，例如波形稳定，矩形方角正确，上升沿垂直，频率与对应的真空度应符合维修资料给定的值。

5）可能的缺陷和参数值的偏差主要是频率值不正确，脉冲宽度变短和不正常尖峰等。

6）如果测得的波形异常，则应更换电容式进气歧管绝对压力传感器。