第五节 压力传感器
一、进气压力传感器
1.进气压力传感器结构
进气压力传感器也叫歧管绝对压力传感器（MAP），该传感器其实属于速度-密度型传感器，安装在进气歧管上，用来测量进气系统内的真空度。
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进气歧管压力传感器的种类很多，但目前常用的有半导体压敏电阻式、真空膜盒式、电容式和表面弹性波式等压力传感器。半导体压敏电阻式最为常见。
半导体压敏电阻式进气压力传感器利用半导体的压阻效应制成，主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管和引线电极组成，见图3-22。
图3-22 半导体压敏电阻式进气压力传感器
2 进气压力传感器的工作机理
半导体压敏电阻式进气压力传感器的硅膜片一面通过真空室，一面承受来自进气歧管中气体的压力，在气体压力的作用下，硅膜片会产生变形，且压力越大变形越大，膜片上应变电阻的阻值在此压应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，所以采用了混合集成电路进行放大后输入给ECU。
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进气压力传感器应用压电原理。根据进气管的压力的大小变化，电压值也会随之变化。通过探测进气管压力可计算出各气缸空气量的准确数值。根据该数值对进气门的开启时间和喷射量进行相应调节，见图3-23。
图3-23 进气压力传感器电路原理
如果发动机控制单元（动力系统控制模块）检测到进气歧管绝对压力信号电压间断过高，会设置故障码P1106。
歧管绝对压力（MAP）传感器测量进气歧管内部的压力。进气歧管压力受发动机转速、节气门开度、空气温度、大气压力和涡轮增压器输出等因素影响。歧管绝对压力传感器内的膜片因压力变化而移动，压力变化是由发动机负荷和工作条件的变化引起的。传感器将该操作解释为电阻。
歧管绝对压力传感器接线包括3个电路：发动机控制模块（ECM）向5V参考电压电路上的传感器提供经过调节的5V电压；发动机控制模块向低电平参考电压电路提供搭铁；歧管绝对压力传感器向发动机控制模块提供信号电压，以响应歧管绝对压力传感器信号电路上的压力变化。发动机控制模块将输入的信号电压转换为压力值。
在正常操作条件下，当点火开关置于“ON（打开）”位置且发动机关闭时，进气歧管压力最大，等于大气压力。涡轮增压器，当在节气门全开（WOT）条件下操作车辆时，涡轮增压器可将歧管压力增加到大气压力以上水平。当车辆怠速或减速时，歧管压力最低。发动机控制模块监测歧管绝对压力传感器压力信号是否超出正常范围，见图3-24。
图3-24 进气压力传感器及电路
3.进气压力传感器的检查
第一步：检查是否存在以下状况。
①传感器外壳损坏、真空管破裂。
②传感器密封件损坏。
③传感器松动或安装不正确。
④传感器真空管堵塞。
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严禁进气歧管绝对压力传感器的5V参考电压电路与车辆的其他部件相连，否则会损坏传感器及控制单元。
第二步：测量进气歧管绝对压力传感器5V参考电压。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
③转动点火开关至“ON”位置。
④测量进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的4号端子与可靠接地之间的电压（标准电压值：4.5～5.5V）。
⑤连接进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
如果不符合规定值，转至第六步；如果符合，执行下一步。
第三步：测量传感器信号电路。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
③转动点火开关至“ON”位置。
④在EN49的3号和4号端子之间连接一根带5A熔丝的跨接线，用故障诊断仪观察“实际进气歧管绝对压力传感器电压”参数（标准电压值：4.5～5.5V）。
⑤连接进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
如果不正常，转至第七步；如果正常，执行下一步。
第四步：测量进气歧管绝对压力传感器接地电路。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
③转动点火开关至“ON”位置。
④测量进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的1号端子与可靠接地之间的电阻（标准电阻值：小于1Ω）。
⑤连接进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
如果不正常，转至第八步；如果正常，执行下一步。
第五步：更换进气歧管绝对压力传感器。
第六步：检查传感器5V参考电压电路。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
③断开ECM线束连接器EN44。
④测量进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的4号端子与ECM线束连接器EN44的59号端子之间的电阻值，检查是否存在断路情况，否则修理故障部位。
⑤测量进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的4号端子与可靠接地之间的电阻值，检查是否存在对地短路情况，否则修理故障部位。
⑥测量进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的4号端子与可靠接地之间的电压值，检查是否存在对电源短路情况，否则修理故障部位。
以上各测量参数见表3-5。
表3-5 测量参数
第七步：检查传感器信号电路。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
③断开ECM线束连接器EN44。
④测量进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的3号端子与ECM线束连接器EN44的19号端子之间的电阻值，检查是否存在断路情况，否则修理故障部位。
⑤测量进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的3号端子与可靠接地之间的电阻值，检查是否存在对地短路情况，否则修理故障部位。
⑥测量进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的3号端子与可靠接地之间的电压值，检查是否存在对电源短路情况，否则修理故障部位。
以上各测量参数见表3-6。
表3-6 测量参数
第八步：检查传感器接地电路。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49。
③断开ECM线束连接器EN44。
④测量进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的1号端子与ECM线束连接器EN44的40号端子之间的电阻值，检查是否存在断路情况，否则修理故障部位。
⑤测量进气歧管绝对压力传感器线束连接器EN49的1号端子与可靠接地之间的电压值，检查是否存在对电源短路情况，否则修理故障部位。
以上各测量参数见表3-7。
表3-7 测量参数
第九步：检查ECM电源电路。
①检查ECM电源电路是否正常。
②检查ECM接地电路是否正常。
如果不正常，处理故障部位；如果正常，执行下一步。
第十步：更换ECM。
第十一步：利用故障诊断仪确认故障代码是否再次存储。
①连接故障诊断仪至诊断测试接口。
②转动点火开关至“ON”位置。
③清除故障代码。
④启动发动机并怠速暖机运行至少5min。
⑤路试车辆至少10min。
⑥再次对控制系统进行故障代码读取，确认系统无故障代码输出。
如果没有再次存储，属于间歇性故障。故障排除。
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进气歧管压力传感器失灵时，根据节气门位置和发动机转速计算出一个替代值。在这两种情况下，故障存储器中都会记录一个故障，见图3-25。
图3-25 进气压力传感器及电路
4.进气压力传感器关联电路
为了确定燃油喷射量，必须将进气流量信息输入至ECM。MAP（歧管绝对压力传感器）是速度-密度类型，测量进气歧管内的压力，间接测量空气流量。MAP传感器将与进气歧管压力成正比的模拟信号输出到ECM，ECM根据此信号和发动机转速计算空气流量，见图3-26。
图3-26 进气压力传感器关联电路
5.进气压力传感器的更换
（1）进气压力传感器拆卸
①拔开进气压力传感器连接器A。
②旋出螺栓B，从进气歧管上拆卸进气压力传感器，见图3-27。
图3-27 更换进气压力传感器
（2）进气压力传感器安装 按照拆卸相反顺序进行安装。把传感器插入安装孔。注意，安装时小心操作，不要损坏传感器。
二、机油压力传感器
1.机油压力传感器结构
机油压力传感器是一个压力开关，在汽车维修中，又叫机油压力开关和机油压力感应塞。
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机油压力传感器一般会安装在机油滤清器座上，由触点、弹簧、膜片、隔板及膜片等组成。当无机油压力作用时，弹簧推动膜片，触点处于闭合状态；当机油压力达到规定值时，膜片克服弹簧作用力，使触点断开，见图3-28。
图3-28 机油压力开关
1—由塑料制成的壳体上部件；2—触点顶端；3—弹簧；4—压板； 5—隔板；6—密封环；7—隔膜；8—由金属制成的壳体； 9—触点闭合时的电流；10—触点打开时的间隙
2.机油压力传感器机理
机油压力传感器（图3-29）用于监控润滑系统。发动机处于静止状态且点火开关打开时，机油压力指示灯通过机油压力传感器接地，指示灯亮起。启动发动机后，机油压力使接地触点克服弹簧力打开，指示灯熄灭，见图3-30。
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当系统发动机机油压力低于设定值时，弹簧力就会关闭触点，点亮仪表内的发动机机油压力警告灯。当正常着车启动后由于机油泵向系统输送压力，所以此开关断开，仪表内的发动机机油压力警告灯熄灭。
图3-29 机油压力传感器
图3-30 机油压力传感器电路原理
3.机油压力传感器检查
（1）低压传感器 在达到较低机油压力时此开关闭合。如果开关失效，则会存储故障码并且仪表中机油压力警报灯亮起。
发动机系统压力过压（0.55～0.85bar）时，警报灯亮起，否则更新机油压力开关。
机油压力传感器在系统中的位置见图3-31。
图3-31 机油压力传感器在系统中的位置
（2）高压传感器 在机油压力较高时开关闭合。如果此开关失效，则发动机转速被限制为4000r/min，仪表EPC警示灯亮起。
发动机系统压力过压（2.15～2.95bar）时，警报灯亮起，否则更新机油压力开关（图3-32）。
图3-32 机油压力开关
4.机油压力传感器关联电路
（1）电路说明 发动机控制模块ECM监视发动机机油压力开关电路上的电压，如果点火开关接通，但发动机不运行或发动机机油压力低于设定值，则发动机机油压力开关使发动机控制模块ECM电压输入端接地，发动机控制模块ECM通过数据电路，将发动机机油压力信息发送到仪表板组合仪表，仪表板组合仪表控制发动机机油压力指示器，见图3-33。
图3-33 机油压力传感器关联电路（本田某车型低机油压力指示灯电路图）
（2）电路检查
①检查端子。检查发动机控制模块ECM和线束连接器端子是否松脱、不匹配、锁片折断、变形或损坏以及导线连接是否有故障。
②检查线束。检查线束是否损坏。如果线束检查未发现故障，断开发动机机油压力开关，接通点火开关并移动与发动机机油压力开关电路相关的线束，测试发动机机油压力开关连接器接头间的电压。如果电压显示变化表明该部位有故障。
5.机油压力传感器的更换
（1）机油压力传感器（开关）测试
①从机油压力开关B上断开机油压力开关连接器A。
②检查正极端子C和发动机搭铁之间的导通性。发动机停止时应导通；发动机运转时应不导通，见图3-34。
图3-34 机油压力传感器测试
（2）机油压力传感器（开关）更换（图3-35）
①断开机油压力开关连接器A，然后拆下机油压力开关B。
②清除开关和开关安装孔上旧的密封胶。
③在机油压力开关螺纹上涂抹少量的密封胶，然后安装机油压力开关。
图3-35 机油压力传感器更换
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使用过多的密封胶可能导致密封胶进入油道或新机油压力开关的端部。
三、燃油压力传感器
1.燃油压力传感器结构
燃油压力传感器（图3-36）也叫燃油压力调节器，用来控制油路中的燃油压力，保持喷油器恒定的供油油压，并将多余的燃油送回油箱。
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燃油压力传感器由印制电路板、传感器元件、隔离块和壳体等组成，其内有一个压力腔，腔内有一个具有溢流阀的膜片，膜片里侧为真空腔，且腔内有一个弹簧。
图3-36 燃油压力传感器结构
2.燃油压力传感器机理
燃油系统的压力与进气管真空度造成的压力差及弹簧弹力共同作用于膜片。当燃油系统的压力与进气管真空度造成的压力差低于弹簧弹力时，溢流阀关闭；当燃油系统的压力与进气管真空度造成的压力差高于弹簧弹力时，溢流阀打开，多余的燃油经回油管流回燃油箱。
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燃油压力传感器的核心是一个钢膜，在钢膜上安装有应变电阻。只要压力作用在钢膜的一侧，则应变电阻由于变形而改变其阻值。发动机控制单元提供5V电压，压力升高，电阻减少，信号电压升高。信号电压可折算到相应的压力值。
3.燃油压力传感器故障
（1）燃油高压传感器（图3-37） 燃油高压传感器安装在下部燃油分配管上，它测量高压燃油系统中的燃油压力。
图3-37 燃油高压传感器（G247）及电路
①信号应用。发动机控制单元会分析这个信号，并通过高压泵内的燃油压力调节阀N276来调节高压燃油压力。
②传感器失效（信号中断）的影响。如果这个传感器信号中断了，发动机控制单元就以一个固定值或低压传感器信号来控制燃油压力调节阀。
（2）燃油低压传感器（图3-38） 如图3-39所示，燃油低压传感器在高压燃油泵上，它测量低压燃油系统中的燃油压力。
图3-38 燃油低压传感器（G410）电路
图3-39 燃油低压传感器安装在高压燃油泵上
①信号应用。发动机控制单元使用燃油低压传感器这个信号来调节低压燃油系统中的燃油压力。发动机控制单元接收到这个信号后，会发给燃油泵控制单元J538一个信号，J538会根据实际需要来调节燃油泵。
②传感器失效（信号中断）的影响。如果燃油压力传感器信号中断，那么就无法根据需要来调节燃油压力了，燃油压力就始终保持为一个固定。
4.燃油压力传感器更换
（1）拆卸燃油压力传感器
①拆下发动机盖板。
②拔下燃油压力传感器线路连接器。
③拔出夹子2。
④将燃油压力传感器1从燃油分配管拔出（图3-40）。
图3-40 拆卸燃油压力传感器（一）
⑤将燃油压力传感器1从转接器2拧下（图3-41）。
图3-41 拆卸燃油压力传感器（二）
（2）安装燃油压力传感器
①必须更换O形环。
②将燃油压力传感器拧入转接器。
③小心将燃油压力传感器推入燃油分配管，一直推到底。
④将固定夹滑入槽中，以固定燃油压力传感器。
⑤连接连接器。