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1、模块二电控发动机空气供给系统单元一空气空气流量计一、空气供给系统概况1.空气供给系统的组成2.主要由空气滤清器、空气滤清器通气软管、空气流量计、节气门体、怠速空气控制阀、进气总管、进气歧管以及进气压力传感器等组成2.空气供给系统的功用向汽油机提供与发动机负荷相适应的、清洁的空气，同时对流入气缸的空气质量进行直接或间接地计量，使它们在系统中与喷油器喷出的汽油形成可燃混合气3.空气供给系统的基本原理空气空气空气滤清器空气滤清器空气流量计空气流量计（传感器传感器）节气节气 门门体体进气歧管进气歧管ECU测量测量空气数量空气数量控控制制进进气气量量怠速控制系统怠速控制系统喷油器（喷油器（执行器）执行器
2、）节气门位置节气门位置传传 感感 器器二、空气流量计作用1.作用：测量发动机的进气量，并将此信号转化为电信号，输送给电控单元（ECU），ECU根据进气量确定喷油量和点火时刻。当进气量增大，喷油量就增多，点火提前角减小。空气流量计是计算进气量、确定喷油量和点火时刻的主控信号。2.安装位置：安装在空气滤清器和节气门体之间的进气管道上空气空气滤清器滤清器进气管前段进气管前段进气管后段进气管后段空气空气流量计流量计节气门体节气门体三、空气流量计的分类重点学习热线式和热膜式空气流量计（或叫进气流量传感器）热线式空气流量计热膜式空气流量计卡门涡流式空气流量计翼片式空气流量计类型四、空气流量计结构和工作原理
3、1.热线式空气流量计当空气流过发热体时，会带走部分热量，带走的热量与流过发热体的空气质量有一定的对应关系，热线式空气流量计就是利用这一原理对空气量进行测量的（1）热线式空气流量计的构造防护网防护网空气流空气流铂丝热线铂丝热线取样管取样管温度温度补偿电阻补偿电阻控制电路板控制电路板连接器连接器主流测量方式取样管安装在主进气道中央旁通测量方式将铂丝热线和温度补偿电阻（冷线）安装在空气旁通道上控制电路板控制电路板热线热线冷线冷线陶瓷螺旋管陶瓷螺旋管热线和冷线热线和冷线旁通空气道旁通空气道主空气道主空气道流向流向节气门节气门（2）热线式空气流量计的工作原理控制电路板上的精密电阻R3和R1与热线电阻R2
4、和温度补偿电阻R4组成惠斯顿电桥。当空气流过铂热线电阻R2时，带走热线部分热量，热线温度下降，其电阻减小，电桥失去平衡。若要电桥恢复平衡，必须加大流过电桥的电流，使热线温度升高，阻值恢复到使电桥平衡的值。空气流量越大被带走的热量就越多，维持热线所需的电流也越大，反之则越小。当加热电流变化时，密电阻R1两端的电压UO相应变化。该电压的大小与流过电阻R2空气质量流量成正比。UO输送信号给ECU确定空气质量流量R2AR4R3R1UO热线式空气流量传感器工作原理图热线式空气流量传感器工作原理图 在空气质量不变的情况下，当进气温度发生变化时，最终使得加热热线所需的电流发生变化，影响测量精度，在采样管的前
5、端安装温度补偿电阻R4，R4起参照基准作用。它使热线和冷线之间的温差保持不变（一般为100），从而消除进气温度对测量值的影响热线式空气流量计特点：响应速度快、测量精度高、进气阻力小、不会磨损、可直接测量进气质量流量，但热线表面容易脏污，导致测量精度降低，当发动机回火时容易断线（3）热线式空气流量计的自洁功能发动机熄火后，ECU自动控制将热线加热至1000，持续1s。有些电控系统将热线的保持温度提高到2002.热膜式空气流量计热膜式与热线式空气流量传感器的工作原理基本相同，只是将热丝改为热膜。将铂金热膜固定在薄树脂膜上，或将热线、冷线、精密电阻固定在一块陶瓷片上特点：不直接承受空气流动的冲击力，
6、而且也不受尘埃污染影响测量精度，而且发热体的强度增大，使用寿命增加3.翼片式空气流量计(又称为叶片式、动片式、风门式、量板式空气流量计）。电控发动机中使用最早的一种空气流量计，在一些早期的车型上应用较多。外形识别：体积较大、圆弧形状（1）翼片式空气流量计结构翼片部分测量翼片和缓冲翼片通过翼片转轴固定在一起，可绕转轴旋转，进气推动测量翼片旋转的过程中，缓冲翼片可以减小因进气急剧变化而对测量翼片造成的的脉动，以保证输出信号平稳，复位弹簧安装在转轴的一端，当复位弹簧的弹力和进气气流对测量翼片的推力平衡时，翼片处于某一固定位置电位计螺旋复位弹簧的一端固定在翼片转轴上，另一端固定在调整齿圈上，调整齿圈由
7、一卡簧锁止。调整齿圈上有刻度标记，改变调整齿圈的固定位置可以调整弹簧的预紧力，以便在使用中调整空气流量计的输出特性，翼片转轴上固定有滑臂和平衡重，平衡重和滑臂随测量翼片一起转动，平衡重能使滑臂在旋转的过程中保持平稳，滑臂与印制在电路板上的镀膜电阻接触，形成可变电阻，滑臂与接线端子7相连，是电位信号输出端 平衡配重平衡配重燃油泵开关燃油泵开关 复位弹簧复位弹簧调节齿圈调节齿圈电位计电位计印制电路板印制电路板 燃油燃油泵控制触点控制触点可变电阻可变电阻热敏电阻热敏电阻固定电阻固定电阻搭搭铁搭搭铁铁油油泵电电机机电电源源ECU油泵控制触电油泵控制触点1受翼片控制，当翼片处于关闭状态时触点被顶开；当翼
8、片偏转时触点闭合进气温度传感器将一个热敏电阻4安装在空气流量计主空气通道进气口上用两根导线接在端子6和27上翼片式空气流量计接线端子THAVSVCVBE2FCE1日产（旧）日产（旧）日产（新）日产（新）27789636392532333534无无无无翼片式空气流量计线插头一般有7个，有的取消了油泵触点变成5个CO调整螺钉空气流量计主空气道下方有旁通气道，在旁通气道的一侧设有CO调整螺钉。由于怠速时的空燃比会因发动机、燃油喷射系统的不同出现偏差，通过调节旁通气道面积，可使空气流量计输出与目标一致6CO调整螺钉调整螺钉（2）翼片式空气流量计工作原理当空气通过空气流量计主通道时，翼片在进气气流压力和
9、复位弹簧的作用下偏转某一角度，进气量增大，气流压力随之增大，偏转角度就增大。同时，电位计中的滑臂随翼片轴同步旋转，此时VC和VS之间的电阻减小电压降低，ECU通过US/UB计算进气量（3）翼片式空气流量计缺点:由于其内部有机械运动部件，存在监测精度低、响应慢、工作可靠性差的缺点，所以现在很少采用4.卡门涡流式空气流量计现象：风吹电线“嗡、嗡”响，风速越大响动的频率就越大，这是气流流过电线形成涡流所致。（水中石头、风中电线等）卡门涡流：在流体中放置一个柱状物体，在其下游流体中就会形成两列平形状涡流，并且左右交替出现，因此，根据涡流出现的频率就能测量出流体流量卡门涡流式空气流量计信号类型：与涡流频
10、率对应的脉冲数字信号（1）光学式卡门涡流传感器组成：涡流发生器、发光二极管、光敏晶体管、反光镜等原理：当空气流经进气道时，会在涡流发生器的后部产生有规律的卡门涡流，从而导致涡流发生器周围的空气压力发生变化，变化的压力经导压孔引向金属薄膜制成的反光镜，使反光镜产生振动。其振动的频率与涡流发生的频率相等，而涡流发生频率又与进气流速成正比，反光镜再将发光二极管投射的光反射给光敏晶体管，通过光敏晶体管检测涡流发生的频率，并向ECU输送0或5V交替变化的方形波信号，ECU根据此信号计算进气量使用范围：由于光学式卡门涡流空气流量计容易脏污，现已很少使用（2）超声波式卡门涡流空气流量计超声波：频率高于20H
11、z，人耳听不到的机械波结构超声波接收器超声波接收器超声波发射器超声波发射器节气门节气门涡流发生器涡流发生器工作原理在没有卡门涡流的情况下，接收到的超声波为稳定的信号；有卡门涡流时，超声波在气流中的传播受到卡门涡流的影响，使接收到的超声波成为一个个与涡流数相对应的脉冲信号，其频率等于涡流释放频率。此脉冲信号经转换器转换成矩形脉冲数字信号，ECU根据此信号计算进气量卡门涡流空气流量计特点：响应速度快、测量精度高、使用寿命长，但制造成本高，只有少数中高档轿车使用。测量的是进气体积流量需要进气温度和大气压力信号进行修正。由于光学式卡门涡流空气流量计容易脏污，现已很少使用五、空气流量计的故障分析常见故障
12、：传感器脏污，传感器损坏，传感器线路断路、短路或虚接，插接器连接不良，节气门后方真空泄漏，ECU故障可能症状：不同的控制系统ECU的诊断功能不同，当传感器出现故障时的症状不同，一般会出现：1.启动困难2.怠速发抖3.加速无力4.油耗增大5.排放超标ECU对空气流量计的诊断：当传感器信号超出规定范围，或与进气压力信号、节气门位置信号、发动机转速信号、进气温度信号不一致时，ECU检测到进气流量传感器故障，存储故障码，采用替代值，此时发动机故障比较轻微当传感器信号不准确，ECU检测不到传感器故障时，不存储故障码、不采用替代值，此时发动机故障较为严重六、空气流量计（进气流量传感器）的检修不同车型的检测
13、方法有所不同，应以维修手册为准1.热膜式进气流量传感器检修（以桑塔纳AJR发动机热膜式空气流量计为例）端子“2”12V电源线端子“4”5V电源线端子“3”搭铁线端子“5”信号线端子“1”空脚检测：发动机运转，2与搭铁之间应为电源电压点火开关置于ON，4与搭铁之间电压应为5V左右断开连接器，点火开关置于OFF，连接器插头3与搭铁之间的电阻应小于0.5欧姆发动机运转，5与搭铁之间的电压，怠速时约为1.5V，并随进气量的增大而增大，急速时，达到3.54.5V波形分析：不同车型输出电压有差异，应与维修手册为准示波器针脚接在信号线5和搭铁之间，波形如图波形说明：看大小：观察电压的大小变化是否符合工况看变
14、化：随进气量的变化，信号变化是否能做出快速反应。随着车辆急加速或急减速上升慢或下降慢，说明传感器脏污看形状：看波形是否有杂波或断点等奇异变化案例分析l案例：进气流量传感器脏污l车型：桑塔纳2000GSi型轿车，AJR发动机，采用博士M3.8.2电喷系统（99年）l症状：发动机急加速回火，行驶无力l诊断：检查油路、点火系统、进气管道均正常。检查进气流量传感器，该发动机采用热膜式进气流量传感器，用万用表检测传感器端子2与搭铁之间的电压，12V正常。端子5信号电压正常时怠速应为1.5V左右，急加速时应为3.54.5V。检查中发现急加速时为2.8V左右，传感器输出信号电压偏低，拆下传感器发现传感器取样管内的薄膜电阻上有些絮丝状杂物l修复：用化油器清洗剂洗干净后装车，正常l分析：进气流量传感器脏污，急加速时信号电压偏低，ECU控制少喷油，混合气偏稀
