卡门涡旋式空气流量计的优缺点.ppt

1、第二章 进气系统,进气系统的功能： 导流、滤清、功率控制、进气计量和进气谐振。 按进气量检测方式分: 1.间接法： D系统(压感法,D-压力德语首字母) 根据进气管处的压力(真空度)和发动机转速间接检测发动机的进气量。 又分为以下两种 ： 由转速,进气压力-速度密度法 由节气门开度,转速-节气门速度法(响应快) 2.直接法. L系统.(流感法,L-流量德语首字母) 用空气流量计直接检测发动机的空气流量。精度较高,应用广泛。,节气门体,节气门体装有： 1.发动机正常工况运行时，控制进气量的节气门； 2.怠速运行时通过少量空气的旁通道； 3.怠速运行控制进气量的怠速度转速控制阀； 4.快怠速时控制

2、进气量的空气阀； 5.检测节气门开度的节气门位置传感器； 6.节气门关闭时，缓缓回位时减速缓冲器装置； 另外，对节气门体适当加热来防止结冰。,节气门体 A来自空气滤清器；B至进气总管；C冷却水进口；D冷却水出口； 1.怠速旁通气道；2.怠速调整螺钉；3.节气门；4.阀门；5.弹簧；6.感温器,空气阀,1.双金属空气阀 冷机时，双金属阀处于开启状态，此时节气门关闭，空气通 过 空气阀与旁通道进入进气管内，由于进气量多，发动机处 于快怠速状态。暖机后，电热线圈产生热量，使阀门关闭， 使发动机稳定运转。 2.石蜡型空气阀 冷机时，由于冷却水温度低，石蜡感温体受冷收缩，空气阀 打开，空气经空气阀与旁通

3、道进入进气管，发动机处于快怠 速转速上升。喷油量增加，冷却水温度上升时，感温蜡受热 膨胀，发动机转速也逐渐下降。,旁通道,旁通气道开口的大小决定了空气量，开口大小由调整螺钉调整。螺钉顺时针旋入，开口减小，发动机转速降低；反时针旋转调节螺钉时，开口加大，发动机怠速转速升高。,节气门缓冲器,当迅速松开油门时，节气门在回位弹簧作用下立刻回到关闭位置，这样发动机因进气量迅速减少，会造成减速冲击，甚至熄火，为防止出现这样情况，安装有节气门缓冲器，以使节气门关闭平稳些。,进气管,传统: 需要考虑混合气的混合，冷凝于管壁的燃油 重新蒸发，各缸空燃比的均匀。因此需通过 暖机后的排气管与冷却水进行加热。 电控:

4、 无需加热，进气密度高。 电磁阀打开，增加发动机怠速时的进气。 电磁阀关闭，切断怠速进气，发动机正常工 作。,空气流量计,作用：测量发动机进气量，用于L型EFI系统。 位置：设置在空气滤清器与节气门体之间，也可以安装在 空气滤清器上，亦可与节气门体一体化安装在发 动机上。 根据测量原理不同可分： 1)叶片式 （力学流体力学） 2)卡门涡旋式（光（超声波）流体力学） 3)热式 （传热学）,叶片式空气流量计,构成：测量板、补偿板、阻尼室、回位弹簧、电位计、 旁通气道，怠速调整螺钉、油泵开关、进气温度传 感器等。 原理：来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，空气 推力使测量板打开一个角度，当吸入空气

5、推开测 量板（叶片）的力与弹簧变形后的回位力相平衡 时，叶片即停止转动。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。,叶片式空气流量计各构件的作用,油泵开关：装在空气流量计内，只有在发动机运转，空气流 量计叶片转动时，油泵开关才闭合。只要发动机 停止运转，油泵开关便处于断开状态，即使点火 开关闭合，油泵也不工作。 补偿板和阻尼室：与叶片做成一体，为使叶片在吸入空气量 急剧变化和气流脉动时，仍平稳运转。 怠速调整螺钉： 设置在旁通气道上，如图3-66，调整该螺 钉可以改变怠速时的混合气浓度。 进气温度传感器：将测得的进气温度信号送给ECU,以便ECU

6、发出指令，根据进气温度修正喷油量。,怠速调整螺钉作用原理,喷油量正比于流经叶片的空气量。怠速时流经叶片处的空气量由活动板与叶片间隙大小决定，而活动板的位置可由怠速调整螺钉调节。调节怠速调整螺钉时，不但改变了旁通气道的通道截面面积，同时改变了活动板与叶片的相对位置。发动机怠速时，空气分两路进入进气总管，一路经叶片与活动板间隙，另一路经旁通气道。 所以: 1. 当螺钉向外旋出时，混合气变稀。（旁通气道通道截 面面 积加大，而 叶片与活动板间隙减小，故流经叶片的空气量减小，喷油量亦减小，但由 于进入气缸的空气总量不变，所以混合气变稀。） 2. 当螺钉向内旋入时，混合气变浓。（旁通气道通道尺寸减小，旁

7、通气道允 许通过的气量减小的同时，叶片与活动板间隙增大，流经叶片的空气量增 加，喷油量增加，由于进入气缸的总空气量没变，混合气变浓。）,叶片式空气流量计的优缺点,优点: 具有结构简单，价格便宜，可靠性好； 缺点：体积大，不便于安装，响应速度较慢，进气阻 力大等缺点；另外，由于在不同的温度和压力 下，单位体积空气的质量是不同的，因此还需 测量进气温度和压力，进行大气压力和温度修 正。 运用：波许的L-Jetronic和Motronic系统、日产的EGI 系统、丰田的EFI系统、五十铃的ECGI系统等,卡门涡旋式空气流量计,特点：这种空气流量计直接用电子方式检测进气量。与叶片式空气 流量计相比，具

8、有精度高，体积小，重量轻，进气通道结构 简单，进气阻力小等优点。在空气流量计内部也装有进气温 度传感器。 原理：在进气通道中放置一柱体，当气体通过时，在柱体后方产生 许多涡旋，这些涡旋称为卡门涡旋，这个柱体便称为涡旋发 生器。卡门旋涡式空气流量计通过测量涡旋发生的频率来计 算空气流量，所计算的为体积流量。涡旋发生的频率f和空气 流速v及柱体直径d见的关系f=0.2v/d。以此将空气通路的有效 面积与空气流速相乘可得空气的体积流量。,涡旋频率检测方法,A.反光镜检测式 在进气管道中设有一涡流发生器，当空气流过时，在涡流发生器后部不断 会产生卡门涡旋的涡流。这时锥形体外围侧空气气压会发生变化，通过

9、导 压孔把压力的变化引向金属膜制成的反光镜表面，使反光镜产生振动，反 光镜一边振动，一边将发光二极管射来的光反射给光敏晶体管，通过光敏 二级管可以检测到卡门涡旋的脉冲，经整理后送到ECU，ECU根据脉冲不 同，可以确定基准进气量和基准点火提前角。 B.超声波检测式（图3-68） 空气流经整流栅，使气流准备均匀，通过旋涡发生柱4，使涡流稳定板产 生了一系列卡门旋涡，在发生器一侧安装超声波发射器1及发射头，另一 侧为接受器8，当连续频率固定的超声波通过密度变化的气流时，接收器8 就会收到与旋涡相对应的疏密波7，经检波整形放大后输出与旋涡f对应的 脉冲信号11输出。,卡门旋涡式空气流量计工作原理(反

10、光镜检测式）,1发光二极管 2光敏晶体管 3反光镜 4导压孔 5涡流发生器,卡门涡旋式空气流量计的优缺点,优点：响应速度快，它的输出信号几乎空气流速变化同 步；输出为线性数字脉冲信号，信号的处理简单 进气阻力小、结构紧凑、长期使用性能基本不发 生变化等优点。 缺点：存在制造成本较高，检测的是空气的体积流量， 因此需要进行大气压力和温度修正等不足。 运用：丰田凌志LS400及部分三菱的轿车装用卡门涡旋 式空气流量计。,热式空气流量计,热式空气流向计的基本原理： 在空气通路中放置一发热体，空气流经发热体时带走 其热量，使发热体变冷。发热体周围通过的空气量越多，被带走的热量也越多。热式空气流量计原理

11、如图3-69所示。 热式空气流向计的组成： 热线电阻，和温度补偿电阻均置于位于空气通道中的取气管内，与、共同构成桥式电路。当空气流动时会带走热线电阻的热量，使电桥失去平衡，混合集成电路A使流经的电流加大，这一过程反应为精密电阻的压降变化，并且该电压信号作为热式空气流量计的输出电压信号送往ECU。ECU则通过接收到的电压信号调节喷油量，以满足相应工况的混合气浓度要求。热式空气流量计的输出特性如图3-70所示。,热式空气流量计的两种型式和特点,1.热线式空气流量计： 主流测量方式：将热线和空气温度传感器置于进气通道，热线直接承受空气流动所产生的作用力。 旁通测量方式：将热线缠绕在陶瓷螺线管上并置于旁通气道中，减小了气流阻力，也减小了热丝承受的气流作用力。 热线是空气流量计具有响应速度快，能在几毫秒内对空气流量的变化做出响应，测量精度高，进气阻力小，不会磨损，可直接测量进气空气的质量流量等特点。但它造价高，热线表面易受空气中的尘埃的