热线热膜式空气流量计
空气湿度对热膜式空气流量计计量误差的影响
空气湿度对热膜式空气流量计计量误差的影响作者：吴军来源：《价值工程》2014年第06期摘要：现在应用比较广泛的空气流量计就是热膜式空气流量计，但是通过相关的测试可以发现，空气的湿度对于热膜式空气流量计的计量误差有很大的影响，本文就主要是从理论和实验上分析了湿度对于热膜式空气流量计计量的误差以及规律。
Abstract： Now the widely used air flow meter is a hot-film air flow meter. But relevant tests find that air humidity has effect on the measurement error of hot-film air flow meter. This paper mainly analyzes the effect of humidity on air flow meter measurement from theoreticaly and experimentally.关键词：热膜式空气流量计；空气湿度；计量误差Key words： hot-film air flow meter；air humidity；measurement error中图分类号：TH814 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）06-0057-030 引言在过去的时代，汽车是一个以机为主体、以电为辅的一个交通工具，但是现在汽车以及成为了一种高度自动化和电气化的一种新型的交通工具。
现在对于汽车的全面控制基本上可以用一些比较专业的计算机来完成，在这当中，电子控制汽油喷射系统是比较具有代表性的一种。
其主要工作原理就是，首先就是通过计量器来对发动机的进气量进行计算，然后在根据相应的进气量来决定相关汽油的喷射量，从而来使得发动机达到一个最佳的控制效果。
所以从另一方面就可以看出，其实发动机的工作效率的高低，主要就是取决于流量计对于进气量的精准程度。
任务二空气流量传感器的检测与维修
（1）光电式空气流量计：
结构：涡流发生器、整流栅、发光二极管、光敏晶体管、反射镜。
反光镜
01
发光二极管
02
板弹簧
03
涡流发生器
04
导压孔
05
光敏晶体管
06
进气流
07
空气流过涡流发生器时，在其后面产生卡尔曼涡
流。这时，涡流发生器两侧的压力会发生变化，通过导
1.热线式空气流量计的常规检测方法（5线）
第一步：MAF供电电压检测
断开空气流量计连接器。
将点火开关扭置ON位置。
测量空气流量计线束连接器的端子+B的电压，应为9～14V。
03
第二步：内部搭铁检测
第三步：VG信号检测。取下，提供电源并搭铁，用吹风机模拟进行检测。
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带有加热清洁功能的热线式空气流量计的电路
发动机工作时，超声波发生器就不断地向超声波接收
器发出一定频率的超声波。与此同时，进气流通过涡流
发生器，并在其后产生涡流。
当由发射器发射的超声波通过进气流到达接收器
时，由于涡流的影响，使接收器接收到超声波信号的时
间和时间差（相邻波间的相位差）发生变化，且此变化
与涡流频率成正比。集成控制电路据此可计算出涡流的
在多点燃油喷射系统（MPI）中，检测进气量的方法，在“D”型和“L”型两种燃油喷射系统中各不相同。
“L”型燃油喷射控制系统中，进气量的测量是通过直接测量法，即利用空气流量传感器，直接测量进气管内被吸入发动机气缸内的空气量，因此，这种检测进气量方法的精度较高，控制效果优于“D”型燃油喷射系统，但成本较高。
3
在急加速时波形中的小尖峰是由于叶片过量摆动造成的
关于空气流量计的一些常见故障
关于空气流量计的一些常见故障作者：杨勇来源：《硅谷》2009年第22期中图分类号:TM93文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120011-01一、空气流量计基本结构及性能特点空气计量传感器按测量空气流量的方法可以分为两种:一是直接测量方法传感器——空气流量计。
二是间接测量方法传感器——进气歧管压力传感器。
直接测量方法传感器按其测量信号转化形式不同又可分为三种。
1.机械式空气流量计,即可动叶片式空气流量计。
其特点是将燃油泵控制开关、空气温度传感器、CO调节器及空气流量计等功能融为一体,结构较复杂,但精度较高。
不过由于叶片具有弹簧阻力增加了进气阻力,使它对发动机在急加速时的响应不够理想,故现在很少使用。
2.卡尔曼涡流式空气流量计。
它是通过采集涡流频率完成空气流速测量,主要是通过光电(如丰田车型)和超声波采集(如韩国现代、日本三菱等)进气涡流,具有进气阻力小、计量准确的特点,但因其结构复杂、不耐振动且造价高,现已逐步被热线式空气流量计取代。
3.热线式空气流量计。
热线式空气流量计按其热线形又分为三种:(1)热丝式——将加热丝均匀分布在计量通道内。
热丝式空气流量计精度高、分布均匀,可精确计量空气量,但由于热丝很细(0.01～0.05mm)且暴露在空气中,在空气高速流动时,空气中的沙粒很容易击断热丝。
(2)热膜式——将加热丝印刷在一块线路板上,并将线路板固定在空气通道中间。
由于热丝被固定且受到保护膜的保护,寿命提高,但由于保护膜热传导较差,影响计量精度。
(3)热阻式——将加热丝绕成线圈形式固定在石英玻璃管内或暴露在空气通道内。
由于热阻式空气流量计热丝被固定,故热线寿命延长,但由于热阻面积很小,只能部分采空气流量,要求空气通道内空气流速均匀,所以常在进气侧安装梳流格栅。
二、空气流量计常见故障分析(一)叶片式空气流量计故障分析1.空气流量计与节气门体连接胶管不密封故障。
叶片式空气流量计集燃油泵开关、空气温度传感器和C0调节等功用于一体,所以空气流量计与节气门体连接用胶管的良好密封是保证正确计算进气量工作的必要条件,一旦胶管密封不严或损坏,常会造成以下故障。
空气流量计的分类
空气流量计是一种用于测量空气流量的仪器。
根据不同的工作原理和应用领域，可以将空气流量计分为以下几类：
管道流量计：管道流量计广泛应用于工业和商业领域，用于测量管道中的气体流量。
常见的管道流量计包括差压流量计、涡街流量计、热式流量计、超声波流量计等。
空气质量流量计：空气质量流量计用于测量空气中的质量流量，通常适用于空气处理和环境监测领域。
常见的空气质量流量计包括热膜质量流量计和热式质量流量计等。
气体体积流量计：气体体积流量计用于测量气体的体积流量，常用于燃气计量和气体传输领域。
常见的气体体积流量计包括涡轮流量计、液体封闭膜流量计、旋转翅片流量计等。
平均速度流量计：平均速度流量计用于测量气体通过某个截面的平均速度，通常用于空气动力学和流体力学研究。
常见的平均速度流量计包括皮托管、热线式风速计等。
气体质量流量计：气体质量流量计用于直接测量气体的质量流量，通常适用于工业过程控制和气体计量领域。
常见的气体质量流量计包括热式质量流量计和质量流量控制器等。
这些分类仅涵盖了一部分常见的空气流量计类型，实际上还有其他特定领域和应用的流量计。
根据具体的应用需求和流量测量要求，选择适合的空气流量计非常重要。
空气流量计基本结构及性能特点
一、各种空气流量计基本结构及性能特点随着对发动机汽车尾气排放要求的提高，越来越多的发动机采用精密的空气计量传感器计量进入发动机的空气量，发动机ECU根据空气计量传感器信号初步设定基本供油量，以满足发动机各种工况空燃比，进而保证发动机各种工况对混合气的要求。
空气计量传感器按测量空气流量的方法可分为两种：①直接测量方法传感器——空气流量计。
②间接测量方法传感器——进气歧管压力传感器(负压传感器)。
直接测量方法传感器按其测量信号转化形式又可分为3种。
(1)机械式空气流量计，即可动叶片式空气流量计。
其特点是将燃油泵控制开关、空气温度传感器、CO调节器及空气流量计等功能融为一体，结构较复杂，但精度较高。
不过由于叶片具有弹簧阻力增加了进气阻力，使它对发动机在急加速时的响应不够理想，故现在很少使用。
(2)卡尔曼涡流式空气流量计。
它是通过采集涡流频率完成空气流速测量，主要是通过光电(如丰田车型)和超声波采集(如韩国现代、日本三菱等)进气涡流，具有进气阻力小、计量准确的特点，但因其结构复杂、不耐振动且造价高，现已逐步被热线式空气流量计取代。
(3)热线式空气流量计。
热线式空气流量计按其热线形又分为3种。
①热丝式——将加热丝均匀分布在计量通道内。
热丝式空气流量计(图1)精度高、分布均匀，可精确计量空气量，但由于热丝很细(0．01~0．05mm)且暴露在空气中，在空气高速流动时，空气中的沙粒很容易击断热丝。
②热膜式——将加热丝印刷在一块线路板上，并将线路板固定在空气通道中间。
由于热丝被固定且受到保护膜的保护，寿命提高，但由于保护膜热传导较差，影响计量精度。
③热阻式——将加热丝绕成线圈形式固定在石英玻璃管内或暴露在空气通道内。
由于热阻式空气流量计热丝被固定，故热线寿命延长，但由于热阻面积很小，只能部分采空气流量，要求空气通道内空气流速均匀，所以常在进气侧安装梳流格栅。
由于热膜式和热阻式空气流量计均是部分采集空气计量空气量，故精度较热丝式较差。
汽车空气流量计原理
汽车空气流量计原理汽车空气流量计是发动机控制系统中的一个重要组成部分，它的作用是测量引入发动机的空气流量，从而帮助发动机控制单元（ECU）准确地计算燃油喷射量，以保证发动机的正常运行。
空气流量计的原理是基于一定的物理原理和传感器技术，下面我们来详细了解一下。
首先，我们需要了解空气流量计的工作原理。
空气流量计一般采用热线式或热膜式传感器。
在热线式传感器中，空气流过传感器时会带走热量，导致传感器的温度下降，而ECU会通过测量传感器的电阻值来计算空气流量。
而热膜式传感器则是通过测量空气流过传感器时的冷却效应来计算空气流量。
这两种传感器都是利用空气流过时的热量变化来进行测量的。
其次，空气流量计的原理还涉及到空气密度的影响。
在不同的温度和湿度下，空气的密度会有所不同，而空气密度的变化会影响到空气流量计的测量准确性。
因此，空气流量计通常会根据不同的工作条件进行修正，以保证测量的准确性。
此外，空气流量计还需要考虑到压力的影响。
在进气歧管中，空气流量计所处的位置会受到进气压力的影响，进气压力的变化会对空气流量计的测量结果产生影响。
因此，空气流量计需要考虑进气压力的修正，以准确地测量空气流量。
最后，空气流量计的原理还包括了信号的传输和处理。
空气流量计通过传感器测量得到的信号会传输给ECU，ECU会根据这些信号来计算燃油喷射量。
因此，空气流量计的信号传输和处理也是其原理的重要组成部分。
综上所述，汽车空气流量计的原理涉及到传感器技术、空气密度、压力修正以及信号传输和处理等多个方面。
了解空气流量计的原理有助于我们更好地理解发动机控制系统的工作原理，从而更好地进行维护和故障排除。
空气流量传感器的检测
1空气流量传感器的检测空气流量传感器是测定吸入发动机的空气流量的传感器。
电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依据。
如果空气流量传感器或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。
电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为叶片(翼板)式、量芯式、热线式、热膜式、卡门涡旋式等几种。
一、叶片式空气流量传感器的结构、工作原理及检测1、叶片式空气流量传感器结构及工作原理传统的波许L型汽油喷射系统及一些中档车型采用这种叶片式空气流量传感器，如丰田CAMRY(佳美)小轿车、丰田PREVIA(大霸王)小客车、马自达MPV多用途汽车等。
其结构如图 1所示，由空气流量计和电位计两部分组成。
空气流量计在进气通道内有一个可绕轴摆动的旋转翼片(测量片)，如图 2所示，作用在轴上的卷簧可使测量片关闭进气通路。
发动机工作时，进气气流经过空气流量计推动测量片偏转，使其开启。
测量片开启角度的大小取决于进气气流对测量片的推力与测量片轴上卷簧弹力的平衡状况。
进气量的大小由驾驶员操纵节气门来改变。
进气量愈大，气流对测量片的推力愈大，测量片的开启角度也就愈大。
在测量片轴上连着一个电位计，如图 3所示。
电位计的滑动臂与测量片同轴同步转动，把测量片开启角度的变化(即进气量的变化)转换为电阻值的变化。
电位计通过导线、连接器与ECU连接。
ECU根据电位计电阻的变化量或作用在其上的电压的变化量，测得发动机的进气量，如图 4所示。
在叶片式空气流量传感器内，通常还有一电动汽油泵开关，如图 5所示。
当发动机起动运转时，测量片偏转，该开关触点闭合，电动汽油泵通电运转；发动机熄火后，测量片在回转至关闭位置的同时，使电动汽油泵开关断开。
2章空气流量计的检修剖析
3.卡门旋涡式空气流量计
卡门涡流的形成
卡门旋涡频率的测量方式有光学式和超声波式两种。
1)光学式卡门旋涡空气流量计
2) 超声波式卡门旋涡空气流量计
一、 空气流量传感器故障分析
1.故障点 断路
外部线路故障
短路
故障原因
传感器自身故障
虚接
热丝/烧断 热膜/破裂
1）确定故障点检测步骤
点火开关OFF
拔下传感器插头
测插头上3与 搭铁间电阻， 应小于0.5 Ω
启动发动机
测插头上2与 搭铁间电压， 应为13V左右
Ω V
测插头上4与
V
搭铁间电压，
应为5V左右
2）空气流量传感器输出信号测量
启动发动机
测插头上5与
搭铁间电压，
V
怠速时应为1.4V 左右；急加速 时应达到2.8V
4）热线式空气流量计的自清洁作用
热线式空气流量计都有自清洁功பைடு நூலகம்，即：发 动机转速超过1500r/min，关闭点火开关使发动机 熄火后，控制系统自动将热线加热到1000℃以上并 保持约1s,使附在热线上的粉尘烧掉。
2.热膜式空气流量计
热膜式不使用白金丝作为热线，而是将热线电阻、 补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片 上构成的。
第二步：搭铁检测
第三步：VG信号检测。 取下传感器，提供电源并搭铁，用吹风机模拟进行检测。 信号电压随气流的增大而升高
带有加热清洁功能的热线式空气流量计的电路
三、AJR发动机空气流量传感器检测
1.查资料图，读电路图
5V 信号
传感器插头
12V 搭铁
电路图
2.确定故障点
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串联分压 并联分流
串并联电路的特点：
3 C B A
C1
B1
A1
特点：A ;12V
B; 6V
C; 0V
C1;0V
A1;12V B1;6V
什么是惠斯顿定理
平衡时，检流计所在支路电流为零，则有， （1）流过R1和R3的电流相同（记作I1），流 过R2和RX的电流相同（记作I2）。（2）B，D
两点电势相等，即UB=UD。因而有 I1R1=I2R2；
称为“电流计”，其作用而不是检查有无电流而是测量电流的大小
热线热膜式空气流量计的工作原理
热线式空气流量计的基本 原理是在进气管内布置一条 “热线”，“热线”的实质是一 个热敏电阻：温度降低，阻 值减小。控制电路将热线加 热至某一温度。发动机工作 时，进气气流对热线进行冷 却，热线的温度降低，为了 保持热线原来的温度，控制 电路增大加热电流。即进气 量越大，热线需热线加的加 热电流越大，控制电路将电 流的变化转变为电压的变化 输出，作为进气量信号。 RH－热线电阻； RT－冷线电阻； RA和RB－精密电阻
热线热膜式空气流量计的工作原理
有一个问题要考虑，即是进气温度的影响，相同的进气流速，进气温 度不同，对热线的冷却效果不同，控制电路需要调节加热电流不同， 会造成信号的不正确。所以要想办法消除进气温度对测量的影响。设 计思路是在进气管内再设计一条“冷线”，让“冷线”的温度等于进气温 度，将热线的温度加热到高于冷线温度一个定值。也就意味着进气温 度低，加热温度低，进气温度高，加热温度高，但是差值恒定，即可 以消除进气温度变化对测量的影响。此时设计了一个惠斯顿电桥
热线热膜式传感器
CONTENTS
1 2
串并联电路的特点
什么是惠斯顿定理 热线热膜式空气流量计的工作原理
3
1
热线热膜式传感器
内容主题
1 2 3
ห้องสมุดไป่ตู้
串并联电路的特点 什么是惠斯顿定理 热线热膜式空气流量计的工作原理
串并联电路的特点：
C
B
1
A
B B1 2
A
A1
特点：假设电压为12V电阻都是6Ω 1. A;12V B;6V C;0V 2. A 12V B;0V A1;12V B1;0V
三个阻值已知，便可求得第四个电阻。测量时，
选择适当的电阻作为R1和R2，用一个可变电阻
作为R3，令被测电阻充当RX，调节R3使电桥平 衡，而且可利用高灵敏度的检流计来测零，
故用电桥测电阻比用欧姆表精确。电桥不平衡时，G的电流IG与R1，R2，R3，
R4有关。利用这一关系也可根据IG及三个臂的电阻值求得第四个臂的阻值， 因此不平衡电桥原则上也可测量电阻。在不平衡电桥中，G应从“检流计’改