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汽车+汽车双可变电阻式节气门位置传感器解析

高工
2025-10-13 18:58:33   被打赏 10 分(兑奖)     打赏

在汽车电子控制系统不断发展的进程中,电子节气门系统和电控柴油机系统扮演着极为关键的角色。而在这两个重要系统中,双可变电阻式节气门位置传感器凭借其独特优势,成为了不可或缺的组成部分。


一、应用优势与类型划分

双可变电阻式节气门位置传感器之所以在电子节气门系统和电控柴油机系统中广泛应用,主要得益于其组合安装方式带来的可靠性提升。两个传感器组合安装,形成了一种冗余设计。当其中一个传感器出现故障时,系统能够迅速识别并采取相应措施,避免因单一传感器故障导致整个系统运行异常,极大地增强了系统的稳定性和可靠性。


从两个传感器输出信号的变化关系来看,双可变电阻式节气门位置传感器可分为反相式和同相式两种主要类型。反相式意味着两个传感器的输出信号变化趋势相反,一个增大时另一个减小;而同相式则是两个传感器输出信号变化趋势相同。进一步细分,同相式又可分为同斜率线性变化和不同斜率线性变化两种类型。同斜率线性变化表示两个传感器输出信号随节气门开度变化的速率相同;不同斜率线性变化则是指变化速率存在差异。这种多样化的类型划分,使得双可变电阻式节气门位置传感器能够更好地适应不同车型和系统的需求。


二、结构原理深入剖析

双可变电阻式节气门位置传感器的结构设计精巧,其核心由两个电位器组成,共设有4个接线端子。其中2个端子分别为两个电位器共用的电源端子和搭铁端子,例如在图a中标注为V和E。电源端子为传感器提供工作所需的电能,搭铁端子则确保电路形成完整的回路。另外2个端子分别连接两个电位器各自的滑动触点,作为传感器的两个信号端子,如图b中的VTA和VTA₂。这两个信号端子负责将电位器滑动触点的位置变化转化为电信号输出,从而反映节气门的开度信息。

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这种节气门位置传感器的两个信号不但可让ECU获知节气门开度,还有利于ECU对该传感器进行故障监测。ECU在发动机工作过程中不断比较这两个信号电压的数值,一旦发现两信号电压的差值(或两信号电压之和)与标准不符,即判定该传感器有故障,立即起动失效保护模式。


每个电位器的工作原理和控制电路都与传统的可变电阻式节气门位置传感器一致。当节气门开度发生变化时,电位器的滑动触点会随之移动,改变接入电路的电阻值。根据欧姆定律,电阻值的变化会导致电路中电流和电压的改变,进而通过信号端子输出相应的电信号。


然而,双可变电阻式节气门位置传感器的独特之处在于,两个电位器在相同工作范围内的电阻值存在差异。这种差异使得两个滑动触点上的信号电压值有所不同。在节气门开度变化的过程中,两个信号电压值会形成两条具有一定关系的直线。这两条直线可能呈一定角度,也可能平行或相交,如图2 - 10b所示。不同的直线关系对应着不同的传感器类型和信号输出特性,为系统提供了丰富而准确的节气门开度信息。


三、在实际系统中的重要作用

在电子节气门系统中,双可变电阻式节气门位置传感器精确地反馈节气门的开度信息,使发动机控制单元能够根据驾驶员的操作意图和车辆的行驶工况,精确控制节气门的开度,从而实现最佳的进气量控制,提高发动机的动力性、经济性和排放性能。

在电控柴油机系统中,该传感器同样发挥着关键作用。它能够实时监测节气门的状态,为柴油机的喷油量控制、进气控制等提供重要依据,确保柴油机在不同工况下都能稳定、高效地运行。


四、爱丽舍节气门位置传感器检修

爱丽舍1.6L轿车装备的16气门TU5JP4型发动机采用了BOSCH公司电喷系统的智能电子节气门。电子节气门轴上的双节气门位置传感器用来监控节气门的准确开度,节气门位置传感器(两个可变电阻)的滑片与节气门同轴。当节气门转动时,可变电阻滑片同步转动,当加上5V工作电压后,变化的电阻转化为电压输出信号,可变电阻的输出电压随节气门的位置变化而改变,可使ECU准确感知节气门的开度。由于两个可变电阻是反相安装,因此当节气门位置发生变化时,两路信号电压均呈线性变化,其中一个增加,同时另一个减小。

图所示为双可变电阻式节气门位置传感器的端子布置

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图所示为双可变电阻式节气门位置传感器的反相输出。

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综合式节气门位置传感器和双可变电阻式节气门位置传感器的检测,都可以依照可变电阻式节气门位置传感器的检测方法来进行。


总结:

双可变电阻式节气门位置传感器在汽车电子节气门和电控柴油机系统中至关重要。其应用优势显著,组合安装形成冗余设计,一个传感器故障时系统能迅速识别并采取措施,增强系统稳定性与可靠性。它有反相式和同相式两种类型,同相式又细分同斜率和不同斜率线性变化,能适配不同需求。结构上,由两个电位器组成,有4个接线端子,两个信号端子可反映节气门开度,利于ECU故障监测。在电子节气门系统中,它能精准反馈开度信息,实现最佳进气量控制;在电控柴油机系统中,为喷油量、进气控制提供依据。以爱丽舍1.6L轿车为例,其双节气门位置传感器滑片与节气门同轴,可变电阻反相安装,输出电压随节气门位置线性变化,检测可参照可变电阻式方法。


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