发动机进气系统

发动机进气系统第一节传感器的结构和原理•空气流量传感器（MAF）•进气歧管压力传感器（MAP）•节气门位置传感器（TPS）•发动机冷却液温度传感器（ECTS）•进气温度传感器（IATS）一、空气流量传感器1、作用：将单位时间内吸入气缸的空气量转换成电压信号传递给ECU，做为计算喷油量和点火正时的基本信号之一。用于流量型汽油喷射系统。空气流量传感器2、分类：1）翼片式：电压比式（模拟式）电压值式（数字式）2）量芯式3）卡门漩涡式反光镜式超声波式4）热线式主流热线式旁通热线式5）热膜式3、翼片式空流计（1）组成：翼片部分电位计部分接线插头（2）翼片部分叶片由测量叶片和缓冲叶片组成，两者铸成一体，叶片轴安装在空流计壳体上，转轴一端装有螺旋式回位弹簧，并与电位计部分的滑片相连接。测量叶片随空气流量的变化在空气主通道内偏转，同时，缓冲叶片在缓冲室内偏转，缓冲室对叶片起阻尼作用，目的是在发动机吸入空气量急剧变化和气流脉动时可以减小叶片的震动，使叶片运转平稳，进而使传感器输出的电压稳定。在空流计壳体下方有一个旁通气道，气道内装有一个CO调整丝，通过调整旁通气道的空气流量，可改变流量计的信号输出，从而改变混合比。（3）电位计部分电压比式：·油泵开关：着车后控制油泵工作。·进气温度传感器：为进气量作温度补偿。·电位计：发动机ECU根据电位计中的VS/VC的电压比值作为空流计的输出信号，VS/VC的电压比值与空气流量成反比。其目的是当加给电位计的电源电压VB发生变化时，由于信号VS与VC成比例变化，因此作为传感器的输出信号VS/VC保持不变，即不受电源电压的影响，以确保空气流量传感器的测量准确。电位计部分•电压值式：电压值式和电压比式基本相同，两者的区别是在电压值中取消了限流电阻，由发动机ECU直接向空流计输出5V电源，此电压不受发动机发电量的影响，因此传感器输出的信号电压也比较稳定。4、量芯式空流计流量计由量芯、电位计、进气温度传感器等组成。当没有气流对量芯产生推动时，电位计VS与VC间电阻最小，因此输出信号最高，当气流对量芯产生推力加大时，量芯便会移动，同时带动滑臂滑动，使VS与VS间电阻变大，是VS信号下降。5、卡门涡流式空流计（1）结构：在进气管道中间设有涡流发生器，当空气流经涡流发生器时会形成许多空气涡流，其移动速度与空气流速成正比，通过测量单位时间内涡流的数量就可以计算出空气流速，从而得出进气量。（2）反光镜式：1）原理当空气流过空流计时，一部分涡流通过导气孔作用在反光镜下方，使反光镜产生振动，其振动频率与单位时间内产生的涡流数量相同。由于反光镜的振动，使被反射的光束也以相同的频率变化，让光敏管以相同的频率导通截止，进气量越大，涡流强度越大，光敏元件产生的电压信号的频率越高，ECU根据电压信号的频率来判断进气量的大小。2）控制电路①用电压表测量VC—5VKS—KEY-ON5V怠速2—3V加速稍有变化THA—20℃（2—3V）②测频率KEY—ON零HZ怠速50—60HZ加速频率增高低于50HZ造成混合气稀，检查导压孔是否堵塞，否则更换。高于60HZ（实测100HZ），会造成混合气浓，应更换流量计。（3）超声波式：1）结构及原理：在空气流动的垂直方向安装，超声波信号发生器和超声波接收器。从发生器发出的超声波因受卡门旋涡造成的空气密度变化的影响，到达接收器时有的变早，有的变晚，二测出共相位差，利用放大器使之形成矩形波，则矩形波的脉冲频率即为卡门漩涡的频率。2）控制电路①线路说明1号—MAF信号（输感频率信号）2号—电源3号—大气压力传感器电源5V4号—搭铁（到ECU）5号—大气压力传感器信号6号—进气温度传感器②MAF信号700r/min—25—50HZ2000r/min—70—90HZ平均电压—2.2—3.2V③大气压力传感器作用是检测大气压力，用来修正不同海拔高度下的混合比。工作原理与进气压力传感器一样。一般平地测量约有3.5—4.2V。当传感器不良线路开路时，行驶高海拔地区，引擎会因混合比不当，而产生怠速不稳、加速差、耗油等现象。若线路短路，则在平地行驶时，发生怠速不稳，加速无力，爆震等现象。6、热线式空流计：（1）分类：主流热线：热线和温度补偿电阻（冷线）位于主空气通道中央，两端有金属防护网，防护网有卡箍固定在壳体上，取样管由两个塑料护套和一个热线支承环构成。旁通热线：热线和温度补偿电阻（冷线）安装在空气旁通道上。（2）原理A—混合集成电路RH为热线电阻，以铂丝制成。RK为温度补偿电阻，为热敏电阻。热线温度由混合集成电路控制，时刻保持100度，RH的电阻值才不会变化。当空气流动时会带走RH的热量，使RH电阻减小，通过电流加大，使Uo电位升高，此时a点电压上升，a和b两点电位不相等，因此控制器会控制电流增大，使RH的温度升高，同时b点电压上升，直到无电位差为止，此时在RA两端的电压作为信号输出，送给ECU。如空气温度下降，则会出现流量相同的空气流经RH时带走了，更多的热量，要恢复RH的温度，就需要IH更大，这会造成ECU误判，造成混合气浓。相反，空气温度高时，又将造成混合器稀。因此，RK被设计成热敏电阻器，随温度变化，起到温度补偿作用。（3）控制电路（1）端子说明A—可变电阻（CO调整输出）B—流量计输出信号C—搭铁（右大灯后）D—搭铁到ECU26号E—电源来自主继电器F—自清信号（2）原理：当KEY—ON后，流量计电源接通，流量计输出信号0.1—0.5V，怠速时气道内有气流通过，流量计输出信号0.8—1.5V，加速时信号呈线型升高。当KEY由ON变成OFF时，由ECU通过F向流量计输出9—12V信号，流量计内集成电路会向“热丝”提供10倍的电流，使热线温度达1000度，使依附在热线上的杂质烧掉。（3）可变电阻在流量计一侧有一个调整丝，内部是电位计，当顺时调整时，信号升高，ECU控制混合气变浓，逆时调整信号下降，ECU控制混合气变稀，但是在出厂时已调整好，一般不需调整，所以调整丝外边由铅块封死。7、热膜式流量计（1）结构热膜式空气流量计是热线式的改进产品，其发热元件采用平面形铂金属膜电阻器，故称为热膜电阻。此种机构可使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，提高了其工作的可靠性。流量计原理与热线式一样。（2）控制电路1--空2--电源12V3--信号4--电源5V5--搭铁J220—ECUG70—流量计（3）检测，a怠速时，信号应1.5—1.6V，且加速上升。b用示波器，或解码器。c人工试验：将流量计的电源和搭铁接上，用吹风机吹过气道，同时则MAF信号，风量小时电压较低，风量大时，电压较高。二、进气歧管压力传感器（MAP）1、作用：测量进气歧管内的压力，并将压力信号转换成电压信号传递给发动机控制模块，作为决定基本喷油量和基本点火提前角的依据。2、安装位置：防火墙上真空管连接节气门后方的进气总管上电脑内部3、分类：半导体压敏电阻式电容式膜盒传动的可变电式表面弹性波式4、半导体压敏电阻式（1）构造及原理：内部主要有滤芯、压力转换元件和放大器等组成，压力转换元件是利用半导体的压敏效应制成的硅膜片。硅膜片的一面是真空室，另一面导入进气歧管。硅膜片约3mm的正方形，厚约50um的薄膜，薄膜周围有4个应变电阻，以惠斯顿电桥方式连接。电阻跟变形受压变成正比。当KEY—ON，不发动车时，歧管内无真空，硅膜片不变形，因电阻最小，因此输出信号较高。怠速时，歧管内真空最大，硅膜片受压变形成度最大，因此电阻较大，输出信号电压较低。（2）控制电路桑塔纳进气压力传感器1、接地2、进气温度信号3、电源（5V）4、进气压力信号（3）故障1）传感器开路或PIM开路。现象：带速稍有不稳（ECU修正值），缓加速正常，急加速不良，回火甚至熄火。检测：①测VC，应5V与TPS共用，无电为VC线路或ECU故障。②测PIM，应符合数据表，若为5V，证明传感器开路或插头松动（5为ECU监控电压）。③测ECUPIM电压应与MAP输出PIM相等，若为5V，证明PIM线开路。2）传感器内PIM对地短路或PIM线搭铁。现象：发动机有着火意思，但无法发动，因为喷油量过小。检测：①测PIM信号应符合数据，若测PIM为0V，证明线搭铁或MAP故障。②拨下MAP插头，测PIM若此时为5V，证明MAP故障，若仍为0V，证明PIM线搭铁。3）MAP真空管脱落或真空管漏气现象：起动时淹死火花塞，怠速严重抖动、冒黑烟。分析：由于真空管脱落造成MAP无法检测歧管压力，而是检测大气压力，因此输出信号过高（3.3—3.9V），造成喷油量过大。4）MAP真空管堵塞现象：怠速稍抖，加速不良。L型进气和D型进气的区别：1）进气量检查方式的区别：L型：根据空气的流量检测出进气量，特点是检测进气量的精度较高，但对发动机工况变化相应灵敏度较差。D型：根据节气门后方的压力变化检测出进气量，特点是检查进气量的精度检查，但对发动机工况变化相应灵敏度较高。2）故障区别：①节气门后方漏气：L型：外漏的气体没有经过空流计的测量，ECU不会控制喷油量增加，导致混合气变稀，使发动机动力不足、怠速不稳甚至熄火。D型：节气门后方漏气会使歧管内的真空度下降压力上升，进气压力传感器会将压力升高的信号传递给ECU，ECU将会控制喷油量增加，提高发动机的转速造成怠速高，油耗变大。②节气门前方漏气：L型：空流计前方漏气漏气无影响，后方漏气检查不到，导致混合气稀。D型：节气门前方漏气不会导致节气门后方压力变化，因此无影响，③排气管堵塞L型：进气量减小，ECU减少喷油量D型：进气管内压力升高，ECU将会增加喷油量，混合气过浓，发动机无法启动且容易淹死火花塞。三、节气门位置传感器（TPS）1、作用：用来检测节气门打开的角度和速率，ECU根据此信号控制喷油量、点火正时、怠速、尾气排放和自动变速器控制。2、分类：•开关型•线性•组合型3、开关型：（1）作用IDL和PSW可检测节气门的运行工况。IDL信号主要用于断油控制、怠速控制和点火提前角的修正。PSW为全负荷开关信号，用于增加喷油量，以提高发动机的输出功率,同时也是变速器强制降档信号。（2）工作原理当节气门全关时，IDL开关闭合为0V，表示发动机处于怠速工况。当TPS接近全开时，PSW开关闭合，说明发动机处于大负荷工作。（3）常见故障：1）IDL线搭铁或IDL开关卡死。现象：怠速正常，加速不良，特别是D型控制会加速游车。分析：由于出现以上故障后，造成ECU已直接受到节气门全关信号而错误的将喷油量和点火提前角控制在怠速状态。检测：①测IDL信号，TPS全关时为0V，稍打开立刻变为5V，若一直为0V，说明有故障。②拨下TPS插头，测IDL线，若此时为5V，说明TPS内部故障，若仍为0V，说明ID线搭铁。2）IDL线开路现象：怠速不稳，忽高忽低，减速时无断油功能；分析：ECU收不到发动机怠速工况信号，而无法修正怠速时的喷油量、怠速阀和点火时间。检测：①测TPS测IDL，TPS全开时应为0V，若为5V，证明TPS故障或传感器调整不当。②若为0V，再测ECU的IDL，若这里为5V，说明IDL线开路，若这为0V，说明ECU故障。3）PSW开关线搭铁现象：喷油量会增大，点火时间会提前，但都不太明显。4）PSW线开路现象：急加速不良，因为ECU收不到大负荷信号。4、线型TPS（1）原理：传感器内为电位计式，VTA为信号输出，输出的为模拟信号，与TPS开度成正比变化。在少部分车上，VTA信号与TPS开度成反比关系，例如桑塔纳2000。（2）检测：1）测电压VC为5V，测VTA、TPS全关时为0.4—0.8V，TPS全度增大电压升高，最高可达3.8—4.5V，变化中应无突变现象。IDL当TPS全关时为0V，稍开以后为5V或12V。2）测电阻测VC与VTA间电阻（需取下插头），TPS全关时电阻最大，TPS全开增大，电阻减小。（3）调整TPS1）松开固定丝2）TPS保持全关，测VTA应在0.4—0.8V，否则转动其外壳。3）固定（4）一般故障1）无信号输出，怠速不稳，加速不良。2）VTA信号过高