柴油发动机进气压力监测系统研究

庞成立

摘  要：柴油发动机进气过程中，其进气压力的大小直接关系着进气量，影响内燃机内燃烧是否充分，确保进气压力保持在合理范围内，才能使有害气体进一步降低，从而增大发动机的功率，使发动机排放更干净。该文就柴油发动机进气压力的监测和工作原理进行探究，并对常见进气压力监测中出现的故障进行分析，提出一些相关建议和解决办法。

关键词：柴油发动机  进气压力  传感器  监测

中图分类号：G64                              文献标识码：A文章编号：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

發动机进气压力直接关系着进气量的大小，为发动机的正常工作提高保证，所以，需要重视发动机进气压力系统的监测，并且能够对常见的压力系统故障进行分析解决，这对汽车整体性能都要很重要的作用。

1  柴油发动机进气压力监测系统概述

柴油发动机进气系统简单来说，就是为发动机输送洁净干燥的空气，避免空气中的杂质进入发动机内部，进气过程中要求尽可能地进气均匀。整个进气系统包含多种零件，其中空气滤清器和进气歧管起主要作用。

1.1 空气滤清器的作用

我们知道，燃油的燃烧离不开大量空气的支持，而大量的空气进入气缸的过程中含有大量的灰尘和杂质，如果不进行过滤，会对气缸造成严重的磨损，影响发动机的使用寿命。除此之外，空气滤清器也可以有效降低进气过程中产生的噪音。

1.2 进气歧管的作用

柴油发动机中，经过空气滤清器后空气变得纯净了，进气歧管的作用就是把经这些纯净的空气进行分配，保证进气充足稳定。进气歧管连接着于节气门和引擎进气门，需要保证进入各个气缸的空气或者燃油混合气气体量相等。一般来说，进气歧管的内部管道壁都很光滑，这样就可以降低进气阻力，以此保证进气顺畅。

1.3 发动机进气压力的监测

柴油发动机进气压力的监测，主要是进气压力传感器对进气量的检测，进气压力传感器并不能直接检测出进气量，而是传感器电阻随着车子引擎转速的不同发生改变，这种变化会转换成电压信号，传送给ECU，从而来控制喷油量。

2  柴油发动机进气压力监测系统工作原理介绍

在现在汽车电控柴油发动机上，根据发动机不同工作情况的需要，利用进气量的节流控制来实现对进气量的大小和进气管压力的调节，柴油机发动机控制进气节流的方法就是在进气道中安装一个节气门，进气压力传感器就是检测进气歧管的压力，这个压力指的是绝对压力。

进气压力传感器因市场需求不同而有很多种形式，但是工作原理基本相似，柴油发动机中，在增压器后的进气管上设置了进气压力传感器，这样做的目的是用来对进气量的精准测量。不同的发动机内部结构不太一样，但是进气压力传感器的功能不受影响，即对进气压力的检测不受影响，检测数值结合ECU进行流量计算，测算出喷油油量，实现对喷油油量进行控制。

进气压力的测量原理是，传感器上面有一个硅膜片，这个硅膜片上集成一个惠斯通电桥，硅膜片在歧管内绝对压力下可以实现变形，从而引起电阻阻值的变化，硅膜片的变形程度随着歧管内绝对压力的变化而变化，而这种变化又直接导致了电阻阻值的变化，所以这样就把硅膜片这种发生变化的机械能转变成了电能，这种电能信号再由集成电路经过放大处理后传送给ECU。

3  柴油发动机进气压力监测系统常见故障及改进措施

3.1 柴油发动机进气压力传感器常见故障

进气压力传感器发生故障后，进气量会出现错误，ECU得不到正确的进气量就不能对喷油量进行合理控制，而不合理的喷油量会直接造成混合气浓度发生改变，造成发动机运转失常。进气压力传感器发生故障后会有以下几种现象。

（1）发动机启动困难，发动机需要多次启动，很难保证一次性启动成功。

（2）发动机性能失常，即发动机的动力性、燃油经济性、主要指标（油耗、扭矩等）失常，参数发生错误或者偏差，不能提供正常的工况信息。

（3）怠速不稳，指汽车在怠速中，转速忽高忽低，这是由于气缸功率因为气体的震动作用发生变化，导致各个活塞在进行工作的时候，造成受力不平衡，从而发动机产生剧烈颤动。

（4）油耗增大，车上显示的平均油耗高于正常值，或者一定公里内耗油量明显增多，这需要车主开车过程中对油耗进行关注。

（5）加速无力，汽车加速过程中有挫败感，多伴随发动机加速时出现晃动，甚至“放炮”“冒黑烟”的现象。

当出现这些情况的时候，考虑是进气压力传感器发生故障。需要启动发动机然后将传感器插头拔下来，仔细查看发动机是否有变化，或者直接测量信号线的电压是否有变化。发动机进气压力信号一旦消失将是非常棘手的问题，影响很大，因为进气压力信号没有办法通过节气门开度、曲轴位置、传感器等其他信号进行精确反推，造成汽车无法正常运行一系列问题。

3.2 常见故障分析及措施

3.2.1 发动机启动困难

如果是热机状态下启动困难，但是将踏板迅速踩到底后就可以正常启动使用，说明是因为混合气体浓度过大，需要排空进气管内的混合气体，此时，直接拆掉空气滤清器的滤芯再重新安装即可，这样进气阻力就会变小，进气阻力变小后混合气体的浓度就会下降，发动机就可以正常启动;每天启动车子时，如果发动机难以启动，脚踩踏板感觉很沉重但是轻轻踩动又可以启动，这很有可能是节气门内部发生了积灰，遇到这种情况对节气门进行拆卸清洗然后重新安装，发动机即可恢复正常。

3.2.2 发动机性能失常

发动机性能的失常因为没有了进气压力信号，发动机无法提供正常的振幅，燃气ECU也就没有办法读出不同情况下所需的准确进气量，进而无法根据发动机的实际进气量对喷气量进行调整，发动机将会以错误的模式进行工作。这时候需要考虑可能是传感器自身的问题导致。具体可以拔掉插頭量一下电压是否偏高，传感器一般都是5V电，如果偏高就要检查电路板和与之相连的线路问题。

3.2.3 汽车怠速不稳

一方面可能是进气歧管的空气成分发生了变化，可能进入了汽油的蒸汽或者因燃烧产生的废气等，这些混合气体进入气歧管后，直接改变混合气体的正常密度，使之密度变大或者变小，这就会引起内燃机燃烧不正常;另一方面是发动机内各种阀发生漏气现象。发生漏气有很多种可能，例如进气管出现问题、胶管或者进气歧管衬垫出现破损、废气再循环阀没有关闭好等一系列原因。

3.2.4 汽车油耗增大

当进气压力传感器出现故障的时候势必造成汽车油耗的增加，这就需要对传感器进行检测维修，一般说来进气压力传感器一般分为以下几个问题：传感器的内部线路出现断路或短路、传感器输出信号出现错误、传感器输出信号的电压数值不在正常范围内，如果进气压力传感器彻底坏掉需要及时更换好新的，以免影响发动机正常工作。

3.2.5 汽车加速无力

进气压力传感器发生任何故障都有可能发生汽车加速无力的现象。

3.3 进气压力传感器发生故障的检测及注意事项

3.3.1 基本检查

由于进气压力传感器的特殊性，其基本检查主要是对每一个管体管道的检查，一是查看各个接口的连接是否正常，有没有发生松动的现象;二是管体有没有漏气、堵塞或者破损等异常现象的发生，如果发生异常，会导致进气歧管内的真空压力作用于传感器上发生偏差，式传感器不能正常工作，从而使ECU接收到错误的信号，所以，基本检查虽然并没有什么难度，但是非常有必要。此外，还需要对传感器线路连接进行仔细查看，保证进气歧管压力传感器的线路连接正常，如果连接正常，拔下插接器，检查各个端口是否有因生锈腐蚀而导致接触不良现象的发生，一旦发现这种现象，需要将端口清洁干净再重新连接。

3.3.2 检测进气压力传感器电源电压是否正常

具体做法是：（1）拔掉传感器线束插头;（2）打开点火开关，这时候注意发动机应该保持静止状态;（3）利用万用表的一根表笔接电源端子，同时另一根表笔接接地端子，电压正常范围值应该在4.5～5.5 V之间，如果电压值大于或小于这个数值范围，则说明进气压力传感器电源电压发生故障，需要进一步检测进气歧管压力传感器和电控单元之间有没有发生断路，如果有，需要对此进行维修或者更换相关线路线束。

3.3.3 检测进气压力传感器输出电压是否正常

具体做法是：（1）将传感器和进气歧管间的软管拆下来;（2）打开点火开关，同时发动机保持静止状态;（3）利用万用表测量此时电传感器的输出电压;（4）接着对传感器内部逐渐施加真空，以便于测量传感器的输出电压在不同真空密度下的变化。正常情况下，真空增大，传感器的输出电压减小。测量结束后，对比将感器输出电压下降值与标准值是否相符，如果不相符，则证明进气压力传感器出现故障，需要及时更换传感器。

值得注意的是，在对传感器输出电压检测的实际操作中，不能只注意传感器输出电压的最高或者最低值是否符合标准，也应该重视电压值是呈线性变化的这一重要特性，如此造成排除故障时既费时又费力，所以，细节方面不容忽视。

3.3.4 进气压力传感器的更换

如果经过一系列的检测，确定进气压力传感器出现了故障，需要对其进行更换。首先需要将坏掉的进气压力传感器拆掉，具体流程为：先断开接地端，然后断开传感器上连接器上的连线，将传感器上的固定螺丝拧下来，取下废弃的进气压力传感器。安装的步骤为：首先对各个软管的接头处进行清洁，保证干净整洁，然后将新的进气压力传感器装到进气歧管和节气门进气管之间，并用螺丝进行固定，然后连接进气压力传感器的连接器，最后对蓄电池的接地端进行连接。需要注意的是，在安装进气压力传感器的过程中不能用锤子、斧子等敲击强度太大的工具，以免对传感器或者发动机内部零件造成损伤，另外，需要注意谨防酸碱性液体的侵入，保持传感器以及相连的软管的干燥。

3.3.5 进气压力传感器注意事项

进气压力传感器在使用过程中，需要注意防止颗粒物进入管内，避免与腐蚀性或者温度过高的液体固体等的接触。冬季室外温度过低时，需要采取防冻措施，一旦引压口内的液体发生冰冻体积会增大，会造成传感器的损坏，接线的时候，需要用防水接头拧紧螺帽，防止雨水的侵入。做好有效措施才能延长进气压力传感器的寿命，为发动机的正常运转提供保障。

4  结语

现在的机械很多的动力系统都靠发动机，所以我们应随时观察其故障现象，确保进气压力传感器的正常工作。发动机进气压力传感器对空气进气量有着重要的作用，而进气量直接影响着喷油量的多少，所以发动机空气进气压力监测系统对整个发动机的正常工作起着举足轻重的作用。作为汽车的核心，发动机的正常与否直接影响汽车的正常运行，对发动机进气压力系统有深入的了解可以帮助车主在日常开车过程中遇到故障时能够针对性地进行检测，从而有效解决常见故障，做好日常保养维修工作，延长发动机的寿命。

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