第2章-空氣流量傳感器

空氣流量傳感器的安裝位置安裝位置安裝位置？在空氣濾清器和節(jié)氣門體之間空氣濾清器進(jìn)氣管前段進(jìn)氣管后段空氣流量計(jì)節(jié)氣門體現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一空氣流量傳感器的作用作用？檢測(cè)進(jìn)入氣缸的空氣流量，

用于計(jì)算確定噴油量現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一第二節(jié)翼片式空氣流量傳感器一、翼片式空氣流量傳感器現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一（一）翼片式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)、原理

翼片式空氣流量傳感器主要由測(cè)量翼片和電位計(jì)組成電位計(jì)空氣旁通通道進(jìn)氣岐管側(cè)緩沖室復(fù)位彈簧進(jìn)氣溫度傳感器接線插頭緩沖翼片測(cè)量翼片空氣濾清器側(cè)CO調(diào)整螺釘現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一測(cè)量翼片緩沖翼片1.結(jié)構(gòu)主要組成部件(1)檢測(cè)部件由測(cè)量葉片和緩沖葉片組成。翼片總成固定在電位計(jì)轉(zhuǎn)軸上。測(cè)量翼片在主進(jìn)氣道內(nèi)隨空氣流量的變化而偏轉(zhuǎn)，緩沖翼片與緩沖室起到阻尼作用，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量急劇變化時(shí)，使翼片轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，減小翼片脈動(dòng)。進(jìn)氣岐管側(cè)空氣濾清器側(cè)緩沖室現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一安裝在傳感器殼體上部。由帶平衡配重的滑臂和印制電路板上的鍍膜電阻組成，滑臂與翼片固定在同一轉(zhuǎn)軸上并一起轉(zhuǎn)動(dòng)。電位計(jì)內(nèi)設(shè)有片狀螺旋形復(fù)位彈簧、調(diào)節(jié)齒圈。(2)電位計(jì)

平衡配重燃油泵開(kāi)關(guān)

復(fù)位彈簧調(diào)節(jié)齒圈電位計(jì)印制電路板1）平衡配重起到平衡作用，使滑臂平穩(wěn)偏擺。有刻度標(biāo)記，調(diào)整復(fù)位彈簧的預(yù)緊力，從而調(diào)整傳感器的輸出特性。2）調(diào)節(jié)齒圈現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一控制電動(dòng)燃油泵。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)翼片稍微偏轉(zhuǎn)，其觸點(diǎn)閉合，接通泵油。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后翼片關(guān)閉，觸點(diǎn)頂開(kāi)，燃油泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)，在汽車發(fā)生事故而油管破裂時(shí)，可以防止燃油泵繼續(xù)泵油導(dǎo)致燃油外溢而發(fā)生火災(zāi)。4）接線插座1）燃油泵開(kāi)關(guān)(3)其他部件2）CO調(diào)整螺釘旁通進(jìn)氣道上設(shè)有改變旁通進(jìn)氣量的CO(一氧化碳)調(diào)整螺釘，用來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)CO排放量。安裝在主進(jìn)氣道的進(jìn)氣口上，電阻兩端的引線分別與接線插座上的搭鐵端子E2和溫度信號(hào)輸出端子THA連接。3)進(jìn)氣溫度傳感器現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一空氣濾清器側(cè)進(jìn)氣岐管側(cè)測(cè)量翼片空氣流過(guò)傳感器主進(jìn)氣道時(shí)，翼片受到氣流壓力產(chǎn)生的推力矩和復(fù)位彈簧力矩的作用，翼片偏轉(zhuǎn)直到彈簧力矩與推力力矩平衡為止。翼片受到的推力力矩與空氣流量成正比。翼片偏轉(zhuǎn)角度α與進(jìn)氣量成正比。電位計(jì)滑臂和翼片均固定在同一轉(zhuǎn)軸上，電位計(jì)滑臂與翼片同時(shí)偏轉(zhuǎn)。端子Vc與Vs之間輸出電壓Us隨進(jìn)氣量變化。利用力矩平衡原理和電位計(jì)原理2.傳感器工作原理VBE2VCUSVSUB現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一3.傳感器電路燃油泵控制觸點(diǎn)可變電阻熱敏電阻固定電阻搭鐵搭鐵油泵電機(jī)電源ECU熱敏電阻：進(jìn)氣溫度傳感器由NTC熱敏電阻套裝在塑料殼體內(nèi)構(gòu)成，安裝在主進(jìn)氣道的進(jìn)氣口上，電阻兩端的引線分別與接線插座上的搭鐵端子E2和溫度信號(hào)輸出端子THA連接。現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一（二）翼片式空氣流量傳感器檢測(cè)翼片式空氣流量傳感器檢測(cè)方法有開(kāi)路檢測(cè)和在路檢測(cè)兩種。以后其他章節(jié)的傳感器檢測(cè)開(kāi)路檢測(cè)：在傳感器與傳感器電路不連接的情況下，對(duì)傳感器內(nèi)部狀況進(jìn)行檢測(cè)。一般通過(guò)檢測(cè)有關(guān)端子間的電阻值或通斷情況進(jìn)行判斷。在路檢測(cè)：傳感器在工作狀態(tài)時(shí)，通過(guò)檢測(cè)傳感器有關(guān)端子的電壓、信號(hào)波形和電路導(dǎo)通情況等，對(duì)傳感器、ECU及連接導(dǎo)線進(jìn)行綜合檢測(cè)。現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一緩沖室復(fù)位彈簧緩沖翼片測(cè)量翼片進(jìn)氣溫度傳感器空氣流ECU現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一1.開(kāi)路檢測(cè)燃油泵控制觸點(diǎn)可變電阻熱敏電阻固定電阻搭鐵搭鐵油泵電機(jī)電源ECU1）檢測(cè)有關(guān)端子間的電阻值或通斷。2）通過(guò)加溫檢測(cè)熱敏電阻的阻值變化。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，拔下傳感器的配線連接器。2.在路檢測(cè)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通，檢測(cè)電源、有關(guān)端子的電壓值和線路的導(dǎo)通?，F(xiàn)在是12頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一豐田汽車翼式空氣流量傳感器各端子之間的電阻值現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一眾所周知，空氣的質(zhì)量與其溫度和大氣壓力有關(guān)。溫度越低或大氣壓力越高，空氣密度越大，空氣質(zhì)量就越大；反之，溫度越高或大氣壓力越低，空氣質(zhì)量就越小。翼片式流量傳感器檢測(cè)的是進(jìn)氣氣流的體積流量，當(dāng)進(jìn)氣溫度或大氣壓力發(fā)生變化時(shí)，相同體積的空氣質(zhì)量就會(huì)發(fā)生變化。為了避免環(huán)境溫度和大氣壓力變化給流量檢測(cè)帶來(lái)的誤差，所有檢測(cè)體積流量的空氣流量傳感器都采用了進(jìn)氣溫度傳感器和大氣壓力傳感器進(jìn)行修正。翼片式空氣流量傳感器已經(jīng)持續(xù)生產(chǎn)使用多年。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，目前許多車型仍采用翼片式空氣流量傳感器。現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一二、卡爾曼渦流式空氣流量傳感器1．渦流式空氣流量傳感器的測(cè)量原理圖2-6卡爾曼渦流產(chǎn)生的原理v——渦流發(fā)生器兩側(cè)流體的速度；d——渦流發(fā)生器迎流面的最大寬度；St——斯特羅巴爾系數(shù)流速與渦流頻率之間關(guān)系現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一流體渦流效應(yīng)現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一二、卡爾曼渦流式空氣流量傳感器（一）卡爾曼渦流式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)、原理發(fā)光二極管板彈簧反光鏡光敏晶體管導(dǎo)壓孔渦流發(fā)生器光電檢測(cè)渦流式空氣流量傳感器現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一1.結(jié)構(gòu)主要組成部件1)蜂窩狀整流網(wǎng)柵：使進(jìn)氣在渦流發(fā)生器之前形成比較穩(wěn)定的氣流，在傳感器氣流入口處。

2)渦流發(fā)生器：周期性地產(chǎn)生穩(wěn)定的卡爾曼渦流，在渦流發(fā)生器上設(shè)有一個(gè)穩(wěn)流槽和兩個(gè)導(dǎo)壓孔。5)發(fā)光二極管(LED)：發(fā)出光束，設(shè)置在鏡面上部。6)光敏晶體管：接受反光鏡的反射發(fā)光束，變換成電信號(hào)。3)反光鏡：反射發(fā)光二極管的光，用反光能力強(qiáng)的金屬箔片制成，并用細(xì)薄的張緊帶張緊在導(dǎo)壓腔的外表面上。4)板簧片：給張緊帶施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，防止張緊帶和反光鏡振幅過(guò)大而損壞。設(shè)在導(dǎo)壓腔內(nèi)，并緊貼張緊帶。7)集成信號(hào)處理電：路將頻率信號(hào)變換成方波信號(hào)后，再輸入到ECU進(jìn)行運(yùn)算處理?，F(xiàn)在是18頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一2.傳感器工作原理當(dāng)氣流流過(guò)渦流發(fā)生器時(shí)，其后部就會(huì)產(chǎn)生渦流，渦流引起發(fā)生器后部壓力變化。進(jìn)氣量越大，渦流頻率越高，壓力變化頻率就越高。變化的壓力經(jīng)導(dǎo)壓孔引向金屬膜反光鏡使其產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與渦流頻率相等。反光鏡將發(fā)光二極管的光束反射到光敏晶體管上，通過(guò)光敏晶體管檢測(cè)渦流頻率，該頻率信號(hào)輸入到ECU。反光鏡發(fā)光二極管板彈簧渦流發(fā)生器導(dǎo)壓孔光敏晶體管進(jìn)氣流現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一超聲波檢測(cè)渦流式空氣流量傳感器渦流發(fā)生器渦流穩(wěn)定板超聲波發(fā)生器超聲波接收器與渦流數(shù)對(duì)應(yīng)的疏密超聲波整型后的方波卡爾曼渦流超聲波發(fā)生電路來(lái)自空氣濾清器流向發(fā)動(dòng)機(jī)空氣旁通通道ECU渦流發(fā)生器設(shè)在主空氣道上。設(shè)置旁通空氣道的目的是為了調(diào)節(jié)主空氣道的流量?？墒褂猛灰?guī)格的流量傳感器來(lái)滿足不同排量的發(fā)動(dòng)機(jī)的流量檢測(cè)要求。超聲波接收電路現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一1.結(jié)構(gòu)主要組成部件主要由渦流發(fā)生器、超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、集成控制電路、進(jìn)氣溫度傳感器和大氣壓力傳感器等組成。在主空氣道的內(nèi)壁上，粘貼有吸聲材料，防止超聲波出現(xiàn)不規(guī)則反射現(xiàn)象而影響正常檢測(cè)。1）超聲波發(fā)生器：用于產(chǎn)生和發(fā)射超聲波信號(hào)2）超聲波接收器：用于接收超聲波信號(hào)。當(dāng)40kHz頻率超聲波穿過(guò)進(jìn)氣氣流到達(dá)超聲波接收器時(shí)，由于受到氣流移動(dòng)速度及壓力變化的影響，因此從超聲波接收器接收到的超聲波信號(hào)的相位(時(shí)間間隔)及相位差(時(shí)間間隔之差)就會(huì)發(fā)生變化，控制電路根據(jù)相位或相位差的變化情況就可計(jì)量出渦流頻率。渦流頻率信號(hào)輸入ECU后，ECU就可計(jì)算出進(jìn)氣量。

2.傳感器工作原理現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一（二）渦流式空氣流量傳感器檢測(cè)1.開(kāi)路檢測(cè)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，拔下傳感器的配線連接器。通過(guò)加溫檢測(cè)熱敏電阻溫度傳感器的阻值變化。2.在路檢測(cè)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通，檢測(cè)電源、有關(guān)端子的電壓值、信號(hào)波形和線路的導(dǎo)通。由于兩類渦流式空氣流量傳感器檢測(cè)的均是進(jìn)氣的體積流量，兩類傳感器均有進(jìn)氣溫度傳感器和大氣壓力傳感器修正流量檢測(cè)帶來(lái)誤差。現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一渦流式空氣流量傳感器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、進(jìn)氣阻力小等優(yōu)點(diǎn)。渦流式空氣流量傳感器的優(yōu)點(diǎn)如豐田凌志LS400型轎車、日本三菱車系和韓國(guó)現(xiàn)代車系中采用。

現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一卡爾曼渦流式空氣流量傳感器的檢測(cè)（1）開(kāi)路加溫檢測(cè)方法1）關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔開(kāi)空氣流量傳感器配線連接器，從車上拆下空氣流量傳感器；2）一邊用電熱吹風(fēng)機(jī)或制冷劑改變空氣流量傳感器上的進(jìn)氣溫度傳感器的溫度，一邊用萬(wàn)用電表的電阻檔測(cè)量進(jìn)氣溫度傳感器THA與E2之間的電阻，其值應(yīng)符合表2－4（2）在路檢測(cè)方法1）接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，但不要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量連接器的KS－E2間電壓，應(yīng)為2－6V；現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一2）接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使其運(yùn)轉(zhuǎn)，用萬(wàn)用電表電壓檔測(cè)量ECU配線連接器的KS－E2之間電壓，應(yīng)為2－4V。進(jìn)氣量越大，電壓越高。3）若測(cè)量值與上述規(guī)律不符，應(yīng)檢查空氣流量傳感器與ECU之間的配線和連接器；①如果檢查配線或連接器有問(wèn)題，應(yīng)修理或更換新件。②若配線或連接器無(wú)問(wèn)題，可拔開(kāi)空氣流量傳感器配線連接器，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)Vc－E2兩端子間電壓，應(yīng)為4.5－5.5V。4）接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，ECU配線連接器THA－E2端電壓應(yīng)為0.5－3.4V（20℃）?，F(xiàn)在是25頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一第三節(jié)熱線式和熱膜式空氣流量傳感器一、熱線式和熱膜式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)、原理(一)熱線式空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器，按其鉑金熱線安裝位置的不同分為主流測(cè)量方式和旁通測(cè)量方式兩種?，F(xiàn)在是26頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一防護(hù)網(wǎng)空氣流白金熱線取樣管溫度補(bǔ)償電阻控制電路板連接器主流測(cè)量方式的熱線式空氣流量傳感器1.結(jié)構(gòu)主要組成部件如圖所示為主流測(cè)量方式傳感器的結(jié)構(gòu)組成。取樣管安裝在主進(jìn)氣道中央，取樣管安裝有一根直徑為70m的鉑金絲，兩端有金屬防護(hù)網(wǎng)固定在殼體上?？刂凭€路板上有六端子插座與ECU連接，用于輸入信號(hào)。現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一旁通測(cè)量方式的熱線式空氣流量傳感器旁通測(cè)量方式熱線式空氣流量傳感器與主流測(cè)量方式熱線式空氣流量傳感器的主要區(qū)別是，它把鉑金熱線和補(bǔ)償電阻(冷線)安裝在旁通空氣道上。熱線和溫度補(bǔ)償電阻用鉑線纏繞在陶瓷螺旋管上?？刂齐娐钒鍩峋€冷線陶瓷螺旋管熱線和冷線旁通空氣道主空氣道流向節(jié)氣門現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一2.傳感器工作原理則要增加流過(guò)電阻RH的電流，恢復(fù)RH的溫度和電阻值，加熱電流通過(guò)密電阻RA兩端的電壓UO相應(yīng)增加。該電壓的大小與流過(guò)電阻RH空氣質(zhì)量流量成正比。UO輸送ECU確定空氣質(zhì)量流量，溫度補(bǔ)償電阻RK用來(lái)消除進(jìn)氣溫度的變化對(duì)空氣流量測(cè)量結(jié)果的影響。控制電路將RH與RK之間的溫差保持不變，該溫差一般為100℃。RHARKRBRAUO熱線式空氣流量傳感器工作原理圖

?

?

?

?

?

?控制電路板上的精密電阻RA和RB與熱線電阻RH和溫度補(bǔ)償電阻RK組成惠登電橋。當(dāng)空氣流過(guò)鉑熱線電阻RH時(shí)，RH的溫度降低，其電阻減小，電橋失去平衡。若要電橋恢復(fù)平衡，現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一

熱膜式與熱線式空氣流量傳感器的工作原理基本相同，只是將熱絲改為熱膜。熱膜采用平面形鉑金屬膜電阻，故稱為熱膜電阻。其制作方法是：在氧化鋁陶瓷基片上采用蒸發(fā)工藝沉積鉑金屬薄膜，通過(guò)光刻制作成梳狀電阻，在其表面覆蓋一層絕緣保護(hù)膜，再引出電極引線即制成。

(二)熱膜式空氣流量傳感器現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有34頁(yè)\編輯于星期一空氣流控制電路板熱膜金屬網(wǎng)溫度傳感器1.結(jié)構(gòu)主要組成部件

在傳感器內(nèi)部的進(jìn)氣通道上設(shè)有一個(gè)矩形護(hù)套(相當(dāng)于取樣管)，熱膜電阻設(shè)在護(hù)套中。護(hù)套的空氣人口一側(cè)設(shè)有空氣過(guò)濾層防止污物沉積到熱膜電阻上影響測(cè)量精度。

在熱膜電阻附近的氣流上游設(shè)有鉑金屬膜式溫度補(bǔ)償電阻，防止進(jìn)氣溫度變化使測(cè)量精度受到影響。補(bǔ)償電阻和熱膜電阻與傳感器內(nèi)部控制電路連接，線束連接器插座連接，線束插座設(shè)在傳感器殼體中部。