进气压力传感器为进气歧管压力传感器的简称,主要应用于D型电子控制燃油喷射系统中。用于检测进气歧管内的压力变化,并把该信号转换为电信号,和转速信号一同提供给电子控制单元(ECU),作为确定喷油器基本喷油量的重要参数之一。
进气压力传感器的种类较多,但应用较广泛的主要有半导体压敏电阻式、真空膜盒式与电容式进气压力传感器。通常安装在缸盖上,采用连接管与进气管相连接。
1.
压敏电阻式进气压力传感器的结构与原理
下图所示为压敏电阻式进气压力传感器的结构示意图。该传感器主要由压力转换元件和放大压力转换元件输出信号的混合集成电路为主构成。压力转换元件是利用半导体的压电效应制成的硅(膜)片。硅(膜)片的一面是真空区,另一面作用的是进气管压力,其工作原理与电磁式进气压力传感器基本相同。
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单元(ECU),ECU依据该信号电压的大小,去控制基本喷油量的大小。
工作原理:
下图所示为压敏电阻式进气压力传感器的工作原理示意图。图(a)中的R是图(b)中的应变电阻R1、R2、R3、R4,它们构成惠斯顿电桥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,电阻R的阻值变化也越大,这就将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提供给ECU。
压敏电阻式进气压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。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。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,歧管内的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。
发动机工作中,节气门开度越小,进气歧管的真空度越大,歧管内的绝对压力越小,输出信号电压越低。节气门开度越大,进气歧管的真空度越小,歧管内的绝对压力越大,输出信号电压越大。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)。
2.
真空膜盒式进气压力传感器的结构与原理
真空膜盒式进气压力传感器又称为膜盒测压器,该传感器在D型燃油喷射系统中用于测量进气管的进气压力,并提供给ECU作为燃油喷射与点火控制的主信号。
真空膜盒式进气压力传感器根据膜盒的机械运动变换成电信号输出方式的不同分类,可以分为可变电阻式(又称为电位计式)、差动变压器式与可变电感式三种。前两种应用较多,后一种应用较少。
★ 差动变压器式进气压力传感器的结构与原理如下:
下图所示为节气门开启状态时电磁式进气压力传感器的结构示意图。该传感器主要由传感线圈、铁芯、弹片、真空膜盒、进气歧管接头等组成。
工作原理:外部的气压变化时,视其压力或真空度的大小,膜盒就会产生凸出或凹进的现象,通过传动机构,便使线圈中铁芯的位置发生改变,从而使线圈中穿过的磁通量发生了改变,于是线圈便产生大小不同的感应电动势,由此就把电压变化的物理量转换成了由线圈两端输出的电量。
★ 可变电阻式进气压力传感器的结构与原理如下:
下图(a)所示为可变电阻式进气压力传感器的外形结构示意图,图(b)所示为歧管真空度高时传感器的结构示意图,图(c)所示为歧管真空度低时传感器的结构示意图。该传感器主要由移动片(膜盒片)、可变电阻器、进气歧管接头、电器引出脚等组成。图(b)与(c)中的字母A脚接供电电源;B脚接发动机电子控制单元(ECU);C脚接地,也就是搭铁。