《進(jìn)氣流量傳感器電路檢修》學(xué)習(xí)手冊

1、進(jìn)氣流量傳感器電路檢修學(xué)習(xí)手冊學(xué)習(xí)情境2 燃油供給不良故障診斷學(xué)習(xí)單元2.3 進(jìn)氣流量傳感器電路檢修 學(xué)時：2學(xué)習(xí)目標(biāo)1能通過與客戶交流、查閱相關(guān)維修技術(shù)資料等方式獲取車輛信息。2能根據(jù)故障癥狀制定檢修計劃，選擇診斷設(shè)備。3能使用萬用表、故障診斷儀、示波器等儀器對進(jìn)氣流量傳感器電路進(jìn)行檢測并判斷故障點(diǎn)。4能正確修復(fù)進(jìn)氣流量傳感器電路并進(jìn)行修復(fù)質(zhì)量檢查。5能根據(jù)環(huán)保要求，正確處理對環(huán)境和人體有害的輔料、廢氣液體和損壞零部件。客戶任務(wù)工具媒體企業(yè)案例：進(jìn)氣流量傳感器臟污。車輛信息：桑塔納2000GSi型轎車，裝備AJR發(fā)動機(jī)，采用博世M3.8.2電噴系統(tǒng)，1999年出廠。故障癥狀：發(fā)動機(jī)急加速回火

2、、行駛無力。參考資料：學(xué)習(xí)手冊、教學(xué)課件、教學(xué)錄像、演示錄像、企業(yè)案例、維修資料、設(shè)備手冊、任務(wù)工單、測試習(xí)題儀器設(shè)備：發(fā)動機(jī)、萬用表、示波器、故障診斷儀知識要求技能要求學(xué)習(xí)拓展理解進(jìn)氣流量傳感器作用、類型、結(jié)構(gòu)、原理、特性；正確讀識進(jìn)氣流量傳感器電路圖。掌握萬用表、示波器、故障診斷儀的正確使用；掌握進(jìn)氣流量傳感器電路故障分析方法；掌握進(jìn)氣流量傳感器電路的檢修方法。能夠自主學(xué)習(xí)掌握卡門渦流式進(jìn)氣流量傳感器、葉片式進(jìn)氣流量傳感器的檢修。知識要求2.3.1作用發(fā)動機(jī)要根據(jù)進(jìn)氣量確定噴油量和點(diǎn)火時刻，這就要求發(fā)動機(jī)能夠精確檢測進(jìn)氣量。大多數(shù)發(fā)動機(jī)采用進(jìn)氣流量傳感器檢測進(jìn)氣流量，轉(zhuǎn)化為電信號，送至發(fā)動

3、機(jī)PCM，ECU據(jù)此計算進(jìn)氣量。進(jìn)氣流量增大，進(jìn)氣量增大，噴油增多，點(diǎn)火提前角減小。它是計算進(jìn)氣量、確定噴油量和點(diǎn)火時刻的主控參數(shù)。進(jìn)氣流量傳感器的外觀如圖2-3-1所示，安裝位置如圖2-3-2所示，安裝在濾清器和節(jié)氣門體之間的進(jìn)氣管道上。圖2-3-1 進(jìn)氣流量傳感器外觀圖2-3-2 進(jìn)氣流量傳感器安裝位置2.3.2類型按結(jié)構(gòu)不同分為熱線式進(jìn)氣流量傳感器、熱膜式進(jìn)氣流量傳感器、卡門渦旋式進(jìn)氣流量傳感器和葉片式進(jìn)氣流量傳感器，進(jìn)氣流量傳感器信號有模擬信號和數(shù)字信號兩種?，F(xiàn)在普遍采用的是熱線式進(jìn)氣流量傳感器和熱膜式進(jìn)氣流量傳感器,下面重點(diǎn)學(xué)習(xí)這兩種傳感器。2.3.3熱線式進(jìn)氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)熱線式

4、進(jìn)氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2-3-3所示，主要由鉑金熱線電阻（又稱熱線）、溫度補(bǔ)償電阻(又稱冷線)、控制回路等元件組成。鉑金熱線電阻線徑為70um，安裝在進(jìn)氣管道中，是感知進(jìn)氣流量的敏感元件，屬于正溫度系數(shù)電阻。溫度補(bǔ)償電阻安裝在進(jìn)氣管道中檢測進(jìn)氣溫度，補(bǔ)償進(jìn)氣溫度對檢測進(jìn)氣流量的影響?？刂苹芈肥且患呻娐?，控制熱線電阻的電流并輸出進(jìn)氣流量信號。根據(jù)熱線電阻的安裝部位不同，熱線式進(jìn)氣流量傳感器分為主流測量式和旁通測量式兩種結(jié)構(gòu)形式，主流測量式將鉑金熱線電阻和溫度補(bǔ)償電阻裝于進(jìn)氣道中央部位，旁通測量式將鉑金熱線電阻和溫度補(bǔ)償電阻安裝在旁通氣道上。（a）主流測量式 （b）旁通測量式圖2-3-3 熱線

5、式進(jìn)氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)2.3.4熱線式進(jìn)氣流量傳感器的工作原理熱線式進(jìn)氣流量傳感器的工作原理如圖2-3-4所示，熱線電阻(RH)、溫度補(bǔ)償電阻 (RK)，精密電阻(RA) 、電橋電阻(RB) 構(gòu)成惠斯頓電橋電路的四個臂。精密電阻(RA)安裝在進(jìn)氣道內(nèi)，能用激光修整，其電壓降即為熱線式進(jìn)氣流量傳感器的輸出信號電壓。電橋電阻(RB)安裝在控制回路中，在最后調(diào)試實(shí)驗(yàn)中用激光修整，以便在預(yù)定的進(jìn)氣流量下調(diào)整進(jìn)氣流量的輸出特性。根據(jù)熱平衡原理，當(dāng)熱線表面溫度與空氣溫度差值恒定時，空氣的質(zhì)量流量與熱線電流大小成單一函數(shù)關(guān)系?？刂齐娐吠ㄟ^惠斯通電橋平衡原理，控制熱線電流大小來保持上述恒定溫差（一般熱線溫度比

6、進(jìn)氣溫度高100 左右）。當(dāng)進(jìn)氣流量增大時，鉑絲熱線電阻H 溫度降低，電阻減小，改變了電橋的電壓平衡，電橋中有電流流過，集成電路控制增大H中的加熱電流，以維持熱線溫度與進(jìn)氣溫度之差恒定，精密電阻(RA)輸出信號電壓U增大。同時H 溫度升高，電阻增大，直至電橋再次平衡。因此可以利用加熱電流檢測進(jìn)氣流量，加熱電流的變化經(jīng)精密電阻(RA)換算為電壓信號， ECU根據(jù)此信號檢測進(jìn)氣流量。別克君威LB8和LW9發(fā)動機(jī)熱線式進(jìn)氣流量傳感器的電路圖如圖2-3-5所示。圖2-3-4 熱線式進(jìn)氣流量傳感器的工作原理圖2-3-5 別克君威LB8和LW9發(fā)動機(jī)熱線式進(jìn)氣流量傳感器的電路圖2.3.5熱線式進(jìn)氣流量傳感

7、器的特性熱線式進(jìn)氣流量傳感器的輸出特性如圖2-3-6所示，一定的進(jìn)氣流量對應(yīng)一定的信號電壓，信號電壓隨進(jìn)氣流量的增大而增大。圖2-3-6 熱線式進(jìn)氣流量傳感器的輸出特性有一些熱線式進(jìn)氣流量傳感器（例如別克君威LB8和LW9發(fā)動機(jī)）輸出數(shù)字信號，信號頻率反映進(jìn)氣流量的大小。該傳感器的工作原理如圖2-3-7所示，其輸出特性如圖2-3-8所示。輸出信號頻率隨進(jìn)氣流量的增大而增大。圖2-3-7 數(shù)字信號熱線式進(jìn)氣流量傳感器的工作原理圖2-3-8 數(shù)字信號熱線式進(jìn)氣流量傳感器的輸出特性2.3.6熱線式進(jìn)氣流量傳感器的自潔功能熱線式進(jìn)氣流量傳感器的熱線容易臟污，熱線臟污后導(dǎo)致進(jìn)氣流量檢測不準(zhǔn)確。所以熱線式

8、進(jìn)氣流量傳感器都設(shè)置了自潔功能，當(dāng)發(fā)動機(jī)熱機(jī)，轉(zhuǎn)速超過一定值（一般為1500r/min）時，斷開點(diǎn)火開關(guān)，控制電路發(fā)出控制電流，使熱線升至1000 以上，加熱約1s，燒掉熱線上的臟污。熱線式進(jìn)氣流量傳感器具有進(jìn)氣阻力小，響應(yīng)速度快，測量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是由于熱線很細(xì)，熱絲易損壞、易污染。2.3.7熱膜式進(jìn)氣流量傳感器熱膜式進(jìn)氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2-3-9所示，其結(jié)構(gòu)和原理同熱絲式基本相同，只是將鉑絲改為鉑膜，將鉑膜固定在薄的樹脂上。增加了強(qiáng)度，熱膜不易損壞，提高了工作可靠性，不易臟污，無需自潔，應(yīng)用廣泛。國產(chǎn)桑塔納2000GSi型轎車、捷達(dá)GT和GTX、帕薩特B52.8L型轎車和別克200

9、7林蔭大道轎車等都采用了熱膜式進(jìn)氣流量傳感器。控制電路熱膜溫度傳感器防護(hù)網(wǎng)圖2-3-9 熱膜式進(jìn)氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)重要提示：進(jìn)氣流量傳感器的信號有何特點(diǎn)？如何測取進(jìn)氣流量傳感器的信號？如何評價進(jìn)氣流量傳感器性能？當(dāng)進(jìn)氣管道漏氣時，進(jìn)氣流量傳感器檢測的進(jìn)氣流量是否準(zhǔn)確？2.3.8進(jìn)氣流量傳感器的故障分析如果進(jìn)氣流量傳感器故障，就不能準(zhǔn)確檢測進(jìn)氣量，引起混合氣過濃或過稀，點(diǎn)火提前角過大或過小，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)明顯的故障癥狀，如表2-3-1所示。表2-3-1 進(jìn)氣流量傳感器常見故障進(jìn)氣流量傳感器常見故障發(fā)動機(jī)可能癥狀ECU的診斷傳感器臟污.不同控制系統(tǒng)，ECU的診斷功能不同，當(dāng)傳感器故障時，發(fā)動機(jī)的癥狀不

10、同。一般發(fā)動機(jī)會出現(xiàn)：1.起動困難2.怠速抖動3.加速無力4.油耗增大5.排放超標(biāo)，CO含量高當(dāng)傳感器信號超出規(guī)定范圍，或與其他信號不一致時，即與進(jìn)氣壓力信號、節(jié)氣門位置信號、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、進(jìn)氣溫度不一致，ECU檢測到進(jìn)氣流量傳感器故障，存儲故障碼，采用替代值。此時發(fā)動機(jī)的故障癥狀輕微。當(dāng)傳感器信號不準(zhǔn)確，PCM檢測不到進(jìn)氣流量傳感器故障，不存儲故障碼，不采用替代值。此時發(fā)動機(jī)的故障癥狀較為嚴(yán)重。傳感器損壞.傳感器線路斷路、短路或虛接.連接器連接不良.節(jié)氣門后方真空泄漏。PCM故障技能要求2.3.9進(jìn)氣流量傳感器的檢修1.進(jìn)氣流量傳感器電路分析不同車型，規(guī)定的檢修方法不同，應(yīng)以維修手冊為準(zhǔn)。

11、下面以桑塔納2000GSi型轎車AJR發(fā)動機(jī)采用的熱膜式進(jìn)氣流量傳感器為例，說明進(jìn)氣流量傳感器的檢修方法。其電路圖和連接器如圖2-3-10所示。電路參數(shù)如表2-3-2所示。（a）電路圖 （b）連接器圖2-3-10 桑塔納AJR發(fā)動機(jī)熱膜式進(jìn)氣流量傳感器的電路圖表2-3-2 桑塔納AJR發(fā)動機(jī)進(jìn)氣流量傳感器電路參數(shù)電路電路功能電路狀態(tài)性能參數(shù)傳感器端子“2”線路12V電源線發(fā)動機(jī)運(yùn)行?！?”與搭鐵間的電壓應(yīng)為電源電壓。傳感器端子“4”線路5V電源線點(diǎn)火開關(guān)置“ON”?！?”與搭鐵間的電壓應(yīng)為5V左右。傳感器端子“3”線路搭鐵線斷開連接器，點(diǎn)火開關(guān)置“OFF”。連接器插頭“3”與搭鐵間的電阻應(yīng)小于

12、0.5。傳感器端子“5”線路信號線發(fā)動機(jī)運(yùn)行?！?”與搭鐵間的信號電壓在發(fā)動機(jī)怠速時約為1.5V，并隨進(jìn)氣流量的增大而增大，急加速時應(yīng)達(dá)到3.54.5V。2.進(jìn)氣流量傳感器診斷程序發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，讀測量數(shù)據(jù)塊顯示組02，檢查進(jìn)氣流量。標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為2.04.0g/s，并隨進(jìn)氣流量的增大而增大。如果進(jìn)氣流量傳感器信號電壓與規(guī)定不一致，說明進(jìn)氣流量傳感器電路有故障，應(yīng)檢查進(jìn)氣流量傳感器及其電路。進(jìn)氣流量傳感器電路的檢測程序如圖2-3-11所示。否是目測是否有真空泄露，電路連接是否良好排除故障否否是否是否是傳感器搭鐵電路故障, 進(jìn)一步檢查線路和ECU檢測傳感器信號電壓，是否正常傳感器電路良好斷開連接器，

13、檢測傳感器搭鐵電路，是否良好斷開連接器，檢測傳感器供電電路，是否正常傳感器供電電路故障，進(jìn)一步檢查線路和ECU檢查并更換傳感器，發(fā)動機(jī)是否正常檢查并更換ECU傳感器故障是圖2-3-11 進(jìn)氣流量傳感器電路的檢測程序3.進(jìn)氣流量傳感器診斷方法萬用表檢測進(jìn)氣流量傳感器及其電路的方法如表2-3-3所示。表2-3-3 進(jìn)氣流量傳感器及其電路診斷方法檢測項(xiàng)目檢測方法傳感器信號電壓V保持連接器連接良好，發(fā)動機(jī)運(yùn)行，測量端子“5”與搭鐵間的電壓，應(yīng)與規(guī)定相符。傳感器12V供電電路V斷開連接器，運(yùn)行發(fā)動機(jī)，測量插座端子“2”與搭鐵間的電壓，應(yīng)與規(guī)定相符。傳感器5V供電電路V斷開連接器，點(diǎn)火開關(guān)置“ON”，測量

14、插座端子“4”與搭鐵點(diǎn)間的電壓，應(yīng)與規(guī)定相符。傳感器搭鐵電路斷開連接器，點(diǎn)火開關(guān)置“OFF”, 測量插座端子“3”與搭鐵點(diǎn)間的電阻，應(yīng)與規(guī)定相符。傳感器線路斷開連接器，點(diǎn)火開關(guān)置“OFF”,分別測量ECU插座端子“11”、“12”、“13” 與傳感器插座端子“4”、“3”、“5”間的電阻，應(yīng)小于0.5。4.進(jìn)氣流量傳感器的波形分析（1）測試方法連接好波形測試設(shè)備。關(guān)閉所有附屬電氣設(shè)備、起動發(fā)動機(jī)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)∷俜€(wěn)定后測量怠速時信號電壓。做緩加速試驗(yàn)，將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速從怠速緩中速加至節(jié)氣門全開，再將發(fā)動機(jī)急減速至怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。做急加速試驗(yàn)，將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速從怠速急速加至節(jié)氣門全開，再將發(fā)動機(jī)急減速至怠速運(yùn)

15、轉(zhuǎn)。定住波形，模擬信號熱線（熱膜）式進(jìn)氣流量傳感器信號波形如圖2-3-12所示，數(shù)字信號熱線（熱膜）式進(jìn)氣流量傳感器信號波形如圖2-3-13所示。圖2-3-12 模擬信號熱線式進(jìn)氣流量傳感器的信號波形圖2-3-13 數(shù)字信號熱線式進(jìn)氣流量傳感器的信號波形（2）波形說明參考維修資料進(jìn)行波形分析：一看大?。杭纯磳?yīng)一定進(jìn)氣流量的信號電壓或頻率。通常熱線（熱膜）式進(jìn)氣流量傳感器輸出信號電壓范圍是從怠速時超過0.2V變至節(jié)氣門全開時超過4V，當(dāng)急減速時輸出信號電壓應(yīng)比怠速時的電壓稍低。不同的車型輸出電壓將有很大的差異，應(yīng)以維修資料為準(zhǔn)。如果信號波形與上述情況不符，則說明進(jìn)氣流量傳感器電路有故障；二看變

16、化：即看傳感器信號電壓或頻率隨進(jìn)氣流量變化的趨勢。傳感器信號電壓應(yīng)隨進(jìn)氣流量變化快速做出反應(yīng)，如果在車輛急加速時傳感器信號電壓波形上升緩慢，在車輛急減速時傳感器信號電壓波形下降緩慢，則說明進(jìn)氣流量傳感器臟污。三看形狀：看其波形是否有雜波或間斷點(diǎn)等奇異變化，數(shù)字信號每一周期的信號一致性是否好。加速時波形的雜波是在低進(jìn)氣真空之下各缸進(jìn)氣口上的空氣氣流脈動產(chǎn)生的，發(fā)動機(jī)ECU中的超級處理電路讀入后會清除這些信號，所以這些雜波對進(jìn)氣流量的檢測沒有影響。重要提示：檢查電路時，首先直觀檢查熔絲、易熔線和接線端子的狀況，在排除這些部位的故障后再用萬用表進(jìn)行檢查。在測量傳感器動態(tài)信號時，應(yīng)連接連接器，按要求運(yùn)

17、轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)；在測量靜態(tài)的電源電壓時，應(yīng)斷開連接器，點(diǎn)火開關(guān)置于“ON”；在測量元件或電路電阻時，應(yīng)斷開連接器，將所測元件或電路與其它電路斷開，點(diǎn)火開關(guān)應(yīng)置于“OFF”。當(dāng)將連接器斷開測量時，注意區(qū)分與元件連接的部分稱為連接器的插座（有插孔端）；另一部分與線束連接的稱為插頭（有插針端）。在測量時，應(yīng)弄清楚要檢測哪一部分電路，應(yīng)測量插座還是插頭。在檢測中可以使用不同方法人為改變進(jìn)氣流量傳感器的空氣流量，以檢測其信號電壓變化。5進(jìn)氣流量傳感器的更換進(jìn)氣流量傳感器的更換方法如圖2-3-14所示，更換步驟如下：圖2-3-14 進(jìn)氣流量傳感器的更換方法（1）斷開蓄電池負(fù)極電纜。（2）斷開進(jìn)氣溫度傳感器電氣連

18、接器。（3）斷開進(jìn)氣流量傳感器電氣連接器。（4）從進(jìn)氣流量傳感器和節(jié)氣門體上拆卸進(jìn)氣管。（5）從空氣濾清器殼體上拆卸進(jìn)氣流量傳感器。（6）按照相反順序安裝進(jìn)氣流量傳感器。學(xué)習(xí)拓展1.卡門渦流式進(jìn)氣流量傳感器在流體中放置一擾流體，當(dāng)流體流過時，在下游流體中將產(chǎn)生渦流，渦流頻率與流體流速成正比，如果測得渦流頻率，即知流體流速，進(jìn)而計算出體積流量。這種現(xiàn)象是卡門發(fā)現(xiàn)的，所以稱為卡門渦流原理。利用卡門渦流原理制成卡門渦流式進(jìn)氣流量傳感器，該流量計檢測空氣的體積流量，需要對大氣溫度和大氣壓力進(jìn)行修正?？ㄩT渦流式進(jìn)氣流量傳感器輸出數(shù)字信號，信號頻率反映進(jìn)氣流量。根據(jù)檢測渦流頻率的方法不同有卡門渦流光電式和

19、卡門渦流聲波式兩種。（1）卡門渦流光電式進(jìn)氣流量傳感器卡門渦流光電式進(jìn)氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2-3-15所示，當(dāng)空氣流經(jīng)渦流發(fā)生器時，其后產(chǎn)生渦流，導(dǎo)致空氣壓力發(fā)生變化，變化的壓力經(jīng)導(dǎo)壓孔作用于金屬膜制成的反光鏡，反光鏡產(chǎn)生振動，反光鏡再將發(fā)光二極管的光反射給光敏晶體管，使流量計輸出數(shù)字信號，信號頻率隨進(jìn)氣流量的增大而增大，ECU根據(jù)此數(shù)字信號的頻率檢測進(jìn)氣流量，輸出特性如圖2-3-16所示。凌志LS400汽車采用的卡門渦流光電式進(jìn)氣流量傳感器的控制電路如圖2-3-17所示。圖2-3-15 卡門渦流光電式進(jìn)氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)圖2-3-16 卡門渦流光電式進(jìn)氣流量傳感器的輸出特性圖2-3-17

20、凌志LS400卡門渦流光電式進(jìn)氣流量傳感器的控制電路（2）卡門渦流超聲波式進(jìn)氣流量傳感器卡門渦流超聲波式進(jìn)氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2-3-18所示，在進(jìn)氣流的垂直方向安裝超聲波信號發(fā)生器，在其對面安裝超聲波接收器。當(dāng)有進(jìn)氣產(chǎn)生渦流時，導(dǎo)致空氣密度發(fā)生變化，從信號發(fā)生器發(fā)出的超聲波因空氣密度的變化引起波長的變化，超聲波接收器接收到與渦流頻率對應(yīng)的疏密變化的超聲波，再經(jīng)整形放大器電路輸出矩形波數(shù)字信號。進(jìn)氣流量增大，渦流頻率增大，輸出信號頻率增大，ECU根據(jù)此數(shù)字信號的頻率檢測進(jìn)氣流量。三菱公司的卡門渦流超聲波式進(jìn)氣流量傳感器的控制電路如圖2-3-19所示。圖2-3-18 卡門渦流超聲波式進(jìn)氣流量傳

21、感器的結(jié)構(gòu)圖2-3-19 三菱公司卡門渦流超聲波式進(jìn)氣流量傳感器的控制電路卡門渦流式進(jìn)氣流量傳感器是響應(yīng)最快的一種流量傳感器，同時具有檢測精度高，體積小，重量輕，進(jìn)氣阻力小等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是成本高，只有少數(shù)中高檔轎車采用，如三菱和凌志的某些發(fā)動機(jī)。由于卡門渦流光電式進(jìn)氣流量傳感器容易臟污，現(xiàn)已很少采用。2.葉片式進(jìn)氣流量傳感器葉片式進(jìn)氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2-3-20所示，當(dāng)有進(jìn)氣時，進(jìn)氣氣流作用在流量板上，使流量板連同緩沖板、電位計滑動觸頭一起轉(zhuǎn)動，同時受到回位彈簧的作用，氣流力矩與回位彈簧力矩平衡時，流量板保持一定開度。進(jìn)氣流量越大，流量板開度越大，電位計輸出信號電壓越大（或越?。?，ECU根據(jù)此模擬信號的電壓大小檢測進(jìn)氣流量。豐田PREVIA大霸王2TZ-FE發(fā)動機(jī)葉片式進(jìn)氣流量傳感器的工作原理如圖2-3-21所示。由于葉片式進(jìn)氣流量傳感器內(nèi)部