空气流量传感器2013

主题四空气流量传感器(4课时)进气歧管绝对压力传感器的功能是根据发动机的负荷状况检测出进气歧管内压力的变化。（v）进气歧管绝对压力传感器应用在D型EFI汽油喷射系统中。（V）半导体压敏电阻式压力传感器是利用半导体的

效应制成的。（压敏）半导体压敏电阻式压力传感器薄膜周围有四个应变电阻，以

方式连接。（惠斯登电桥）真空膜式进气压力传感器将膜盒的机械运动变换成电信号输出，可用

、

和

三种装置。（可变电阻器、可变电感器、差动变压器）发动机怠速运转时，进气歧管内的压力变

，真空度变

。（小、大）半导体压敏电阻式压力传感器随进气歧管的绝对压力增大而变

。大电容式传感器输出信号的

与进气歧管的绝对压力成的

。频率正比对福特轿车进气压力传感器(80-160Hz)进行频率测试，发动机不转动，进气压力传感器输出信号约为

，减速时频率为

，怠速时频率为

。160Hz80Hz105Hz学习目标和内容动片式空气流量传感器卡曼涡旋式空气流量传感器超声波式卡曼涡旋式压力变化检测型卡曼涡旋式带微差压力传感器的超声波型热丝式空气流量传感器通过学习,要求掌握目前汽车上比较常用的几种空气流量传感器的结构、工作原理、测试原理和方法；了解制造的汽车传感器的微机械技术，了解微型空气流量传感器的检测原理和结构特点真空开关作用：

通过测量压力差，来检测空气滤清器是否堵塞，从而判断空气滤清器的工作状况。B接头真空开关的结构弹簧B腔A接头A腔膜片磁铁舌簧开关1、进气歧管压力传感器的作用是什么？万用表检测过程？2、根据下图，分析真空开关的工作过程.2、AB腔之间会产生压力差，利用膜片向负压侧运动使舌簧开关动作。当空气滤清器发生堵塞时，因为B接头处为负压，舌簧开关闭合，使报警灯亮。1、答：用来检测进气歧管内的压力变化，并通过电路的的连接转化为电信号，输入到电控单元，作为确定喷油器喷油量的重要参数之一。检测：电源电压信号电压空气流量传感器的作用作用？用于现代汽车汽油喷射系统中，测定吸入发动机中的空气量的大小，

ECU计算喷油量和点火时间空气系统供给的类型类型？

汽车燃油喷射系统(EFI)根据空气供给系统的计量方式，EFI系统可分为:L型EFI系统D型EFI系统通过进气歧管绝对压力传感器检测进气歧管内的绝对压力从而间接测量进气量。

D型EFI系统利用进气歧管绝对压力和发动机转速来计算吸入气缸的空气量，又称为速度—密度型EFI系统。喷油器进气岐管压力传感器空气滤清器怠速空气阀进气岐管稳压室节气门体

速度—密度方式

(1)D型EFI系统由于空气在进气歧管内流动时会产生压力波动，D型燃油喷射系统的测量精度不高，但控制系统的成本较低。通过空气流量计检测进入发动机空气质量。汽车采用的L型传感器分为体积流量型传感器和质量流量型传感器。喷油器进气岐管稳压室空气流量传感器空气滤清器怠速空气阀节气门体质量流量或体积流量方式(2)L型EFI系统L型传感器采用直接测量方式，所以进气量的测量精度较高，控制效果优于D型燃油喷射系统。EFI采用的空气流量计类型空气流量传感器的安装位置安装位置安装位置？在空气滤清器和节气门体之间空气滤清器进气管前段进气管后段空气流量计节气门体例：桑塔纳2000轿车发动机汽油喷射系统

油箱汽油泵燃油滤清器压力调节器电控单元ECU冷起动阀节气门开关节气门辅助空气阀油压调节器喷油器燃油分配器空气温度传感器氧传感器曲轴转角传感器转速传感器空气流量传感器水温传感器例：别克轿车电子控制汽油喷射系统

歧管压力传感器进气温度传感器节气门位置传感器水温传感器发动机转速传感器曲轴转角传感器汽车用空气流量传感器的一般要求对汽车用空气流量传感器的一般要求：较宽的温度范围、动态范围及质量流量检测，苛刻条件下，性能变化小，对脉动气流也可测试。工作温度范围/℃-30～110工作电压范围/V8～16动态范围1:80以上精度/%±3之内压力损失/kPa1耐久性行驶20万公里以上无需维修耐振性20g(20～200HZ)几款空气流量传感器卡曼涡旋式空气流量传感器动片式空气流量传感器热丝式空气流量传感器热膜式空气流量传感器翼片式空气流量传感器结构、原理

翼片式空气流量传感器又称为叶片式、动片式、风门式、量板式空气流量传感器。电位计空气旁通通道进气岐管侧缓冲室复位弹簧进气温度传感器接线插头缓冲翼片测量翼片空气滤清器侧CO调整螺钉一.传感器结构动片式空气流量传感器

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。其结构由叶片部分和电位计两部分组成。1.结构主要组成部件(1)检测部件由测量叶片和缓冲叶片组成。测量翼片缓冲翼片进气岐管侧空气滤清器侧缓冲室安装在传感器壳体上部。由带平衡配重的滑臂和印制电路板上的镀膜电阻组成，滑臂与翼片固定在同一转轴上并一起转动。电位计内设有片状螺旋形复位弹簧、调节齿圈。(2)电位计

平衡配重燃油泵开关

调节齿圈复位弹簧电位计印制电路板1）平衡配重起到平衡作用，使滑臂平稳偏摆。有刻度标记，调整复位弹簧的预紧力，从而调整传感器的输出特性。2）调节齿圈传感器测量原理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测量原理Q：空气流量α：流量系数A：测量叶片开口面积g：重力加速度p1：测量叶片上游的压力p2：测量叶片下游的压力ρ：空气密度（修正）p1-p2=回位弹簧的弹力动片式空气量传感器的测试原理Q∝A∝θ空气滤清器侧进气岐管侧测量翼片空气流过传感器主进气道时，翼片受到气流压力产生的推力矩和复位弹簧力矩的作用，翼片偏转直到弹簧力矩与推力力矩平衡为止。翼片受到的推力力矩与空气流量成正比。翼片偏转角度α与进气量成正比。电位计滑臂和翼片均固定在同一转轴上，电位计滑臂与翼片同时偏转。端子Vc与Vs之间输出电压Us随进气量变化。利用力矩平衡原理和电位计原理传感器工作原理VBE2VCUSVSUB工作原理

空气通过空气流量计→测量板打开一个角度→与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度→将进气量转换成电压信号VS送给ECU传感器电路燃油泵控制触点可变电阻热敏电阻固定电阻搭铁搭铁油泵电机电源ECU热敏电阻：进气温度传感器由NTC热敏电阻套装在塑料壳体内构成，安装在主进气道的进气口上，电阻两端的引线分别与接线插座上的搭铁端子E2和温度信号输出端子THA连接。二.动片式空气流量传感器电路空气流量计与电位计共同将动片的转动情况变换成电压来反应出进气量，进气量与电压的关系有两种：电压比检测和电压值检测电压比检测电压值检测二.动片式空气流量传感器的电路电压值检测进气量=VS二.动片式空气流量传感器的电路电压比检测电压比检测与电压值检测的对比原理电路图检测方法因蓄电池电压（＋12V）加到VB端子上，并设有中间端子VC，以VB－E2之间VC－VS之间的电压比方式检测，所以可减少因电压变化引起的误差因为是固定电压（＋5V）加到VC端子上，进气量变化引起的VS电压的变化，直接变为进气量测量值，VS电压输入至微机中，由AD变换器变换成数字信号结构利用动片直接测量进气量，此外，还包括有进气温度传感器、燃油泵开关利用动片直接测量进气量，此外，还包括有进气温度传感器、燃油泵开关特性在叶片式空气流量传感器内，通常还有一电动汽油泵开关，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。二.动片式空气流量传感器的电路叶片式空气流量传感器导线连接器一般有7个端子。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。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二.动片式空气流量传感器的电路接线插座端子代号标示在插座护套的相应位置上。THA-进气温度传感器信号、VS-空气流量传感器输出信号、VC-基准电压、VB-电源电压、E2-搭铁、FC-燃油泵开关、E1-搭铁。丰田车叶片式空气流量传感器的检测丰田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。端子标准电阻(kΩ)温度(℃)VS-E20.2-0.60-VC-E20.20-0.60-10.00-20.00-204.00-7.000THA-E22.00-3.00200.90-1.30200.40-0.7060FC-E1不定-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）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:在测量片由全闭至全开的过程中，电阻值应逐渐变大，且符合表2所示；如不符，则须更换空气流量传感器。端子标准电阻(Ω)测量片位置FC-E1∞测量片全关闭0测量片开启VS-E220-600全关闭20-1200从全关到全开表2叶片式空气流量传感器各端子间的电阻（丰田PREVIA车）名称测量端子测量条件电阻值/k备注5M-E发动机2TZ-FE发动机燃油泵触点FC—E1翼片完全关闭任何温度翼片任何开度00空气流量传感器VB—E220°C0.20—0.40—VC—E220°C0.10—0.300.20—0.60VS—E2翼片完全关闭0.02—0.100.10—0.3020°C翼片任何开度0.02—1.000.10—0.3020°C进气温度传感器THA—E2－20°C10.00—20.0010.00—20.000°C4.00—7.004.00—7.00＋20°C2.00—3.002.00—3.00＋40°C0.90—1.300.90—1.30丰田汽车翼式空气流量传感器各端子之间的电阻值叶片式空气流量传感器波形分析连接好波形测试设备，探针接信号输出端子，鳄鱼夹搭铁，关闭所有附属电气设备。起动发动机，并使其怠速运转，当怠速稳定后，检查怠速时输出信号电压波形，应有类似图中左段的波形出现。

从怠速缓加速至节气门全开，并持续2s；再降至怠速运转，并保持2s；再从怠速急加速至节气门全开，然后再关小节气门回至怠速；定住波形，波形如图所示。正常情况下，传感器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从急加速电压回到怠速电压。波形的含义及相关说明二.动片式空气流量传感器的检测特点1、体积流量型；2、测量范围大；3、进气量增大测量精度降低；4、电位计滑动触头影响精度；5、体积大；6、响应慢。动片式空气量传感器进气温度传感器在D型EFI系统中被安装在

之后的进气软管上；在L型EFI系统中被安装在

；第三种被安装在进气压力传感器内。（空气滤清器、空气流量计）空气流量传感器用来检测发动机

的传感器，并将其转换为电信号输入

，以供计算喷油量和点火时间。（进气量、ECU/电子控制单元）叶片式空气流量传感器由

和

组成。（空气流量计、电位计）空气流量传感器中有一个

开关，来控制燃油的喷射。（油泵）空气流量计内的

传感器是为进气量作温度补偿。（进气温度）叶片式空气流量传感器的进气量越大，叶片的偏转角度也越大。（V）叶片式空气流量传感器叶片完全关闭时，油泵控制开关触点应处于

状态，电阻值应为

。（断开、无穷大）叶片式空气流量传感器叶片稍微摆动时，油泵控制开关触点应处于

状态，电阻值应为

。（闭合、零）卡曼涡旋式空气流量传感器卡门涡游式空气流量传感器有三个优点:测试精度高、可以输出线性数字信号、信号处理简单；长期使用，性能不会下降；检测体积流量。一.传感器结构与工作原理ldv1h卡曼涡旋式空气流量传感器一.传感器结构与工作原理在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则（两列平行状，左右交替出现）的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，如图所示，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。卡曼涡旋式空气流量传感器一.传感器结构与工作原理根据卡门涡流理论，这个旋涡行列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。ldv1h卡曼涡旋式空气流量传感器卡曼涡旋h：两列平行漩涡的距离；l：同一列中先后出现的两个漩涡的距离；固定h/l=0.281（稳定、周期性的卡门漩涡）St：无量纲常数，取决于柱状体形状（圆柱体0.21，三角柱0.16，方柱0.12，矩形柱0.17）v1：柱状体两侧处的流速d：柱状体迎流面的最大宽度

ldv1hD：管道直径v：管道内流体的平均流速根据流体连续性

S1：柱状体两侧流通面积S：管道整个流体面积流通面积比ldv1h卡曼涡旋式空气流量传感器一.传感器结构与工作原理在管道尺寸和柱状体尺寸都已经确定时,Q与f成正比.柱状体几何形状的设计，与涡旋频率检测有关，还要使涡旋尽量沿柱状物的长方向产生，同时与柱状物分离，得到稳定的涡旋。涡旋频率的检测：利用涡旋的局部压力、密度、流速等的变化作用于敏感元件，产生周期电信号，放大整形，得到方形脉冲。二.超声波式卡曼涡旋空气流量传感器1.检测原理超声波式卡门漩涡空气流量传感器现象：逆风喊人，对方不容易听到顺风喊人，对方很容易听到

卡门漩涡对超声波的加速或减速作用来测量卡门漩涡频率ldv1h卡曼涡旋式空气流量传感器超声波式卡门漩涡空气流量传感器超声波信号发生器（40kHz）高电平4.8V低电平0.6V二.超声波式卡曼涡旋空气流量传感器进气量越多，卡曼涡旋的频率越高，输出信号的频率越高。二.超声波式卡曼涡旋空气流量传感器通道内壁有吸音材料，防止超声波出现不规则反射主通道旁通道ECUVC40kHZ结构

主要由涡流发生器、涡流稳定板、超声波信号发生器、超声波发射探头、超声波接收探头、整流器和转换电路等组成（二）涡流式空气流量传感器检测1.开路检测点火开关断开，拔下传感器的配线连接器。通过加温检测热敏电阻温度传感器的阻值变化。2.在路检测点火开关接通，检测电源、有关端子的电压值、信号波形和线路的导通。三菱轿车超声波涡流式空气流量传感器

检测方法如下:①打开点火开关，测量传感器1号端子与搭铁间电压，应为5V。②启动发动机，使发动机转速到3000r/min，这时再测量1号端子与搭铁间电压，应为2.2～3.2V。③关闭点火开关，测量传感器的4号端子与搭铁间电阻应为0Ω。

三.光电检测涡旋空气流量传感器1.检测原理涡旋从发生器两端交替产生，两端的压力也交替变化，通过导压孔导到反光镜，板弹簧给张紧带加上适当的张力，反光镜出现稳定的扭曲与振动。发光二极管发出的光经反光镜反射，到光敏三极管，变成电流，经波形电路后输出导压孔将变化的压力引导到导压腔中，反光镜和张紧带就会随着压力变化而产生振动，振动频率与单位时间内产生的涡流数量(即涡流频率场)成正比。反光镜将LED的光束反射到光敏晶体管上，因为光敏晶体管受到光束照射时导通，不受光束照射时截止，所以光敏晶体管导通与截止的频率与旋涡频率成正比。信号处理电路将频率信号变换成方波信号输入ECU之后，ECU便可计算出进气流量的大小。光电检测涡旋空气流量传感器2.结构

主要有涡流发生器、发光二极管、光敏三极管、反光镜、张紧带、集成厚度控制电路和进气温度传感器及整流栅网组成。光学检测式卡曼流量传感器结构光电检测涡旋空气流量传感器涡旋发生器前边的剖面形状为三角形，后面的剖面为梯形，目的：得到稳定的卡曼涡旋。光电检测涡旋空气流量传感器图反光镜外形反光镜光电检测涡旋空气流量传感器丰田轿车光电检测涡流式空气流量传感器

光电检测涡旋空气流量传感器①电阻检测端子标准电阻（kΩ）温度（℃）THA-E210.0-20.0-204.0-7.002.0-3.0200.9-1.3400.4-0.760②电压检测

端子电压（V）条件THA-E20.5-3.4怠速、进气温度20℃4.5-5.5点火开关ONKS-E12.0-4.0（脉冲发生）怠速VC-E14.5-5.5点火开关ON检测项目测量条件

正常电压范围(V)

KS--El

流量计插接器，点火开关ON4.5～5.5

插好流量计插接器，点火开关ON2～4插好流量计插接器，点火开关ON脉冲发生VC--El

脱开流量计插接器，点火开关ON4.5～5.5

THA—E2

插好流量计插接器，点火开关ON，进气温度为200C

1～3插好流量计捅接器，点火开关ON，进气温度为400C

0.5～1.0涡流式空气流量计的检测数据

波形分析波形说明在大多数情况下，波形的振幅应该满5V，同时也要按照判定性尺度一致原则看波形的正确形状、矩形脉冲的拐角及垂直下降沿是否一致。在稳定的空气流量下传感器产生的频率也应该是稳定的，且无论是什么样的值都应该是一致的。涡流式空气流量传感器的输出信号是与旋涡频率对应的脉冲数字信号，其响应速度是几种空气流量传感器中最快的一种，几乎能同步反映空气流速的变化，因此特别适用于数字式计算机处理。涡流式空气流量传感器的优点涡流式空气流量传感器还具有测量精度高、进气阻力小、无磨损等优点，长期使用时，性能不会发生变化。其缺点是制造成本较高，因此目前只有在少数中高档轿车中采用，因为是检测体积流量，所以需要对空气温度和大气压进行修正。如丰田凌志LS400型轿车、皇冠3．0型轿车、三菱吉普车、长风猎豹吉普车和现代轿车采用。

涡流式空气流量传感器的工作原理是在进气道内放置一个

或流线型

。（三角形、涡流发生器）涡流式空气流量传感器测量漩涡数量的方法有

和

两种。（超声波测量法、反光镜测量法）涡流式空气流量传感器的检测内容主要是测量各端子

和

值。（电阻、电压）

取样管铂金热线温度补偿电阻空气流控制线路板电连接器金属防护网塑料护套3.4热线式空气流量传感器（H/W）(Hot-Wire

AirFlowSensor)1）结构：3.3热丝式空气流量传感器基本结构: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。

一.传感器结构与工作原理图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。主流测量方式的热线式空气流量传感器主要由防护网、采样管、热线电阻、温度补偿电阻和控制电路板等部分组成。热线电阻和温度补偿电阻安装在主进气管道中，控制电路板安装在流量传感器下方。采样管则安装在主进气管道的中央部位，两端有金属防护网，用来防止回火和脏物进入空气流量传感器。加热电流与空气流量之间的关系发热元件在单位时间里散失的热量H与发热元件温度、空气温度TC之差成正比。散热量H与质量流量Qm之间关系：加热电流I与质量流量Qm之间关系：当桥形电路处于平衡状态时，发热元件与空气的温度差和RH的比值为：其中k是＜1的常数，结论：通过设置R1，则温度差与RH之比就与温度值有关。温度升高，RH增大R1R2R3一.传感器结构与工作原理工作原理是:在进气通道中放置热线RH，当空气流经热线时，热线的热量被空气带走，热线本身温度降低，电阻减小。安装在控制电路板上的精密电阻RA和RB与热线电阻RH和温度补偿电阻RK组成惠斯登电桥电路。当热线电阻减小时，惠斯登电桥失去平衡。若要保持电桥平衡，就必须增加流经热线电阻的电流，以恢复其温度和阻值，精密电阻RA两端的电压也相应增加，反之，则减小，也就是说流经热线的空气质量流量和精密电阻RA两端的电压成对应关系。控制电路将电阻RA两端的电压输送给ECU，即可确定进气量。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。上海别克轿车热线式空气流量传感器

3.5热膜式空气流量传感器（H/F）

(Hot-Film

AirFlowSensor)控制电路热膜温度传感器防护网工作原理：与热线式的基本相同，不同点：只是将发热体由热线改为热膜，热膜是由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成的。特点：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，提高了可靠性，误差较小。热膜式空气流量计3.5热膜式空气流量传感器（H/F）功能:在热膜式空气质量计量仪中加热电阻是铂金。它是电桥电路的一部分，另外还有温度电阻，传感器电阻还有一个可变电阻。所有这些电阻都是堆放在陶瓷片上的很薄的膜。电桥电路如此校准，温差-加热电阻等于温度电阻-160°C.吸入的空气冷却加热电阻，温度电阻不变。用于加热的电流作为吸入的空气量的检验尺度。3.5热膜式空气流量传感器（H/F）3.5热膜式空气流量传感器（H/F）原理图3.5热膜式空气流量传感器（H/F）热膜式空气流量传感器测量原理

3.5热膜式空气流量传感器（H/F）热膜式空气流量传感器输出特性曲线

3.5热膜式空气流量传感器（H/F）捷达、红旗、桑塔纳2000GSi、帕萨特轿车的热膜式空气流量传感器

3.5热膜式空气流量传感器（H/F）空气流量传感5针插头各端子号

含义

1空2+12V电源

3负信号线4+5V电源

5正信号线3.5热膜式空气流量传感器（H/F）