汽车电控发动机空气流量计培训课件.ppt

1、知识储备考查：,空气系统由哪些组成？,空气计量装置起什么作用？,空气计量有哪几种方法？,空气流量计及绝对压力传感器的安装位置,1、间接测量：节流-速度方式和速度-密度方式。,节流-速度方式： ECU根据节气门开度和发动机转速，计算出每一循环的进气量，由此算出基本喷油量。,速度-密度方式：ECU根据进气歧管压力和发动机转速，计算出每一循环的进气量，由此算出基本喷油量。(压力型D),空气测量方式,2、直接测量方式分：体积流量方式和质量流量方式。,体积流量方式：利用翼片式、卡门旋涡式空气流量计，直接测量单位时间发动机吸入的空气体积流量。,质量流量方式：利用热线式、热膜式空气流量计，直接测量单位时间发

2、动机吸入的空气质量流量。,空气流量计,1、功用:,2、类型：,3、安装位置：空滤器后节气门前的进气管上,热线式空气流量计,一、元件识别,二、类型：主流测量方式和旁通测量方式。,区别：将铂丝热线和温度补偿电阻（冷线）安装有空气旁通上；热线和温度补偿电阻铂丝缠绕在陶瓷线管上，提高铂丝寿命。,三、组成,实验原理,R1，R2是已知标准电阻 ； Rs是可变标准电阻； Rx是被测电阻 B，D间接检流计。接通电路后，检流计一般不示零，说明B，D两点电位不相等，通过调节Rs，使检流计中无电流通过（IK=0），此时电 达到平衡。,知识链接,四、电桥原理,四、电桥原理,电桥电阻,精密电阻,控制电路,四、电桥结构：

3、,RH：直径很小的白金丝，阻值随温度变化。传感器不工作时，控制电路提供电流加热到120 ，称为热线。,Rk:：因进气温度变化会使热线温度变化，影响进气量的测量精度，故在热线附近设有一根温度补偿电阻称为冷线。,传感器工作时，控制电路向冷线提供电流，使冷线温度始终低于热线温度100 ，起到参照标准的作用。,RA：精密电阻，电阻上的电压降即传感器输出的信号电压。,RB：校正电阻（可小幅度调整使电桥初始状态平衡）。,五、原理：,当空气流动时，由于RH的热量被空气吸收而变冷，其电阻值发生变化，电桥失去平衡，要保持电桥平衡，就必须增加流过热线电阻的电流IH，使热线温度升高，恢复原来的阻值。,热线电流随空气

4、流量的增大而增大，随空气流量的减少而减小。ECU通过测量流经热线的电流，可测得空气流量。,提示：由于热线暴露在空气中，表面会沾上脏污影响测量精度。故专门设有一个自洁电路，发动机熄火后自动将热线加热至1000度，持续1s，将尘埃烧掉。,优点 响应速度快； 测量精度高； 进气阻力小； 不会磨损，可直接测量空气的质量流量。,缺点 造价高 热线表面易受污染，影响测量精度； 空气流速分布不均匀产生误差； 发动机回火易造成断线。,热线式空气流量计的特点,应用车型：别克、日产MAXIMA、沃尔沃等高档轿车,外形,所不同的是将发热体由热线改为热膜体，即将热线、补偿电阻、精密电阻等镀在一块陶瓷片上，或将发热金属

5、铂固定在树脂膜上，使制造成本降低，且发热体不直接承受气体流动所产生的作用力，增加了发热体强度，提高了传感器的可靠性和使用寿命。,热膜式空气流量计,结构,热膜式空气流量计的特点,优点 发热体由热线改为热膜。固定在薄的树脂膜上的金属铂，或将热线、冷线、精密电阻镀在一块陶瓷片上，降低制造成本。 发热体不直接承受空气气流的作用，提高了发热体的强度和工作的可靠性。 结构简单，使用寿命长，不易受污染。,缺点 空气流速不均匀，影响测量精度。,应用车型：大众桑塔纳2000时代超人、马自达626等,别克发动机空气流量计,类型：热线式,输出信号：频率信号,电路：三线制,卡门旋涡式空气流量计,小常识：当野外架空的电

6、线被风吹时，就会发出“嗡、嗡”的声音，且风速越高声音频率越高，这是气体流过电线后形成旋涡（即涡流）所致。液体、气体等流体均会产生这种现象。,卡门旋涡式空气流量计,在进气道中放置一个涡流发生器，如一个柱状物，在空气流过时，在涡流发生器后部将会不断产生两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡。这个旋涡就称为卡门旋涡。,只要能测得漩涡发生的频率，就能计算空气的流速，将空气流速乘以通道的截面，可以得出流入空气的体积流量。,一、基本原理,1、涡流发生器：置于进气道，后面设置一个导压孔。 2、反光镜：安装在极薄的弹簧片上，上部有一对发光二极管和光敏晶体管。 3、发光二极管：产生光源。 4、光敏晶体管：产生频率信

7、号（高低电位变化）。,1、光学式结构 ：,二、类型：光学式、超声波式,旋涡发生器两侧的空气压力的变化，通过导孔作用到弹簧片上使其振动，反光镜随簧片一起振动。振动频率与单位时间内产生的涡流数量相同。 反光镜反射的光束方向也以相同的频率变化，使光敏晶体管也随光束的变化以同样的频率导通和截止。,2、工作原理：,光敏晶体管导通和截止的频率与涡流频率相同，通过光敏晶体管就可以检测涡流频率。,3、应用车辆：,中国大陆进口的丰田凌志LS400型轿车和台湾进口的皇冠3.0型轿车采用了 光电检测涡流式空气流量器；,4、凌志LS400电路,超声波式,1、组成：超声波信号发生器、超声波接收器,2、原理：利用涡流引起

8、的空气密度变化进行测量。,当发射声波通过进气气流到达接收器时，由于受到涡流造成空气密度变化的影响，使超声波频率的相位随之发生变化。,当接收器接收到的超声波信号的相位（时间间隔）以及相位差（时间间隔之差）就会发生变化，集成控制电路根据相位或相位差的变化情况计量出涡流的频率。涡流频率信号输入ECU后，ECU就可以计算出进气量。,优点： 响应速度最快 进气阻力小、无磨损 结构紧凑 输出为脉冲信号，且脉冲频率与流速成正比，容易检测和处理。,缺点 制造成本高 需要进行大气压力和温度修正。,3、应用车辆：日本三菱吉普车、中国长风猎豹吉普车和韩国现代轿车采用了超声波检测涡流式空气流量传感器。,卡门旋涡式空气

9、流量计的特点,进气歧管绝对压力传感器,知识链接： 真空度等于大气压力减去歧管内绝对压力的差值。 歧管内绝对压力等于歧管外的大气压力减去真空度的差值。即大气压力等于真空度和绝对压力之和。,小知识：大气压力是指我们周围的空气压力。 （标准大气压力为101.3kPa）。,进气歧管压力相对于大气压力而言，一般是负压或真空度。,类型：压敏电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式等（在D型喷射系统压敏电阻式应用较广）。,进气歧管绝对压力传感器,1、压敏电阻式压力传感器,外形,内部结构,2、安装位置：进气歧管上。,2、组成：压力转换元件（硅膜片）和输出信号放大的混合集成电路。硅膜片一侧是密闭室，另一侧导入进气歧

10、管压力。,3、工作原理：由于硅片受进气管压力的作用，硅片的变形引起应变电阻值产生相应的变化，变化时电桥失去平衡，在两端形成电位差，由应变电阻组成的电桥会输出与进气歧管压力成正比的电信号。,压阻效应：是指当半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻率发生变化的现象。,知识连接,3、工作原理：,ECU输给传感器5伏的基准电压。当进气歧管内的压力低时（小负荷时），膜片带动滑片下移，电阻增大，传感器输出的低电压；当进气歧管内的压力高时（大负荷时），膜片带动滑片上移，电阻减小，传感器输出的高电压。,4、输出电压特性,输出信号电压与歧管内真空度的大小成反比（负特性）， 与歧管内绝对压力的大小成

11、正比（正特性）。,别克发动机进气压力传感器,电路：三线制,类型：热敏电阻式,安装位置：进气歧管上,压敏电阻式压力传感器的特点,尺寸小、精度高、成本低，响应速度快，重复性和抗振性都较好； 输出信号与进气歧管绝对压力呈线性关系； 在-30度100度使用温度范围内，测量精度基本不受温度的影响。,D、L喷射系统故障的特殊性,L型： 节气门前、后方漏气：混合气变稀、动力不足、怠速不稳或熄火。,D型： 节气门后方漏气：喷油量增加、怠速过高。漏气严重会产生游车（超速断油功能）。 节气门前方漏气：不影响工作。,空气流量计故障对发动机的影响：,空气流量计工作电路,车型：时超2000,类型：热膜式,输出信号：电压

12、信号,电路：四线制,1、发动机运转不稳（游车）或熄火； 2、发动机回火放炮； 3、排气冒黑烟； 4、油耗上升。,一、传感器检测分类 1、按对传感器有无供电：有源和无源。 2、按传感器端子数：二线制、三线制、四线制等。 3、一般有源传感器为三线制，即：电源线、搭铁线、信号线。 4、一般无源传感器为二线制，即：信号及回路。有些有屏蔽线。,二、传感器检测内容 1、电源电压（无源的就不需要测）。 2、信号电压 3、电阻值 4、线束导通性（短路或断路）,实训检测,实训检测,三、检测要求： 1、插、拔任何插件（继电器、熔断丝）必须将点火开关置于OFF位置。 2、检测时，确定检测项目后选好万用表量程。 3、

13、检测电压时必须打开点火开关或启动发动机（视电路图定）。 4、检测电阻或短路、断路时将点火开关置于OFF位置。 5、检测后必须记下测量值。,参考电压,AJR发动机空气流量计的检测,热膜式空气流量计电路图及各端子的功能,检测:一、检查电源电压,第一步：关闭点火开关，拔下空气流量计的插头。 第二步：启动发动机。 第三步：用万用表测量插头的2号端子与搭铁间的电压值。标准值12V。 第四步：4端子与搭铁间的电压值。标准值5V。,二、检查信号电压,第一步：打开点火开关，即置于ON位置不启动发动机。 第二步：测量53端子间的电压值（正极表笔插入5号，负极表笔插入3号。） 第三步：用电吹风（冷风档）向空气流量

14、计入口吹气，观察信号电压的变化值。 标准值：2.04.0V,三、检查线索的导通性,第一步：关闭点火开关，拔下空气流量计的插头。 第二步：拔下J220的线索连接端。 第三步：测量插头3端子与ECU12端子间应导通。 第四步：测量插头4端子与ECU11端子间应导通。 第五步：测量插头5端子与ECU13端子间应导通。,四、检查导线间的短路,第一步：关闭点火开关，拔下空气流量计的插头和电控单元（J220）的线索连接器 第二步：测量插头2端子与ECU11端子的电阻值，标准值。 第三步：测量插头2端子与ECU12端子的电阻值，标准值。 第四步：测量插头2端子与ECU13端子的电阻值，标准值。 第五步：测量插头4端子与ECU12端子的电阻值，标准值。 第六步：测量插头4端子与ECU13端子的电阻值，标准值。,空气流量计的失效保护,当空气流量计信号中断时,ECU以下面三个传感器信号之一,计算出替代值：