《空气流量计》课件.ppt

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1、第二章 汽油发动机工作用传感器,学习目标：,1、掌握电控系统各传感器的分类形式。,2、掌握电控系统各传感器的组成和工作原理。,3、掌握电控系统各传感器的结构和检测方法。,传感器技术的应用,第一节 概述,汽车与传感器 传统：行驶速度、距离、发动机旋转速度、燃料剩余量。安全：安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、汽车“黑匣子”。环保：排气循环装置、电子燃料喷射装置。,汽车用传感器的类型及功用,空气流量计MAFS：测量发动机的进气量，将信号输入ECU。进气管绝对压力传感器MAPS：测量进气管内气体的绝对压力，将信号输入ECU。节气门位置传感器TPS：检测节气门的开度及开

2、度变化，信号输入ECU。凸轮轴位置传感器CMPS：提供曲轴转角基准位置信号。曲轴位置传感器CKPS：检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号。进气温度传感器IATS：检测进气温度信号。冷却液温度传感器ECTS：给ECU提供冷却液温度信号。车速传感器VSS：检测汽车的行驶速度，给ECU提供车速信号（SPD信号）。,西安汽车科技学院,氧传感器O2S：检测排气中的氧含量。爆燃传感器KS：检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。开关的类型及功用空调开关A/C：当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU输入信号。档位开关：自动变速器由空档挂入其他档时，向ECU输入信号。

3、起动开关STA：发动机起动时，给ECU提供一个起动信号。制动灯开关：制动时，向ECU提供制动信号。动力转向开关：当方向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工 作而使发动机负荷加大，此时向ECU输入信号。巡航控制开关：当进入巡航控制状态时，向ECU输入巡航控制状态信号。,西安汽车科技学院,传感器：能够感受所规定的物理量，并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置（非电量电量）。传感器组成类型,敏感元件：直接感受被测量部分,转换元件：转换为R,I,U。(车载多为电压型传感器),按输出方式,数字式,模拟式,按能量转换,参量型：将非电量变为电阻、电容、电感等电参量变化,发电型：通过非电量作用产生

4、电压或电流,测量电路：信号进一步转换。,第二节 空气流量计（MAFS、AFS）,【英文缩写】:MAFS=Mass Air Flow Sensor AFS=Air Flow Sensor【作用】：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ECU，以供ECU计算喷油时间和点火时间.主要用于L、LH型系统。（一旦丢失由n、TPS计算）【分类】,体积流量型,叶片式：丰田，宝马。（淘汰）,卡门漩涡式：日本三菱，韩国现代。,质量流量型,热线式:尼桑，通用，奔驰等。,热膜式：美国通用研制，大众，宝马。,【安装位置】空气滤清器与节气门体之间。【信号类型】电压信号,一、叶片（翼片）式空气流量计,外型,

5、它是利用力矩平衡原理及电位计原理而开发的机械式传感器,1.结构组成：测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道。此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。,二、翼片式空气流量传感器,2、工作原理吸入空气进入主气道叶片受空气气流压力产生推力力矩和弹力力矩作用叶片偏转、若进气量增大推力力矩增大叶片偏转角度增大输出阻值减小输出电压减小。（喷油量减小）若相反、亦反之。将进气量转换成电压信号VS送给ECU,翼片式空气流量传感器的电位计部分,翼片式空气流量传感器电位计部分,内部电路,进气量电压信号个别车型也有电压信号降低的。,3、检修,检测部位信号、传感器外部线路、内部线路、机械部分常见故障叶片

6、总成卡滞、电位计滑动触点磨损且与镀膜电阻接触不良、燃油泵触电烧蚀且接触不良,万用表检测,信号线：插好连接器，点火开关ON，测量各接脚间的电压。搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF，测量插头E2、E1与搭铁间的电阻，应为0。,电源线：拔下连接器，点火开关ON，测量插头V与搭铁间的电压，应为5V，插头F与搭铁间的电压，应为12V。传感器静态电阻：拔下连接器，点火开关OFF，测量插座各接脚间的电阻。,信号线：插好连接器，点火开关ON，测量各接脚间的电压。搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF，测量插头E2、E1与搭铁间的电阻，应为0。,电阻测量点火开关置于“OFF”位置，拔下传感器导线连接器，用万用表测电

7、阻：油泵开关的检查：叶片关闭时 FC-E1 无穷大 叶片开启一定角度 FC-E1 0测量叶片全闭 VS-E2 200600测量叶片从全闭到全开 VS-E2 2001200,叶片式空气流量计检修,进气温度传感器,示波器检测模拟信号：输出信号电压随进气流量的增大而增大怠速时输出电压约为1V，节气门全开时应超过4V，急减速时输出电压并不是非常快地回到怠速电压。在急加速时波形中的小尖峰是由于叶片过量摆动造成的,检测参数：叶板全关（OFF）3.74.3V 进气量小叶板全开（ON）0.250.5V 进气量大怠速 2.32.8V3000r/min 0.31.0V,检测参数,电位计：全开-全关 20-1200

8、欧THA-20摄氏度 10-20千欧 0摄氏度 4-7千欧 20摄氏度 2-3千欧 40摄氏度 900-1300欧 60摄氏度 400-700欧,5.检测（1）检查供电：7线 12V 6、5线5V(ON)VB VC(电脑)（2）检查输出信号（3）油泵开关、电位计、THA（4）机械检测,6.优缺点,优点：结构简单、成本高、寿命长（发动机坏了，它还好着）缺点：进气阻力大、进气突变由于机械偏差导致滞后时间长、体积检测（温度修正）,二、卡门漩涡式空气流量计,它是根据卡尔曼涡流理论，利用光电信号或超声波通过检测漩涡的频率来测量空气流量。（流体经过柱状物体后，会产生漩涡，并且这个漩涡与流体的质量有关）Qa

9、cf（一）光电检测式 1、结构组成,导压孔,涡流发生器,空气,卡门漩涡,LED,光电管,反光镜,扳簧,全波段,2、工作原理 发动机工作：空气经涡流发生器产生涡流串一部分经导压孔作用于金属膜反光镜，引起板簧振动反光镜将LED投射来的光以不同的频率反射给光敏管光敏管随反射来的光线而导通，从而输出电脉冲信号。（若进气量大涡流强度大输出电脉冲信号频率高 若进气量小涡流强度小输出电脉冲信号频率低）3、电路图 LS400,4、传感器检测,5.检测（丰田凌志LS400）（1）万用表检测信号线：插好连接器，点火开关ON，测量接脚Ks与 E2间的电压，发动机不起动时应为4.5V5.5V；发动机运转时应为2V4V

10、，并随进气流量的增大而增大。搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF，测量插头E2与搭铁间的电阻，应为0。电源线：拔下连接器，点火开关ON，测量插头V与搭铁间的电压，应为5V。,（2）示波器检测数字信号：输出信号频率随进气流量增大而增大，占空比、脉冲宽度也改变。,（二）超声波检测式 1、结构组成,空气,空气,旁通道,整流器,涡流发生器,接收器,发生器,卡门漩涡,超音波发射,接ECU,接ECU,与涡流数对应的疏密声波,转换成整形矩形波脉冲,往发动机,2、工作原理 发动机工作时，超声波发生器产生一定频率（40KHz）经信号发生器进气气流接收器，超声波受涡流调制使到达接收器的超声波产生相位差控制器据此相位

11、差变化计算出涡流频率ECU根据涡流频率计算出进气量。3、电路图 4、传感器检测（1）卡门漩涡空气流量计，需要大气压力传感器和进气温度传感器的修正信号。（2）输出数字波形，响应性快.,三、热线式空气流量计,应用车型：尼桑千力马、尼桑风度、沃尔沃、奔驰、福特天霸、通用别克等 安装位置：空滤后,1、结构组成热线式：测量元件为铂丝热线，热线缠绕在陶瓷上；,热线式空气流量传感器正面图,NISSAN轿车空气流量传感器 奔驰轿车空气流量传感器,测量方式,主流测量式：将热线电阻安装在主进气道中；,旁通测量式：将热线安装在旁通气道中。,主流测量方式,【信号类型】电压信号，也有频率信号进气量信号电压进气量信号频率

12、,3、热线式空气流量传感器的工作原理,热线式空气流量计的工作原理如图所示，在进气管道中放置热线电阻H，当空气流过热线时，热线的热量被空气吸收，使其变冷。热线周围通过的空气质量流量越大，被带走的热量将增加。热线式空气流量计是利用热线与空气之间的这种热传递现象进行空气质量流量测量的。其工作原理是将热线温度与吸入空气温度差保持在100，热线温 度由混合集成电路控制，当空气质量流 与吸入空气温度差保持在100，热线温 度由混合集成电路控制，当空气质量流 量增大时，由于空气带走的热量增多，为保持热线温度，混合集成电路使热线电阻通过的电流增大，反之，则减小。这样，使得通过热线电阻的电流是空气 质量流量的单

13、一函数，即热线电流随着空气质量流量的增大而增大，随空气质量流量减小而减小,原理：空气流量增大，铂丝热线电阻H 温度降低，H电阻减小，加热电流增大，以维持热线温度一定（比气流温度高100），信号电压US增大。,图 热线式空气流量传感器工作原理,图 热线式空气流量传感器的输出特性,温度补偿原理 进气温度升高时，带走RT上的热量减少，使得TH 的值升高TH-TG100 电桥不平衡，RT上分得的电流减少，使TH的值下降，电桥 重新获得平衡，这时RA上分 得电流减少，输出电压降低 从而得到一个降低的空气量 反之既然。,自洁功能：传感器使用一段时间后，热线表面受空气尘埃污染，从而使其热辐射能力降低而影响测

14、量精度。自洁方式3.工作波形,1、ECU接收到熄火指令，控制自洁电路接通，热线加热到1000并保持1S，将尘埃烧掉。,2、提高热线的保持温度。,4、电路图,当点火开关接通后，供电电压经保险盒内27号10A保险丝向MAF传感器C脚供点，传感器的A脚为信号输出脚，通过PCM69号脚输出信号、同时也由PCM69号脚面向MAF A脚提供5V参考电压传感器，B脚为接地脚。别克君威,尼桑千里马,5、检测方法（别克）,第一步 关闭点火开关将MAF传感器插头拔打下，打开点火开关不要启动发动机 用 直流电压表 测量MAF传感器接 线末端 C脚与B脚应有12V电压如没有12V电压应检测保险盒内27号保险丝和到MA

15、F传感器C脚之间的线路及检测MAF传感器B脚与接地线路是否良好。,第二步；1)再用万用表20V直流电压档测量MAF传感器线束，A脚与B脚应有5V电压，如没有5V电压，检测PCM69号脚到MAF线束端A脚之间的线路及MAF线束端B脚的接地线路。如线路良好应检测PCM.2)装MAF传感器插头装回、启动发动机。用万用直流20V电压档测量MAF传感器A脚与B脚在发动机怠速时，A脚与B脚应有4.5V左右的电压。缓慢打开节气门电压应平稳下降，关闭节气门时电压平稳上升。3)否则更换MAF传感器。4)也可用诊断仪读取MAF值，并按每秒克g/s显示在怠速时对于完全预热的发动机，读数应该在4g/s-6g/s之间，

16、加速时数值变化很快，但达到指定转述后该值保持稳定。,检测；V）3.000rpm（2.6-3.3V)起亚汽车-点火开关（发动机运转状态（1.7-5V)运用车型；现代斯库普-SCOUPE，起亚空客得-(CONCORD)-DOHC,四、热膜式空气流量计 它是作为目前空气流量计主流发展方向，因此应用非常广泛。奔驰轿车空气流量传感器（热膜式）,1.结构：热膜式空气流量计的结构如图所示，其发热体不是热线而是热膜，它是由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成的。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，增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性。铂膜镀在陶瓷基片上2.原理：同热线式优点：热膜不易损坏，

17、可靠性高，不易污染，无需自洁，成本低。,3、电路图,起动、运行12V,起动，运行时5V,信号,搭铁,桑塔纳AJR发动机,5、传感器检测,检查过程：（1）连接故障诊断仪，读取测量数据。（发动机热态，冷却液温度不低于80度）显示组02，显示区04,小于2.0g/s：进气管与空气流量计间漏气严重，排除漏气。大于4.5g/s：发动机有额外负荷、已挂档。,如果还未达到规定值：,（2）检查空气流量计的供电（插头触点2、4与发动机 搭铁）。规定值：11-15V、4.5-5.5V（3）检查空气流量计的线束信号 线及搭铁线连接 导线电阻1.5欧姆（4）检查导线彼此间是否短路。,热式空气流量计故障分析,故障现象,

18、故障现象,怠速发抖,加速无力,动力下降,排放超标,加速回火,故障原因,传感器自身故障,外部线路故障,ECU故障,短路,断路,虚接,热丝烧断,控制线路故障,发热元件脏污,外壳破裂,内部搭铁不良,不能提供电源,滤网堵塞,大众汽车空气流量计故障码：16485/16486/16487不可靠信号、信号过小、信号过大 特别提示：空气流量计信号过小,空气流量计,空滤堵塞,漏气,三元催化堵塞,案例分析：车型：捷达5V发动机 故障：怠速不稳、行驶无力并冒黑烟，做一次基本设定故障排 除，但几天后又出现反复。检测：电脑显示空气流量计临时性故障，更换空气流量计故障依旧，更换电脑故障依旧，用V A G1551故障诊断仪

19、，再检测全车数据块正常，但具体检测空气流量计电路，发现空气流量计信号线电阻值偏大，正常值为0.5，而实际值达3.6 真正原因：是线路有虚接，处理线束插头，故障被排除。分析：这种故障属于特别故障，但是在实际维修中却经常遇到，而且解决起来相对困难。是时我们可以发现一个问题：空气流量计信号线位于插头的转角处，在生产过程中容易产生位置故障，造成接触不良。在其他的插头中，相应位置也值得我们注意。另外，空气流量计作为一个至关重要的构件，其故障率是很低的，当电脑提示其故障时，我们要慎重对待。,车型：桑塔纳2000GSi型轿车，装备AJR发动机，采用博世电喷系统2000年出厂。故障：发动机急加速回火、行驶无力

20、。检查：检查油路/点火系统/进气管道正常。检查进气流量传感器。用万用表检测传感器的2号电源端子，电压为12V，正常。5号端子为信号电压输出端，正常时怠速应为1.3V左右，急加速时应为3.54.5V。检测中发现急加速时为2.8V左右，显然传感器的输出信号电压偏低。随即拆下进气流量传感器，检查发现传感器取样管内的热膜金属铂（电阻）上有一些絮丝状的杂物，用化油器清洗剂喷洗干净后，装复试车，发动机不再回火，故障排除分析：进气流量传感器脏污，检测不到流量的变化。信号偏低，混合气偏稀。,案例：进气流量传感器脏污,车型：桑塔纳2000GSi型轿车，装备AJR发动机，采用博世电喷系统，2000年出厂。故障：发动机急加速回火、行驶无力。检查：检查油路/点火系统/进气管道正常。检查进气流量传感器。用万用表检测传感器的2号电源端子，电压为12V，正常。5号端子为信号电压输出端，正常时怠速应为1.3V左右，急加速时应为3.54.5V。检测中发现急加速时为2.8V左右，显然传感器的输出信号电压偏低。随即拆下进气流量传感器，检查发现传感器取样管内的热膜金属铂（电阻）上有一些絮丝状的杂物，用化油器清洗剂喷洗干净后，装复试车，发动机不再回火，故障排除。分析：进气流量传感器脏污，检测不到流量的变化。信号偏低，混合气偏稀。,本讲到此结束谢谢大家,