节气门开度与真空度的关系

节气门开度与真空度的关系吴飞肇庆科技中等职业学校，广东 肇庆 526020）【内容摘要】 真空度，是物理学中的一个名词。在汽车故障诊断技术中，却要经常遇到。 在教学过程中，关于真空度与节气门开的的关系，很多学生不甚了解，以至于对于相关领域 的故障无从着手，基于此，本文给予解答。【关 键 词】真空度 节气门开度 故障诊断1，概述我们知道，驾驶员在踩下油门踏板的时候，发动机进气管中的节气门开度会随之变大， 节气门后方的进气歧管处的真空度也会随之变化，这个真空度的变化太重要了，其数值是发 动机 ECU 控制点火与喷油的重要依据，也是对电控发动机进行故障分析的重要因素。在汽 车技术文献诸多参考资料里，对于真空度的描述，用了很多方法，致使读者经常感到迷惑。 本文讲对真空度的相关知识进行讨论，然后与发动机节气门开度建立联系，并从此引入进气 压力传感器的原理，最后用一个故障实例对前面所讲的知识进行应用。2，基础知识2.1 大气压力在物理学中，有明确的解释，“是地球表面覆盖有一层厚厚的由空气组成的大气层。在 大气层中的物体，都要受到空气分子撞击产生的压力。也可以认为，大气压力是大气层中的 物体受大气层自身重力产生的作用于物体上的压力。”表示大气压力有多种方法：1标准大气压（atm） =760毫米汞柱（mmHg） =1.033工程大气压（在汽车维修中喜欢说公斤）=1.0133* 105pa=0.10133Mpa。2.2 相对压力、绝对压力在汽车空调、进气歧管、燃油压力、机油压力等方面，经常会遇到这样说法，相对压力 是多少，绝对压力是多少。学生对这个问题往往很迷惑，很容易混淆，而一些书上的解释又 往往过于专业化。相对压力：又称为表压力，压力仪表显示的压力就是表压力，是指设备内部某处的真实压力与大气压之间的差值。可以理解为，若把大气压力视为0，此时的读书即为相对压力。绝对压力：真实的压力。为表压力与当地大气压之和。以绝对真空作为起点，符号为PABs，绝对真空的值为0所以这时，标准大气压力是O.IMpa。2.3 真空度真空度有多种定义。分为绝对真空度和相对真空度。定义 1：以百分数表示的真空与大气压力之比值。举例说：真空度为“0”相当于是绝对真空，真空度为“1”相当于是标准大气压。定义 2：表示真空状态下气体的稀薄程度， 通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真 空度高表示真空度“好”的意思，相当于真空度在数值上其极限为“0”；真空度低表示真空度 “差”的意思，相当于真空度在数值上极限为“1”。这里要弄清楚，所谓真空度“高”与“低”，在数值上并没有与大小有对应关系，是两 种概念，不要混为一谈。下图可以很好说明以上问题：相对压力（表压力）绝对压力真？大气压力绝对芯力ir+完全真空尸0图 1 各种压力的含义3，节气门开度与真空度的关系前面花了不少篇幅介绍的知识，是后续理解的基础。对于化油器的发动机，喉管处的通道变小，目的是增加空气的流速，从而该处压力降低，真空度变大，使汽油从浮子室里容易被吸入进气管。这里是不是可以这样认为：“流速越快， 压力越小”呢？假设这句话成立，那么“当节气门开度变大的时候，进气歧管处的空气流速 越大（相对于怠速来说，有大量空气进入，速度变快），则压力越小，真空度越大”，很显然， 这个推导是不成立的。通过实验得出的结论是：当节气门开度变大的时候，进气歧管处的真空度是降低的，压 力是在变大的。以上的矛盾怎么解释？这要用到流体力学知识来解释，即“全压=动压+静压”， 全压 力代表着空气在管道中流动时的全部能量。动压力是反映空空气流动现象的压力，它只是在 空气的前进方向起作用，并且永远为正值，静压力有正负之分，全压力也有正负之分。在吸 气管道中全压力为负值，在压气管道中全压力为正值。而静止空气的静压力就是空气的全压 力。4，在汽车上的应用4.1进气歧管绝对压力传感器在电控发动机里，进气歧管绝对压力传感器是一个很重要的传感器，是测量空气量的 一种传感器（除此以外还有其他，不在本文讨论范围），在汽车里使用比较普遍，他是作为 喷油与点火的主要控制信号（另外一个是发动机转速信号）。进气歧管绝对压力传感器有四种类型，又以半导体压敏电阻式用得比较广泛，他是利 用半导体压敏效应制成。其特点是尺寸小，精度高，响应性、再现性、抗震性都很好，而且 成本低，所以得到广泛应用。如通用汽车公司，丰田汽车公司，奇瑞汽车公司等生产的汽车， 以及国产桑塔纳 2000GLi 型轿车都使用该传感器。该传感器的结构如图1 所示，它由压力转换元件和把转换元件输出信号进行放大的混 合集成电路构成。圧力转换元件压力转换元件是利用半导体的电压效应制成的硅膜片。硅膜片的一面是真空室，另一 面导人进气歧管压力。硅膜片为边长 3mm 的正方形，它的中部经光刻腐蚀形成直径约 2mm 厚约5“m的薄膜。薄膜周围有四个应变电阻，以惠斯登电桥方式连接，如图2所示。f电源、1Jk(b)RR，RiMMO CiND f搭扶)，硅膜片 /卜 o（输出图2 应变电阻的连接方式由于硅膜片的一侧是真空室,所以进气歧管压力越高硅膜片的变形越大，它的应变与 压力成正比。附着在薄膜上的应变电阻的阻值与压力成正比变化，这样就可以利用惠斯登电 桥把硅膜片的变形变成电信号。因为输出的电信号绎微弱，所以用混合集成电路进行放大后 输出。4.2压力传感器的检测该压力传感器有些是3 线制，有些是4 线制，分别举例说明。4.2.1通用汽车进气歧管压力传感器的检测（3线制）与ECU的连接如图所示:ECU图 3与 ECU 的连接进气歧管压力传感器产生故障或其连接线路不良，会使发动机出现怠速不良、起动不容 易或起动后发动机易熄火等故障。当确诊出故障部位时，应及时检查歧管压力传感器及其连 接电路。歧管压力传感器与ECU的连接电路如图3所示。从图中可知，它有三条连线，一条为 Vcc电源线，一条为PIM信号输出线，另一条为地线。这种传感器应检查输出信号电压值。 在怠速时为0.9V，发动机转速升高时，真空度随之降低，膜片变形变大，电阻变大，输出 电压升高，但最高不超过 5V。4.2.2桑塔纳2000GLi汽车歧管压力传感器的检测（4线制）桑塔纳 2000GLi 型轿车使用的进气歧管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，它的外形如图4所示。该传感器连接器有四个连接端子与ECU连 接。多了一个进气温度传感器端子。1（寸捕諾图表4桑塔纳2000Gli压力传感器端子连接方式、1搭铁；2进气温度信号输出端子；3电源（ + 5V）端子；4传感器信号输出端子电压检查。用万用表直流电压挡检查电压时，打开点火开关，检查歧管压力传感器连 接器3与1端子间电源电压，标准值应为5V左右；当打开点火开关，发动机不运转，检查 歧管压力传感器信号输出端子4与搭铁1端子间电压，标准值应为3.84.2V；当发动机怠 速运转时，信号电压应为0.81.3V；当加大油门，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，应更换。电阻检测，端子2与1，进气温度传感器，是一个负温度系数电阻，其值要符合下表1：表 1 进气温度传感器电阻与温度的关系THA-E2-20 C1020kQ0C47 kQ+20 C23 kQ+40 C0.91.3 kQ+60 C0.40.7 kQ4.2.3皇冠3. O轿车歧管压力传感器的检测该传感器与ECU的连接电路及电压输出特性曲线如图5所示。图 5 与 ECU 皇冠 3 .O 轿车的连接电路及电压输出特性曲线不同真空度时PIM-E2间电压值如表2：直空度13. 326.740. U366r 7（.3W）3DPIM归业压(V)0. 37 50. 7（L 91 1-1.31. 51 a 71-97 1表2不同真空度时PIM-E2间电压值表中的真空度是绝对真空度。从表中可以看出，节气门开度越大，真空度越大(在数值 上)，相当于真空度越低，输出信号也越大。4.3燃油压力调节器其作用是使燃油压力相对于大气压力或进气歧管负压保持一致，即保持喷油压力与喷油环境压力的差值一定。当节气门开度变化时，进气歧管压力将发生变化，而这个变化将影响喷油量，这样就很难用单一的喷油时间来决定喷油量大小，因此，要保持喷油压力与喷油环境压力的差值一定，这个值大小一般是250300kpa。如下图所示：图 6 燃油压力调节器的调节特性5，结束语对于“压力”一词，在汽车上的应用远不止于此，比如说，大气压力传感器、汽车空 调中的高低压开关、蒸发器感温饱等等，都涉及到，相信本文能对这些问题可以做出进一步 的说明，大家以后遇到类似问题，不再混淆。但是本人的只是结构毕竟有限，在文中也许存 在一些错误，希望大家能批评指正。参考文献1 陈家瑞 . 汽车构造（上册）. 北京：人民交通出版社， 19952 宋福昌 . 汽车传感器识别与检测图解. 北京：电子工业出版社， 20063 刘越琪 . 发动机电控技术.北京：机械工业出版社， 20024 李栓成 舒华. 汽车电子控制装置使用与维修技术 .北京 .金盾出版社， 20055 秦明华.汽车电器与电子技术.北京.北京理工大学出版社， 2003.066 7 8