汽修實(shí)訓(xùn)教學(xué)中如何正確使用進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器

王軍玉

摘要 簡(jiǎn)要分析汽修實(shí)訓(xùn)教學(xué)中進(jìn)氣歧管壓力傳感器損壞出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，判斷故障及原因，闡釋進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器的作用、分類、結(jié)構(gòu)、原理、檢測(cè)方法，以期教學(xué)借鑒。

關(guān)鍵字 汽修實(shí)訓(xùn)；歧管傳感器；檢測(cè)方法

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671—489X（2017）19—0148—03

1前言

汽修實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，經(jīng)常遇到進(jìn)氣歧管壓力傳感器損壞的故障，出現(xiàn)無法計(jì)算空氣流量、無怠速、加速無力、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定以及急加速時(shí)回火、產(chǎn)生放炮（混合氣體太稀或太濃）等問題。如果學(xué)生對(duì)進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器沒有全面掌握，就很難分析出故障原因，找出解決辦法。

2進(jìn)氣歧管傳感器作用及形狀

進(jìn)氣歧管傳感器多用于D型燃油噴射系統(tǒng)。它在汽油噴射系統(tǒng)中所起的作用和空氣流量傳感器相似，主要用于測(cè)量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量。進(jìn)氣歧管傳感器是根據(jù)汽油機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)計(jì)算出進(jìn)氣歧管壓力（真空度），并轉(zhuǎn)換成信號(hào)，與轉(zhuǎn)速信號(hào)輸送到電控單元（ECU）。進(jìn)氣歧管壓力傳感器的數(shù)據(jù)是傳感器輸入的主要數(shù)據(jù)，電控單元（ECU）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行噴油器噴油量的計(jì)算。以HONDA轎車為例，進(jìn)氣歧管壓力傳感器如圖1所示；以BUICK轎車為例，進(jìn)氣歧管壓力傳感器如圖2所示。

3進(jìn)氣歧管傳感器安裝位置

進(jìn)氣歧管壓力傳感器一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)，位于節(jié)氣門后方進(jìn)氣管上，或者用真空管與進(jìn)氣總管相連，部分車型安裝在進(jìn)氣總管與進(jìn)氣歧管交界處。可通過實(shí)車或發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生找到傳感器的位置并學(xué)會(huì)判斷，讓學(xué)生有初步的感性認(rèn)識(shí)，組織學(xué)生實(shí)車找出傳感器位置并記錄數(shù)據(jù)，作為以后學(xué)習(xí)的依據(jù)。

4進(jìn)氣歧管傳感器分類及結(jié)構(gòu)

進(jìn)氣歧管壓力傳感器按輸出信號(hào)分，一般分為電壓型和頻率型，電壓型又分為半導(dǎo)體壓敏電阻式和真空膜盒式，頻率型主要是電容式的。目前普遍使用的是半導(dǎo)體壓敏電阻式，因此，本文只論述半導(dǎo)體壓敏電阻式。半導(dǎo)體壓敏電阻式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)稱MAP，如圖3所示，主要由真空室、硅片（包括硅膜片、四個(gè)應(yīng)變電阻，如圖4所示）、輸出端子、過濾體等四部分組成。了解傳感器結(jié)構(gòu)的最好方法是讓學(xué)生拆開傳感器，通過觀察實(shí)物這種感性認(rèn)識(shí)，更好地了解傳感器的構(gòu)造；進(jìn)而教師講解原理，提高學(xué)生的認(rèn)知能力。

5進(jìn)氣歧管傳感器工作原理

通過拆裝，讓學(xué)生對(duì)進(jìn)氣歧管壓力傳感器有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)。在拆裝的基礎(chǔ)上，教師再講工作原理。教師在講工作原理時(shí)一定要講明單壓電效應(yīng)，因?yàn)橹挥凶寣W(xué)生知道壓電效應(yīng)，才容易理解工作原理。因此，這里的關(guān)鍵是講壓電效應(yīng)。講完壓電效應(yīng)后，教師再講原理一定要簡(jiǎn)單分析工作過程，不易講得太深。

壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換是利用壓電材料，當(dāng)壓電材料受到外面的壓力時(shí)，產(chǎn)生電荷，對(duì)外輸出電能，這個(gè)電壓信號(hào)的高低與外力大小成正比。壓電材料主要由壓敏電阻組成，組成硅膜片，一側(cè)真空，一側(cè)進(jìn)負(fù)壓。管內(nèi)的壓力越高，膜片變形越大，變形的大小決定力度大小，反映到電壓信號(hào)就越大，反之越小。這個(gè)信號(hào)傳給ECU，控制單元計(jì)算后控制油量的大小，達(dá)到控制目的。

為了讓學(xué)生深刻理解壓電效應(yīng)，可以給他們做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法是在傳感器上接上電源，接上電壓表，人為地給歧管壓力，觀察電壓表的變化。如果有變化，說明有電壓輸出，實(shí)際說明機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。生產(chǎn)中常見的壓力傳感器是電子秤，選擇電子秤的工作配合講解壓電效應(yīng)，較為簡(jiǎn)單、具體。

6進(jìn)氣歧管傳感器信號(hào)特點(diǎn)

學(xué)生在學(xué)習(xí)完原理的基礎(chǔ)上理解信號(hào)的特點(diǎn)，有助于分析故障點(diǎn)。分析過程：隨著進(jìn)氣歧管壓力的上升，傳感器的電壓也升高，基本上呈線性關(guān)系（圖5所示）。在通常情況下，傳感器輸出信號(hào)電壓在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)大約為1.25V，上升到節(jié)氣門全開時(shí)大約為4.5 V。

7進(jìn)氣歧管傳感器電路

熟記電路接線是另一個(gè)教學(xué)重點(diǎn)，要求學(xué)生必須熟記電路的原理。圖6所示就是ECU通過VC端子給傳感器提供電壓的接線圖。從圖中可以看出，ECU測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)為5V電壓左右，傳感器信號(hào)通過端子PIM輸送給ECU，E2為搭鐵端子，這三根線如果斷一根，就能檢測(cè)到信號(hào)不工作?？梢宰寣W(xué)生做一個(gè)實(shí)驗(yàn)：分別斷開VC、PIM、E2端，查看分別出現(xiàn)什么故障，記錄下來，作為檢修時(shí)的依據(jù)，也是維修經(jīng)驗(yàn)。

8進(jìn)氣歧管傳感器檢測(cè)

掌握了以上知識(shí)點(diǎn)后，教師可以給學(xué)生設(shè)置故障，讓他們通過自學(xué)、研究、探索，找出故障點(diǎn)，主要是訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，自己總結(jié)出故障點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)。一般傳感器故障主要有線路故障和傳感器故障兩大類。其中，線路故障點(diǎn)主要有短路、斷路和信號(hào)搭鐵等幾種，傳感器故障主要有傳感器損壞、接觸不良等。對(duì)這些故障點(diǎn)，教師每個(gè)都必須設(shè)置，都必須訓(xùn)練到位。

學(xué)生應(yīng)能夠熟記信號(hào)線輸出的電壓、搭鐵線的電阻和電源的供電電壓，這是維修過程中判斷故障點(diǎn)的依據(jù)。

下面介紹用萬用表檢測(cè)數(shù)據(jù)（豐田8A-FE發(fā)動(dòng)機(jī)）。

1）電源線。打開點(diǎn)火開關(guān)，使用萬用表電壓擋測(cè)量進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器端插頭針腳VCC與搭鐵間的供電電壓，應(yīng)為4.5～5.0 V。如電壓正常，則證明線路無故障；如無4.5～5.0V電壓，說明線路短路，應(yīng)對(duì)電源線路進(jìn)行維修。

2）信號(hào)線。打開點(diǎn)火開關(guān)，使用萬用表電壓擋測(cè)量針腳PIM與E2間的動(dòng)態(tài)信號(hào)電壓。怠速時(shí)為1.5V左右；踩下油門踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高，電壓信號(hào)應(yīng)隨進(jìn)氣壓力增大而增大，當(dāng)節(jié)氣門全開時(shí)，電壓信號(hào)為4.0～4.5 V。如未檢測(cè)到電壓信號(hào)，則為進(jìn)氣歧管壓力傳感器損壞或信號(hào)線斷路或?qū)Φ卮铊F。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，使用萬用表電阻擋測(cè)量信號(hào)線傳感器端和ECU之間的電路，應(yīng)為0.1Ω左右，如電阻無窮大則為線路斷路；使用萬用表電阻擋測(cè)量信號(hào)線與對(duì)地搭鐵之間的電阻，應(yīng)為無窮大，如有電阻，說明信號(hào)線與對(duì)地搭鐵短路。

3）搭鐵線。斷開點(diǎn)火開關(guān)，使用萬用表電阻擋測(cè)量氣歧管壓力傳感器插頭E2與搭鐵間的電阻，應(yīng)為0.1Ω左右。如果電阻為無窮大，則說明搭鐵線斷路。

9進(jìn)氣歧管傳感器示波器檢測(cè)

為準(zhǔn)確分析傳感器的工作過程，可以用示波器觀察波形，波形的變化反映歧管壓力的變化。通常發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速下信號(hào)電壓為1.25V，如果發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門最高電壓低于4.5V，則發(fā)動(dòng)機(jī)全減速電壓等于0V。部分進(jìn)氣歧管傳感器設(shè)計(jì)成相反工作方式，即當(dāng)真空度增高到一定電壓，輸出電壓增高。部分汽車系統(tǒng)一般顯示出許多雜波，在傳送至發(fā)動(dòng)機(jī)ECU后，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU中的作用信號(hào)處理電路將會(huì)被清除雜波（圖7）。熟練應(yīng)用示波器也是修理過程中的重要手段，對(duì)高端車型和疑難雜癥故障車很有幫助；但對(duì)學(xué)生的要求很高，必須認(rèn)真理解波形的特點(diǎn)和故障的關(guān)系。實(shí)踐中，中職學(xué)生很難對(duì)波形識(shí)別和示波器使用有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，但通過認(rèn)真學(xué)習(xí)、反復(fù)研究，也能掌握。

10進(jìn)氣歧管傳感器案例分析

以一臺(tái)凱迪拉克4.1 L汽車為例，該車出現(xiàn)故障是進(jìn)氣壓力傳感器的真空管破裂，油耗大但不冒黑煙，怠速穩(wěn)定，動(dòng)力性和加速性能也較好。

1）檢查。用診斷儀讀取發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，其中MAP=100 kPa，MAP=5 V。從數(shù)據(jù)分析，MAP=100 kPa，可能原因是進(jìn)氣壓力傳感器真空管脫落、破裂、損壞。檢查發(fā)現(xiàn)，接在進(jìn)氣傳感器上的真空管破裂，及時(shí)更換真空管后，怠速時(shí)信號(hào)為

1.5 V左右，迅速踩下加速踏板時(shí)信號(hào)電壓上升，故障排除。

2）故障分析。真空管如果破裂，就會(huì)造成真空度為零，輸出壓力最大，所以測(cè)量信號(hào)電壓顯示是5V電壓；發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)一直是全負(fù)荷工況，所以不斷增加噴油量，造成油耗增大。

11結(jié)語(yǔ)

總之，在中職汽修實(shí)踐教學(xué)中，對(duì)進(jìn)氣歧管壓力傳感器的組織訓(xùn)練，如能按照本文所列學(xué)習(xí)要點(diǎn)，大多數(shù)學(xué)生經(jīng)過探索和記憶，能掌握進(jìn)氣歧管壓力傳感器故障的判斷和維修。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的傳感器很多，使用其他類型的傳感器時(shí)，學(xué)生同樣可以從上述要點(diǎn)中去研究和學(xué)習(xí)，掌握檢測(cè)方法。