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1、1空气流量传感器 汽车用传感器2目 录v 1.汽车传感器v 2. 常用的空气流量传感器31.汽车传感器种类v现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的 采用电子控制。电子自动控制的工作要依赖 传感器的信息反缋。据统计，目前一般轿车 上大约有几十只传感器，高级轿车有100多个 传感器。45v根据传感器的作用， 可以分类为测量温度 、压力、流量、位置 、气体浓度、光亮度 、干湿度、距离、角 度和位置传感器、力 和扭矩传感器、速度 与加速度传感器等功 能的传感器，它们各 司其职，传感器在汽 车上的作用是很重要 的。6v 最先在汽车上应用的传感器是动力系统控制方面；v其次，是安全控制方面，如ABS等；v第
2、三个主要应用领域是舒适系统，如娱乐、空调、座椅及巡航控制等71空气流量计测量发动机的进气量，将信号输入 ECU。 2进气绝对压力传感器测量进气管内气体的绝对压 力，将信号输入ECU。 3节气门位置传感器检测节气门的开度及开度变化 ，信号输入ECU。 4凸轮轴位置传感器提供曲轴转角基准位置信号。 5曲轴位置传感器检测曲轴转角位移，给ECU提供 发动机转速信号和曲轴转角信号。 6进气温度传感器检测进气温度信号。 7冷却液温度传感器给ECU提供冷却液温度信号。 8车速传感器检测汽车的行驶速度，给ECU提供车 速信号（SPD信号）。.传感器的类型及功用 ：89 氧传感器检测排气中的氧含量。10爆燃传感
3、器检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。11空调开关当空调开关打开，空调压缩机工作，发动 机负荷加大时，由空调开关向ECU输入信号。12档位开关自动变速器由空档挂入其他档时，向ECU 输入信号。13启动开关发动机启动时，给ECU提供一个启动信号14制动灯开关制动时，向ECU提供制动信号。15动力转向开关当方向盘由中间位置向左右转动时， 由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时向ECU输 入信号。16巡航控制开关当进入巡航控制状态时，向ECU输入 巡航控制状态信号。9102.常用的空气流量传感器v电子控制汽油喷射系统包括三个子系统：v燃油系统、进气系统、电子控制系统111213v空气流量传感器装在汽
4、油发动机上，安装于空气滤 清器与节气门之间，其功能是检测发动机的进气量 ，并把检测结果转换成电信号，再输入处理电路中 。空气流量计14空气流量计叶板式 (测量体积流量)卡门涡旋式 (测量体积流量)热式 (测量体积流量)15v作用：为了发动机为了在各种工况下都能 获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定 每一瞬间吸入发动机的空气量，以此 作为ECU（Electronic Control Unit ）计算(控制)喷油量的主要依据。v空气流量传感器所允许的误差为2%3% 。 162.1叶板式空气流量计进气量活门的开度电信号活门的转动轴电位计工作过程17v传统的L 型汽油喷射系统及一些中档车型采 用这种叶
5、片式空气流量传感器， 如 丰田 MRY(佳美)小轿车、丰田PREVIA(大霸王) 小客车、马自达MPV 多用途汽车等。其结 构如下图所示。18191可变电阻滑动触 头 2电位器 3.发动机 4测量板 5旁通通路 6空气过滤器叶板式空气流量器原理图20v在叶片式空气流量传感器内，通常有一电动汽油泵开 关，如下图 所示。当发动机起动运转时，测量片偏 转，该开关触点闭合，电动汽油泵通电运转；发动机 熄火后，测量片在回转至关闭位置的同时，使电动汽 油泵开关断开。此时，即使点火开关处于开启位置， 电动汽油泵也不工作。21222.2.卡门旋涡式空气流量计v原理：野外的架空电线被 风吹时会呜呜发出声响。风
6、速越高声音频率越高，这是 因为气流流过电线后形成涡 旋所致，液体、气体等流体 中均会发生这种现象。利用 超声波或光电信号检测旋涡 频率来测量空气流量的一种 传感器。2324v q v = k f vqv为体积流量，f为单列旋涡产生的频率， k为比例常数，它与管道直径，柱状物直径 等有关v卡门涡旋空气流量传感器的特点：精度高 、寿命长，可靠性高。频率比例常数体积流量252627v卡门涡旋式空气传感器流量的结构和工作原理 如下图所示。 v 在进气管道正中间设有一流线形或三角形的 涡流发生器，当空气流经该涡流发生器时，在 其后部的气流中会不断产生一列不对称却十分 规则的被称为卡门涡流的空气涡流。根据
7、卡门 涡流理论，这个旋涡行列是紊乱地依次沿气流 流动方向移动，其移动的速度与空气流速成正 比，即在单位时间内通过涡流发生器后方某点 的旋涡数量与空气流速成正比。因此，通过测 量单位时间内涡流的数量就可计算出空气流速 和流量。2829v测量单位时间内旋涡数量的方法有反光镜检出式和 超声波检出式两种。下图所示是反光镜检出式卡门 涡旋流量传感器，其内有一只发光二极管和一只光 敏三极管。发光二极管发出的光束被一片反光镜反 射到光敏三极管上，使光敏三极管导通。反光镜安 装在一个很薄的金属簧片上。金属簧片在进气气流 旋涡的压力作用下产生振动，其振动频率与单位时 间内产生的旋涡数量相同。由于反光镜随簧片一同
8、 振动，因此被反射的光束也以相同的频率变化，致 使光敏三极管也随光束以同样的频率导通、截止。ECU 根据光敏三极管导通、截止的频率即可计算 出进气量(图11)。凌志LS400 小轿车即用了这种型 式的卡门涡旋式空气流量传感器。 3031v下图 所示为超声波检出式卡门涡旋式空气流 量传感器。在其后半部的两侧有一个超声波 发射器和一个超声波接收器。在发动机运转 时，超声波发射器不断地向超声波接收器发 出一定频率的超声波。当超声波通过进气气 流到达接收器时，由于受气流中旋涡的响， 使超声波的相位发生变化。ECU 根据接收器 测出的相应变化的频率，计算出单位时间内 产生的旋涡的数量，从而求得空气流速和
9、流 量，然后根据该信号确定基准空气量和基准 点火提前角。卡门式流量计.flv32332.3热式空气流量计v工作原理：热式空气流量计是利用空气流 过热金属线时的冷却效应工作的。将一根 铂丝热线置于进气空气流中，当恒定电流 通过铂丝使其加热后，如果流过铂丝周围 的空气增加，金属丝温度就会降低。如果 要使铂丝的温度保持恒定，就应根据空气 量调节热线的电流，空气流量越大，需要 的电流越大。通过测电流大小就可以测得 流速。34v基本构成包括感知空气流量的白金热线、根 据进气温度进行修正的温度补偿电阻（冷线 ）、控制热线电流的控制电路以及壳体等。 根据白金热线在壳体内安装部位的不同，可 分为安装在空气主通
10、道内的主流测量方式和 安装在空气旁通道内的旁通道测量方式。35气体流量增 加时，集成电路 A（负反馈电路 ）使流经RH的电 流加大，维持 RH阻值不变， 精密电阻RA两端 的输出电压因电 流的加大而增大 ，ECU接收的即 此电压信号。 36热式空气流量计的精密电阻装在控制线路板上， 通过调试实验中对精密电阻RB进行激光修整，可以在 预定的空气流量下调定空气流量计的输出特性，如下 图所示。温度补偿电阻RK是热敏电阻，因此混合集成电路A 对IH的调节总是使热线工作温度与流进空气温度之差保 持在恒定的数值（大于100C），从而不需要再测进气 温度作修正。37热式空气流 量计有三种型式 ：第一种是将热 线和空气温度传 感器（温度补偿 电阻）置于进气 通道中，称为主 流测量方式；一些高档小轿车采用这种空气流量传感器，如别 克、日产MAXIMA(千里马)、沃尔沃等。 38第二种是将热线缠 绕在陶瓷螺线管上并置 于旁通气道中，称为旁 通测量方式，这既减少 了气流阻力，又减少了 热线承受的气流作用力 ；39第三种是热膜式空气流量计，不用铂丝，且将 热膜、补偿电阻、精密电阻等镀在一块陶瓷片上 ，使制造成本大为降低，工作寿命延长。40v这类空气流量计由于没有运动部件，因此工 作可靠，而且响应特性较好；缺点是在空气 流速分布不均匀时误差较大414243
