2.3.4 空气流量传感器

模拟控制系统
数字控制系统
叶片式空气流量传感器的检测
叶片式空气流量传感器的故障
• 当其出现故障时，ECU就接收不到正确的 当其出现故障时， 就接收不到正确的 进气量信号来控制喷油量， 进气量信号来控制喷油量，混合气就会过 浓或过稀，从而导致发动机运转失常。 浓或过稀，从而导致发动机运转失常。 • 叶片式空气流量传感器常见故障有叶片总 成摆动卡滞、 成摆动卡滞、电位计滑动触点磨损而与镀 膜电阻接触不良、油泵触点烧蚀而接触不 膜电阻接触不良、 良等。 良等。
• 波形的幅值在气流不变时应保持稳定，一 波形的幅值在气流不变时应保持稳定， 定的空气流量应有相对的输出电压。 定的空气流量应有相对的输出电压。当输 出电压与气流不符时，应更换传感器。 出电压与气流不符时，应更换传感器。 • 若波形中有间断性的毛刺出现，说明传感 若波形中有间断性的毛刺出现， 器可变电阻器的碳刷有小的磨损， 器可变电阻器的碳刷有小的磨损，应更换 传感器。 传感器。 • 若波形中除了最高点和最低点以外，在平 若波形中除了最高点和最低点以外， 稳加速过程中有波形平台（ 稳加速过程中有波形平台（电压值在某处 出现停顿）， ），则说明发动机运转时叶片有 出现停顿），则说明发动机运转时叶片有 间歇性卡滞现象，应更换传感器。 间歇性卡滞现象，应更换传感器。
类型
•体积流量型：叶片式、量芯式、涡流式； 体积流量型：叶片式、量芯式、涡流式； 体积流量型 •质量流量型：热丝式、热膜式。 质量流量型： 质量流量型 热丝式、热膜式。
热丝（膜）式空气流量传感器 热丝（
• 传感器内部套装 有一个取样管， 有一个取样管， 取样管中设有一 根直径约70微米 根直径约 微米 的铂金属丝作为 发热元件， 发热元件，并制 成“Π”形张紧在 形张紧在 取样管内。 取样管内。 • 工作时，铂金属 工作时， 丝将被控制电路 提供的电流加热 到高于进气温度 120℃（称为热 ℃ 丝）。
进气温度传感器
• 进气温度传感器由负温度系数型热敏电阻 套装在塑料壳体内构成， 套装在塑料壳体内构成，安装在主进气道 的进气口上， 的进气口上，电阻两端的引线分别与接线 插座上的搭铁端子E 插座上的搭铁端子 2和温度信号输出端子 THA连接。 连接。 连接
接线插座
• 端子代号标示在插座护套的相应位置上。 端子代号标示在插座护套的相应位置上。
卡门涡旋式空气流量传感器
内部电路
工 作 原 理
•通过控制发热元件温 通过控制发热元件温 度与空气温度之差为 一恒定值， 一恒定值，可根据发 热元件的加热电流求 得空气气流的流量。 得空气气流的流量。
信号特征
通过热丝的电流是 空气质量流量的单 一函数， 一函数，电流与进 气质量成正比。 气质量成正比。
工作情况
• 当空气流经热丝使其冷却时，热丝温度降低，阻值 当空气流经热丝使其冷却时，热丝温度降低， 减小，电桥电压失去平衡， 减小，电桥电压失去平衡，控制电路将增大供给发 热元件的电流， 热元件的电流，使其温度保持高于温度补偿电阻温 度120℃。电流增量的大小，取决于发热元件受到冷 ℃ 电流增量的大小， 却的程度，即取决于流过传感器的空气量。 却的程度，即取决于流过传感器的空气量。 • 当电桥电流增大时，精密电阻 上的电压就会升高， 当电桥电流增大时，精密电阻RA上的电压就会升高 上的电压就会升高， 从而将空气流量的变化转换为电压信号Us的变化 的变化。 从而将空气流量的变化转换为电压信号 的变化。 信号电压输入ECU后，ECU便可根据信号电压的高 信号电压输入 后 便可根据信号电压的高 低计算出空气质量流量的大小。 低计算出空气质量流量的大小。 • 工作情况flash 工作情况 • 输出信号变化情况
• 出现图示的向 下的毛刺， 下的毛刺，则 表示传感器中 有与搭铁短路 或可变电阻器 碳刷有间歇性 的开路故障， 的开路故障， 应更换传感器。 应更换传感器。
• 在急加速时波形中的小尖峰是由于叶片过量摆动造 成的， 成的，控制电控单元正是根据这一点来判定加速加 浓信号的，这不是故障，而是正常波形。 浓信号的，这不是故障，而是正常波形。
热膜式空气流量传感器
热膜 式空 气流 量传 感器
• 是热丝式传感器的改进产品，其发热元件采用平面 是热丝式传感器的改进产品， 形铂金属膜电阻器，增加了发热体的强度， 形铂金属膜电阻器，增加了发热体的强度，提高了 工作可靠性，且无需加热清洁电路。 工作可靠性，且无需加热清洁电路。 • 1-控制电路 2-通往发动机 3-热膜 4-上流温度传感 控制电路 通往发动机 热膜 上流温度传感 器 5-金属护网 金属护网
各端子间的电阻（ 各端子间的电阻（就车检测 ）
端子 VS-E2 VC-E2 THA-E2 标准电阻（ Ω 标准电阻（kΩ） 0.2-0.60 0.20-0.60 2.00-3.00 0.90-1.30 0.40-0.70 不定 温度（ 温度（℃） 20 40 60 -
FC-E1
各端子间的电阻（ 各端子间的电阻（单件检测 ）
• THA-进气温度传感器信号、VS-空气流量传 进气温度传感器信号、 空气流量传 进气温度传感器信号 感器输出信号、 基准电压、 电源电压 电源电压、 感器输出信号、VC-基准电压、VB-电源电压、 基准电压 E2-搭铁、FC-燃油泵开关、E1-搭铁。 搭铁、 燃油泵开关 燃油泵开关、 搭铁 搭铁。 搭铁
2. 3. 4 空气流量传感器
功用
• 检测发动机进气量大小，并将进气量 检测发动机进气量大小， 信息转换成电信号输入电控单元 ），以供 （ECU），以供 ），以供ECU计算确定喷油时 计算确定喷油时 即喷油量）和点火时间。 间（即喷油量）和点火时间。 • 进气量信号是控制单元计算喷油时间 和点火时间的主要依据。 和点火时间的主要依据。
叶片式空气流量传感器的万用表检测
• 用万用表测 量各端子之 间的电阻值 与维修手册 提供的标准 电阻值比较 进行判断。 进行判断。
叶片式空气流量传感器的检测 丰田PREVIA大霸王 大霸王2TZ-FE） （丰田 大霸王 ）
• 其检测方法有就车检测和单件检测两种。 其检测方法有就车检测和单件检测两种。
• 热丝（膜）式空气流量传感器没有任何运动部件， 热丝（ 式空气流量传感器没有任何运动部件， 它能快速的对空气流量的变化做出反应。 它能快速的对空气流量的变化做出反应。所以当 发动机运转时，波形的幅值看上去在不断地波动。 发动机运转时，波形的幅值看上去在不断地波动。 • 如果信号波形与上述情况不符 或空气流量传感器 如果信号波形与上述情况不符,或空气流量传感器 在怠速时输出信号电压太高（应为0.25V），而节 ），而节 在怠速时输出信号电压太高（应为 ）， 气门全开时输出信号电压又达不到4V， 气门全开时输出信号电压又达不到 ，则说明空 气流量传感器已经损坏。 气流量传感器已经损坏。 • 如果在车辆急加速输出信号电压波形上升缓慢， 如果在车辆急加速输出信号电压波形上升缓慢， 而在车辆急减速时输出信号电压波形也下降缓慢， 而在车辆急减速时输出信号电压波形也下降缓慢， 则说明传感器的热丝（ 脏污。 则说明传感器的热丝（膜）脏污。
电位计： 电位计： 1-空气进口 空气进口 2-油泵触点 油泵触点 3-平衡片 平衡片 4-回位弹簧 回位弹簧 5-电位计 电位计 6-空气出口 空气出口
• 在测量片轴上连着一 个电位计， 个电位计，其滑动臂 与测量片同轴同步转 动，把测量片开启角 度的变化（ 度的变化（即进气量 的变化） 的变化）转换为电阻 值的变化。 值的变化。
端子 FC-E1 VS-E2 标准电阻（ 标准电阻（Ω） ∞ 0 20-600 20-1200 测量片位置 测量片全关 闭测量片开 启全关闭 从全关到全开
叶片式空气流量传感器波形分析
• 连接好波形测试设 备，探针接信号输 出端子， 出端子，鳄鱼夹搭 铁，关闭所有附属 电气设备。 电气设备。 • 起动发动机，并使 起动发动机， 其怠速运转， 其怠速运转，当怠 速稳定后， 速稳定后，检查怠 速时输出信号电压 波形， 波形，应有类似图 中左段的波形出现。 中左段的波形出现。
叶片式空气流量传感器
组成部分： 组成部分： • 旋转叶片 • 电位计 • 进气温度传 感器 • 接线插座
旋转叶片： 旋转叶片： •在进气通道内有一个 在进气通道内有一个 可绕轴摆动的旋转叶片 测量片）。 （测量片）。 •发动机工作时，进气 发动机工作时， 发动机工作时 量愈大， 量愈大，测量片的开启 角度也就愈大。 角度也就愈大。
内部电路
热丝（ 热丝（膜）式空气流量 传感器信号波形分析
• 波形检测方法 同叶片式空气 流量传感器。 流量传感器。 • 热丝（膜）式 热丝（ 空气流量传感 器信号实测波 形如右图所示。 形如右图所示。
波形的含义及相关说明
正常波形
• 通常热丝（膜）式空气流量传感器输出信号电压范 通常热丝（ 围是从怠速时超过0.2V变至节气门全开时超过 ， 变至节气门全开时超过4V， 围是从怠速时超过 变至节气门全开时超过 当急减速时输出信号电压应比怠速时的电压稍低。 当急减速时输出信号电压应比怠速时的电压稍低。
桑塔纳2000GSi AJR型发动机 桑塔纳 型发动机 空气流量传感器（ 空气流量传感器（G70）的检测 ）
• 检查供电电压 1. 用发光二极管试灯连接 插头端子2和搭铁点 和搭铁点， 插头端子 和搭铁点，起 动发动机，灯应亮。 动发动机，灯应亮。 2. 测量空气流量计插头端 子4对发动机搭铁点电压 对发动机搭铁点电压 约为5V。 约为 。 • 发动机怠速运转，读测 发动机怠速运转， 量数据块显示组02， 量数据块显示组 ，检 查进气质量。 查进气质量。标准值应 为2.0～4.0g/s。 ～ 。
• 进气量越大，叶片偏转角度也就越大。 进气量越大，叶片偏转角度也就越大。 • 信号电压上升型（随着进气量的增大信号 信号电压上升型（ 电压升高），丰田皇冠2.8 ），丰田皇冠 电压升高），丰田皇冠 5M-E、丰田大 、 霸王2TZ-FE发动机。 发动机。 霸王 发动机 • 和信号电压下降型（随着进气量的增大信 和信号电压下降型（ 号电压降低），如丰田凌志ES300。 ），如丰田凌志 号电压降低），如丰田凌志 。