熱模式空氣流量計(jì)的故障診斷

1、熱膜式空氣流量計(jì)的故障診斷摘 要本文主要介紹了熱膜式空氣流量計(jì)的作用、結(jié)構(gòu)及工作原理，闡述了熱膜式空氣流量計(jì)故障的診斷與檢測(cè)方法，并且列舉了熱膜式空氣流量計(jì)故障診斷案例1例。關(guān)鍵詞空氣流量計(jì)，故障診斷，檢測(cè)1熱膜式空氣流量計(jì)的作用空氣流量計(jì)（MAF ）用以直接測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)吸入的空氣量，并轉(zhuǎn)變成電信號(hào)送給發(fā) 動(dòng)機(jī)ECM。此信號(hào)用于計(jì)算所有與轉(zhuǎn)速和負(fù)荷有關(guān)的功能。2熱膜式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)空氣流量計(jì)裝在空氣濾清器后面，主要由防護(hù)網(wǎng)、采樣管、熱膜電阻、溫度補(bǔ)償電阻和 控制電路組成。熱膜電阻和溫度補(bǔ)償電阻安裝在進(jìn)氣管道中， 控制電路板安裝在流量計(jì)下方 進(jìn)氣管連接側(cè)的防護(hù)網(wǎng)用于防止回火和臟物進(jìn)入空氣流

2、量計(jì)。其構(gòu)造如圖1所示。圖1熱膜式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)圖3熱膜式空氣流量計(jì)工作原理熱膜式空氣流量計(jì)工作原理如 2圖所示。熱膜電阻（發(fā)熱體）RH和進(jìn)氣溫度計(jì)（又稱(chēng)溫度補(bǔ)償電阻）RK與精密電阻RA、電橋電阻RB共同構(gòu)成惠斯登電橋。集成電路A用于控 制熱膜電阻電流，使進(jìn)氣溫度與熱膜溫度相差100C。RH和RK均置于進(jìn)氣通道中的取氣管 發(fā)動(dòng)機(jī)工作進(jìn)氣時(shí)，熱膜電阻RH通電產(chǎn)生熱量被進(jìn)氣空氣流吸收帶走， 因而熱膜溫度下降。 空氣流量越大，熱膜損失的熱量越多，要保持進(jìn)氣溫度（ RK的溫度）與熱膜溫度（RH的溫度）相差100C，集成電路A將根據(jù)進(jìn)氣溫度和空氣流量的大小，加大或減小通過(guò)熱膜電阻RA時(shí)，便在RA上產(chǎn)

3、生電壓降，此電壓降隨著熱膜電阻通過(guò)的電流（亦即空氣量）的變化而變化，這樣就可以根 據(jù)其輸出電壓U0，檢測(cè)出空氣流量。怠速工況時(shí)，空氣流量較小，傳感器輸出電壓較低，大負(fù)荷時(shí)空氣流量大，輸出電壓較高?？諝饬髁坑?jì)向ECU提供一個(gè)0.34.5V的電壓信號(hào)圖2熱膜式空氣流量傳感器電路原理圖RK溫度補(bǔ)償電阻 RH 熱膜電阻RA精密電阻RB 電橋電阻4熱膜式空氣流量計(jì)故障診斷及檢測(cè)4.1進(jìn)氣系統(tǒng)外觀檢查及故障碼讀取觀察進(jìn)氣系統(tǒng)的真空軟管無(wú)松動(dòng)、老化、脫接，檢查空氣流量計(jì)插頭無(wú)松脫情況下，用 解碼器進(jìn)行讀碼，有故障碼，則需檢修空氣流量計(jì)及其線路，如果沒(méi)有故障碼，則讀取數(shù)據(jù) 流進(jìn)行分析。4.2空氣流量數(shù)據(jù)流分析

4、怠速時(shí)正常顯示數(shù)值：2.04.0g/s。隨著節(jié)氣門(mén)開(kāi)度增大，進(jìn)氣量隨著增大。有些車(chē)型 當(dāng)車(chē)速達(dá)到120KM/h時(shí)，進(jìn)氣量達(dá)60 g/so在節(jié)氣門(mén)控制部件故障引起的緊急運(yùn)行狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)以高怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)進(jìn)氣量顯示 有 4.55.5g/so如果發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元識(shí)別出空氣流量計(jì)有故障，則用節(jié)氣門(mén)電位計(jì)的代替值顯示出來(lái)。 怠速時(shí)空氣流量小于 2.0g/s,主要原因有：在進(jìn)氣歧管和空氣流量計(jì)之間有未計(jì)量空氣 量，或空氣流量計(jì)及其線路故障。怠速時(shí)空氣流量大于4.0g/s,主要原因有：駕駛換擋選擇或發(fā)動(dòng)機(jī)由于輔助設(shè)備而增加 負(fù)荷，或空氣流量計(jì)及其線路故障。如果在不同工況時(shí)該參數(shù)值沒(méi)有變化或與標(biāo)準(zhǔn)有很大差異，

5、說(shuō)明空氣流量計(jì)有故障。 當(dāng)電控單元識(shí)別出故障碼時(shí)，或數(shù)據(jù)流顯示異常時(shí)需要對(duì)空氣流量計(jì)及其線路進(jìn)行檢 測(cè)。4.3空氣流量計(jì)波形分析熱膜式空氣流量計(jì)是一個(gè)模擬輸出電壓信號(hào)傳感器，當(dāng)空氣流量增大時(shí)，輸出電壓也隨CH1 lV/div DC 50Q1S/DIV空氣流量大二高電壓 空氣漬量小二低電壓之升高，如圖3所示。檢測(cè)空氣流量計(jì)電壓輸出信號(hào)的方法如下：(1) 檢查發(fā)動(dòng)機(jī)真空度應(yīng)在 2080kPa圍。(2) 關(guān)閉所有附屬電氣設(shè)備。(3) 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并使其怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，怠速穩(wěn)定后，測(cè)量空氣流量計(jì)輸出電壓信號(hào)(如 圖3波形所示)。做加速和減速試驗(yàn)，應(yīng)有類(lèi)似圖 3中的波形出現(xiàn)。(4) 空氣流量計(jì)輸出電壓從怠速時(shí)

6、超過(guò) 0.2V升至節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)4V以上，當(dāng)全減速時(shí) 輸出電壓應(yīng)比怠速時(shí)的電壓稍低些。如有差異，則空氣流量計(jì)有故障。圖3熱膜式空氣流量計(jì)波形圖4.4空氣流量計(jì)電阻及電壓測(cè)試空氣流量計(jì)電路如圖4所示。(1) 電源電壓測(cè)試：打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，將數(shù)字萬(wàn)用表調(diào)至直流20V檔，紅色表針置于空氣流量計(jì)針腳2,黑色表針置于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管殼體，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)顯示12V;紅色針表置于空氣流量計(jì)針腳4,黑色表針置于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管殼體，應(yīng)顯示5V。在實(shí)際檢測(cè)中，拔下傳感器插頭，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量2號(hào)端子與接地間電壓，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)顯示12V。針腳1-空 針腳2-12V供電 針腳3-ECU部搭鐵 針腳4-5V參考文獻(xiàn)針腳5

7、-信號(hào)電壓在怠速時(shí)5腳電壓為1.4V ;急加速時(shí)為2.8V。(2) 線束導(dǎo)通性測(cè)試：將數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)置在電阻 200Q檔，找到空氣流量計(jì)下面的針腳號(hào)與ECU信號(hào)測(cè)試端口針腳號(hào)，分別測(cè)試空氣流量計(jì)3、4、5號(hào)針腳對(duì)應(yīng)電控單元12、11、13號(hào)針腳的電阻，所有電阻都應(yīng)低于1 Qo(3) 線束短路性測(cè)試：將數(shù)字萬(wàn)用表分別測(cè)量各線束間的電阻，相連導(dǎo)線電阻應(yīng)當(dāng)小 于1 Q，不相連導(dǎo)線電阻應(yīng)為正常。(4) 信號(hào)電壓測(cè)試：分單件測(cè)試和就車(chē)測(cè)試兩部分，單件測(cè)試：取一個(gè)空氣流量計(jì)組成部件，將12V點(diǎn)壓或蓄電池電壓施加在空氣流量計(jì)電器插座針腳2上，將5V電壓施加在空氣流量計(jì)電器插座針腳4上，將數(shù)字萬(wàn)用表調(diào)至直流20

8、V檔，測(cè)量空氣流量計(jì)插座針腳 3 和針腳5,應(yīng)有1.5V左右電壓，用吹風(fēng)機(jī)從空氣流量計(jì)隔柵端向空氣流量計(jì)吹入冷空氣或熱 的空氣，測(cè)量空氣流量計(jì)插座針腳 3和針腳5,電壓應(yīng)瞬間上升至2.8V回落。不能滿足上述 條件，可以判定空氣流量計(jì)有故障。就車(chē)測(cè)試：起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)至工作溫度，將數(shù)字萬(wàn)用表調(diào)至直流20V檔，測(cè)量空氣流量計(jì)針腳5的放開(kāi)信號(hào)，紅表針置于空氣流量計(jì)針腳 5,在黑表針置于空氣流量計(jì)針腳 3,怠速時(shí) 應(yīng)顯示電壓1.5V左右；急加速應(yīng)顯示2.8V變化。若不符上述要求，在電源電壓與參考電壓 完好的前提下，可以確定空氣流量計(jì)已損壞，需要更換。5故障案例故障現(xiàn)象：一輛帕薩特B5 GSI轎車(chē)，行駛中緩慢

9、加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常，但急加速時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)加不上油，還伴有“回火”現(xiàn)象。使車(chē)輛在原地慢慢加熱，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到4200r/min,然后回到3500r/min，繼續(xù)加油，轉(zhuǎn)述回升到4200r/min，然后又跌落到3500r/min，如此反復(fù)，即發(fā)動(dòng)機(jī) 35004200r/min之 間“游車(chē)”。急加油發(fā)動(dòng)機(jī)反應(yīng)遲緩，轉(zhuǎn)速上升至4500r/min后就加不上油了，還伴有“回火” 現(xiàn)象，感覺(jué)好像油泵供油不足或是進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣。故障診斷：接上燃油壓力表，測(cè)量燃油系統(tǒng)壓力正常，說(shuō)明油泵工作正常。懷疑燃油濾 清器堵塞，但更換新的燃油濾清器后工作現(xiàn)象依舊。檢查進(jìn)氣系統(tǒng)管道，沒(méi)有漏氣現(xiàn)象。連接X(jué)431解碼器讀取故障碼

10、，顯示發(fā)動(dòng)機(jī)有 5個(gè)故障碼，即：“00561-混合氣調(diào)整值超 過(guò)調(diào)整極限”、“01249-1缸噴油器N30斷路或短路”、“01250-2缸噴油器N31斷路或短路”、 “ 01251-3缸噴油器N32斷路或短路”、“01252-4缸噴油器N33斷路或短路”，均為偶發(fā)性 故障。用儀器清除故障碼后再次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)，“ 00561"號(hào)故障碼仍然存在。查閱資料，引起該故障的可能原因有：(1) 燃油壓力過(guò)低；(2) 噴油器堵塞或失效；(3) 空氣流量計(jì)G70有故障；(4) 活性碳罐電磁閥N80卡死；(5) 至三元催化轉(zhuǎn)化器的排氣管路堵塞。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)塊002組，觀察各傳感器的數(shù)據(jù)顯示(顯示容

11、包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī) 負(fù)荷、噴油脈寬、空氣質(zhì)量流量)，主要觀察噴油脈寬和空氣質(zhì)量流量數(shù)據(jù)。經(jīng)觀察，怠速 時(shí)的數(shù)據(jù)正常（噴油脈寬為2.005.00ms,空氣質(zhì)量流量為2.04.0g/s）,加速一段時(shí)間后再回 到怠速轉(zhuǎn)速，發(fā)現(xiàn)空氣流量計(jì)的數(shù)據(jù)有時(shí)超過(guò)圍。清洗噴油器和節(jié)氣門(mén)。檢查火花塞和高壓線，都正常；檢查活性碳罐電磁閥N80及排氣管道，也正常?？磥?lái)故障是由空氣流量計(jì) G70引起的。檢測(cè)電源電壓，及線束導(dǎo)通性測(cè)試均 正常。更換空氣流量計(jì)，匹配節(jié)氣門(mén)控制單元，故障徹底排除?？偨Y(jié)空氣流量計(jì)是發(fā)動(dòng)機(jī)重要傳感器之一，它的數(shù)值牽涉到很多其它傳感器數(shù)值，一旦空氣 流量計(jì)產(chǎn)生故障，有多個(gè)參數(shù)隨之變化，因此在判斷空氣流量計(jì)故障時(shí)，就要參考多個(gè)參數(shù)， 使用多種檢測(cè)方