范文一:空气流量传感器的检测
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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。此时,即使点火开关处于开启位置,电动汽油泵也不工作。
流量传感器内还有一个进气温度传感器,用于测量进气温度,为进气量作温度补偿。
叶片式空气流量传感器导线连接器一般有7个端子,如图 5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有将电位计内部的电动汽油泵控制触点开关取消后,变为5个端子的。示出了日产和丰田车用叶片式空气流量传感器导线连接器端子的“标记”。其端子“标记”一般标注在连接器的护套上。
2、叶片式空气流量传感器的检测
(1)丰田车叶片式空气流量传感器的检测
所示为丰田PREVIA(大霸王)车2TZ-FE发动机用叶片式空气流量传感器电路原理图。其检测
方法有就车检测和单件检测两种。
A、就车检测
点火开关置“OFF”,拔下该流量传感器导线连接器,用万用表Ω档测量连接器内各端子间的电阻。其电阻值应符合表 1所示;如不符,则应更换空气流量传感器。
表 1 叶片式空气流量传感器各端子间的电阻(丰田PREVIA车)
端子 标准电阻(kΩ) 温度(?)
-E 0.2-0.60 - VS2
0.20-0.60 -
V-E 10.00-20.00 -20 C2
4.00-7.00 0
2.00-3.00 20
THA-E 0.90-1.30 20 2
0.40-0.70 60
F-E 不定 - C1
B、单件检测
点火开关置“OFF”,拔下空气流量传感器的导线连接器,拆下与空气流量传感器进气口连接的
空气滤清器,拆开空气流量传感器出口处空气软管卡箍,拆除固定螺栓,取下空气流量传感器。
首先检查电动汽油泵开关,用万用表Ω档测量E-F端子:在测量片全关闭时,E-F间不应导通,1C1C电阻为?;在测量片开启后的任一开度上,E-F端子间均应导通,电阻为0。 1C
然后用起子推动测量片,同时用万用表Ω档测量电位计滑动触点Vs与E端子间的电阻(如):2在测量片由全闭至全开的过程中,电阻值应逐渐变小,且符合表 2所示;如不符,则须更换空气流量传感器。丰田CROWN 2.8小轿车5M-E发动机的叶片式空气流量传感器各端子间电阻标准值如表 3所示。
表 2 叶片式空气流量传感器各端子间的电阻(丰田PREVIA车)
端子 标准电阻(Ω) 测量片位置
? 测量片全关闭 F-E C10 测量片开启
20-600 全关闭 V-E S220-1200 从全关到全开
表 3 叶片式空气流量传感器各端子间的电阻(丰田CROWN2.8小轿车5M-E发动机)
端子 温度(?) 测量片位置 标准电阻(kΩ)
- 完全关闭 0.02 E-V 2S- 从关闭到全开 0.02-1.00
- 完全关闭 ? E-F 1C- 任何开度 0
0 - 4.00-7.00
20 - 2.00-3.00 E-THA 240 - 0.90-1.30
60 - 0.40-0.70
-V - - 0.10-0.30 E2C
E-V - - 0.20-0.40 2B
E-F - - ? 2C
(2)日产车叶片式空气流量传感器的检测
所示为日产车叶片式空气流量传感器电路的检测(端子“标记”有新旧两种)。用万用表Ω档测量各端子之间的电阻时,旧“标记”端子之间应符合表 4所示的标准值,新“标记”端子之间应符合表 5所示的标准值。否则,应更换空气流量传感器。
表 4 空气流量传感器旧“标记”各端子间电阻值(日产车)
触点 端子 标准电阻值(Ω) 测量片位置
测量片关闭
? 电动汽油 (触点打开)
测量片打开 泵开关 36-39 0
(触点关闭)
6-9 250-350 -
6-8 150-250 - 电位计 8-9 50-150 -
7-8 0- ? 测量片由全闭到全开
表 5 叶片式空气流量传感器新“标记”各端子间电阻值(日产车)
端子 电阻值(Ω) 测量片位置
33-35 约100 -
33-34 约200 -
32-33 0-? 测量片滑动时
32-34 0-? 测量片滑动时
25-34 阻值随外界温度而定 (3)五十铃车叶片式空气流量传感器的检测
电位计与空气流量计的内部接线如所示。工作时,滑动臂在电位计的电阻片上滑动,端子
7与8之间的电压U和端子6与9之间的电压U作为输入信号输入电控单元中。 B
在检查时,取下空气流量传感器的导线连接器,将万用表(电阻档)接在6、7端子上,使测量片平稳地张开,其间的电阻值是逐渐变化的;6与9端子之间的阻值为350-400Ω,空气温度传感器27与6之间的电阻值为0.30-1OKΩ。
电动汽油泵触点39和36端子之间在测量片全闭时不导通(断开);测量片只要稍一转动,39和
36端子之间便导通。
二、卡门涡旋式空气流量传感器的检查
1、卡门涡旋式空气流量传感器结构和工作原理
卡门涡旋式空气流量传感器的结构和工作原理如所示。在进气管道正中间设有一流线形或
三角形的涡流发生器,当空气流经该涡流发生器时,在其后部的气流中会不断产生一列不对称却十分
规则的被称为卡门涡流的空气涡流。根据卡门涡流理论,这个旋涡行列是紊乱地依次沿气流流动方向
移动,其移动的速度与空气流速成正比,即在单位时间内通过涡流发生器后方某点的旋涡数量与空气
流速成正比。因此,通过测量单位时间内涡流的数量就可计算出空气流速和流量。
测量单位时间内旋涡数量的方法有反光镜检出式和超声波检出式两种。所示是反光镜检出式卡门涡旋流量传感器,其内有一只发光二极管和一只光敏三极管。发光二极管发出的光束被一片反
光镜反射到光敏三极管上,使光敏三极管导通。反光镜安装在一个很薄的金属簧片上。金属簧片在进
气气流旋涡的压力作用下产生振动,其振动频率与单位时间内产生的旋涡数量相同。由于反光镜随簧
片一同振动,因此被反射的光束也以相同的频率变化,致使光敏三极管也随光束以同样的频率导通、
截止。ECU根据光敏三极管导通、截止的频率即可计算出进气量(图 11)。凌志LS400小轿车即用了这种型式的卡门涡旋式空气流量传感器。
所示为超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器。在其后半部的两侧有一个超声波发射器和一个超声波接收器。在发动机运转时,超声波发射器不断地向超声波接收器发出一定频率的超声波。
当超声波通过进气气流到达接收器时,由于受气流中旋涡的影响,使超声波的相位发生变化。ECU根据接收器测出的相应变化的频率,计算出单位时间内产生的旋涡的数量,从而求得空气流速和流量,
然后根据该信号确定基准空气量和基准点火提前角。
2、卡门涡旋式空气流量传感器的检测
以丰田凌志LS400轿车1UZ-FE发动机用反光镜检出式空气流量传感器为例。该传感器与ECU的连接电路如所示。
(1)电阻检测
点火开关置“OFF”,拔下空气流量传感器的导线连接器,用万用表电阻档(如图 14所示)测量传感器上“THA”与"El"端子之间的电阻,其标准值如表 6所示。如果电阻值不符合标准值,则更换空
气流量传感器。
端子间的电阻(丰田凌志LS400轿车) 表 6 卡门涡旋式空气流量传感器THA-E1
端子 标准电阻(kΩ) 温度(?)
10.0 -20
4.0-7.0 0
THA-E 2.0-3.0 20 1
0.9-1.3 40
0.4-0.7 60
(2)空气流量传感器的电压检测
、Vc-E、K-E 插好此空气流量传感器的导线连接器,用万用表电压档检测发动机ECU端子THA-E21S1间的电压,其标准电压值见表 7所示。若电压不符合要求,则按所示进行故障诊断。
表 7丰田凌志LS400轿车1UZ-FE发动机 ECU THA-E、V-E、K-E端子电压 2C1S1
端子 电压(V) 条件
0.5-3.4 怠速、进气温度20? THA-E 24.5-5.5 点火开关ON
K-E 2.0-4.0(脉冲发生) 怠速 S1
V-E 4.5-5.5 点火开关ON C1
三、热线式空气流量传感器的检查
1、结构和工作原理
热线式空气流量传感器的基本结构由感知空气流量的白金热线(铂金属线)、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻(冷线)、控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以及空气流量传感器的壳体等元件组成。根据白金热线在壳体内的安装部位不同,热线式空气流量传感器分为主流测量、旁通测量
方式两种结构形式。所示是采用主流测量方式的热线式空气流量传感器的结构图。它两端有金
属防护网,取样管置于主空气通道中央,取样管由两个塑料护套和一个热线支承环构成。热线线径为
70μm的白金丝(R),布置在支承环内,其阻值随温度变化,是惠斯顿电桥电路的一个臂()。热H
线支承环前端的塑料护套内安装一个白金薄膜电阻器,其阻值随进气温度变化,称为温度补偿电阻
(R),是惠斯顿电桥电路的另一个臂。热线支承环后端的塑料护套上粘结着一只精密电阻(R)。此电KA阻能用激光修整,也是惠斯顿电桥的一个臂。该电阻上的电压降即为热线式空气流量传感器的输出信
号电压。惠斯顿电桥还有一个臂的电阻R安装在控制线路板上。 B
热线式空气流量传感器的工作原理是:热线温度由混合集成电路A保持其温度与吸入空气温度相差一定值,当空气质量流量增大时,混合集成电路A使热线通过的电流加大,反之,则减小。这样,
就使得通过热线R的电流是空气质量流量的单一函数,即热线电流I随空气质量流量增大而增大,或HH
随其减小而减小,一般在50-120mA之间变化。波许LH型汽油喷射系统及一些高档小轿车采用这种空
气流量传感器,如别克、日产MAXIMA(千里马)、沃尔沃等。
2、热线式空气流量传感器的检测
(1)日产MAXIMA车VG3OE发动机热线式空气流量传感器的检测所示为日产VG3OE发动机热线式空气流量传感器的电路。
A、检查空气流量传感器输出信号 拔下此空气流量传感器的导线连接器,拆下空气流量传感器;
按所示,将蓄电池的电压施加于空气流量传感器的端子D和E之间(电源极性应正确),然后用万用表电压档测量端子B和D之间的电压。其标准电压值为(1.6?0.5)V。如其电压值不符,则须更换空气流量传感器。在进行上述检查之后,给空气流量传感器的进气口吹风,同时测量端子B和D之间的电压。在吹风时,电压应上升至2-4V。如电压值不符,则须更换空气流量传感器。
B、检查自清洁功能 装好热线式空气流量传感器及其导线连接器,拆下此空气流量传感器的防
尘网,起动发动机并加速到2500r/min以上。当发动机停转后5s,从空气流量传感器进气口处,可以
看到热线自动加热烧红(约1000?)约1s。如无此现象发生,则须检查自清信号或更换空气流量传感
器。
(2)日产CA18E型发动机热线式空气流量传感器的检查
A、就车检查先拆下空气流量传感器的导线连接器(如所示),检查线束一侧B端子与搭铁间的电压,其基准电压为12V。其次,则按单件检查方法检查端子31与搭铁端之间的电压。
B、单件检查
如)所示,在B、C两端子间加上12V电压,然后检查D、C两端子间的输出电压。这时应该注意,外加电压的端子不能搞错(B端子与蓄电池的正接线柱相连,C端子与蓄电池的负接线柱相连)。如果接错就有可能损坏空气流量传感器。然后按所示,在吹入空气的情况下,测量空气流量
传感器输出电压的变化,其标准为:当没有空气吹入时,电压约为0.8V;当有空气吹入时,电压约为2.OV。
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范文二:空气流量传感器的检测》教学设计转
空气 流量传感器 的检测》教学设计
转
《任务2空气流量传感器的检测》教学设计
设计理念:
在本课程教学思路设计上,采用任务驱动的教学方法,部分内容通过案例引导、现场教学和情境教学法帮助学生解决共性的理论认知问题,更多的则是通过在实训中心学习并强化实践教学,着力培养学生的专业操作能力。学生学习方式多以强调合作与交流的小组形式进行,教师通过协助学生完成实训项目,帮助学生学习和理解完成实训所需的基本理论知识和规律,通过单元化的任务的关联性,最终完成综合性实训项目,达到国家职业能力标准和岗位能力的要求。同时在课堂实行评分体制等活动的引入,进一步加深学生对知识和技能的掌握运用。
教材分析:
《汽车检测诊断技术》是汽车检测与维修技术专业中一门重要的专业核心课程。该课程主要培养学生汽车电控系统检修的核心职业能力,通过该课程的学习使学生进一步掌握电控系统的组成、工作原理和检修方法,同时会熟练使用检测仪器进行系统的故障检测和诊断。
本节课初次学习传感器基础理论,为后续相关电控元件的学习提供了参考方法,同时对检测方法奠定了理论基础及掌握了专业检修技能,为全面故障诊断打下了基础。在内容安排上也能结合学校实际设备条件和课程内容。采用工单形式,通过系列化的引导问题,指导学生在完整的行动中进行理论实践一体化的学习,培养专业能力的同时,帮助学生学习工作过程知识,促进关键能力和综合素质的提高。
学情分析:
1、学生心理分析:在平时接触到的故障车维修中,会经常碰到空气流量传感器失效导致发动机工作性能下降的。所以很多学生会对这个问题有强烈的好奇心,平时也经常会有学生问"哪哪有个汽车,油门踩到底了,为什么跑不起来?"一个小小的空气流量计为什么会导致加速无力,应该如何排除这个故障?显然,同学们有亲手把故障排除的愿望。只要教学方法得当,学生的这种"好奇心和愿望"完全可以转化成本次课的学习动力。
2、学生知识结构及能力分析:学生在学习本课程之前已经学习了相关的专业基础课程,如《汽车电工与电子基础》、《汽车发动机构造与维修》、《汽车电气设备构造与维修》等内容。在学生的知识结构方面,已经具备了对电控发动机电控主要元件进行分析的能力。但也要认识到学生在校期间不可能接触到所有车型传感器的检测方法,也没有必要这样做。因为只要学生掌握其结构、基本原理及引起故障的主要原因,学会如何对原因进行正确的分析,掌握基本的诊断与排除的思路,随着今后接触的深入、经验的积累,就能够"举一反三、触类旁通",从而提高他们分析问题、解决问题的能力。同时必须注意到现在的学生文化理论基础并不是很好,逻辑思维能力还比较差。所以在教学实施过程中要由浅入深,增加实践环节,启发学生积极地参与到教学过程当中来,在师生的互动交流中实现教学目标。
教学目标:
1、知识目标(1)、了解空气流量传感器的作用、安装位置、分类
(2)、掌握热线式和热膜式空气流量传感器结构和原理
2、能力目标(1)、掌握空气流量传感器的故障分析方法
(2)、掌握空气流量传感器的检测方法
3、情感目标:培养学生严谨的工作作风和良好的团队合作精神。
教学重点:
1、空气流量传感器的故障分析方法
2、空气流量传感器的检测方法 教学难点:
1、空气流量传感器的工作原理 、空气流量传感器的检测方法 2
教法与学法:
1、教法:理实一体化教学;案例教学、任务驱动教学法,并辅以多媒体教学;
2、学法:讨论法、合作法。
课前准备:
教师准备:PPT教学课件、实习工单; 设备准备:桑塔纳AJR发动机、丰田轿车、汽车专用万用表、解码器、示波
器、维修手册、任务实施报告若干份; 教学流程:
教
学
流
程
步骤1:讲解
(1)、故障案例
(2)、理论知识
讲解空气流量传感器的作用、安装位置、分类,重点讲解热线式和热膜式
空气流量传感器结构和原理
(3)、实践技能
讲解故障分析方法、检测方法
步骤2:演示
检测方法和步骤
步骤3:练习
学生分四组练习,定时换组
步骤4:考评
根据学生实际操作情况和工单记录情况完成过程考评
步骤5:总结
(1)、发动机根据空气流量传感器控制空燃比;
(2)、热线式和热膜式空气流量传感器检测进入缸内的空气质量; (3)、空气流量传感器及其相关线路发生故障时,发动机工作不良; (4)、故障检测时,先用解码器读取故障码,若无码,用示波器分析波形。 步骤6:整理
教学过程
教学环节教师活动学生活动助教
手段时间
故障案例引入首先看一个视频,关于一辆别克轿车故障的:1.怠速不稳,转速忽高忽低;2.加速无力;3.急加速时出现进气管回火现象。经检测,最后确定故障在空气流量器。修理后,重新启动发动机,故障排除。讨论:造成发动机怠速不稳的原因及电控发动机控制原理。多媒体视频3分钟
作用
安装位置
类型1、作用:检测单位时间进入发动机气缸内的空气流量
2、安装位置:安装在空气滤清器和节气门之间的进气管道上
3、分类:
按结构类型分:翼片式、卡门漩涡式、热线式、热膜式;
按检测流量类型分:体积型、质量型;
按输出信号类型分:模拟型、频率型(数字型);查看桑塔纳AJR发动机、丰田轿车的空气流量传感器的安装位置及类型多媒体PPT课件7分钟
热线式空气流量传感器1、结构组成:测量电路、控制电路和壳体组成
2、工作原理:(1)测量原理
热平衡原理、惠斯通电桥原理
(2)温度补偿原理
(3)"自洁"原理查阅相关资料:1、热平衡原理、惠斯通电桥原理的基本知识。
2、进气温度对测量精度的影响。多媒体PPT课件10分钟
热膜式空气流量传感器1、结构组成:结构与热线式基本相同,只是将RH热丝电阻制成金属膜,并与其他桥式电阻一起集成在陶瓷底板上。
2、特点:与热线式相比
3、工作原理讨论:热线式与热膜式区别;多媒体PPT课件5分钟
空气流量传感器的故障分析1、故障点(引发故障可能部位):
外部线路故障:断路、短路、虚接; (1)
(2)传感器自身故障:热丝/烧断、热膜/破裂、热线/热膜脏污、控制电路故障、外壳破裂、防护网堵塞;
(3)ECU故障:不能提供电源、内部搭铁故障;
2、故障现象:怠速发抖、发动机喘震、加速无力、加速回火、熄火、排放超标;讨论:如何确定究竟是传感器故障、线路故障还是ECU故障的方法。多媒体PPT课件5分钟
空气流量传感器故障的检测方法1.查资料图,读电路图
1脚--空
2脚--12V3脚--ECU内搭铁
4脚--5V参考电压
5脚--传感器反馈信号
2脚~搭铁12V4脚~搭铁5V5脚怠速时1.4V5脚急加速时2.8V2.确定故障点
(1)确定线路故障的方法
(启发引导学生进行讨论,最后由教师归纳学生的想法,给出确定故障部位的方法)
电源电压测试:打开点火开关,将数字万用表设置在直流电压20V档,红色表针置于空气流量计针脚2,黑色表针置于电瓶负极或搭铁处,打起动机时应显示12V;若无12V检查燃油泵继电器。
线束测试:将数字万用表设置在电阻200Ω档,分别测试空气流量计3、4、5号针脚对应至电控单元12、11、13号针脚的电阻,所有电阻都应低于0.5Ω。测量空气流量计针脚2与电控单元针脚11、12、13之间电阻,应为?。及3-11、13;4-12、13;5-11、12之间电阻均应为?。
(2)确定ECU故障的方法
(启发引导学生进行讨论,最后由教师归纳学生的想法,给出确定故障部位
的方法)
打开点火开关,将数字万用表设置在直流电压20V档,红色表针置于空气流量计针脚4,黑色表针置于电瓶负极或搭铁处,应显示5V。若无5V,则ECU损坏。
(3)确定传感器故障的方法
(启发引导学生进行讨论,最后由教师归纳学生的想法,给出确定故障部位的方法)
起动发动机并使其达到工作温度,将数字万用表设置在直流电压20V档,红色表针置于空气流量计针脚5,黑色表针置于空气流量计针脚3、电瓶负极或搭铁处,怠速时应显示电压1.4V左右;急踩加速踏板应显示2.8V变化。若不符合上述变化,或电压反而下降,在电源电压与参考电压完好的前提下,可以断定空气流量计损坏,必须更换。
注意:在实际维修中,反馈信号电压的就车测试应在传感器插头尾部,挑开防水胶堵或刺破导线外皮,接万用表后踩动油门踏板,观察电压变化。
通知让学生查询维修手册,进一步熟悉电路图。
故障原因:
1)传感器故障;2)传感器线路短路或断路;
3)ECM故障。
讨论:故障原因三个中先检测哪个?
讨论:
1、万用表的使用方法及使用注意事项。
、还有什么方法可确定线路故障。 2
讨论:
1、空气流量传感器的结构有什么特点?
2、这种确定方法的依据是什么?
维修手册、桑塔纳AJR发动机、汽车专用万用表、解码器
15分钟
分组训练1、组织指导学生练习空气流量传感器的故障、线路故障及ECU故障的检测方法。
2、组织全班学生,听取各组长汇报检测步骤及结果,并展开讨论。
3、点评各组实训中存在的情况。1、每组的学生利用现有条件,参考上述思路和方法进行检测,确定到底是传感器故障、线路故障还是ECU故障。
2、每组汇报本组查找故障的情况。实训轿车(桑塔纳AJR发动机)、仪器及维修手册40分钟
能力拓展按同样思路,结合原理,分析卡门涡旋式空气流量传感器的检测方法。课后查询相关资料。书籍、网络1分钟
课堂小结小结本次课情况,提出应注意的问题
通过本次课的学习,要形成对传感器故障分析的正确思路,正确的分析就必须熟悉结构、工作原理、控制电路。要重视现代化检测仪器的作用,只有用
数据来判断确定故障的具体部位。对老师提出的问题要结合自身进行总结及交流。PPT多媒体课件3分钟
布置作业1、空气流量传感器的作用、分类有哪些?
2、AJR发动机的空气流量传感器是什么类型,画出电路图?
3、热膜式空气流量传感器故障如何进行检测?认真完成课本1分钟
教后感想在本节课的讲授过程中,发现学生的基础知识较薄弱,在原理中涉及电工电子方面的,学生较难接受。同时在检测过程中,对仪器仪表的操作还不是非常熟悉。操作规范需加强。
范文三:实训项目一空气流量传感器的检测
实训项目一 空气流量传感器的检测
空气流量传感器的功用是检测发动机进气量大小,并将进气量信息转换成电信号输入电单元(ECU ),以供ECU 计算确定喷油时间(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。
一、实训目的和要求
1、掌握空气流量传感器的结构特性,了解其工作原理;
2、掌握空气流量传感器及其控制电路的检测方法(电阻检测、电压检测、波形检测等);
3、掌握空气流量计数据分析的方法。
二、实训课时
实训共安排2课时。
三、器材工具
1、工具:扳手、螺丝刀、电吹风、温度计。
2、设备:桑塔纳AJR 发动机故障实验台。
3、仪器:数字万用表、金德K81故障诊断仪。
4、教具:AJR 发动机教学挂图一套,空气流量计解剖教具一只,测量用桑塔纳2000Gsi 型轿车空气流量计5只。
四、成绩评定
成绩评定的等级为优、良、中、及格和不及格。
五、实训原理
在多点燃油喷射系统中,根据检测进气量的方式不同,空气流量计又分为“D ”型(即压力型) 和 “L ”型(即空气流量型) 两种类型。“D ” 型是利用压力传感器检测进气歧管内的绝对压力,测量方法属于间接测量法。控制系统利用检测到的绝对压力与发动机的转速来计算吸入气缸的空气量,又称为速度/密度型燃油喷射控制系统。由于空气在进气歧管内流动时会产生压力波动,发动机怠速(节气门关闭)时的进气量与汽车加速(节气门全开)时的进气量之差可达40倍以上,进气气流的最大流速可达80m/s,因此,“D ”型燃油喷射系统的测量精度不高,但控制系统的制造成本较低。“L ”型是利用流量传感器直接测量吸入进气管的空气流量。由于采用直接测量的方法,因此进气量的测量精度较高,控制效果优于“D ”型燃油喷射系统。当前各个车型采用的“L ”型传感器分为体积流量型(如翼片式、量芯式、涡流式)传感器和质量流量型(如热线式和热膜式)传感器。质量流量型传感器工作性能稳定、测量精度高、使用效果好,但制造成本相对“D ”型要高。由于热膜式空气流量传感器内没有运动部件,因此没有流动阻力,而且使用寿命远远高于热线式流量传感器。
本次实训选用的是桑塔纳2000Gsi 型轿车使用的空气流量计,属“L ”型热膜式空气流量计。
桑塔纳2000GSi 型轿车采用的热膜式空气流量传感器的结构如图1-1所示。
图1-1 热膜式空气流量传感器的结构
1-接线插座 2-护套 3-铂金属膜 4-防护网
在传感器内部的进气通道上设有一个矩形护套(相当与取样管),热膜电阻设在护套中。为了防止污物沉积到热膜电阻上影响测量精度,在护套的空气入口一侧设有空气过滤层,用以过滤空气中的污物。为了防止进气温度变化使测量精度受到影响,在热膜电阻附近的气流上游设有铂金属膜式温度补偿电阻,如图1-2所示。温度补偿电阻和热膜电阻与传感器内部控制电路连接,控制电路与线束连接器插座连接,线束插座设在传感器壳体中部。与热丝式流量传感器相比,热膜电阻的阻值较大,所以消耗电流较小,使用寿命较长。但是,由于其发热元件表面制作有一层绝缘保护薄膜,存在辐射热传导作用,因此响应特性稍差。
图1-2 热膜式空气流量传感器内部元件示意图
通过控制发热元件温度TH 与空气温度TG 之差为一恒定值,就可根据发热元件的加热电流I 求得空气气流的质量流量QM 。在热丝式与热膜式流量传感器中,采用了恒温差控制电路来实现流量检测。
恒温差控制电路如图1-3所示,发热元件电阻R H 和温度补偿电阻(进气温度传感器)RT 分别连接在惠斯登电桥电路的两个臂上。当发热元件的温度高于进气温度时,电桥电压才能达到平衡,并由具有电流放大作用的控制电路A 控制加热电流(50-120mA )来保持发热元件温度TH 与温度补偿电阻温度TT 之差保持恒定(即△T=TH -TT =120℃)。
当空气气流经发热元件使其受到冷却时,发热元件温度降低,阻值减小,电桥电压失去平衡,控制电路将增大供给发热元件的电流,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,取样电阻RS 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。输出电压与空气流量之间近似于4次方根的关系。信号电压输入ECU 后,ECU 便可根据该信号的高低计算出空气质量流量QM 的大小。
图1-3 热膜式空气流量传感器电路原理
a )电路连接 b)电桥电路
当发动机怠速或空气为热空气时,因为怠速时节气门关闭或接近全闭,所以空气流速低,空气量少;又因空气温度越高,空气密度越小,所以在体积相同的情况下,热空气的质量小,因此发热元件受到冷却的程度小,阻值减小幅度小,保持电桥平衡需要的电流小,如图1-4a 所示,故取样电阻上的信号电压低。控制单元ECU 根据信号电压即可计算出空气量,捷达AT 、GTX 型轿车怠速时的空气流量标准值为2.0-5.0g/s。
当发动机负荷增大或空气为冷空气时,因为节气门开度增大空气流速加快使空气流量增大;而冷空气密度大,在体积相同的情况下冷空气质量大,所以发热元件受到冷却的程度增大,阻值减小幅度大,保持电桥平衡需要的电流增大,如图1-4b) 所示,因此当发动机负荷增大时,信号电压升高。
图1-4 热膜式空气流量传感器测量原理
a )怠速或热空气时 b)负荷增大或冷空气时
3、温度补偿原理
当进气温度变化时,发热元件的温度就会发生变化,测量进气量的精度就会受到影响。设置温度补偿电阻(温度传感器)后,从电桥电路上就可以看出,当进气温度降低使发热元件上的电流增大时,为了保持电桥平衡,温度补偿电阻上的电流相应增大,以保证发热元件温度与温度补偿电阻温度之差保持恒定,使传感器测量精度不受进气温度变化的影响。
六、热膜式空气流量传感器的检测
1、桑塔纳2000Gsi 轿车AJR 型发动机热膜式空气流量传感器电路
图1-5所示为桑塔纳2000Gsi 轿车ARJ 型发动机热膜式空气流量传感器电路,1脚空,2脚为12V ,3脚为ECU 内搭铁,4脚为5V 参考电压,5脚为传感器信号。在怠速时5脚电压为1.4V ,急加速时电压为2.8V 。
2、桑塔纳2000Gsi 轿车AJR 型发动机热膜式空气流量传感器电阻的测量
(1)线束导通性测试
将数字万用表旋转到电阻挡,按电路图找到空气流量传感器图形下面的针脚号与ECU 信号测试端口图相应的针脚号,分别测试空气流量传感器3、4、5号针脚对应至电控单元12、11、13号针脚的电阻,所有电阻都低于0.5Ω。
(2)线束短路性测试
将数字万用表设置在电阻200K Ω挡,测量空气流量传感器针脚2与电控单元针脚11、12、13之间电阻应为∞。测量空气流量传感器针脚:3-11、13;4-12-13;5-11、12之间电阻均应为∞。
3、桑塔纳2000Gsi 轿车AJR 型发动机热膜式空气流量传感器电压的检测
(1)电源电压检测
打开点火开关,将数字万用表设置在直流电压20V 挡,红色表针置于空气流量传感器针脚2,黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体,打开起动机时应显示12V ;红色表针置于空气流量传感器针脚4,黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体,应显示5V 。
(2)信号电压测量
信号电压测量分单件测量和就车测量。
①单件检测。取一空气流量传感器总成部件,将蓄电池电压施加在空气流量传感器电器插座针脚2上,将5V 电压施加在空气流量传感器电器插座针脚4上,将数字万用表设置在直流电压20V 挡,测量空气流量传感器电器插座针脚3和针脚5,应由1.5V 左右的电压;使用电吹风从空气流量传感格栅一段向空气流量传感器吹入冷空气或加热的空气,测量空气流量传感器电器插座针脚3和针脚,电压应顺势上升至2.8V 回落。若不能满足上述条件,可以判定空气流量传感器有故障。
②就车检测。起动发动机至工作温度,将数字万用表设置在直流电压20V 挡,测量空气流量传感器针脚5的反馈信号,红色表针置于空气流量传感器针脚5,黑色表针置于空气流量传感器针脚3、蓄电池负极或进气歧管壳体,怠速时应显示电压1.5V 左右;急踩加速踏板时应显示2.8V 变化。若不符合上述变化,或电压反而下降,则在电源电压与参考电压完好的前提下,可以判定空气流量传感器损坏,必须进行更换。
4、学生进行桑塔纳2000Gsi 轿车AJR 型发动机热膜式空气流量传感器的检测,并将测量的电压结果填入表中。
5、数据流测试
本项目的数据流测试是使用K81故障诊断仪,登陆发动机控制单元直接读取空气流量计的各项参数,测试条件是发动机在运行中并达到工作温度。数据流的检测方法简便易行,数据直观准确,并能够随时观察到数据的动态变化,是当代汽车电子控制系统故障检测诊断的重要方法,也是当前汽车维修的一线紧缺技术。数据应显示为在怠速下应为2.0~4.0g/s,如果小于2.0g/s说明进气系统有泄漏,如果大于4.0g/s说明发动机负荷过大。
七、实训报告
按学院规定的格式完成实训报告,实训报告作为成绩考核的一部分。
范文四:空气流量传感器的万用表检测
空气流量传感器的万用表检测
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。此时,即使点火开关处于开启位置,电动汽油泵也不工作。 流量传感器内还有一个进气温度传感器,用于测量进气温度,为进气量作温度补偿。
叶片式空气流量传感器导线连接器一般有7个端子,如图 5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有将电位计内部的电动汽油泵控制触点开关取消后,变为5个端子的。图6示出了日产和丰田车用叶片式空气流量传感器导线连接器端子的“标记”。其端子“标记”一般标注在连接器的护套上。
2、叶片式空气流量传感器的检测
(1)丰田车叶片式空气流量传感器的检测
图7所示为丰田PREVIA(大霸王)车2TZ-FE发动机用叶片式空气流量传感器电路原理图。其检测方法有就车检测和单件检测两种。 A、就车检测
点火开关置“OFF”,拔下该流量传感器导线连接器,用万用表Ω档测量连接器内各端子间的电阻。其电阻值应符合表 1所示;如不符,则应更换空气流量传感器。
表 1 叶片式空气流量传感器各端子间的电阻(丰田PREVIA车) 端子 VS-E2
标准电阻(kΩ) 0.2-0.60 0.20-0.60
VC-E2
10.00-20.00 4.00-7.00 2.00-3.00
THA-E2
0.90-1.30 0.40-0.70
FC-E1
B、单件检测
点火开关置“OFF”,拔下空气流量传感器的导线连接器,拆下与空气流量传感器进气口连接的空气滤清器,拆开空气流量传感器出口处空气软管卡箍,拆除固定螺栓,取下空气流量传感器。 首先检查电动汽油泵开关,用万用表Ω档测量E1-FC端子:在测量片全关闭时,E1-FC间不应导通,电阻为∞;在测量片开启后的任一开度上,E1-FC端子间均应导通,电阻为0。
然后用起子推动测量片,同时用万用表Ω档测量电位计滑动触点Vs与E2端子间的电阻(如图8):在测量片由全闭至全开的过程中,电阻值应逐渐变小,且符合表 2所示;如不符,则须更换空气流量传感器。丰田CROWN 2.8小轿车5M-E发动机的叶片式空气流量传感器各端子间电阻标准值如表 3所示。
表 2 叶片式空气流量传感器各端子间的电阻(丰田PREVIA车)
不定
温度(℃)
- - -20 0 20 20 60 -
端子 FC-E1
标准电阻(Ω)
∞ 0 20-600
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
VS-E2
20-1200
表 3 叶片式空气流量传感器各端子间的电阻(丰田CROWN2.8小轿车5M-E发动机)
端子 E2-VS
- -
E1-FC
- 0 20
E2-THA
40 60
E2-VC E2-VB E2-FC
- - -
- - - - -
0.90-1.30 0.40-0.70 0.10-0.30 0.20-0.40
∞
任何开度
- -
0 4.00-7.00 2.00-3.00
从关闭到全开 完全关闭
0.02-1.00
∞
温度(℃)
-
测量片位置 完全关闭
标准电阻(kΩ)
0.02
(2)日产车叶片式空气流量传感器的检测 、
图9所示为日产车叶片式空气流量传感器电路的检测(端子“标记”有新旧两种)。用万用表Ω档测量各端子之间的电阻时,旧“标记”端子之间应符合表 4所示的标准值,新“标记”端子之间应符合表 5所示的标准值。否则,应更换空气流量传感器。
表 4 空气流量传感器旧“标记”各端子间电阻值(日产车) 触点 电动汽油 泵开关
∞
端子
标准电阻值(Ω)
测量片位置 测量片关闭 (触点打开)
测量片打开
36-39 6-9 6-8
电位计
8-9 7-8
50-150 0- ∞
-
测量片由全闭到全开
0 250-350 150-250
(触点关闭)
- -
表 5 叶片式空气流量传感器新“标记”各端子间电阻值(日产车) 端子 33-35 33-34 32-33 32-34 25-34
电阻值(Ω) 约100 约200 0-∞ 0-∞
阻值随外界温度而定
测量片位置
- - 测量片滑动时 测量片滑动时
(3)五十铃车叶片式空气流量传感器的检测
电位计与空气流量计的内部接线如图10所示。工作时,滑动臂在电位计的电阻片上滑动,端子7与8之间的电压U和端子6与9之间的电压UB作为输入信号输入电控单元中。
在检查时,取下空气流量传感器的导线连接器,将万用表(电阻档)接在6、7端子上,使测量片平稳地张开,其间的电阻值是逐渐变化的;6与9端子之间的阻值为350-400Ω,空气温度传感器27与6之间的电阻值为0.30-1OKΩ。
电动汽油泵触点39和36端子之间在测量片全闭时不导通(断开);测量片只要稍一转动,39和36端子之间便导通。
二、卡门涡旋式空气流量传感器的检查 1、卡门涡旋式空气流量传感器结构和工作原理
卡门涡旋式空气流量传感器的结构和工作原理如图11所示。在进气管道正中间设有一流线形或三角形的涡流发生器,当空气流经该涡流发生器时,在其后部的气流中会不断产生一列不对称却十分规则的被称为卡门涡流的空气涡流。根据卡门涡流理论,这个旋涡行列是紊乱地依次沿气流流动方向移动,其移动的速度与空气流速成正比,即在单位时间内通过涡流发生器后方某点的旋涡数量与空气
流速成正比。因此,通过测量单位时间内涡流的数量就可计算出空气流速和流量。
测量单位时间内旋涡数量的方法有反光镜检出式和超声波检出式两种。图12所示是反光镜检出式卡门涡旋流量传感器,其内有一只发光二极管和一只光敏三极管。发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光敏三极管上,使光敏三极管导通。反光镜安装在一个很薄的金属簧片上。金属簧片在进气气流旋涡的压力作用下产生振动,其振动频率与单位时间内产生的旋涡数量相同。由于反光镜随簧片一同振动,因此被反射的光束也以相同的频率变化,致使光敏三极管也随光束以同样的频率导通、截止。ECU根据光敏三极管导通、截止的频率即可计算出进气量(图 11)。凌志LS400小轿车即用了这种型式的卡门涡旋式空气流量传感器。 图13
所示为超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器。在其后半部的两侧有一个超声波发射器和一个超声波接收器。在发动机运转时,超声波发射器不断地向超声波接收器发出一定频率的超声波。当超声波通过进气气流到达接收器时,由于受气流中旋涡的影响,使超声波的相位发生变化。ECU根据接收器测出的相应变化的频率,计算出单位时间内产生的旋涡的数量,从而求得空气流速和流量,然后根据该信号确定基准空气量和基准点火提前角。 2、卡门涡旋式空气流量传感器的检测
以丰田凌志LS400轿车1UZ-FE发动机用反光镜检出式空气流量传感器为例。该传感器与ECU的连接电路如图14所示。 (1)电阻检测
点火开关置“OFF”,拔下空气流量传感器的导线连接器,用万用表电阻档(如图14所示)测量传感器上“THA”与"El"端子之间的电阻,其标准值如表 6所示。如果电阻值不符合标准值,则更换空气流量传感器。
表 6 卡门涡旋式空气流量传感器THA-E1端子间的电阻(丰田凌志LS400轿车)
端子
标准电阻(kΩ)
10.0 4.0-7.0
THA-E1
2.0-3.0 0.9-1.3 0.4-0.7
温度(℃) -20 0 20 40 60
(2)空气流量传感器的电压检测
插好此空气流量传感器的导线连接器,用万用表电压档检测发动机ECU端子THA-E2、Vc-E1、KS-E1间的电压,其标准电压值见表 7所示。若电压不符合要求,则按图15所示进行故障诊断。
表 7丰田凌志LS400轿车1UZ-FE发动机 ECU THA-E2、VC-E1、KS-E1端子电压
端子 THA-E2
4.5-5.5
KS-E1 VC-E1
三、热线式空气流量传感器的检查 1、结构和工作原理
热线式空气流量传感器的基本结构由感知空气流量的白金热线(铂金属线)、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻(冷线)、控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以及空气流量传感器的壳体等元件组成。根据白金热线在壳体内的安装部位不同,热线式空气流量传感器分为主流测量、旁通测量方式两种结构形式。图18所示是采用主流测量方式的热线式空气流量传感器的结构图。它两端有金属防护网,取样管置于主空气通道中央,取样管由两个塑料护套和一个热线支承环构成。热线线径为70μm的白金丝(
RH),布置在支承环内,其阻值随温度变化,是惠斯顿电桥电路的一个臂(图19)。热线支承环前端的塑料护套内安装一个白金薄膜电阻器,其阻值随进气温度变化,称为温度补偿电阻(RK),是惠斯顿电桥电路的另一个臂。热线支承环后端的塑料护套上粘结着一只精密电阻(RA)。此电阻能用激光修整,也是惠斯顿电桥的一个臂。该电阻上的电压降即为热线式空气流量传感器的输出信号电压。惠斯顿电桥还有一个臂的电阻RB安装在控制线路板上。
热线式空气流量传感器的工作原理是:热线温度由混合集成电路A保持其温度与吸入空气温度相差一定值,当空气质量流量增大时,混合集成电路A使热线通过的电流加大,反之,则减小。这样,就使得通过热线RH的电流是空气质量流量的单一函数,即热线电流IH随空气质量流量增大而增大,或随其减小而减小,一般在50-120mA之间变化。波许LH型汽油喷射系统及一些高档小轿车采用这种空气流量传感器,如别克、日产MAXIMA(千里马)、沃尔沃等。 2、热线式空气流量传感器的检测
(1)日产MAXIMA车VG3OE发动机热线式空气流量传感器的检测图20所示为日产VG3OE发动机
2.0-4.0(脉冲发生)
4.5-5.5
电压(V) 0.5-3.4
条件
怠速、进气温度20℃
点火开关ON
怠速 点火开关ON
热线式空气流量传感器的电路。
A、检查空气流量传感器输出信号 拔下此空气流量传感器的导线连接器,拆下空气流量传感器;按图21所示,将蓄电池的电压施加于空气流量传感器的端子D和E之间(电源极性应正确),然后用万用表电压档测量端子B和D之间的电压。其标准电压值为(1.6±0.5)V。如其电压值不符,则须更换空气流量传感器。在进行上述检查之后,给空气流量传感器的进气口吹风,同时测量端子B和D之间的电压。在吹风时,电压应上升至2-4V。如电压值不符,则须更换空气流量传感器。
B、检查自清洁功能 装好热线式空气流量传感器及其导线连接器,拆下此空气流量传感器的防尘网,起动发动机并加速到2500r/min以上。当发动机停转后5s,从空气流量传感器进气口处,可以看到热线自动加热烧红(约1000℃)约1s。如无此现象发生,则须检查自清信号或更换空气流量传感器。
(2)日产CA18E型发动机热线式空气流量传感器的检查
A、就车检查先拆下空气流量传感器的导线连接器如图22所示),检查线束一侧B端子与搭铁间的电压,其基准电压为12V。其次,则按单件检查方法检查端子31与搭铁端之间的电压。 B、单件检查
如图23-a所示,在B、C两端子间加上12V电压,然后检查D、C两端子间的输出电压。这时应该注意,外加电压的端子不能搞错(B端子与蓄电池的正接线柱相连,C端子与蓄电池的负接线柱相连)。如果接错就有可能损坏空气流量传感器。然后按图23-b所示,在吹入空气的情况下,测量空气流量传感器输出电压的变化,其标准为:当没有空气吹入时,电压约为0.8V;当有空气吹入时,电压约为2.OV。
范文五:空气流量传感器的结构与故障检测
空气流量传感器的结构与故障检测
摘 要:介绍了电子控制汽油喷射系统的各种空气流量传感器的基本结构、工作原理~并且以各种车型为例~介绍空气流量传感器出现故障时~应该如何检测。本文有助于维修人员检修空气流量传感器。
关键词:空气流量传感器、结构、工作原理、检修
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。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。
一、叶片式空气流量传感器
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),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,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。
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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。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2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。此时,即使点火开关处于开启位置,电动汽油泵也不工作。流量传感器内还有一个进气温度传感器,用于测量进气温度,为进气量作温度补偿。叶片式空气流量传感器导线连接器一般有7个端子,如图2中的39、36、6、9、8、7、27。但也有将电位计内部的电动汽油泵控制触点开关取消后,变为5个端子的。
2.叶片式空气流量传感器的故障检测
以丰田PREVIA(大霸王)车
2TZ-FE发动机用叶片式空气流
量传感器的检测为例。图3所
示为丰田PREVIA(大霸王)车叶
片式空气流量传感器电路原理
图。其检测方法有就车检测和动
态检测两种。
(1)就车检测
点火开关置“OFF”,拔下该流量传感器导线连接器,用万用表Ω档测量连接器内各端子间的电阻。其电阻值应符合表 1所示;如不符,则应更换空气流量传感器。
表 1 丰田PREVIA车空气流量传感器各端子间的电阻
端子 标准电阻(kΩ) 温度(?)
V-E 0.2-0.60 任何温度 S2
0.20-0.60 任何温度
V-E 10.00-20.00 -20 C2
4.00-7.00 0
2.00-3.00 20
THA-E 0.90-1.30 20 2
0.40-0.70 60
F-E 不定 - C1
(2)动态检测
点火开关置“OFF”,拔下空气流量传感器的导线连接器,拆下与空气流量传感器进气口连接的空气滤清器,拆开空气流量传感器出口处空气软管卡箍,拆除固定螺栓,取下空气流量传感器。首先检查电动汽油泵开关,用万用表Ω档测量E-F端子:在测量片全关闭时,E-F间不应导通,电阻为?;在测量片开1C1C
启后的任一开度上,E-F端子间均应导通,电阻为0。然后用起子推动测量片,1C
同时用万用表Ω档测量电位计滑动触点Vs与E端子间的电阻。在测量片由全2
闭至全开的过程中,电阻值应逐渐变小,且符合表 2所示;如不符,则须更换
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空气流量传感器。
表 2 丰田PREVIA车空气流量传感器端子间的电阻
端子 标准电阻(Ω) 测量片位置
? 测量片全关闭 F-E C10 测量片开启
20-600 全关闭 V-E S220-1200 从全关到全开
二、卡门涡旋式空气流量传感器
1.卡门涡旋式空气流量传感器
结构和工作原理
卡门涡旋式空气流量传感器的
结构和工作原理如图4所示。在进气
管道正中间设有一流线形或三角形
的涡流发生器,当空气流经该涡流发
生器时,在其后部的气流中会不断产
生一列不对称却十分规则的被称为
卡门涡流的空气涡流。根据卡门涡流
理论,这个旋涡行列是紊乱地依次沿
气流流动方向移动,其移动的速度与
空气流速成正比,即在单位时间内通
过涡流发生器后方某点的旋涡数量
与空气流速成正比。因此,通过测量
单位时间内涡流的数量就可计算出
空气流速和流量。测量单位时间内旋
涡数量的方法有反光镜检出式和超
声波检出式两种。如图5所示是反光
镜检出式卡门涡旋流量传感器,其内
有一只发光二极管和一只光敏三极
管。发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光敏三极管上,使光敏三极管导
通。反光镜安装在一个很薄的金属簧片上。金属簧片在进气气流旋涡的压力作用下产生振动,其振动频率与单位时间内产生的旋涡数量相同。由于反光镜随簧片一同振动,因此被反射的光束也以相同的频率变化,致使光敏三极管也随光束以同样的频率导通、截止。ECU根据光敏三极管导通、截止的频率即可计算出进气量。凌志LS400小轿车即用了这种型式的卡门涡旋式空气流量传感
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器。如图6所示为超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器。在其后半部的两侧有一个超声波发射器和一个超声波接收器。在发动机运转时,超声波发射器不断地向超声波接收器发出一定频率的超声波。当
超声波通过进气气流到达接收器时,由于受气
流中旋涡的影响,使超声波的相位发生变化。
ECU根据接收器测出的相应变化的频率,计算出
单位时间内产生的旋涡的数量,从而求得空气
流速和流量,然后根据该信号确定基准空气量
和基准点火提前角。
2.卡门涡旋式空气流量传感器的故障检测
以丰田凌志LS400轿车1UZ-FE发动机用反
光镜检出式空气流量传感器的检测为例。该传
感器与ECU的连接电路如图7所示。
(1)检测电阻
点火开关置“OFF”,拔下空气流量传感器的导线连接器,用万用表电阻档测量传感器上“THA”与“El”端子之间的电阻,其标准值如表3所示。如果电阻值不符合标准值,则更换空气流量传感器。
表3 丰田凌志LS400轿车空气流量传感器THA-E端子间的电阻 1
端子 标准电阻(kΩ) 温度(?)
10.0 -20
4.0-7.0 0
THA-E 2.0-3.0 20 1
0.9-1.3 40
0.4-0.7 60
(2)检测空气流量传感器的电压
插好此空气流量传感器的导线连接器,用万用表电压档检测发动机ECU端子THA-E、Vc-E、K-E间的电压,其标准电压值见表4所示。 21S1
表4 丰田凌志LS400轿车空气流量传感器各端子间的电压
端子 电压(V) 条件
0.5-3.4 怠速、进气温度20? THA-E 24.5-5.5 点火开关ON
K-E 2.0-4.0(脉冲发生) 怠速 S1
V-E 4.5-5.5 点火开关ON C1
若电压不符合要求,则检查传感器与发动机电脑(ECU)之间的导线是否短路或断路。若导线正常,则说明空气流量传感器损坏,应更换空气流量传感器。
三、热线式空气流量传感器
1.热线式空气流量传感器的基本结构
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热线式空气流量传感器由感知空气流量的白金热线(铂金属线)、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻(冷线)、控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以及空气流量传感器的壳体等元件组成。根据白金热线在壳体内的安装部位不同,热线式空气流量传感器分为主流测量、旁通测量方式两种结构形式。图8所示是采用主流测量方式的热线式空气流量传感器的结构图。它两端有金属防护网,取样管置于主空气通道中央,
取样管由两个塑料护套和一个热
线支承环构成。热线线径为70μm
的白金丝(R),布置在支承环内,H
其阻值随温度变化,是惠斯顿电
桥电路的一个臂,如图9所示。
热线支承环前端的塑料护套内安
装一个白金薄膜电阻器,其阻值
随进气温度变化,称为温度补偿电阻(R),是惠斯顿电桥电路的另一个臂。热线K
支承环后端的塑料护套上粘结着一只精密电阻
(R)。此电阻能用激光修整,也是惠斯顿电桥的A
一个臂。该电阻上的电压降即为热线式空气流
量传感器的输出信号电压。惠斯顿电桥还有一
个臂的电阻R安装在控制线路板上。 B
热线式空气流量传感器的工作原理是:热
线温度由混合集成电路A保持其温度与吸入空
气温度相差一定值,当空气质量流量增大时,
混合集成电路A使热线通过的电流加大,反之,
则减小。这样,就使得通过热线R的电流是空H
气质量流量的单一函数,即热线电流I随空气H
质量流量增大而增大,或随其减小而减小,一般在50-120mA之间变化。波许LH型汽油喷射系统及一些高档小轿车采用这种空气流量传感器,如别克、日产MAXIMA(千里马)、沃尔沃等。
2.热线式空气流量传感器的故障检测
(1)检查空气流量传感器输出信号
拔下此空气流量传感器的导线连接器,拆
下空气流量传感器;按如图10所示,将蓄电池
的电压施加于空气流量传感器的端子D和E之
间(电源极性应正确),然后用万用表电压档测
量端子B和D之间的电压。其标准电压值为
(1.6?0.5)V。如其电压值不符,则须更换空气
流量传感器。在进行上述检查之后,给空气流
量传感器的进气口吹风,同时测量端子B和D
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之间的电压。在吹风时,电压应上升至2-4V。如电压值不符,则须更换空气流量传感器。
(2)检查自清洁功能
装好热线式空气
流量传感器及其导线
连接器,拆下此空气
流量传感器的防尘
网,起动发动机并加
速到2500r/min以
上。当发动机停转后
5s,从空气流量传感器进气口处,可以看到热线自动加热烧红(约1000?)约1s。如无此现象发生,则须检查自清信号或更换空气流量传感器。
参考文献:
[1]尹万建~轿车发动机电控系统原理与检修~机械工业出版社~2003。 [2]郑霞君~凌志LS400轿车电子控制系原理与检修~辽宁科技出版社~1998。
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