汽车进气流量传感器.doc

对空燃比控制起决定性作用的传感器是空气计量系统。空气计量系统告诉ECU进多少空气ECU就配多少燃油，喷多少油作重要依据。所以说能导致汽车混合器漂移量过大非常大的就是空气计量系统问题。如果车喷油量偏差非常多一般就是空气流量传感器问题，因为一般其它传感器只是辅助没有权限控制那么大的喷油量，偏差也只是稍稍进行一些错误修正产生的。其它传感器做不到那么大的控制范围。控制程序中的 喷油计算公式，进气量是主要决定因子，其它的只是修正因子。全世界的所有发动机对混合器的需求都是一样的，区别不会太大。但是到故障诊断的时候要区分控制系统。目前的汽车发动机电控系统主要分为两大类，即以空气流量计为代表的L型系统和以进气压力传感器为代表的D型系统。这两种系统的工作方式不同，故障现象不同。空气流量计（L型）和进气压力传感器（D型）都属于空气计量装置，但是空气流量计属于直接测量进气量。进气压力传感器属于间接测量进气量。空气流量计种类：（翼板式-基本淘汰）、（卡门涡旋式-使用率1%）、（热线热膜式-使用率99%）。流量计和压力传感器的区别：1、 安装位置不同：空气流量计安装在空滤后面节气门前的管道中，进入进气管的空气都要经过空气流量计。进气压力传感器安装在节气门后进气门前，靠检测进气管道中的气压力（负压、真空度检测为负值）间接判断空气流量。2、 反应速度不同：空气流量计响应速度快，因空气流量计的安装位置比较靠前。当空气进入进气管后马上就能得出空气量。进气压力传感器反应相对较慢，因为当空气流量计得出测量结果的时候相对于进气压力传感器空气都还没有进入到节气门后面。空气流量计流量传感器优缺点：响应快，测量准。收油门时对进气量的测量没有进气压力传感器准确。价格昂贵一般400-20000.一般用在中高端车。压力传感器优缺点：加油门的时候测量不准，反应较慢。但优点是收油门的时候测量节气门后的压力，判断空气流量比较准。价格相对便宜最多400，一般用在低端车。有的车也有空气流量计和进气压力传感器同时安装的。如别克。但应该还是归为L型为主。因为L型控制精度更高。但有进气压力传感器的优点。空气流量计工作原理翼板式空气流量计翼板式空气流量计工作原理：进入气管的空气流经流量计翼板推动翼板翼板带动电位器动作，电位器中心抽头处输出计量检测电压。优缺点：（接触式的都容易磨损）电位器容易磨损（容易造成车突然熄火，突然加油等问题不受控制）。卡门涡漩空气流量传感器：流体流经障碍物，在障碍后方会产生一些漩涡，这个漩涡大小不同但外形相同，而且漩涡的数量与流经障碍物的流体流量成正比。光电式卡门涡旋流量计光电式卡门涡旋流量计工作原理：进气管内的空气流经障碍物的时候会产生涡旋，流量计障碍物大小固定，所以涡旋的大小固定，涡旋数量主要由空气流量决定，漩涡的数量与流经障碍物的流体流量成正比，而涡旋附近气压会有一个变化，当漩涡在通过障碍物后方的导压孔时会对导压孔产生一个压力变化，在导压孔处产生的压力变化通过管道产生一个气压振动去推动导压管上方的一个反光镜（镜片）同时产生振动，当没有漩涡流过的时候镜片位置刚好让光电对管发生镜面反射，但有漩涡经过导压孔时镜面会跳动导致光电对管的折射角度发生改变使光电管输出以涡流个数相对应的方波频率信号。超声波卡门涡旋流量传感器超声波卡门涡旋流量传感器工作原理：超声波发生器以每秒40KHZ的频率发射超声波，当没有涡旋经过检测位置时超声波信号打到压电接收器上，当进气管中气体流经障碍物时产生涡旋，涡旋经过超声波检测位置时影响超声波打到压电接收器上，此时压电接收器没有输出，当车发动后空气不断流经障碍物产生大量涡旋所以致使压电接收器上产生断断续续的电信号，电信号变化的次数代表经过涡旋的数量。热线热膜式空气流量计热线流量传感器不同电路可能不同但电路结构都是一样的。惠斯顿电桥工作原理：如图电桥供电上正下负，电桥中间引出两条线，两线上接一电压表。如：当四个电阻阻值决定相等的时候电压表上的电压为0V。惠斯特电桥的特性，当电桥中任意一电阻阻值发生变化时都会使电桥失去平衡（输出端电压不为0V），为两电阻分压并联电路。运算放大器/电压比较器：正极为同向端，负极为反向端。当同向端电压大于反向端时输出为1。当反向端电压大于同向端时输出端输出为0。正温度系数热敏电阻：温度越高阻值越大。*所谓分压公式，就是计算串联的各个电阻如何去分总电压，以及分到多少电压的公式。分电压多少这样计算：占总电阻的百分比，就是分电压的百分比。公式是：U=（R/R总）U源如5欧和10欧电阻串联在10V电路中间，5欧占了总电阻51015欧的1/3，所以它分的电压也为1/3，也就是10/3伏特。*电路分析：通电瞬间，正12V到三极管集电极通过并接在三极管发射机极和集电极之间的电阻到达惠斯顿电桥电路给电桥供电，电桥分压电路上电阻10K下电阻2K分压为2。电桥左端分压电路上电阻欧姆下面的铂金电阻丝电阻非常小（远比上电阻小）。所以分得的电压较小，右侧分压电路的电压加到电压比较器同向端作为基准电压，而左侧测温电路的电压加到反向端，比较器同向端大于反向端比较器输出高电平，高电平驱动三极管导通，供电经三极管集电极发射极流向惠斯顿电桥。电桥左侧分压电路因电阻值非常小，而现在电路前端没有限流电阻，所以电流迅速增加，导致铂金电阻丝迅速发热，而铂金电阻丝的特点是温度越高电阻越大，电阻丝发热电阻也迅速增加，因铂金丝串联在分压电路中在铂金丝发热电阻增大的同时该分压电路中铂金丝前端的电压也在不断升高。当测温分压电路电压上升到和基准分压电路电压相同的时候，电压比较器翻转输出低电平，三级管关断。12V供电再次通过并接在三极管集电极发射极间的电阻向惠斯顿电阻供电，如果电阻丝上能够保持温度的话，三级管将不在导通，但因为电阻丝是在进气管中随时有气流吹过的。所以为了保持电阻丝的温度，当温度下降到比较器反向端和同向端电压不能维持相同的时候三极管会再次导通，给电阻丝加温。启动发动机后，空气流经电阻丝。会把电阻丝上的温度带走，是电阻丝上温度下降，电阻丝温度下降电阻也随之下降，电阻丝电阻下降，电阻丝所在分压电路电阻丝前端电压也随之下降，当电压下降到低于基准电压时电压比较器输出高电平打开三极管给电阻丝加温。但因发动机进气量很大，加温谈何容易，电阻丝的热量不断被带走，具体带走多少热量与流经的空气量多少成正比，空气量越大带走的热量越多。如上讲述了电桥平衡自动控温的工作原理。热线流量传感器测温原理： 如上图1电路：惠斯顿电桥的四个电阻相对与测量电路其实可以看成是一个电阻。又如图2当可变电流源开始提供一个较小的电流，此时在等效电阻上所落得的电压较小，如果逐渐加大可变电流源的电流供应压力表上的电压会跟着电流的增加而增加，减小电流源的供应电流电压表上的电压也随之降低，有欧姆定律U=I/R 。计算R两段的电压U与通过电阻的电流有直接关系，电压 = 电流 X 电阻。在空气流量计中电源供电电压不变，等效电阻随着空气流量的不同随时在变化 I=U 除 R 所以所得到的电路电流也是随时变化的。变化的电流流过等效电阻在等效电阻两端也产生随空气流量、随电阻温度、随电阻值、随电流变化的电压，所以等效电阻两端的电压可以表示进气管中实际流经空气流量计的空气量。将等效电阻两端的电压取出（因为此时等效电阻两端的电压不是0-5V的电压）送往信号转换电路（电压转换）将等效电阻两端得到的电压转换成0V-5V的电压。热线式和热膜式电路类似。汽车系统最大的干扰源就是1、发动机系统 2、点火系统3、启动机。温度传感器：好坏判断技巧如停机较长的车水温和进气温度应该一样，所以对比两个温度传感器阻值就可判断其好坏。如果判断不出谁好谁坏可在找一个同型号的传感器测温度对比。进气流量传感器工作原理：假如冬天零下30度，夏天30度两季节温度相差30度，假如怠速时发动机吸入空气量是一样的但因为空气温度不一样，导致热线热膜式流量传感器上被空气带走的热量不单单和空气流量有关还和空气的温度有关。所以流量传感器上一般都加装进气温度传感器。冷线电阻不发热，主要用于矫正气温对流量计的影响。比如比较冷的冬天，当空气吹动铂金电阻丝（热线）的时候同时也吹动冷线电阻，当气温下降，吹进的空气会导致铂金电阻丝上的温度带走太多导致，左侧分压电路（A点）电压下降，因为右侧的基准电压分压电路（B点）上串接了冷线电阻，铂金电阻丝温度下降的同时，冷线电阻温度也下降，右侧基准分压电路上所分得的电压也下降。这样相当于将比较值根据温度进行了一定的矫正。简单说就是天冷发热丝上的温度带走的多，A点电压下降。冷线电阻温度下降阻值降低也使比较电压值进行下调。所以就起到了矫正作用。相反如果温度升高，同理铂金电阻丝上的温度空气带走减少，冷线电阻温度上升，电阻增加比较电压值也上调，同样可以补偿温度升高的问题。注意：冷线电阻只是流量传感器自带的一个温度补偿电阻，和进气温度传感器没任何关系。空气流量计还需要一个5V的供电，是专门用于电压转换电路用的。空气流量计与ECU的接线三线式空气流量计：三线式流量计内部电压转换电路的5V供电电压由12V稳压得来。四线式空气流量计：五线式空气流量计：以上三种接线方式为主流的接线方式，比较常用。七线式空气流量计：怠速时一般空气流量计，信号电压在1。2-1.5V 流量7-10克测传感器时，万用表接地接电瓶负极，正表笔接信号端在线量。电瓶负极是最标准的接地点。其他地方不标准。注意：传感器的地和电瓶的地不是一回事，传感器的地和流量计电压转换电路的地一样。因为稳压电源只能保证电源输出两端的电压恒定，如果电源正取稳压电源，地线接电瓶，此时如果稳压电源到电瓶的地线出现线阻，此时会抬高稳压电源的地线电压，从而提高了稳压电源的输出电压，但实际稳压电源输出端两线之间的电压是恒定的不会变，如果传感器电源接电瓶地，那么此时传感器上的电压就不是经过稳压器稳压的恒定的电源，是稳压电源电压加上稳压电源地线上线阻压降的电压。传感器到电脑的地线断了实在接不上时可接其它传感器的地线，都是ECU稳压电源参考电压的输出。地线断了，传感器电压全部12V。空气流量计信号电压：怠速时1.2-1.5V之间（大多数车型）。峰值极少有超过1.5V的。测量传感器时电源、信号、地线电压都要测量。地线电压200mV 以下。注意如果进气流量传感器出的是数字脉冲信号，那么加油收油是脉冲宽度或者，频率变化。电压变化不大。注意区分，也可能是测试错误，错量了温度传感器线。所有车都有进气温度传感器（D型和L型），在L型系统的车，一般进气温度传感器在进气流量计里面。这里所说的空气流量计里的温度传感器和流量计里的冷线温度传感器不是一回事，冷线是流量计里面自带的一个矫正温度对流量计测量影响的一个原件，与进气温度传感器是两回事，注意区分。进气温度传感器的作用空气温度不同，密度不同，含氧量不同。所以要根据空气温度修正喷油量。空气温度越低，空气密度越大，含氧量越大。混合器越浓，反之混合器减稀，修正点为 20摄氏度。意思就是20摄氏度时不做修正。温度越低喷油量越加，温度越高喷油量越往下降。修正量很小，修正喷油时间都是微秒级的，不像进气流量计那么大。如带涡轮增压的车都要加中冷给进气散热，因为空气进入涡轮空气温度上升，进入的气缸压是温度会更高，那么这个时候会造成发动机爆燃，所以空气进入气缸之前要先冷却。现在好多车进气管都是塑料的，他的好处有一、发动机轻 二、降低进气空气的温度（金属进气管将发动机温度传给空气，使空气膨胀，所以一般夏天汽车动力性都不太好，冬天发动机性能最好）。提高发动机的抽气效率。急加速发动机回火：混合气偏稀，喷油故障，点火。混合器偏稀会造成燃烧减慢，此时（加速）气门早开会，就会造成回火。检测方法：在急加速的时候往进气管里喷点节气门清洗剂（同步）看什么反应，多试几次（油门到底）。如果此时不回火的话就是混合气偏稀，因为清洗剂是可以燃烧的，加了清洗剂后就不回火了很明确就是混合气偏稀。接着检查混合器稀的原因，混合气稀的原因很多，比如积碳，油压，喷油嘴喷油量，空气流量计等。空气流量计除了在不同的进气量下产生不同电压外，他还有一个很重要的参数响应速度。信号的变化速度变慢。急加速时流量计反应慢导致急加速时喷油不及时，导致加速一开始混合器过稀。热线式进气流量计热线上会有灰尘等东西粘附，起到保温作用。导致热线冷却时间加长，流量计响应速度变慢。空气流量计波形分析如果急加速波形，是斜着上去的说明流量计响应速度太慢。如果是卡门涡旋的就是数字信号的，检测思路一样，检测方波数量，急加速是否马上方波增加。如果流量计响应速度慢怎么办：清洗或更换。清洗方法：打着车，一人猛加油，另一个人在流量计处一直喷对准流量计传感器。多洗几次。流量计偏移可能是传感器脏了出现偏差。有的流量计不用车也能正常。就是直接拆掉或剪线。流量计有故障可以洗一下试试，常时间不换空滤的车，动力不好的车洗一下流量计的传感器洗完动力就好。修车过程中流量计可以帮你做很多事：如怠速抖怀疑混合气偏稀，不一定从进气管喷清洗剂，夹回油管等动作，如果怀疑混合气偏稀想加浓的话可以这样，两手指成V字形放在流量计整流网格上，如下图。一开始搭个边，如果浓度还不够V字上移遮住的越多混合器浓度越浓。此时观察车的表现。因为手一档时将所以空气进入都导向流量计探头上，所以流量计检测的进气流量增大，ECU开始多喷油。实际并没有增大。冷车怠速抖加不上油，容易熄火，热车也抖但好点。这样的毛病呢就是典型的混合气问题。一般都是混合气稀造成的抖。浓一般不抖。用上述办法测试。流量计失准问题，清洗后没用，通过上面的办法档住流量计整流网的一部分将空气导入到流量计所在位置，慢慢的逐步调整，直到故障改善。最标准的办法就是测尾气，和测氧传感器电压，如果混合器稀氧传感器电压是接近于0V的混合气正常氧传感器电压是跳动的。如果调的过程氧传感器电压从接近0V开始出现浓稀跳动了（范围0-1V之间以0.45为分界线中间值）混合气就基本正常了。判断混合气正不正常可以以氧传感器为标准，氧传感器电压一出现跳变，混合气基本就正常。如果跳变不正常或不跳变就说明混合气不对，浓还是稀一看电压就知道。档的不多的情况下不影响加速进气。反过来，如果冒黑烟混合器浓就在中间档，如果混合器稀了就在四周档。氧传感器只能反应混合气浓度，其它如加速等问题一般反映不出来。所有车流量计的电压信号电压都是5V.如果冒黑烟或其它故障，你认为是混合气浓造成的故障，此时将两个指头合并，然后如下图的动作和位置逐渐的往流量计传感器的位置往上推，你会发现当手指推到上面的时候车都可能因为混合器太稀熄火。因为此时手指将流量计的传感器遮住了，流量计传感器上没空气流过，流量计认为进气量小，ECU喷油非常少，所以造成熄火。在手指往上推的过程中观察车的运转情况，如果有好转，不冒黑烟或故障消失就能证明混合气确实是浓了。以上方法判断的混合气浓和稀只能判断浓和稀，不能判断是否流量计问题，可能其它地方问题。注意：D型系统的车没有流量传感器的车，不好人为干预混合气浓度。工作原理-波形分析-诊断技巧-测试方法。影响车在怠速时节气门后进气门前的进气管内的真空度的原因：点火时间，漏气，缸压，气门关闭不严，正时，排气背压，怠速电机，负荷，汽车进气压力传感器是个万能的传感器，他能反应出这个车 的气门是否正常，车的空滤是否堵塞，能反应出整个车的配气相位是否正常。正时皮带是否挂错，发动机负荷，排气管是否堵塞。通过进气压力传感器都可以识别。