2.3.4空氣流量傳感器解析課件

1、2. 3. 4 空氣流量傳感器第1頁，共52頁。功用檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量大小，并將進(jìn)氣量信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入電控單元（ECU），以供ECU計(jì)算確定噴油時(shí)間（即噴油量）和點(diǎn)火時(shí)間。進(jìn)氣量信號(hào)是控制單元計(jì)算噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間的主要依據(jù)。第2頁，共52頁。類型體積流量型：葉片式、量芯式、渦流式；質(zhì)量流量型：熱絲式、熱膜式。第3頁，共52頁。第4頁，共52頁。熱絲（膜）式空氣流量傳感器第5頁，共52頁。第6頁，共52頁。傳感器內(nèi)部套裝有一個(gè)取樣管，取樣管中設(shè)有一根直徑約70微米的鉑金屬絲作為發(fā)熱元件，并制成“”形張緊在取樣管內(nèi)。工作時(shí)，鉑金屬絲將被控制電路提供的電流加熱到高于進(jìn)氣溫度120（稱為熱絲）。第

2、7頁，共52頁。就使得，所以熱絲式空氣流量計(jì)也稱為質(zhì)量式空氣流量計(jì)。內(nèi)部組成外部形狀flash 第8頁，共52頁。a）旁通測(cè)量方式 b）主流測(cè)量方式 大排量的發(fā)動(dòng)機(jī)采用主流量檢測(cè)方式，排量小的發(fā)動(dòng)機(jī)則采用旁通測(cè)量方式 。類型與安裝位置第9頁，共52頁。內(nèi)部電路RK-溫度補(bǔ)償電阻，負(fù)溫度系數(shù)的電阻（冷線）。RA-精密電阻，該電阻上的電壓降即為傳感器的輸出信號(hào)電壓。RB-電橋電阻，安裝在控制線路板上。以上電阻和熱絲電阻RH共同構(gòu)成惠斯頓電橋的四個(gè)臂。第10頁，共52頁。工作原理通過控制發(fā)熱元件溫度與空氣溫度之差為一恒定值，可根據(jù)發(fā)熱元件的加熱電流求得空氣氣流的流量。通過熱絲的電流是空氣質(zhì)量流量的單

3、一函數(shù)，電流與進(jìn)氣質(zhì)量成正比。信號(hào)特征第11頁，共52頁。工作情況當(dāng)空氣流經(jīng)熱絲使其冷卻時(shí)，熱絲溫度降低，阻值減小，電橋電壓失去平衡，控制電路將增大供給發(fā)熱元件的電流，使其溫度保持高于溫度補(bǔ)償電阻溫度120。電流增量的大小，取決于發(fā)熱元件受到冷卻的程度，即取決于流過傳感器的空氣量。當(dāng)電橋電流增大時(shí)，精密電阻RA上的電壓就會(huì)升高，從而將空氣流量的變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)Us的變化。信號(hào)電壓輸入ECU后，ECU便可根據(jù)信號(hào)電壓的高低計(jì)算出空氣質(zhì)量流量的大小。工作情況flash輸出信號(hào)變化情況第12頁，共52頁。熱膜式空氣流量傳感器第13頁，共52頁。是熱絲式傳感器的改進(jìn)產(chǎn)品，其發(fā)熱元件采用平面形鉑金屬膜

4、電阻器，增加了發(fā)熱體的強(qiáng)度，提高了工作可靠性，且無需加熱清潔電路。1-控制電路 2-通往發(fā)動(dòng)機(jī) 3-熱膜 4-上流溫度傳感器 5-金屬護(hù)網(wǎng) 熱膜式空氣流量傳感器第14頁，共52頁。桑塔納2000GSi AJR型發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量傳感器（G70）的檢測(cè) 檢查供電電壓用發(fā)光二極管試燈連接插頭端子2和搭鐵點(diǎn)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，燈應(yīng)亮。測(cè)量空氣流量計(jì)插頭端子4對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵點(diǎn)電壓約為5V。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，讀測(cè)量數(shù)據(jù)塊顯示組02，檢查進(jìn)氣質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為2.04.0g/s。內(nèi)部電路第15頁，共52頁。熱絲（膜）式空氣流量傳感器信號(hào)波形分析波形檢測(cè)方法同葉片式空氣流量傳感器。 熱絲（膜）式空氣流量傳感器信號(hào)實(shí)測(cè)波形如

5、右圖所示。第16頁，共52頁。波形的含義及相關(guān)說明通常熱絲（膜）式空氣流量傳感器輸出信號(hào)電壓范圍是從怠速時(shí)超過0.2V變至節(jié)氣門全開時(shí)超過4V，當(dāng)急減速時(shí)輸出信號(hào)電壓應(yīng)比怠速時(shí)的電壓稍低。正常波形第17頁，共52頁。熱絲（膜）式空氣流量傳感器沒有任何運(yùn)動(dòng)部件，它能快速的對(duì)空氣流量的變化做出反應(yīng)。所以當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，波形的幅值看上去在不斷地波動(dòng)。如果信號(hào)波形與上述情況不符,或空氣流量傳感器在怠速時(shí)輸出信號(hào)電壓太高（應(yīng)為0.25V），而節(jié)氣門全開時(shí)輸出信號(hào)電壓又達(dá)不到4V，則說明空氣流量傳感器已經(jīng)損壞。如果在車輛急加速輸出信號(hào)電壓波形上升緩慢，而在車輛急減速時(shí)輸出信號(hào)電壓波形也下降緩慢，則說明傳感

6、器的熱絲（膜）臟污。第18頁，共52頁。葉片式空氣流量傳感器第19頁，共52頁。第20頁，共52頁。組成部分：旋轉(zhuǎn)葉片電位計(jì)進(jìn)氣溫度傳感器接線插座第21頁，共52頁。旋轉(zhuǎn)葉片：在進(jìn)氣通道內(nèi)有一個(gè)可繞軸擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)葉片（測(cè)量片）。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，進(jìn)氣量愈大，測(cè)量片的開啟角度也就愈大。第22頁，共52頁。電位計(jì)：1-空氣進(jìn)口2-油泵觸點(diǎn)3-平衡片4-回位彈簧5-電位計(jì)6-空氣出口 第23頁，共52頁。在測(cè)量片軸上連著一個(gè)電位計(jì)，其滑動(dòng)臂與測(cè)量片同軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，把測(cè)量片開啟角度的變化（即進(jìn)氣量的變化）轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。 第24頁，共52頁。進(jìn)氣量越大，葉片偏轉(zhuǎn)角度也就越大。信號(hào)電壓上升型（隨著進(jìn)氣量的增

7、大信號(hào)電壓升高），豐田皇冠2.8 5M-E、豐田大霸王2TZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)。和信號(hào)電壓下降型（隨著進(jìn)氣量的增大信號(hào)電壓降低），如豐田凌志ES300。 第25頁，共52頁。電動(dòng)汽油泵開關(guān)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量片偏轉(zhuǎn)，該開關(guān)觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)汽油泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，測(cè)量片在回轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置的同時(shí)，使電動(dòng)汽油泵開關(guān)斷開。1-電動(dòng)燃油泵開關(guān)2-可變電阻3-固定電阻4-進(jìn)氣溫度傳感器第26頁，共52頁。進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器由負(fù)溫度系數(shù)型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。第27頁，共52頁。接線插座端子

8、代號(hào)標(biāo)示在插座護(hù)套的相應(yīng)位置上。THA-進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)、VS-空氣流量傳感器輸出信號(hào)、VC-基準(zhǔn)電壓、VB-電源電壓、E2-搭鐵、FC-燃油泵開關(guān)、E1-搭鐵。 模擬控制系統(tǒng) 數(shù)字控制系統(tǒng)第28頁，共52頁。葉片式空氣流量傳感器的檢測(cè)第29頁，共52頁。葉片式空氣流量傳感器的故障當(dāng)其出現(xiàn)故障時(shí)，ECU就接收不到正確的進(jìn)氣量信號(hào)來控制噴油量，混合氣就會(huì)過濃或過稀，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)失常。葉片式空氣流量傳感器常見故障有葉片總成擺動(dòng)卡滯、電位計(jì)滑動(dòng)觸點(diǎn)磨損而與鍍膜電阻接觸不良、油泵觸點(diǎn)燒蝕而接觸不良等。 第30頁，共52頁。葉片式空氣流量傳感器的萬用表檢測(cè)用萬用表測(cè)量各端子之間的電阻值與維修手冊(cè)

9、提供的標(biāo)準(zhǔn)電阻值比較進(jìn)行判斷。第31頁，共52頁。葉片式空氣流量傳感器的檢測(cè)（豐田PREVIA大霸王2TZ-FE）其檢測(cè)方法有就車檢測(cè)和單件檢測(cè)兩種。第32頁，共52頁。各端子間的電阻（就車檢測(cè) ）端子標(biāo)準(zhǔn)電阻（k）溫度（）VS-E20.2-0.60-VC-E20.20-0.60-THA-E22.00-3.00200.90-1.30400.40-0.7060FC-E1不定-第33頁，共52頁。各端子間的電阻（單件檢測(cè) ）端子標(biāo)準(zhǔn)電阻（）測(cè)量片位置FC-E1測(cè)量片全關(guān)0閉測(cè)量片開VS-E220-600啟全關(guān)閉20-1200從全關(guān)到全開第34頁，共52頁。葉片式空氣流量傳感器波形分析連接好波形測(cè)試

10、設(shè)備，探針接信號(hào)輸出端子，鱷魚夾搭鐵，關(guān)閉所有附屬電氣設(shè)備。 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并使其怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)∷俜€(wěn)定后，檢查怠速時(shí)輸出信號(hào)電壓波形，應(yīng)有類似圖中左段的波形出現(xiàn)。 第35頁，共52頁。從怠速緩加速至節(jié)氣門全開，并持續(xù)2s；再降至怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，并保持2s；再從怠速急加速至節(jié)氣門全開，然后再關(guān)小節(jié)氣門回至怠速；定住波形，波形如圖所示。第36頁，共52頁。正常情況下，傳感器怠速時(shí)輸出電壓約為1V，節(jié)氣門全開時(shí)應(yīng)超過4V，急減速時(shí)輸出電壓并不是非?？斓貜募奔铀匐妷夯氐降∷匐妷?。波形的含義及相關(guān)說明第37頁，共52頁。在急加速時(shí)波形中的小尖峰是由于葉片過量擺動(dòng)造成的，控制電控單元正是根據(jù)這一點(diǎn)來判定加速加濃信

11、號(hào)的，這不是故障，而是正常波形。出現(xiàn)圖示的向下的毛刺，則表示傳感器中有與搭鐵短路或可變電阻器碳刷有間歇性的開路故障，應(yīng)更換傳感器。第38頁，共52頁。波形的幅值在氣流不變時(shí)應(yīng)保持穩(wěn)定，一定的空氣流量應(yīng)有相對(duì)的輸出電壓。當(dāng)輸出電壓與氣流不符時(shí)，應(yīng)更換傳感器。若波形中有間斷性的毛刺出現(xiàn)，說明傳感器可變電阻器的碳刷有小的磨損，應(yīng)更換傳感器。若波形中除了最高點(diǎn)和最低點(diǎn)以外，在平穩(wěn)加速過程中有波形平臺(tái)（電壓值在某處出現(xiàn)停頓），則說明發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)葉片有間歇性卡滯現(xiàn)象，應(yīng)更換傳感器。第39頁，共52頁。卡門渦旋式空氣流量傳感器第40頁，共52頁?？ㄩT渦旋理論在進(jìn)氣管道正中間設(shè)有一流線形或三角形的渦流發(fā)生器，

12、當(dāng)空氣流經(jīng)該渦流發(fā)生器時(shí)，在其后部的氣流中會(huì)不斷產(chǎn)生一列不對(duì)稱卻十分規(guī)則的空氣渦流（卡門渦流）。旋渦移動(dòng)的速度（旋渦數(shù)量）與空氣流速成正比，因此，通過測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)渦流的數(shù)量就可計(jì)算出空氣流速和流量。 第41頁，共52頁。第42頁，共52頁?？ㄩT渦旋式空氣流量傳感器第43頁，共52頁。反光鏡檢出式卡門渦旋空氣流量傳感器第44頁，共52頁。超聲波檢出式卡門渦旋式空氣流量傳感器視頻第45頁，共52頁。 特點(diǎn)：體積小、質(zhì)量輕、進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)簡單、進(jìn)氣阻力??；因輸出的是數(shù)字信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU易與處理；屬空氣體積流量型，需要根據(jù)進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣溫度對(duì)空氣密度進(jìn)行修正。第46頁，共52頁?？ㄩT渦旋空氣流量傳感器的檢測(cè) 以LS400轎車1UZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)用反光鏡檢出式空氣流量傳感器為例第47頁，共52頁。萬用表檢測(cè)第48頁，共52頁。電阻檢測(cè)端子 標(biāo)準(zhǔn)電阻（k）溫度（）THA-E210.0-20.0-204.0-7.002.0-3.0200.9-1.3400.4-0.760電壓檢測(cè) 端子電壓（V）條件THA-E20.5-3.4怠速、進(jìn)氣溫度204.5-5