第一节　进气压力传感器

进气压力传感器（也称进气歧管压力传感器或MAP）用在D型喷射系统和缸内直喷汽油喷射系统（应用在发动机上的电子控制多点间歇式汽油喷射系统中，基本特点是以进气压力和发动机转速为基本控制参数来控制喷油器的基本喷油量）中，根据发动机的负荷测出进气歧管内压力的变化，并通过电路的连接转化为电信号和转速信号一起输入给汽车电控单元（ECU），作为确定喷油器喷油量的基本依据。进气压力增大，喷油量增多，点火提前角变小。它大多安装在汽车发动机的进气歧管上，也有少部分安装在汽车发动机ECU的控制盒内或发动机的驾驶室内（皇冠3.0安装在发动机舱内、奥迪A6安装在发动机电脑内）。如果进气压力传感器工作不良，一般会使发动机出现启动困难、怠速抖动、加速无力、油耗增大、排放超标等故障。

进气压力传感器的种类较多，按其信号的产生原理可以分为电压型和频率型两种。电压型又可分为半导体压敏电阻式（电阻应变计式）和膜盒传动可变电感式；频率型可分为电容式和表面弹性波式。其中以半导体压敏电阻式应用最多。

一、半导体压敏电阻式进气压力传感器

1.结构

半导体压敏电阻式进气压力传感器是利用半导体的压阻效应的原理制成的。主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管接头和引线电极组成，其内部结构如图4-1所示。

硅膜片是用单晶硅制成的压力转换元件，其长和宽各为3mm，厚度为160μm，在硅膜片的中心部位用腐蚀方法制作了一个直径为2mm、厚度为50μm的薄膜片，在薄膜片表面的圆周上，采用集成电路加工和台面扩散技术制作了4只阻值相等的应变电阻，并将4只电阻连接成惠斯顿电桥电路，如图4-2所示，然后再与传感器内部的温度补偿电阻和信号放大电路等混合集成电路连接。

2.工作原理

半导体压敏电阻的工作原理如图4-3所示。硅膜片一面通真空室，一面承受来自进气歧管中气体的压力，在此气体压力的作用下，硅膜片会产生变形，且压力越大形变越大，膜片上应变电阻的阻值在此压力的作用下就会发生变化，使传感器上以惠斯顿电桥方式连接的硅膜片应变电阻的平衡被打破，当电桥的输入端输入一定的电压或电流时，在电桥的输出端便可得到相应变化的信号电压或信号电流，因为此信号比较微弱，故采用了混合集成电路进行放大后输入给ECU。

3.检测方法

半导体压敏电阻式进气压力传感器由于其体积小，精度高，响应性、再现性和抗振性较好，一般不易损坏，应用较广泛。但其若损坏或其连接线路不良，则易使发动机出现怠速不良、启动不易和启动后熄火的故障。若在汽车运行中出现上述故障，则应对此传感器及相关电路和元件进行检测，检测方法如下。

①拔下传感器的连接器插头，接通点火开关（但不启动发动机），用万用表电压挡检测连接器插头电源端和接地之间的电压（图4-3所示电路中的UC端子与E2端子），应在4～6V之间；若无电压，应检测ECU相应端子间的电压，若正常，则是传感器与ECU间连接线路发生故障，若仍无电压，则是ECU发生故障。

②检测进气压力传感器的输出电压。拔下进气压力传感器与进气歧管连接的真空软管，打开点火开关（但不启动发动机），用电压表测量进气压力传感器的输出电压（图4-3所示电路中的PIM端子与E2端子）。接着向进气压力传感器内施加真空，并测量在不同真空度下的输出电压，该电压值应随真空度的增大而降低，其变化情况应符合规定，否则应更换。

4.应用

新款高尔夫、捷达型轿车半导体压敏电阻式进气压力传感器的检测。此类型轿车的进气压力传感器与进气温度传感器制成一体，安装在进气系统的动力腔上，这两种传感器配合工作能准确地反映气缸的进气量。进气压力传感器的外形如图4-4所示。该传感器连接器的4个连接端子1、2、3、4与ECU的220、D101、T60/55、T60/42端子相连接，其连接电路如图4-5所示。此种压力传感器的检测方法如下。

（1）电阻检测　关闭点火开关，拔下ECU线束连接器和进气压力传感器线束连接器。用万用表的电阻挡检测ECU和传感器有关端子间的电阻，其电阻应符合表4-1中列出的标准规定值，如果电阻过大或为无穷大，则说明线束与端子接触不良或有断路，应进行更换。

（2）电压检测　用万用表直流电压挡检测电压，打开点火开关，检查进气压力传感器连接器3与1端子间的电源电压，标准值应为5V左右；打开点火开关，发动机不运转，检查进气压力传感器信号输出端子4与搭铁1端子间的信号电压，标准值应为3.8～4.2V；当发动机怠速运转时，信号电压应为0.8～1.3V；当节气门开度加大时，信号电压应上升。如果信号电压经检查不符合上述规定，说明传感器已经损坏，应进行更换。

案例1.切诺基吉普车的半导体压敏电阻式进气压力传感器检测

北京切诺基吉普车进气压力传感器也是采用半导体压敏电阻式传感器测量进气压力的大小，其安装在驾驶室内的仪表板上，传感器的安装位置及电路如图4-6所示。

进气压力传感器与ECU有3条线相连，一条是电源线，ECU向传感器输入4.5～5.5V电压；另外两条线分别是信号电压线和地线。在发动机怠速运转时，进气歧管内的真空度高，传感器的电阻大，传感器输出1.5～2.1V低电压信号；当节气门全开时，歧管内的真空度低，传感器电阻小，传感器输出3.9～4.5V较高电压信号，如图4-7所示。

切诺基吉普车的进气压力传感器及其连接线路的检测方法如下。

（1）检测传感器的电源电压　当点火开关接通时，检测传感器C端子与A端子间的电压，电压值应为4.5～5.5V。如电压为零，再检测ECU线束连接器接头端子6与4间的电压，如果电压不为4.5～5.5V，说明传感器电源线断路或线路接触不良。

（2）检测传感器的信号电压　传感器输出的信号电压可用高阻抗数字式万用表直流电压挡进行检测。传感器插座上有A、B、C三个端子，接通点火开关，不启动发动机，检测信号输出端子B与搭铁端子A上的电压，电压值应为4～5V；当发动机热机怠速运转时，B端子与A端子间的电压下降到1.5～2.1V；当节气门开度逐渐增大时，B端子与A端子间的电压应逐渐升高。如检测ECU线束连接器插头1端子与4端子间的电压，则应和B端子与A端子间的电压相同。如检测结果不符合规定，说明传感器信号线断路、接触不良或传感器本身有故障，应继续检查并更换相应的元件。

（3）检测传感器负极导线的连接情况　用万用表电阻挡检测传感器A端子与发动机缸体间的电阻，阻值应小于0.5Ω。如阻值过大或为无穷，则说明传感器负极导线断路或插头连接不良。

（4）检查真空软管的连接情况　仔细检查进气压力传感器（MAP）的真空软管与节气门体的连接情况，如连接不良或漏气，则会影响传感器性能并直接影响发动机工作的稳定性，可视情况使其连接牢固或更换真空软管。

案例2.本田轿车的半导体压敏电阻式进气压力传感器检测

本田轿车的进气压力传感器安装在节气门体进气道上，如图4-8所示。也采用了利用半导体的压阻效应制成的半导体压敏电阻式压力传感器，其与ECU连接的电路如图4-9所示。黄/红线（端子1）为传感器电源线，绿/白线（端子3）为搭铁线，绿/红线（端子2）为传感器信号线。

对本田轿车进气压力传感器仍从电源电压、信号电压及连接线束的导通性等方面去进行检测，检测方法如下。

（1）检测MAP传感器的电源电压　拔下MAP传感器的3芯插头，打开点火开关，用万用表测量MAP传感器3芯插头上的1、2两端子间的电压，如图4-10所示，其标准值应为5V。

（2）检测MAP传感器的信号电压　拆下MAP传感器，把手动真空泵接在MAP传感器进气口处，如图4-11所示，打开点火开关，用万用表测量MAP传感器的信号线3号端子与搭铁线2号端子之间的电压，按下真空泵，随着真空度的变化，读取电压数值的变化，随着真空度的变化，其输出信号电压的标准参考值如表4-2所示。

（3）检测MAP传感器的线束导通性　关闭点火开关，拔下ECU的C插头，拔下MAP传感器的3芯插头，用万用表的电阻挡分别测量C19、C7、C17与3芯插头的1、2、3端子的导通性，如图4-12所示，测量的各电阻标准值应小于0.5Ω。

案例3.别克凯越进气压力传感器检测

（1）检测数据及电路图　发动机电脑向压力传感器提供5V的信号基准电压。随着进气歧管压力的变化，压力传感器会产生不同的搭铁电阻，真空度越大电阻就越低，从而控制原为5V的基准信号在0～5V变化。不同的信号电压，就对应着不同进气歧管的气压值，如图4-13所示。在打开点火开关、未启动发动机时，歧管压力等于大气压力85～96kPa，信号电压较高，发动机电脑将该信息作为车辆所在地的大气压力信号，发动机电脑根据大气压力信号修正喷油时间，此功能也称作海拔修正。当发动机怠速运行时，进气管真空度高（37～45kPa），信号电压为1.0～1.5V；当节气门全开时真空度低，信号电压为4.0～4.8V。在线性废气再循环流量测试诊断运行时，进气歧管绝对压力传感器还用于确定歧管压力变化。

（2）检测步骤　当进气歧管绝对压力信号不良时，将会造成发动机怠速不良、加速不良、动力不足等故障。如果进气歧管绝对压力传感器信号与正常值有较大偏差，但未出现故障码时可导致混合气过稀动力不足（信号电压过低）、混合气过浓冒黑烟（信号电压过高）故障。

①连接诊断仪，打开点火开关，若有故障码P0106，证明进气歧管绝对压力信号不符合变化规律；若有故障码P0107，证明进气歧管绝对压力信号过低；若有故障码P0108，证明进气歧管绝对压力信号过高。

②打开点火开关，不启动发动机，读进气压力数据，应在96kPa左右。若高于103kPa，说明P0108所反映的故障是正在持续的硬故障，即信号电压超高；否则证明是间歇性故障，清除故障码。

③使发动机运行在怠速状态，读进气压力数据，应在40kPa左右。若压力低于12kPa，说明P0107所代表的故障是正在持续的硬故障，即进气歧管绝对压力信号过低；否则证明是间歇性故障，清除故障码。

④气缸失火也会设置故障诊断码P0108。如果出现缺火，先修理导致缺火的故障。

⑤测量压力传感器插头1端蓝黑色线，对搭铁电压应为5V，是由电脑5V电源模块提供的传感器5V工作电源。

⑥测量压力传感器插头3端橙黑色线，对搭铁电压接近0V，是由电脑提供的传感器工作搭铁。

⑦测量压力传感器插头2端蓝白色线，在打开点火开关时，对搭铁电压应为5V，是电脑内的5V电源串联了一电阻后输出的传感器信号基准电压。

⑧拔下压力传感器上的真空管，检查真空管不应有堵塞，把手动抽气筒连接到压力传感器上，在压力传感器上人工抽气制造真空度。观察信号电压应随着压力的变化而及时变化，若变化缓慢或没有反应，证明压力传感器有故障，应更换。可以参考的标准数据是，当不施加真空时，压力信号电压为4.5V左右；当施加34kPa的真空时，压力信号电压应为1.5V。

⑨打开点火开关，不启动发动机时，读数据显示的大气压值若不符合车辆所在地的海拔，证明传感器有故障。

⑩在启动发动机时，压力传感器应检测到进气歧管压力所发生的任何变化，如果总是保持在一个固定值，证明传感器有故障。

在发动机正常工作的情况下，压力传感器的信号电压应迅速响应节气门位置的变化。若压力信号不应对节气门位置的变化，信号响应迟缓或响应滞后，证明传感器有故障，或真空管堵塞。

修理完成后，要用诊断仪的燃油微调复位功能，将长期燃油微调复位到128（0%）。

二、真空膜盒式进气压力传感器

1.工作原理与结构

真空膜盒式进气压力传感器也叫膜盒测压器，一般安装在D型喷射系统发动机的进气歧管上，用来检测进气压力，并将检测到的压力信号转化为电信号输入给ECU，实现ECU对喷油量的调节。其结构如图4-14所示。

真空膜盒测压器的膜盒由薄金属片焊接而成，在其内部抽真空，外部为气压室，与发动机进气歧管相连。当膜盒的外部受到来自进气歧管中变化的气体压力作用时膜盒易收缩或膨胀。当膜盒接受正压力，如大气压力时，膜盒会收缩；反之，受到真空负压时，膜盒会膨胀。膜盒的收缩或膨胀将使与之连在一起的操纵杆外伸或回缩（操纵杆的移动与所受的压力的变化成线性关系），并可采用可变电阻器（电位计）或可变电感器或差动变压器将操纵杆的机械运动转化为电信号输送给ECU，实现对喷油量的控制。

2.真空膜盒式可变电阻器式进气压力传感器

真空膜盒式可变电阻器式进气压力传感器的结构如图4-15所示。它利用操纵杆的移动使电位计滑动臂的滑动触点左右移动，从而改变可变电阻的输出电阻值，进而改变输出的电压的大小。当进气压力较大时，膜盒收缩，操纵杆回缩，使电位计的滑动触点向上移动，从而增大了分压电压的大小，即增大了输出电压值；反之，则膜盒膨胀，输出电压减小。

3.真空膜盒式可变电感式进气压力传感器

真空膜盒式可变电感式进气压力传感器结构如图4-16所示。它利用操纵杆的外伸或回缩移动，带动与其相连的铁芯移动，从而使两互感线圈W1和W2之间的互感系数发生变化，进而改变输出电压的大小。其中互感线圈的互感系数与两线圈的耦合情况相关，耦合越紧，输出电压越大。因此，进气压力增大时，膜片回缩，铁芯向两线圈中间运动时，耦合变紧，输出电压增大；反之，则膜片膨胀，输出电压减小。

4.真空膜盒式差动变压器式进气压力传感器

真空膜盒式差动变压器式进气压力传感器与可变电感式进气压力传感器结构相似，它主要由膜盒、铁芯、传感线圈、弹片以及电路组成，如图4-17所示。传感线圈由一次绕组和二次绕组两个绕组构成，如图4-18所示。一次绕组与振荡电路连接，产生交变电压，并在线圈周围产生磁场；二次绕组为两个感应线圈，产生感应信号电压。当交流电通过一次绕组线圈时，两个二次绕组线圈都产生感应电压。当铁芯在中心位置时，两个二次绕组的感应电压大小相等，方向相反，传感器的输出电压为零。当铁芯从中间向一端移动时，一个二次绕组输出的电压将大于另一个二次绕组，这两个二次绕组的电压差es即为输出信号电压，其大小由铁芯移动距离决定。当进气歧管压力发生变化时，膜盒的外伸与回缩带动铁芯在磁场中移动，使感应线圈产生的信号电压发生变化，这个变化的信号电压经电子电路检波、整形和放大后，输入电控单元ECU。

5.真空膜盒式进气压力传感器的检测方法

真空膜盒式进气压力传感器的常见故障是真空软管连接不牢、破裂以及感应线圈断路、短路等。检测时应注意这种进气压力传感器是用12V电源工作，所以检测时不要拔下电源线插头。

（1）检查电源电压　关闭点火开关，拔下传感器连接器插头，在电源线插头一侧接万用表，打开点火开关，电压表应显示12V，否则应检查电源线是否存在断路、短路。

（2）检查输出信号电压　连接好传感器插头，打开点火开关，将万用表正表笔与信号端子接触，将负表笔搭铁，在真空软管上加大气压时，信号电压应为1.5V；对真空软管吸气时，电压应从1.5V慢慢减小；发动机怠速时，电压应为0.4V，当发动机转速升高时，输出电压值也升高；否则说明传感器或相关线路出现故障，应进行更换。

三、电容式进气压力传感器

1.结构与原理

电容式进气压力传感器的结构如图4-19所示，它是将氧化铝膜片和底板彼此靠近排列，形成电容，利用电容随膜片上下压力差的变化而改变的性能，获取与压力成正比的电容值信号。将电容（压力转换元件）连接到传感器混合集成电路的振荡电路中，传感器能够产生可变频率的信号，且该信号的输出频率约为80～120Hz，与进气歧管的绝对压力成正比。电控装置ECU可以根据传感器输入信号的频率来感知进气歧管的绝对压力的大小，进而对发动机的喷油量进行控制。

2.检测方法

电容式进气压力传感器目前还没有得到很普遍的应用，仅在福特等少数轿车的D型喷射发动机上使用。若电容式进气压力传感器或其连接电路发生故障，也可从电源电压、信号电压、传感器与电源间连接线束的导通性去检测，具体的车型需参考各自的参数标准值。同时也可用汽车专用万用表对此进气压力传感器进行频率测试，测试方法是，打开点火开关，发动机不运转，进气压力传感器输出信号的频率约为160Hz；减速时频率为80Hz左右；怠速时频率为105Hz左右；若进气压力输出信号消失或者超出工作范围（频率小于80Hz或大于160Hz），则说明此传感器已损坏，应进行检修或更换。

以下对福特轿车的电容式进气压力传感器的检测方法进行简单的介绍。

福特汽车使用的电容式进气压力传感器与电脑的连接电路如图4-20所示。进气压力传感器有3条线与电控单元ECU连接。ECU的26端子向进气压力传感器提供5V电压；46端子是信号端子，经ECU搭铁；45端子为进气压力传感器输出信号端子。其检测方法如下。

①检查真空软管的连接状态，以确保无老化破裂现象。

②打开点火开关，检查ECU的26端子（橘/黑）与搭铁间的电压值，应为5V。

③检测46端子信号电路（黑/白）电压，应为0V，接地电阻不大于0.5Ω。

④检测进气压力信号线（蓝/黄），拆下传感器连接器接头，测量45端子处的电压，在点火开关接通时为0.5V。

四、表面弹性波式进气压力传感器

表面弹性波式进气压力传感器是在一块压电基片上用超声波方法加工出一块薄膜敏感区，上面刻制换能器（压敏SAW延时线），换能器与电路组合成为振荡器，如图4-21所示。为了提高测量精度，减小补偿温度对基片的影响，在薄膜敏感区边缘设置另一只性能相同的换能器（温基SAW延时线）。换能器是通过在抛光的压电基片上设置两个金属叉指构成的，若在输入换能叉指T1上加电信号，便由逆压电效应在基片表面激励起弹性表面波，传播到换能叉指T2转换成电信号，经放大后反馈到T1以便保持振荡状态。表面弹性波SAW在两个换能叉指之间的传播时间即是所获得的延迟时间，其大小取决于两换能叉指间的距离。由于导入的进气歧管压力作用于压电基片上，压力变化将在薄膜敏感区产生应变，使换能叉指间的距离发生变化，从而使表面弹性波传播的延迟时间相应变化。这样，根据与延迟时间成反比的振荡频率，即可输出压力信号。