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1、第2章 电控汽油发动机的进气系统,学习目标,1.了解进气系统的组成；2.了解空气流量传感器的工作原理，知道如何检测空气流量传感器；3.了解进气歧管绝对压力传感器的工作原理，知道如何检测进气歧管绝对压力传感器；4.了解节气门位置传感器的工作原理，知道如何检测节气门位置传感器；5.了解温度传感器的工作原理，知道如何检测温度传感器；6.依据发动机的数据流判断怠速控制阀的工作状态，通过适当的诊断流程寻找怠速控制系统问题的根节。,2.1进气系统的组成,每循环充气量的传感方法可以分为间接法和直接法两种。,进气系统的组成,功能：为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的进气量。,1.空气密度法（直接检测
2、方法）,2.1进气系统的组成,L型发动机的结构示意图,采用该种方法直接利用空气流量（MAF）传感器所提供的信号来代表进气量 ,采用这种方法检测进气量的发动机称为L型电控发动机。流经怠速控制阀的空气首先经过空气流量计测量。,空气密度法的特点：直接测量进气量，精度高；由于不同海拔高度对空气密度的影响，还需要一个大气压力计（或海拔高度计）对进气量的参数进行修正。进气阻力较大，成本比较高。,2.速度密度法（间接检测方法）,2.1进气系统的组成,D型发动机的结构示意图,利用装在进气歧管上的进气歧管绝对压力（MAP）传感器所提供的压力信号，再结合进气温度信号（IAT）、发动机转速信号（RPM）、估算的容积
3、效率（VE）和废气再循环量（EGR）一起，采用速度密度公式来换算出进入发动机的空气量，采用这种方法检测进气量的发动机称为D型电控发动机 。进气歧管绝对压力传感器（MAP）测量的是进气管内的绝对压力，流经怠速控制阀的空气也在检测范围内。怠速控制阀由ECU直接控制。,速度密度法的特点：利用空气密度和压力成正比的关系，通过测量压力间接换算出空气的密度，精度相对较低；进气阻力小，成本较低。,L型 EFI空气供给系统：,1-空气滤清器；2-空气流量计；3-进气连接管4-节气门体；5-进气室。,2.1进气系统的组成,2.1进气系统的组成,D型 EFI空气供给系统：,1-空气滤清器；2-稳压箱；3-节气门体
4、； 4-进气控制阀；5-进气室； 6-真空罐；7-电磁真空阀；8-真空驱动器；9-怠速控制阀。,2.2 空气流量传感器,1、空气流量计的作用,作用：检测单位时间进入发动机气缸内的空气流量,ECU,喷油（喷油量）,点火（点火提前角）,进了多少空气？,空气流量传感器,学习目标了解空气流量传感器的作用、分类了解热线式和热膜式空气流量传感器结构和原理掌握空气流量传感器的故障分析方法掌握空气流量传感器的检测方法,2.2 空气流量传感器,1、空气流量计的作用,ECU如何根据空气流量控制喷油和点火？,ECU,喷油量增加,点火提前角减小,空气流量增加,2.2 空气流量传感器,2、空气流量计的安装位置,2.2
5、空气流量传感器,空气流量传感器,2、空气流量计的安装位置,2.2 空气流量传感器,3、空气流量计的类型,叶片式：如丰田CAMRY(佳美)小轿车、丰田PREVIA(大霸王)小客车、马自达MPV多用途汽车等光学卡门漩涡式：丰田凌志LS400超声波卡门漩涡式：三菱、长丰猎豹吉普、现代轿车热线式：别克、日产MAXIMA(千里马)、沃尔沃,2.2 空气流量传感器,3、空气流量计的类型,2.2 空气流量传感器,3、空气流量计的类型,四种空气流量传感器性能对比,结论：热线式和热膜式流量传感器性能优异，应用广泛,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,（1）热线式空气流量计的类型,热线式空气流量计的安
6、装位置（a）旁通测量方式 （b）主流测量方式,大排量的发动机采用主流量检测方式，排量小的发动机则采用旁通测量方式 。,（2）热线式空气流量计的组成,铂金热线电阻（正温度系数电阻）感知空气流量,温度补偿电阻(冷线，负温度系数的电阻)感知进气温度,控制线路板,壳体,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,热线式空气流量传感器结构图,测量电路、控制电路,测量电路,控制电路,壳体,（2）热线式空气流量计的组成,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,热线式空气流量计的内部组成,热线式空气流量计的信号特征,通过热线的电流是空气质量流量的单一函数，电流与进气质量成正比，如何将此换算为电压信
7、号？,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,（2）热线式空气流量计的组成,冷线,热线,桥电阻,精密电阻,控制电路,（1）测量原理根据热平衡原理：当热线表面温度与空气温度差值恒定时，空气的质量流量与热线电流大小成单值关系。控制电路通过惠斯通电桥平衡原理，控制热线电流大小来保持上述恒定温差。ECU通过测量RA两端电压测量热线电流大小，进一步计算出空气质量流量。,流量,电流,电压,（3）热线式空气流量计的工作原理,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,（3）热线式空气流量计的工作原理,热线温度与进气温度差,热线式空气流量计的电路原理,热线温度与吸入的空气温度差保持在恒定,2.2
8、空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,（3）热线式空气流量计的工作原理,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,惠斯通电桥基本原理惠斯通电桥平衡条件：RK/RB=RH/RA时，UAB0惠斯通电桥不平衡条件：RK/RBRH/RA时，UAB 0,（3）热线式空气流量计的工作原理,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,工作过程分析：,Q,RH表面温度,RH,UAB0,控制电路加大IH,RH表面温度,RH,UAB=0?,保持IH不变,N,Y,（3）热线式空气流量计的工作原理,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,温度补偿原理,进气温度,RH RK ,RK/RB=RH/RA
9、,UAB=0,http:/,（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能，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。,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,启动发动机,怠速,超过3000r/min,怠速,启动“自洁”,自洁信号,（4）热线式空气流量计的自清洁作用,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,http:/,（5） 热线式空气流量计的常规检测方法（5线）,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,http:/,第一步：MAF供电电压检测断开空气
10、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914V。,（5） 热线式空气流量计的常规检测方法（5线）,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,第二步：内部搭铁检测,（5） 热线式空气流量计的常规检测方法（5线）,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,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。,（5） 热线式空气流量计的常规检测方法（5线）,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,带有加热清洁功能的热线式空气流量计的电路,（5） 热线式空气流量计的常规检测方法（5线）,2.2 空气流量传感器,4.热线式空
11、气流量计,（6）热线式空气流量计信号波形检测方法:,发动机工况变化时的热线式空气流量计波形,2.2 空气流量传感器,4.热线式空气流量计,正常的热线式空气流量计波形,（6）热线式空气流量计信号波形检测方法:,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,有问题的热线式空气流量计波形,（6）热线式空气流量计信号波形检测方法:,2.2 空气流量传感器,4. 热线式空气流量计,5、热膜式空气流量计,热膜式空气流量计的结构和工作原理与热线式空气流量计基本相同。只是将发热体由热线改为热膜式，热膜是由发热金属铂固定在薄的树脂上构成的，见图。这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力，增加了发热体
12、的强度，提高了工作可靠性，且无需加热清洁电路所以无功能下降情况。,热膜式空气流量传感器的结构,2.2 空气流量传感器,6、卡门涡流式空气流量计,2.2 空气流量传感器,卡门涡流的形成：,卡门涡流式空气流量计的基本原理：卡门涡流频率(f)=常数(0.2) 空气流速(V)/涡流发生器直径（d）空气流量(Q)=空气流速(V) 流通截面积(A),根据涡流频率的检测方式不同，汽车用涡流式流量传感器分为：,超声波检测式,光学检测式,6、卡门涡流式空气流量计,2.2 空气流量传感器,光学式卡门涡流传感器的结构和工作原理,（1）光学式卡门涡流传感器,6、卡门涡流式空气流量计,2.2 空气流量传感器,光学式卡门
13、涡流传感器的信号特征,5V方波信号的频率变化与进气量成正比，进气量多则信号频率高，反之进气量少则信号频率低,（1）光学式卡门涡流传感器,6、卡门涡流式空气流量计,2.2 空气流量传感器,（2）超声波卡门涡流传感器,超声波卡门涡流式空气流量计基本结构,超声波卡门涡流传感器的结构,6、卡门涡流式空气流量计,2.2 空气流量传感器,超声波卡门涡流空气流量计工作原理,（2）超声波卡门涡流传感器,7、卡门涡流式空气流量计,2.2 空气流量传感器,在没有卡门涡流的情况下，接收到的超声波为稳定的信号。有卡门漩涡发生时，超声波在气流中的传播受到卡门涡流释放的频率，反映了气流速度。此脉冲信号经转换模块转换成矩形
14、脉冲数字信号，计算机对这个矩形脉冲计数，便可得知空气流量。,超声波卡门涡流传感器的检测方法,三菱公司超声波卡门涡流式空气流量传感器电路图,（2）超声波卡门涡流传感器,7、卡门涡流式空气流量计,2.2 空气流量传感器,8、空气流量传感器的故障诊断,2.2 空气流量传感器,第二代随车诊断系统(OBDII系统),8、空气流量传感器的故障诊断,2.2 空气流量传感器,1.故障点,故障原因,传感器自身故障,外部线路故障,断路,短路,虚接,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,ECU故障,不能提供电源,内部搭铁故障,2.故障现象,故障现象,怠速发抖,加速无力,加速回火,熄火,排放超标,发动机喘震,8、空气流量传感器的故障诊断,2.2 空气流量传感器,
