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地图传感器

翁德沃彭:

  • 地图传感器
  • MPX4250AP 的特性
  • 自然吸气发动机的信号电压
  • 补油压力传感器
  • 与温度传感器组合
  • 诊断增压压力传感器

地图传感器:
发动机的进气歧管可能配备有“歧管气压传感器”,缩写为MAP传感器。 该压力传感器测量进气歧管中的绝对压力。 传感器可以安装在进气歧管上,也可以通过软管连接到外部。 传感器将欠压或过压转换为由电源电压产生的信号电压。 这使得 MAP 传感器成为主动传感器。 测量范围通常为 20 – 300 kPa(0,5 至 3 bar)。 我们区分自然吸气发动机的 MAP 传感器和具有增压压力控制的发动机的增压压力传感器。

MAP 传感器用于测量发动机负载。 歧管(下)压力是填充液位的量度。 除其他外,燃油喷射由 MAP 传感器记录的值确定。

在 MAP 传感器中,两个气室通过薄膜彼此分开。 MAP 传感器中的压力导致传感器中的膜弯曲。 图中,上部为外界气压,下部为负压。 该膜上安装了多个应变计,用于记录膜的偏转。 较大的压力差会导致膜进一步弯曲。

MAP 传感器通常由四个压阻应变片组成,这些应变片以惠斯通排列安装在隔膜上。 当材料被压缩或拉伸时,应变片的电阻值会发生变化。 在里面 惠斯通电桥 电阻变化转化为电压变化。 这形成信号电压,发送到 ECU。 ECU内部有一个 模数转换器 在电压信号最终进入微处理器之前将其数字化。

MPX4250AP 的特点:
因此,输出电压的水平取决于进气歧管中的压力,并且在 0,1 至 4,9 伏之间。 下图显示了 MPX4250AP 类型的常用 MAP 传感器的特性。 该线是线性的。 在外部气压为 100KPa(等于 1 Bar)时,传感器在平均工作温度 (TYP) 下发出约 1,8 伏的电压。

该特性表明,传感器在 p ≥0、≤20 时未记录任何内容。 这意味着发动机在节气门全开和高负载时不再使用MAP传感器的值,而是通过软件切换到替换值。 记录的节气门开度在这里提供了一个解决方案。

MPX4250AP 的组件属性如表所示。

自然吸气发动机信号电压:
对于自然吸气发动机,MPX4250AP 传感器的信号电压如下所示。 在该图中,油门交替加速、释放、加速和减速。

充电压力传感器:
具有增压功能的内燃机配备了增压压力传感器来测量进气道中的压力。 该传感器位于发动机中冷器和节气门之间的空气软管(或管道)中。 压力灌装可以通过以下方式实现:

  • 柴油发动机:废气涡轮增压器;
  • 汽油发动机:废气涡轮或机械压缩机,或其组合。

增压压力传感器(也称为涡轮压力传感器或增压传感器)实际上是一个测量范围比自然吸气发动机更大的MAP传感器:

  • 自然吸气发动机:最高 1,5 bar;
  • 增压马达:最高2,5巴;
  • 增压发动机:高达 3,5 bar。

发动机管理系统将压力传感器的电压信号转换为压力,从而控制涡轮机的废气旁通阀。 当涡轮机配备 VGT 时,叶片的位置会进行调整。

  • 加速时,涡轮必须提供更大的压力。 废气旁通阀保持关闭状态,直到达到所需的进气压力。 达到充气压力。
  • 当达到所需的充气压力时,ECU 控制废气旁通阀,废气旁通阀将部分打开。 通过更多地打开废气门来保持压力恒定或降低压力。

与温度传感器组合:
MAP 传感器可以与进气温度传感器一起安装在一个外壳中。 这可以通过四个连接来识别。 温度也是决定喷射量的重要因素。

我们可以从气温中识别出以下信息:

  • 发动机冷态时,进气温度与冷却液温度相差不应超过5度;
  • 进气温度高于冷却液温度:EGR 阀保持打开状态。

如果与上述两点存在偏差,ECU会生成错误代码。

带温度传感器的 MAP 传感器

诊断充气压力传感器:
我们可以通过以下症状来识别充气压力传感器的故障:

  • 降低发动机功率;
  • 加速时拉力不恒定;
  • 燃油消耗和排放过多;
  • 故障指示灯 (MIL) 及相关故障代码 (DTC)。

当然,在出现上述投诉的情况下,读取发动机电子设备的故障存储器是不言而喻的。 如果发动机管理系统存储与增压压力传感器错误信号相关的故障代码,我们可以预期以下代码:P0105、P0106、P0107、P0235、P0236、P0238。

信号不正确的原因可能是:

  • 传感器元件内部磨损、污染甚至堵塞;
  • 进气道污染过多,例如进气歧管或气缸盖进气道积碳;
  • 排气堵塞;
  • 空气软管泄漏;
  • 传感器与ECU之间的接线问题。

可以通过拆卸节气门/燃气阀和进气歧管等部件,或用内窥镜检查歧管内部来确定进气道是否受到污染。 排气堵塞可能是由于催化转化器内部有缺陷或颗粒过滤器堵塞造成的。

我们可以通过研究和测量电路图来调查传感器电子设备或 ECU 与传感器之间的接线问题。

下图显示了增压压力传感器的示意图。 单击此处获取模式读取的说明。

增压压力传感器和空气温度传感器集成在一个外壳中。 传感器具有公共正极(引脚 3)和接地(引脚 1)。 从这里我们可以看出,它是一个有源传感器。 增压压力传感器(传感器上的引脚 4)的信号线为灰/黑色,连接到发动机控制单元的引脚 56。 在此图中,我们无法确定信号是模拟电压 (AM) 还是数字电压 (PWM)。 我们通过测量就能知道。

所描绘的充气压力传感器发送 AM 信号(调幅),可以在示波器图像中看到。 电压水平转换了压力随时间的变化。 以下屏幕截图显示了充电压力传感器的电压曲线。 示波器设置为:每格 1 伏,每格 200 毫秒。

当发动机怠速时,涡轮尚未提供任何增压压力。 进气歧管中的绝对压力约为100 kPa。 传感器将此压力转换为大约 1,6 伏的电压。

当您加速时,发动机转速和涡轮压力都会增加。 压力逐渐升至1,4巴。 在该压力下,示波器图像中的电压几乎达到 3 伏。 此后,松开油门踏板,增压压力下降。

如果充气压力传感器或接线出现缺陷,信号中就会出现异常情况。 电源电压为 0,5 伏时,电压信号必须介于 4,5 至 5 伏之间。 下面的两张图显示了有干扰的信号(左)和无干扰的信号(右)。

在页面上 排除传感器接线故障 描述了各种类型传感器的测量技术,包括这种有源传感器,以及可能的故障和原因。