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1、* *刖言1、空气流量计的简介1.1空气流量计的原理1.2空气流量计的分类 22、空气流量计的电路图 33、空气流量计的检测方法 33.1检测方法 43.2检测步骤43.3检测结论54、数据参考 54.1主要数据 54.2参考数据65、故障案例65.1 凌志 LS400 65.2 现代 Elantra 1.6 76、结论 8结束语9参考文献 10后记 11汽车发动机电子控制系统中很重要的一项控制内容就是最佳空燃比 控制。为达到这样的目的，必须对发动机进气空气流量进行精确测量， 而空气流量计就是直接或间接检测进入发动机气缸空气量大小，并将检 测结果换成电信号送至ECU, ECU根据空气流量信号是
2、来确定基本喷油 量。本文就介绍分析了空气流量计的原理、以及叶片式空气流量计的结 构特点与检测方法。在此学习过程中对空气流量计较深入的了解，扩大 了自己的知识面，自己的能力也得到了提高。关键词：空气流量计最佳空燃比 进气量SummaryAutomobile engine electronic control systems are important in a control element is the best air-fuel ratiocontrol. For this purpose, the engine intake air flow must be accurate measur
3、ement, detection and air flow meter is directly or indirectly into the engine cylinders air volume size, and test resu lts of elec trical signals sent to the ECU,ECU the air flow signal is to determine the basic injection quantity.This articledescribes the theory, and composition analysis of air flo
4、w me ter, classifica ti on, and test ingme thods. Air flow meter int his learning process more in-dep thunders tanding, expand their knowledge, their abi lity has been increased.Key words: bes t air-fuel rat io of inlet air flow meter刖言随着电子控制燃油器喷射系统的普及，相应的维修问题也不断出现，尤其是发 动机控制中的传感器故障。以及各传感器的相关故障更显突出。空
5、气流量计就是典 型的例子，在检测发动机电控单元时，故障诊断仪经常显示空气流量计故障，本文 对空气流量计做了简单的介绍和故障分析方法，还添加了凌志LS400和现代Elantra 1.6的实际案例与大家探讨，进一步了解空气流量计。1简介空气流量计AFM（Air FlowMeter, AFM）是进气歧管空气流量计（Manifold Air Flow Meter,MAFM）的简称，又称为空气流量传感器（Air Flow Sensor, AFS）,其功 用是检测发动机进气量大小，并将进气量信息转换成电信号输入电控单元（ECU）以 供计算确定喷油量。进气量信号是电控单元精确计算喷油量的主要依据，如果空气
6、流量计发生故障，电控单元将启动备用模式，把空气流量值设定在5g/s，同时记录故 障代码。此时将造成怠速不稳、发动机喘抖、怠速游车、怠速转速偏高、燃油脉宽 增加、行驶费油、点火推迟、尾气排放恶劣等。在多点燃油喷射系统中，根据进气量的方式不同。空气流量计又分为“ D”（即 压力型）和“L”（即空气流量型）俩种类型。字母“D”是德文“Druck（压力）”的 第一个字母，是利用压力传感器检测进气歧管内的绝对压力，测量方法属于间接测 量法。控制系统利用检测到的绝对压力与发动机的转速来计算吸入汽缸的空气量， 又称为速度密度型燃油喷射控制系统。由于在进气歧管内流动时会产生压力波动， 发动机怠速（节气门关闭）
7、时的进气量与汽车加速（节气门全开）时的进气量之差 可达40倍以上，进气气流的最大流速可达80m/s，因此。“D”型燃油本社系统的测 量精度不高，但控制系统的制造成本较低。字母“ L”是德文“ Luf tmengen（空气）” 的第一个字母，是利用流量传感器直接测量吸入进气管的空气流量。由于采用直接 测量的方法，因此进气量的测量精度较高，控制效果优于“D”型燃油喷射系统。当前各车型采用的“L”型 的传感器分为体积流量型（如翼板式、量芯式、涡流式） 传感器和质量流量型（如热线式和热模式）传感器，质量流量型传感器工作性能稳 定、测量精度高、使用效果好，但制造成本相对“D”型要高。由于热膜式空气流量
8、传感器内没有运动部件，因此没有流动阻力，而且使用寿命远远高于热线式流量传 感器。11原理1.空气流量计（MAF）按结构原理可分为翼板式、热丝式、卡门涡旋式及电压位计式等几种，按信号输出类型又分为数字式和模拟式两种。12分类1.2.1叶片式空气流量计空气流量计的结构简单，可靠性高；但进气阻力大，响应较慢且体积较大1.2.2卡门旋涡式空气流量计所谓卡门旋涡，是指在流体中放置一个圆柱状或三角状物体时，在这一物体的 下游就会产生的两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡123光学式卡门旋涡空气流量计在产生卡门旋涡的过程中，旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化，通过导孔 作用在金属箔上，从而使其振动，发光二极管
9、的光照在振动的金属箔上时，光敏三 极管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光，其输出经解调得到代表空气流 量的频率信号。1. 2.4超声波式卡门旋涡空气流量计在卡门涡流发生器下游管路两侧相对安装超声波发射探头和接收探头。因卡门 涡流对空气密度的影响，就会使超声波从发射探头到接收探头的时间较无旋涡变晚 而产生相位差。对此相位信号进行处理，就可得到旋涡脉冲信号，1.2.5热线式空气流量计当无空气流动时，电桥处于平衡状态，控制电路输出某一加热电流至热线电阻 RH；当有空气流动时，由于RH的热量被空气吸收而变冷，其电阻值发生变化，电桥 失去平衡，如果保持热线电阻与吸入空气的温差不变并为一定值，就必须
10、增加流过 热线电阻的电流IH。因此，热线电流IH就是空气质量流量的函数。1.2.6热膜式空气流量计热膜式空气流量计的工作原理与热线式空气流量计类似，都是用惠斯登电桥工 作的。所不同的是：热膜式不使用白金丝作为热线，而是将热线电阻、补偿电阻及 桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。BOSCH翼板式空气流量计主要有两种：一种是随着空气流量的增加输出信号的电压升 高，另一种是当空气流量加大时输出信号电压降低，这两种类型属于模拟电压量输 出。翼板式空气流量计的核心是一个可变电阻（电位计），它与空气翼板同轴连接， 当空气流动的翼板也随之开启，随着翼板的开启角度变化，可变电阻（电位计）也随 之转动
11、。翼板式空气流量计是一个三线传感器，其中两条是参考电压的正负端，另一条 是可变电阻器的滑动触点臂，它向电脑提供与翼板转动角度成正比的输出电压信号。 急加速时，翼板在空气流动动压作用下，超过正常摆动角度的过量信号，这就为控 制电脑提供混合气加浓的控制信号。这是一个非常重要的传感器，因为控制电脑依据这个信号来计算发动机负荷、 点火正时、排气再循环控制及发动机怠速控制和其他参数，不良的空气流量计会造 成喘振和怠速不良，以及发动机性能和排放问题。2、空气流量计的电路图R53、空气流量计的检测方法3.1检测方法3.2检测步骤关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，当怠速稳定后，检查 怠速时输出
12、信号电压（图1中左侧波形）。做加速和减速试验，应有类似图中的波形 出现。将发动机转速从怠速加至油门全开，（加速时不宜太急）油门全开后持续2秒钟， 但不要使发动机超速运转；再将发动机降至怠速运转，并保持2秒钟；再从怠速急加速发动机至油门全开，然后再收油门使发动机回至怠速；定住波形去察看机器。3.2.1波形结果方法一测量出的电压值波形可以参照维修资料进行对比分析，正常翼板式空气流量计 怠速时输出电压约为IV,油门全开的应超过4V,全减速（急抬油门）的输出电压并不 是非常快地从全加速电压回到怠速电压，通常（除TOYOTA汽车外）翼板式空气流量计 的输出电压都是随空气流量的增加而升高的，波形的幅值在气
13、流不变时应保持稳定， 一定的空气流量应有相对的输出电压，当输出电压与气流不符时可以从波形图中检 查出来，而发生这种情况将使发动机的工作状况明显地受到影响。打开点火开关（ON），不起动发动机，用手推动翼板式空气流量计的翼板，当翼 板式空气流量计可变电阻器的碳轨有小的磨损时，波形中就会有间断性的毛刺，用 这个方法比前一种方法更容易发现可变电阻器（电位计）的磨损点，但这只是对翼板 式空气流量计的元件测试，它不能帮助你整体地测量进气系统（进气度歧管工作等等） 或发动机运转时翼板间歇性卡着等故障。在急加速时波形中的小尖峰是由于翼板过量摆动造成的，控制电脑正是根据这 一点来判定加速加浓信号。3.2. 2B
14、0SCH热丝式空气流量计，参见图2。BOSCH热丝式空气流量计是模拟输出电压信号传感器，大多数BOSCH热丝式空气流量 计在空气流量增大时，输出电压也随之升高，热丝式空气流量计内部温度补偿电路 比较复杂，输出电压模拟信号被送到控制电脑，控制电脑则根据这个信号来计算发 动机负荷判定燃油供给量和点火正时等等。试验方法：关闭所有附属电气设备，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（图2中左侧波形）做加速和减速试验，应有类似图中的波形出现。将发动机转速从怠速增加到油门全开（加速过程中油门以缓中速打开）持续2 秒钟，不宜超速；再减速回到怠速状况，持续约2秒钟；再急加速至油门全开，
15、然后再回到怠速；定住波形，仔细观察空气流量计波形。波形结果：可以从维修资料中找出输出电压参考值进行比较，通常热丝式空气流量计输出 电压范围是从怠速时超过0.2V变至油门全开时超过4V,当全减速时输出电压应比怠 速时的电压稍低。发动机运转时，波形的幅值看上去在不断地波动，这是正常的，因此热丝式空 气流量计没有任何运动部件，因此没有惯性，所以它能快速的对空气流量的变化做 出反应，在加速时的波形所看到的杂波实际是在低进气真空之下各缸气口上的空气 气流脉动，控制电脑中的超级处理电路读入后会清除这些信号。所以，这些脉冲没 有关系。重点不同的车型输出电压将有很大的差异，在怠速时是否为0.25V也是判断空气流量 计好坏的方法，另外从燃油混合气是否正常或冒黑烟也可以判断空气流量计的好坏, 有时想判断空气流量计的好坏非常困难。许多坏的空气流量计在怠速时输入电压太 高，而油门全开时又达不到4V。3.2. 3B0SCH CIS型空气流量电位计，参见图3。安装在BOSCH机械式燃油喷射系统中，在这个系统的燃油分配器侧面装有电液 压力调节器oBOSCHCIS系统用安装在空气流量板上的电位计来传感空气流量的大小, 这个电位计在空气流量增大时，输出电压会随之增高。空气流量电位计的工作原理与油箱中的油位传感器及翼板式空气流量计很相 像，空气流量板与电位计同轴转动，它实质上是一个将位置的变化转变成
