空气流量传感器及其相关电路检测

1.2空气流量传感器及其相关电路检测是电喷发动机的重要传感器之一一、空气流量传感器（MAF）结构与原理（一）空气计量器的主要类型）—空气流量传感器（—型）流量型（）—进气压力传感器（—型）压力型（MAFMAPLD1、压力型——绝对压力测量方式间接测量方式——通过其他参数的测量值推算出空气流量，又称为速度-密度方式。根据用压力传感器测量的进气歧管内的绝对压力和发动机转速，推算出进气流量，从而确定燃油喷射量。特点：采用间接测量方式的汽油喷射系统结构简单，进气阻力小，但是测量精度低，受外界条件影响大，需要对大气压力和进气温度进行修正。2、流量型——流量测量方式采用热线式或热膜式空气流量计直接测量单位时间内进入气缸的空气质量流量，电控单元根据测出的空气质量和发动机转速计算每一循环的进气空气质量流量，再计算出该循环基本喷油量。特点：测量精度高，反应速度快。无需进行大气压力和温度修正。（二）空气流量传感器概述1、功用——直接测量单位时间内进入气缸的空气质量，并将空气质量转换成电信号输送给ECU，作为该循环基本喷油量的主控制信号。2、特点（1）测量精度高。（2）反应速度快。（3）无需进行大气压力和温度修正。3、安装位置——空气滤清器与进气管之间。4、类型（1）翼片式空气流量计（淘汰）（2）量芯式空气流量计（淘汰）（3）卡门涡流式空气流量计（淘汰）（4）热线式空气流量传计（部分采用）（5）热膜式空气流量传计（应用广泛）（三）热线式空气流量计1、基本组成（1）铂金热线电阻RH——感知空气流量（2）温度补偿电阻（冷线）RK——温度补偿（3）控制电路板——控制热线电流并产生输出信号（4）空气流量计壳体2、热线式空气流量计的类型（1）主流测量方式的热线式空气流量计（2）旁通测量方式的热线式空气流量计3、工作原理基本工作原理：当空气流过热线式空气流量计时，铂金热线向空气散热，温度降低，铂金热线的电阻减小，使电桥失去平衡。这时混合电路将自动增加供给铂金热线的电流，以使其恢复原来的温度和电阻值，直至电桥恢复平衡。流过铂金热线的空气流量越大，混合电路供给铂金热线的加热电流也越大，即加热电流是空气流量的单值函数。加热电流通过精密电阻产生的电压降作为电压输出信号传输给电控单元，电压降的大小即是对空气流量的度量。温度补偿电阻的作用：温度补偿电阻的阻值也随进气温度的变化而变化，起到一个参照标准的作用，用来消除进气温度的变化对空气流量测量结果的影响。一般将铂金热线通电加热到高于温度补偿电阻温度100℃。总之：测量进气量的精度不会受到进气温度的影响。工作过程：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。4、信号输出特点（1）随着发动机进气量的增加，传感器输出的电压也随之增加。（2）直接测量进气管空气的质量流量。（3）不需温度和大气压力补偿。（4）根据进气温度的变化进行补偿。（5）无运动部件，进气阻力小。（6）响应特性好。输出信号电压与空气流量之间的关系5、热线式空气流量计的线路连接当发动机熄火时，ECU将自动接通此电路，将热丝加热到1000℃并持续1s，使粘附在热丝上的尘埃烧掉。6、热线式空气流量计的常见故障（1）热线沾污→热线散热下降，空气流量计信号电压下降，喷油器喷油量减小，使发动机怠速不稳，动力不足。（2）热丝断路→传感器无信号输出，发动机怠速不稳易熄火。（3）温度补偿电阻不良→空气流量计信号电压不准确，使发动机油秏过高或运转不正常。（四）热膜式空气流量计1、基本组成2、结构特点发热体由热线改为热膜，由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成的。将热线、补偿电阻、精密电阻用厚膜工艺镀在一块陶瓷基片上。用热膜代替热线提高了空气流量计的可靠性和耐用性，并且热膜不会被空气中的灰尘沾附。3、结构及电路4、工作原理热膜式空气流量计的电桥电路热膜式空气流量计引脚与内部电路关系工作过程：加热电阻和环境补偿电阻组成惠斯顿电桥，控制电路使加热电阻的温度始终保持比空气流的温度高出一定值（如保持120℃的温度差）。当空气流量增大时，对加热电阻吹拂使其冷却，电阻值减小，从而改变了电桥的电压平衡，控制电路立即增大通过加热电阻的电流量给予修正。并将其修正量通过晶体管控制电路进行控制、放大、整形，输出信号给ECU。加热电流大小就反映了空气质量流量数。控制电路还将电流的变化转换成电压的变化输入电脑，电脑根据电压的大小计算出进气量。输出信号电压与空气流量之间的关系5、工作特点（1）热膜式空气流量计的工作原理与热线式空气流量计的的工作原理基本相同。（2）测量精度高、响应速度快、进气阻力小。（3）而且可靠、耐用。（4）不会因粘附污物而影响测量精度。6、常见热膜式空气流量计SANTANA轿车空气流量传感器宝来汽车空气流量传感器奔驰轿车空气流量传感器NISSAN轿车空气流量传感器7、热膜式空气流量计的常见故障（1）热线沾污→热线散热下降，空气流量计信号电压下降，喷油器喷油量减小，使发动机怠速不稳，动力不足。（2）热丝断路→传感器无信号输出，发动机怠速不稳易熄火。（3）温度补偿电阻不良→空气流量计信号电压不准确，使发动机油秏过高或运转不正常。（一）热线式空气流量计的检测1、日产汽车VG30E发动机电路A为进气温度信号输入端，B为空气流量电信号输出端，F是与ECU相连的自清信号端。二、空气流量计检测作业：1、简述热模式空气流量计的工作过程。（1）在线检测打开点火开关，发动机不起动，测量E、D之间的电压应为12V。若无电压，再测量E、C之间的电压，其值若为12V，则说明D端搭铁不良，应检查D与ECU之间的线路或ECU的搭铁电路。测量B、D之间的信号电压值，在发动机不起动时应小于0．5V；发动机起动，怠速(热机)时为1．0—1．3v；发动机达3000r／min时应为1．8—2．0V。若不符合要求，应拆下空气流量计，作进一步的检测。2、检测（2）元件检测拔去空气流量计插头，将蓄电池的电压施加于D、E两端子之间(注意正负极)，测量B、D之间的电压应为1．1—2．1V。用嘴或电吹风将风送至空气流量计，B、D之间的电压应上升至2-4V。信号电压应随风量的增加而灵敏地变大，如果信号电压在风量变化时不变、变化极小或缓慢则为热线污损。空气流量计拆下后，应检查热线有无断丝或脏污、护网有无堵塞或破裂，如有异常，应更换空气流量计。（3）自清信号的检查使发动机水温升高至正常工作温度，发动机转速超过1500r／min，然后用电压表测量F、D之间的电压。关闭点火开关，电压应回零并在5s后又跳跃上升，1s后再回零，这说明自清控制信号正常。若拆下流量计的防尘金属网，从流量计进气口处观察热线，在发动机熄火5s后会自动加热至发出红光(约1000℃)，并持续1s(注意有些车型上的热线式空气流量计无此功能)。（4）波形检查起动发动机并使其怠速运转，怠速稳定后，检查怠速输出信号电压波形，如图左侧波形。做加速和减速试验，稳定波形，如图右侧波形。（二）热膜式空气流量计的检测1、桑塔纳3000发动机热膜式空气流量计电路ECU(J220)上的端子11为电源线(＋5V)，端子12为信号负极线，端子13为信号正极线。（1）故障诊断仪检测用故障诊断仪的“读取数据流”功能检查空气流量计的工作情况选择“读取数据流”功能，读取空气流量计的数据流，当冷却液温度大于80℃，发动机怠速时，空气流量的标准值为2.0-4.0g/s。实际在2.7-2.9g/s左右为正常。2、检测（2）检测ECU供给空气流量计的供电电压拔下空气流量计插头，用汽车万用表连接空气流量计插头端子4和发动机搭铁点，打开点火开关或起动发动机，其电压值应为5V左右。用汽车万用表连接空气流量计插头端子2和4，起动发动机，其电压值应为9V左右。（3）测试空气流量计的工作电压拔下空气流量计插头，用发光二极管测试灯连接空气流量计插头端子2和发动机搭铁点，起动发动机，测试灯应闪亮。若测试灯不闪亮，应检查附加熔丝S至空气流量计插头端子1之间的线路有无断路或接触不良。若线路正常，应检查燃油泵继电器。拔下空气流量计插头，用汽车万用表连接空气流量计插头端子2和发动机搭铁点，起动发动机，其电压值应为14V左右。（4）检测空气流量计的信号电压拆下空气流量计，将空气流量计插座2和4接5V直流电压，3和5接电压表，用吹风机向空气流量计进气口吹风，吹风机靠近过程中电压逐渐增大，吹风机远离过程中电压逐渐减小。（约为1.4-2.4V之间）作业：1、画出桑塔纳3000发动机热膜式空气流量计电路图，并说明每个端子的含义。2、