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地圖感測器

科目:

  • 地圖感測器
  • MPX4250AP 的特性
  • 自然吸氣引擎的訊號電壓
  • 補油壓力感知器
  • 與溫度感測器組合
  • 診斷增壓壓力感知器

地圖感測器:
引擎的進氣歧管可能配備有“歧管氣壓感知器”,縮寫為MAP感知器。 此壓力感知器測量進氣歧管中的絕對壓力。 感知器可以安裝在進氣歧管上,也可以透過軟管連接到外部。 感測器將欠壓或過壓轉換為由電源電壓產生的訊號電壓。 這使得 MAP 感知器成為主動感知器。 測量範圍通常為 20 – 300 kPa(0,5 至 3 巴)。 我們區分自然吸氣引擎的 MAP 感知器和具有增壓壓力控制的引擎的增壓壓力感知器。

MAP 感知器用於測量引擎負載。 歧管(下)壓力是填充液位的量度。 除此之外,燃油噴射由 MAP 感知器記錄的值決定。

在 MAP 感測器中,兩個氣室透過薄膜彼此分開。 MAP 感知器中的壓力導致感知器中的膜彎曲。 圖中,上部為外界氣壓,下部為負壓。 該膜上安裝了多個應變計,用於記錄膜的偏轉。 更大的壓力差導致膜進一步彎曲。

MAP 感知器通常由四個壓阻應變片組成,這些應變片以惠斯通排列安裝在隔膜上。 當材料被壓縮或拉伸時,應變片的電阻值會改變。 在裡面 惠斯登電橋 電阻變化轉化為電壓變化。 這形成訊號電壓,發送到 ECU。 ECU內部有一個 類比數位轉換器 在電壓訊號最終進入微處理器之前將其數位化。

MPX4250AP 的特點:
因此,輸出電壓的水平取決於進氣歧管中的壓力,並且在 0,1 至 4,9 伏特之間。 下圖顯示了 MPX4250AP 類型的常用 MAP 感測器的特性。 該線是線性的。 當外部氣壓為 100KPa(等於 1 Bar)時,感測器在平均工作溫度 (TYP) 下發出約 1,8 伏特的電壓。

此特性表明,感測器在 p ≥0、≤20 時未記錄任何內容。 這意味著引擎在節氣門全開和高負載時不再使用MAP感知器的值,而是透過軟體切換到替換值。 記錄的節氣門開度在這裡提供了一個解決方案。

MPX4250AP 的元件屬性如表所示。

自然吸氣引擎訊號電壓:
對於自然進氣發動機,MPX4250AP 感知器的訊號電壓如下所示。 在該圖中,油門交替加速、釋放、加速和減速。

充電壓力感測器:
具有增壓功能的內燃機配備了增壓壓力感知器來測量進氣道中的壓力。 此感知器位於引擎中冷器和節氣門之間的空氣軟管(或管道)。 壓力灌裝可以透過以下方式實現:

  • 柴油引擎:廢氣渦輪增壓器;
  • 汽油引擎:廢氣渦輪或機械壓縮機,或其組合。

增壓壓力感知器(也稱為渦輪壓力感知器或增壓感知器)實際上是一個測量範圍比自然吸氣引擎更大的MAP感知器:

  • 自然吸氣發動機:最高 1,5 bar;
  • 增壓馬達:最高2,5巴;
  • 增壓引擎:高達 3,5 bar。

引擎管理系統將壓力感知器的電壓訊號轉換為壓力,從而控制渦輪機的廢氣旁通閥。 當渦輪機配備 VGT 時,葉片的位置會進行調整。

  • 加速時,渦輪必須提供更大的壓力。 廢氣旁通閥保持關閉狀態,直到達到所需的進氣壓力。 達到充氣壓力。
  • 當達到所需的充氣壓力時,ECU 控制廢氣旁通閥,廢氣旁通閥將會部分打開。 透過更多地打開廢氣門來保持壓力恆定或降低壓力。

與溫度感測器組合:
MAP 感知器可以與進氣溫度感知器一起安裝在一個外殼中。 這可以透過四個連接來識別。 溫度也是決定噴射量的重要因素。

我們可以從氣溫中辨識出以下資訊:

  • 引擎冷態時,進氣溫度與冷卻液溫度相差不應超過5度;
  • 進氣溫度高於冷卻液溫度:EGR 閥保持開啟。

如果與上述兩點有偏差,ECU會產生錯誤代碼。

帶溫度感知器的 MAP 感知器

診斷充氣壓力感知器:
我們可以透過以下症狀來識別充氣壓力感測器的故障:

  • 降低引擎功率;
  • 加速時拉力不恆定;
  • 燃油消耗和排放過多;
  • 故障指示燈 (MIL) 及相關故障碼 (DTC)。

當然,在出現上述投訴的情況下,讀取引擎電子設備的故障記憶體是不言而喻的。 如果引擎管理系統儲存與增壓壓力感知器錯誤訊號相關的故障碼,我們可以預期以下代碼:P0105、P0106、P0107、P0235、P0236、P0238。

訊號不正確的原因可能是:

  • 感測器元件內部磨損、污染甚至阻塞;
  • 進氣道污染過多,例如進氣歧管或汽缸蓋進氣道積碳;
  • 排氣堵塞;
  • 空氣軟管洩漏;
  • 感知器與ECU之間的接線問題。

可透過拆卸節氣門/瓦斯閥和進氣歧管等零件,或用內視鏡檢查歧管內部來確定進氣道是否受到污染。 排氣堵塞可能是由於觸媒轉換器內部有缺陷或顆粒過濾器堵塞造成的。

我們可以透過研究和測量電路圖來調查感測器電子裝置或 ECU 與感測器之間的接線問題。

下圖顯示了增壓壓力感測器的示意圖。 按一下此處了解架構讀取的說明。

增壓壓力感知器和空氣溫度感知器整合在一個外殼中。 感測器具有公共正極(引腳 3)和接地(引腳 1)。 從這裡我們可以看出,它是一個主動感測器。 增壓壓力感知器(感知器上的接腳 4)的訊號線為灰/黑色,連接到引擎控制單元的接腳 56。 在此圖中,我們無法確定訊號是類比電壓 (AM) 還是數位電壓 (PWM)。 我們透過測量就能知道。

所描繪的充氣壓力感測器發送 AM 訊號(調幅),可以在示波器影像中看到。 電壓等級轉換了壓力隨時間的變化。 以下螢幕截圖顯示了充電壓力感測器的電壓曲線。 示波器設定為:每格 1 伏特,每格 200 毫秒。

當引擎怠速時,渦輪尚未提供任何增壓壓力。 進氣歧管內的絕對壓力約為100 kPa。 感測器將此壓力轉換為大約 1,6 伏特的電壓。

當您加速時,引擎轉速和渦輪壓力都會增加。 壓力逐漸升至1,4巴。 在該壓力下,示波器影像中的電壓幾乎達到 3 伏特。 此後,鬆開油門踏板,增壓壓力下降。

如果充氣壓力感知器或接線出現缺陷,訊號中就會出現異常狀況。 電源電壓為 0,5 伏特時,電壓訊號必須介於 4,5 至 5 伏特之間。 下面的兩張圖顯示了有乾擾的訊號(左)和無幹擾的訊號(右)。

在頁面上 排除感知器接線故障 描述了各種類型感測器的測量技術,包括這種主動感測器,以及可能的故障和原因。