柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力監(jiān)測系統(tǒng)研究

龐成立

摘? 要：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣過程中，其進(jìn)氣壓力的大小直接關(guān)系著進(jìn)氣量，影響內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃燒是否充分，確保進(jìn)氣壓力保持在合理范圍內(nèi)，才能使有害氣體進(jìn)一步降低，從而增大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)排放更干凈。該文就柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力的監(jiān)測和工作原理進(jìn)行探究，并對常見進(jìn)氣壓力監(jiān)測中出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，提出一些相關(guān)建議和解決辦法。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)? 進(jìn)氣壓力? 傳感器? 監(jiān)測

中圖分類號：G64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2021）01（c）-0065-03

Abstract： In the intake process of a diesel engine， the intake pressure is directly related to the intake air volume and affects whether the combustion in the internal combustion engine is sufficient. Ensure the inlet pressure to keep in the reasonable scope to reduce less harmful gases so as to increase the power of engine and make the engine emissions cleaner. This article explores the monitoring and working principle of the intake pressure of diesel engines， analyzes the failures in common intake pressure monitoring， and puts forward some relevant suggestions and solutions.

Key Words： Diesel engine; Inlet pressure; The sensor; Monitoring

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力直接關(guān)系著進(jìn)氣量的大小，為發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作提高保證，所以，需要重視發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力系統(tǒng)的監(jiān)測，并且能夠?qū)ΤＲ姷膲毫ο到y(tǒng)故障進(jìn)行分析解決，這對汽車整體性能都要很重要的作用。

1? 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力監(jiān)測系統(tǒng)概述

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)簡單來說，就是為發(fā)動(dòng)機(jī)輸送潔凈干燥的空氣，避免空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，進(jìn)氣過程中要求盡可能地進(jìn)氣均勻。整個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)包含多種零件，其中空氣濾清器和進(jìn)氣歧管起主要作用。

1.1 空氣濾清器的作用

我們知道，燃油的燃燒離不開大量空氣的支持，而大量的空氣進(jìn)入氣缸的過程中含有大量的灰塵和雜質(zhì)，如果不進(jìn)行過濾，會對氣缸造成嚴(yán)重的磨損，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。除此之外，空氣濾清器也可以有效降低進(jìn)氣過程中產(chǎn)生的噪音。

1.2 進(jìn)氣歧管的作用

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，經(jīng)過空氣濾清器后空氣變得純凈了，進(jìn)氣歧管的作用就是把經(jīng)這些純凈的空氣進(jìn)行分配，保證進(jìn)氣充足穩(wěn)定。進(jìn)氣歧管連接著于節(jié)氣門和引擎進(jìn)氣門，需要保證進(jìn)入各個(gè)氣缸的空氣或者燃油混合氣氣體量相等。一般來說，進(jìn)氣歧管的內(nèi)部管道壁都很光滑，這樣就可以降低進(jìn)氣阻力，以此保證進(jìn)氣順暢。

1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力的監(jiān)測

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力的監(jiān)測，主要是進(jìn)氣壓力傳感器對進(jìn)氣量的檢測，進(jìn)氣壓力傳感器并不能直接檢測出進(jìn)氣量，而是傳感器電阻隨著車子引擎轉(zhuǎn)速的不同發(fā)生改變，這種變化會轉(zhuǎn)換成電壓信號，傳送給ECU，從而來控制噴油量。

2? 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力監(jiān)測系統(tǒng)工作原理介紹

在現(xiàn)在汽車電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工作情況的需要，利用進(jìn)氣量的節(jié)流控制來實(shí)現(xiàn)對進(jìn)氣量的大小和進(jìn)氣管壓力的調(diào)節(jié)，柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)控制進(jìn)氣節(jié)流的方法就是在進(jìn)氣道中安裝一個(gè)節(jié)氣門，進(jìn)氣壓力傳感器就是檢測進(jìn)氣歧管的壓力，這個(gè)壓力指的是絕對壓力。

進(jìn)氣壓力傳感器因市場需求不同而有很多種形式，但是工作原理基本相似，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，在增壓器后的進(jìn)氣管上設(shè)置了進(jìn)氣壓力傳感器，這樣做的目的是用來對進(jìn)氣量的精準(zhǔn)測量。不同的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不太一樣，但是進(jìn)氣壓力傳感器的功能不受影響，即對進(jìn)氣壓力的檢測不受影響，檢測數(shù)值結(jié)合ECU進(jìn)行流量計(jì)算，測算出噴油油量，實(shí)現(xiàn)對噴油油量進(jìn)行控制。

進(jìn)氣壓力的測量原理是，傳感器上面有一個(gè)硅膜片，這個(gè)硅膜片上集成一個(gè)惠斯通電橋，硅膜片在歧管內(nèi)絕對壓力下可以實(shí)現(xiàn)變形，從而引起電阻阻值的變化，硅膜片的變形程度隨著歧管內(nèi)絕對壓力的變化而變化，而這種變化又直接導(dǎo)致了電阻阻值的變化，所以這樣就把硅膜片這種發(fā)生變化的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成了電能，這種電能信號再由集成電路經(jīng)過放大處理后傳送給ECU。

3? 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力監(jiān)測系統(tǒng)常見故障及改進(jìn)措施

3.1 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力傳感器常見故障

進(jìn)氣壓力傳感器發(fā)生故障后，進(jìn)氣量會出現(xiàn)錯(cuò)誤，ECU得不到正確的進(jìn)氣量就不能對噴油量進(jìn)行合理控制，而不合理的噴油量會直接造成混合氣濃度發(fā)生改變，造成發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)失常。進(jìn)氣壓力傳感器發(fā)生故障后會有以下幾種現(xiàn)象。

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，發(fā)動(dòng)機(jī)需要多次啟動(dòng)，很難保證一次性啟動(dòng)成功。

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)性能失常，即發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、主要指標(biāo)（油耗、扭矩等）失常，參數(shù)發(fā)生錯(cuò)誤或者偏差，不能提供正常的工況信息。

（3）怠速不穩(wěn)，指汽車在怠速中，轉(zhuǎn)速忽高忽低，這是由于氣缸功率因?yàn)闅怏w的震動(dòng)作用發(fā)生變化，導(dǎo)致各個(gè)活塞在進(jìn)行工作的時(shí)候，造成受力不平衡，從而發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生劇烈顫動(dòng)。

（4）油耗增大，車上顯示的平均油耗高于正常值，或者一定公里內(nèi)耗油量明顯增多，這需要車主開車過程中對油耗進(jìn)行關(guān)注。

（5）加速無力，汽車加速過程中有挫敗感，多伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)出現(xiàn)晃動(dòng)，甚至“放炮”“冒黑煙”的現(xiàn)象。

當(dāng)出現(xiàn)這些情況的時(shí)候，考慮是進(jìn)氣壓力傳感器發(fā)生故障。需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)然后將傳感器插頭拔下來，仔細(xì)查看發(fā)動(dòng)機(jī)是否有變化，或者直接測量信號線的電壓是否有變化。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力信號一旦消失將是非常棘手的問題，影響很大，因?yàn)檫M(jìn)氣壓力信號沒有辦法通過節(jié)氣門開度、曲軸位置、傳感器等其他信號進(jìn)行精確反推，造成汽車無法正常運(yùn)行一系列問題。

3.2 常見故障分析及措施

3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難

如果是熱機(jī)狀態(tài)下啟動(dòng)困難，但是將踏板迅速踩到底后就可以正常啟動(dòng)使用，說明是因?yàn)榛旌蠚怏w濃度過大，需要排空進(jìn)氣管內(nèi)的混合氣體，此時(shí)，直接拆掉空氣濾清器的濾芯再重新安裝即可，這樣進(jìn)氣阻力就會變小，進(jìn)氣阻力變小后混合氣體的濃度就會下降，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以正常啟動(dòng);每天啟動(dòng)車子時(shí)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)難以啟動(dòng)，腳踩踏板感覺很沉重但是輕輕踩動(dòng)又可以啟動(dòng)，這很有可能是節(jié)氣門內(nèi)部發(fā)生了積灰，遇到這種情況對節(jié)氣門進(jìn)行拆卸清洗然后重新安裝，發(fā)動(dòng)機(jī)即可恢復(fù)正常。

3.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)性能失常

發(fā)動(dòng)機(jī)性能的失常因?yàn)闆]有了進(jìn)氣壓力信號，發(fā)動(dòng)機(jī)無法提供正常的振幅，燃?xì)釫CU也就沒有辦法讀出不同情況下所需的準(zhǔn)確進(jìn)氣量，進(jìn)而無法根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際進(jìn)氣量對噴氣量進(jìn)行調(diào)整，發(fā)動(dòng)機(jī)將會以錯(cuò)誤的模式進(jìn)行工作。這時(shí)候需要考慮可能是傳感器自身的問題導(dǎo)致。具體可以拔掉插頭量一下電壓是否偏高，傳感器一般都是5V電，如果偏高就要檢查電路板和與之相連的線路問題。

3.2.3 汽車怠速不穩(wěn)

一方面可能是進(jìn)氣歧管的空氣成分發(fā)生了變化，可能進(jìn)入了汽油的蒸汽或者因燃燒產(chǎn)生的廢氣等，這些混合氣體進(jìn)入氣歧管后，直接改變混合氣體的正常密度，使之密度變大或者變小，這就會引起內(nèi)燃機(jī)燃燒不正常;另一方面是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)各種閥發(fā)生漏氣現(xiàn)象。發(fā)生漏氣有很多種可能，例如進(jìn)氣管出現(xiàn)問題、膠管或者進(jìn)氣歧管襯墊出現(xiàn)破損、廢氣再循環(huán)閥沒有關(guān)閉好等一系列原因。

3.2.4 汽車油耗增大

當(dāng)進(jìn)氣壓力傳感器出現(xiàn)故障的時(shí)候勢必造成汽車油耗的增加，這就需要對傳感器進(jìn)行檢測維修，一般說來進(jìn)氣壓力傳感器一般分為以下幾個(gè)問題：傳感器的內(nèi)部線路出現(xiàn)斷路或短路、傳感器輸出信號出現(xiàn)錯(cuò)誤、傳感器輸出信號的電壓數(shù)值不在正常范圍內(nèi)，如果進(jìn)氣壓力傳感器徹底壞掉需要及時(shí)更換好新的，以免影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。

3.2.5 汽車加速無力

進(jìn)氣壓力傳感器發(fā)生任何故障都有可能發(fā)生汽車加速無力的現(xiàn)象。

3.3 進(jìn)氣壓力傳感器發(fā)生故障的檢測及注意事項(xiàng)

3.3.1 基本檢查

由于進(jìn)氣壓力傳感器的特殊性，其基本檢查主要是對每一個(gè)管體管道的檢查，一是查看各個(gè)接口的連接是否正常，有沒有發(fā)生松動(dòng)的現(xiàn)象;二是管體有沒有漏氣、堵塞或者破損等異?，F(xiàn)象的發(fā)生，如果發(fā)生異常，會導(dǎo)致進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空壓力作用于傳感器上發(fā)生偏差，式傳感器不能正常工作，從而使ECU接收到錯(cuò)誤的信號，所以，基本檢查雖然并沒有什么難度，但是非常有必要。此外，還需要對傳感器線路連接進(jìn)行仔細(xì)查看，保證進(jìn)氣歧管壓力傳感器的線路連接正常，如果連接正常，拔下插接器，檢查各個(gè)端口是否有因生銹腐蝕而導(dǎo)致接觸不良現(xiàn)象的發(fā)生，一旦發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，需要將端口清潔干凈再重新連接。

3.3.2 檢測進(jìn)氣壓力傳感器電源電壓是否正常

具體做法是：（1）拔掉傳感器線束插頭;（2）打開點(diǎn)火開關(guān)，這時(shí)候注意發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該保持靜止?fàn)顟B(tài);（3）利用萬用表的一根表筆接電源端子，同時(shí)另一根表筆接接地端子，電壓正常范圍值應(yīng)該在4.5～5.5 V之間，如果電壓值大于或小于這個(gè)數(shù)值范圍，則說明進(jìn)氣壓力傳感器電源電壓發(fā)生故障，需要進(jìn)一步檢測進(jìn)氣歧管壓力傳感器和電控單元之間有沒有發(fā)生斷路，如果有，需要對此進(jìn)行維修或者更換相關(guān)線路線束。

3.3.3 檢測進(jìn)氣壓力傳感器輸出電壓是否正常

具體做法是：（1）將傳感器和進(jìn)氣歧管間的軟管拆下來;（2）打開點(diǎn)火開關(guān)，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài);（3）利用萬用表測量此時(shí)電傳感器的輸出電壓;（4）接著對傳感器內(nèi)部逐漸施加真空，以便于測量傳感器的輸出電壓在不同真空密度下的變化。正常情況下，真空增大，傳感器的輸出電壓減小。測量結(jié)束后，對比將感器輸出電壓下降值與標(biāo)準(zhǔn)值是否相符，如果不相符，則證明進(jìn)氣壓力傳感器出現(xiàn)故障，需要及時(shí)更換傳感器。

值得注意的是，在對傳感器輸出電壓檢測的實(shí)際操作中，不能只注意傳感器輸出電壓的最高或者最低值是否符合標(biāo)準(zhǔn)，也應(yīng)該重視電壓值是呈線性變化的這一重要特性，如此造成排除故障時(shí)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，所以，細(xì)節(jié)方面不容忽視。

3.3.4 進(jìn)氣壓力傳感器的更換

如果經(jīng)過一系列的檢測，確定進(jìn)氣壓力傳感器出現(xiàn)了故障，需要對其進(jìn)行更換。首先需要將壞掉的進(jìn)氣壓力傳感器拆掉，具體流程為：先斷開接地端，然后斷開傳感器上連接器上的連線，將傳感器上的固定螺絲擰下來，取下廢棄的進(jìn)氣壓力傳感器。安裝的步驟為：首先對各個(gè)軟管的接頭處進(jìn)行清潔，保證干凈整潔，然后將新的進(jìn)氣壓力傳感器裝到進(jìn)氣歧管和節(jié)氣門進(jìn)氣管之間，并用螺絲進(jìn)行固定，然后連接進(jìn)氣壓力傳感器的連接器，最后對蓄電池的接地端進(jìn)行連接。需要注意的是，在安裝進(jìn)氣壓力傳感器的過程中不能用錘子、斧子等敲擊強(qiáng)度太大的工具，以免對傳感器或者發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部零件造成損傷，另外，需要注意謹(jǐn)防酸堿性液體的侵入，保持傳感器以及相連的軟管的干燥。

3.3.5 進(jìn)氣壓力傳感器注意事項(xiàng)

進(jìn)氣壓力傳感器在使用過程中，需要注意防止顆粒物進(jìn)入管內(nèi)，避免與腐蝕性或者溫度過高的液體固體等的接觸。冬季室外溫度過低時(shí)，需要采取防凍措施，一旦引壓口內(nèi)的液體發(fā)生冰凍體積會增大，會造成傳感器的損壞，接線的時(shí)候，需要用防水接頭擰緊螺帽，防止雨水的侵入。做好有效措施才能延長進(jìn)氣壓力傳感器的壽命，為發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。

4? 結(jié)語

現(xiàn)在的機(jī)械很多的動(dòng)力系統(tǒng)都靠發(fā)動(dòng)機(jī)，所以我們應(yīng)隨時(shí)觀察其故障現(xiàn)象，確保進(jìn)氣壓力傳感器的正常工作。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力傳感器對空氣進(jìn)氣量有著重要的作用，而進(jìn)氣量直接影響著噴油量的多少，所以發(fā)動(dòng)機(jī)空氣進(jìn)氣壓力監(jiān)測系統(tǒng)對整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作起著舉足輕重的作用。作為汽車的核心，發(fā)動(dòng)機(jī)的正常與否直接影響汽車的正常運(yùn)行，對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力系統(tǒng)有深入的了解可以幫助車主在日常開車過程中遇到故障時(shí)能夠針對性地進(jìn)行檢測，從而有效解決常見故障，做好日常保養(yǎng)維修工作，延長發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。

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