汽车进气压力传感器的结构与原理

博世压力型（D型）电子燃油喷射系统不设空气流量传感器，而是用一个进气歧管压力传感器测量节气门之后的进气歧管的真空度，来间搭铁测量进气量。进气压力传感器一般安装在节气门后部的进气歧管上。节气门前部与大气相通，进气压力为大气压，而其后部的气压为负压（负压比真空度的表述更确切）。节气门的前后部均有进气管与附加空气阀相通。

进气压力传感器的作用是将进气管道中的气体压力转换成电信号，并送给电子控制装置，再由电子控制装置控制电动喷油器喷油时间的长短。

1.电磁式进气压力传感器

电磁式进气压力传感器的结构与原理如图3-1所示。它主要由铁心、传感线圈及一对真空膜盒（压力计）等组成。

进气压力传感器的类型较多，但他们基本都是将上述这对真空膜盒抽成真空，以保持其真空度。当外部的气压变化时，视其压力或真空度的大小，膜盒就会产生凸出或凹进的现象，通过传动机构，便使线圈中铁心的位置发生改变，从而使线圈中穿过的磁通量发生了变化，于是线圈便产生出大小不同的感应电动势来，由此就把电压变化的物理量转换成了由线圈两端输出的电信号。

工作原理是：当节气门开启时，进气歧管内气体的绝对压力增加（或真空度减小），真空膜盒（即压力计）被压缩，把动铁心往右拉，如图3-1a所示，于是减小了磁轭与动铁心（衔铁）的间隙，使传感线圈中的感应电动势增大。当此信号输出给ECU后，电子控制装置控制喷油器工作，使喷油器的针阀打开时间加长，使燃油的喷射量增加。

当节气门关闭时，进气歧管内的气体绝对压力降低（或真空度增大），真空膜盒因膨胀拉伸而使动铁心向左移动，如图3-1b所示，于是磁轭与动铁心的间隙加大，使传感线圈中的感应电动势减小，与上述情况相反，ECU最终使喷油器打开时间缩短，使喷油量减小。

2.电阻型压电效应式进气压力传感器

电阻型压电效应式进气压力传感器结构主要由压力转换元件和放大压力转换元件输出信号的混合集成电路构成，相关结构如图3-2所示。压力转换元件是利用半导体的压电效应制成的硅（膜）片。硅（膜）片的一面是负压区，另一面作用的是进气歧管压力。

图3-1 电磁式进气压力传感器结构

a）节气门开启 b）节气门关闭(www.xing528.com)

图3-2 压电效应式进气压力传感结构示意图

该传感器的工作原理与电磁式进气压力传感器的工作原理基本相同。即在进气歧管内气体压力的作用下，硅片将产生变形，使硅片的电阻值发生变化，从而使电桥电压变化。由于该电压值很小，故电路中由混合集成电路将该信号进行放大处理以后，才从ECU的PIM端子提供给微电脑电路。该混合放大集成电路的供电通常取自ECU的VCC端子。

需要说明的，发动机电喷系统的汽油喷射，除了受进气压力、发动机转速等主要因素影响外，还必须考虑发动机在冷起动时、热车后、满负荷时、加速及停车时燃油供给的中断等诸多因素。要使汽车发动机得到优良的工作性能，就必须满足这些因素的要求。因此，在由电子控制的汽油喷射系统内，还设置许多附加（或辅助）装置，如节气门位置传感器和附加空气阀等。

另外，由于压力传感器结构和测量原理的要求，压力传感器安装在振动较小的车身处，用一根橡胶管与进气总管相连作为取气管。

图3-3是用于切诺基吉普车的电阻型进气歧管压力传感器结构及工作原理示意图。其工作原理与上述电磁式进气压力传感器基本相似。它是通过进气歧管内气体的绝对压力的增加或降低，使移动片上、下移动，由移动片带动电阻中间滑动点移动，由此就可使B端的电压上升或降低，这一变化的电压就反映了进气歧管内气体的绝对压力。B端输出的电压送到电子控制装置（ECU）后，ECU根据送来的信号控制喷油器的工作，使其喷油针阀打开的时间加长或缩短，以此来控制喷油量。

图3-3 电阻型进气歧管压力传感结构示意图

a）进气歧管真空度高 b）进气歧管真空度低

3.电容膜盒式进气歧管压力传感器

电容膜盒式进气歧管压力传感器由两片用绝缘垫圈隔开的氧化铝片组成（图3-4）。在铝片的内表面贴有两片极薄的硅片，分别与一根引线相连。氧化铝片和绝缘垫圈构成中部有个真空腔的膜盒。该盒装在与进气管相通的容器内。当进气歧管压力发生变化时，氧化铝片弯曲变形，使硅片间的距离随之改变，从而引起电容量的变化。这时，通过信号处理，电控单元便可测得进气歧管的压力。