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汽车压力传感器有什么作用

汽车上使用的压力传感器种类有很多,有的安装在发动机上,比如如果我们看到仪表板上有类似于茶壶的机油警告灯点亮,提示我们机油压力低了,这就是机油压力传感器运用的例子。除此之外,还有进气压力传感器、高压油轨压力传感器等,运用在整车系统上的有空调压力传感器等。下面,我们就来详细分析一下这些压力传感器的作用。

机油压力传感器

机油压力传感器也叫机油压力开关、机油感应塞,该传感器使用陶瓷电容技术,能测量油道内的机油压力,能在低压力点上实现极高精准度,数据误差在1.2%上下浮动,响应时间小于2ms,压力检测范围是50-1150kpa,但是该传感器的对机油清洁度有较高要求。由于汽车经常高速行驶在各种路况包括越野路段,机油压力传感器实际承受的工作环境很差,高温能达110度,低温能低于-30度,而且经常还要承受冲击、震动、腐蚀和过载等,但是机油压力传感器成本是很低的,在市场上几十元就可以买到。

机油压力传感器结构如下图所示,主要有密封圈、陶瓷电容芯片、O形圈、六角铜管和外密封圈等组成。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,膜片克服弹簧力作用使触点断开。当机油压力在合理的范围内时,膜片不具有推动弹簧的作用力,触点闭合,机油警告灯不点亮。

润滑系统的机油压力在怠速时为50kpa,在发动机转速为3000r/min时,机油压力为300-540kpa之间;怠速、水温80度左右,机油压力不低于30kpa。当系统中的机油压力低于规定值时,仪表板上的机油压力警告灯点亮,驾驶员就知道机油少了。

进气压力传感器

进气压力传感器类型有很多,有压敏电阻式、电容式等,但是绝大部分的车辆使用压敏电阻式的,因为传感器具有反应灵敏、检测精度高、尺寸小易于安装等优点。

进气压力传感器(MAF)也叫进气岐管压力传感器,这个传感器测量的数据是进气岐管中的真空度与大气压力之间的差值,发动机控制电脑根据该电压值能准确计算真空度,对喷油脉宽进行修正。

该传感器能直接连接到进气岐管真空度,当点火开关接通时,发动机电脑ECU读取进气压力传感器的电压或者信号频率,同时自动把这个数据当为大气压力。在配置有进气压力传感器的发动机控制系统里,在发动机起动时,发动机ECU能根据进气压力信号、节气门开度信号和转速信号为主输入信号进行燃油计算。进气压力传感器一般安装在节气门后方的进气岐管上方,位置如下图所示。

该传感器的结构和电路图如下图所示。从图中可以知道,该传感器是三线制,也就是传感器的搭铁线、参考电压线和信号线。

传感器的搭铁线通过发动机ECU相连接,对搭铁线电压降的测试可以判断传感器的搭铁线与蓄电池负极搭铁之间的电压降,这个电压差在发动机运转情况下不能超过0.1V。

参考电压是发动机电脑提供的5V电压控制的反馈线,当参考电压信号线被短路时,那么供电电压就为零,会影响到进气压力传感器的信号输出,整个发动机动力也会受到影响。

信号线是把传感器的信号给发动机ECU,并给发动机电脑提供实际的进气压力数据,如果传感器信号线被短路,那么输出的电压为零。

油轨压力传感器

共轨压力是柴油机共轨系统中很重要的一个参数,共轨压力是实时变化的,共轨压力和喷油器的喷油量有关。共轨压力可以实时测量油轨压力内的压力,每个工况下的油轨压力是不同的,比如怠速时的油轨压力是30-40bar,加速时的最大油压可以达到150bar以上,发动机ECU通过油轨压力传感器测得的压力与理论压力值对比,压力是通过高压油泵的进油计量比例阀进行调整。

我见过一辆哈弗的高压轨柴油机,使用的是GW2.8TC发动机,因为无法启动,检查了低压和高压侧的油压,没有问题;检查曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器也没有问题,后面问题发现是该油压传感器损坏了。

如下图所示,该传感器安装在高压共轨管的旁边,柴油通过共轨管上的一个小孔流向共轨压力传感器,到达传感器内部的膜片上。传感器内部有安装将压力信号转化为电信号的半导体元件,传感器产生的信号被放大并将其送到ECU的检测回路。

如下图所示,当共轨管内的压力导致膜片形状发生变化(压力在150MPa时,下压1mm),连接在膜片上的电阻层也发生改变,改变的电阻值引起5V电压的惠斯登电桥的输出电压变化,通过放大电路的处理后,使信号电压在0-5V之间变化,这个电压就是共轨管内的压力值。

汽车空调压力开关

汽车空调压力开关是用来是制冷系统工作正常而设置的压力保护装置,有高压开关、低压开关等。

  • 高压开关

当制冷系统工作不正常或制冷剂加多了,会使空调管道内压力过高,系统高压会使冷凝器和高压管路爆裂、压缩机的排气阀和电磁离合器损坏等故障。当系统压力达到上限值后,高压开关就会切断电磁离合器的工作电路,使压缩机停止工作,同时使冷凝器散热风扇高速运转,降低冷凝器的压力和温度。高压开关一般安装在储液干燥罐上或冷凝器入口上。

  • 低压开关

低压开关用螺纹连接安装储液干燥罐上,作用是感知高压侧的压力,当压缩机排出的制冷剂压力低于0.4MPa或温度较低(小于10度)时,低压开关将电磁离合器的电路断开,达到减少燃油消耗。节能的作用。

总结:通过上面列举的几种汽车压力传感器外,还有不少运用在其他系统的传感器,比如碰撞系统和电子检测系统,主要的作用基本上都是通过压力转化为电压信号输出给控制单元ECU。

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