空氣流量傳感器的檢測
互聯(lián)網(wǎng) tianshi 汽車電器維修 2008-09-10
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空氣流量傳感器的檢測 空氣流量傳感器是測定吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量的傳感器。電子控制汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)為了在各種運(yùn)轉(zhuǎn)工況下都能獲得最佳濃度的混合氣，必須正確地測定每一瞬間吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量，以此作為ECU計(jì)算(控制)噴油量的主要依據(jù)。如果空氣流量傳感器或線路出現(xiàn)故障，ECU得不到正確的進(jìn)氣量信號(hào)，就不能正常地進(jìn)行噴油量的控制，將造成混合氣過濃或過稀，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。 電子控制汽油噴射系統(tǒng)的空氣流量傳感器有多種型式，目前常見的空氣流量傳感器按其結(jié)構(gòu)型式可分為葉片(翼板)式、量芯式、熱線式、熱膜式、卡門渦旋式等幾種。 一、葉片式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測 1、葉片式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理 傳統(tǒng)的波許L型汽油噴射系統(tǒng)及一些中檔車型采用這種葉片式空氣流量傳感器，如豐田CAMRY(佳美)小轎車、豐田PREVIA(大霸王)小客車、馬自達(dá)MPV多用途汽車等。其結(jié)構(gòu)如圖 1所示，由空氣流量計(jì)和電位計(jì)兩部分組成�？諝饬髁坑�(jì)在進(jìn)氣通道內(nèi)有一個(gè)可繞軸擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)翼片(測量片)，如圖 2所示，作用在軸上的卷簧可使測量片關(guān)閉進(jìn)氣通路。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，進(jìn)氣氣流經(jīng)過空氣流量計(jì)推動(dòng)測量片偏轉(zhuǎn)，使其開啟。測量片開啟角度的大小取決于進(jìn)氣氣流對(duì)測量片的推力與測量片軸上卷簧彈力的平衡狀況。進(jìn)氣量的大小由駕駛員操縱節(jié)氣門來改變。進(jìn)氣量愈大，氣流對(duì)測量片的推力愈大，測量片的開啟角度也就愈大。在測量片軸上連著一個(gè)電位計(jì)，如圖 3所示。電位計(jì)的滑動(dòng)臂與測量片同軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，把測量片開啟角度的變化(即進(jìn)氣量的變化)轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。電位計(jì)通過導(dǎo)線、連接器與ECU連接。ECU根據(jù)電位計(jì)電阻的變化量或作用在其上的電壓的變化量，測得發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，如圖 4所示。 在葉片式空氣流量傳感器內(nèi)，通常還有一電動(dòng)汽油泵開關(guān)，如圖 5所示。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，測量片偏轉(zhuǎn)，該開關(guān)觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)汽油泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，測量片在回轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置的同時(shí)，使電動(dòng)汽油泵開關(guān)斷開。此時(shí)，即使點(diǎn)火開關(guān)處于開啟位置，電動(dòng)汽油泵也不工作。 流量傳感器內(nèi)還有一個(gè)進(jìn)氣溫度傳感器，用于測量進(jìn)氣溫度，為進(jìn)氣量作溫度補(bǔ)償。 葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器一般有7個(gè)端子，如圖 5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有將電位計(jì)內(nèi)部的電動(dòng)汽油泵控制觸點(diǎn)開關(guān)取消后，變?yōu)?個(gè)端子的。圖 6示出了日產(chǎn)和豐田車用葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器端子的“標(biāo)記”。其端子“標(biāo)記”一般標(biāo)注在連接器的護(hù)套上。 2、葉片式空氣流量傳感器的檢測 （1）豐田車葉片式空氣流量傳感器的檢測 圖 7所示為豐田PREVIA(大霸王)車2TZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)用葉片式空氣流量傳感器電路原理圖。其檢測方法有就車檢測和單件檢測兩種。 A、就車檢測 點(diǎn)火開關(guān)置“OFF”，拔下該流量傳感器導(dǎo)線連接器，用萬用表Ω檔測量連接器內(nèi)各端子間的電阻。其電阻值應(yīng)符合表 1所示；如不符，則應(yīng)更換空氣流量傳感器。 表 1 葉片式空氣流量傳感器各端子間的電阻（豐田PREVIA車） 端子 標(biāo)準(zhǔn)電阻(kΩ) 溫度(℃) VS-E2 0.2-0.60 - VC-E2 0.20-0.60 - 10.00-20.00 -20 4.00-7.00 0 THA-E2 2.00-3.00 20 0.90-1.30 20 0.40-0.70 60 FC-E1 不定 - B、單件檢測 點(diǎn)火開關(guān)置“OFF”，拔下空氣流量傳感器的導(dǎo)線連接器，拆下與空氣流量傳感器進(jìn)氣口連接的空氣濾清器，拆開空氣流量傳感器出口處空氣軟管卡箍，拆除固定螺栓，取下空氣流量傳感器。 首先檢查電動(dòng)汽油泵開關(guān)，用萬用表Ω檔測量E1-FC端子:在測量片全關(guān)閉時(shí)，E1-FC間不應(yīng)導(dǎo)通，電阻為∞；在測量片開啟后的任一開度上，E1-FC端子間均應(yīng)導(dǎo)通，電阻為0。 然后用起子推動(dòng)測量片，同時(shí)用萬用表Ω檔測量電位計(jì)滑動(dòng)觸點(diǎn)Vs與E2端子間的電阻(如圖 8):在測量片由全閉至全開的過程中，電阻值應(yīng)逐漸變小，且符合表 2所示；如不符，則須更換空氣流量傳感器。豐田CROWN 2.8小轎車5M-E發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片式空氣流量傳感器各端子間電阻標(biāo)準(zhǔn)值如表 3所示。 表 2 葉片式空氣流量傳感器各端子間的電阻（豐田PREVIA車） 端子 標(biāo)準(zhǔn)電阻(Ω) 測量片位置 FC-E1 ∞ 測量片全關(guān)閉 0 測量片開啟 VS-E2 20-600 全關(guān)閉 20-1200 從全關(guān)到全開 表 3 葉片式空氣流量傳感器各端子間的電阻(豐田CROWN2.8小轎車5M-E發(fā)動(dòng)機(jī)) 端子 溫度(℃) 測量片位置 標(biāo)準(zhǔn)電阻(kΩ) E2-VS - 完全關(guān)閉 0.02 - 從關(guān)閉到全開 0.02-1.00 E1-FC - 完全關(guān)閉 ∞ - 任何開度 0 E2-THA 0 - 4.00-7.00 20 - 2.00-3.00 40 - 0.90-1.30 60 - 0.40-0.70 E2-VC - - 0.10-0.30 E2-VB - - 0.20-0.40 E2-FC - - ∞ （2）日產(chǎn)車葉片式空氣流量傳感器的檢測 圖 9所示為日產(chǎn)車葉片式空氣流量傳感器電路的檢測(端子“標(biāo)記”有新舊兩種)。用萬用表Ω檔測量各端子之間的電阻時(shí)，舊“標(biāo)記”端子之間應(yīng)符合表 4所示的標(biāo)準(zhǔn)值，新“標(biāo)記”端子之間應(yīng)符合表 5所示的標(biāo)準(zhǔn)值。否則，應(yīng)更換空氣流量傳感器。 表 4 空氣流量傳感器舊“標(biāo)記”各端子間電阻值（日產(chǎn)車） 觸點(diǎn) 端子 標(biāo)準(zhǔn)電阻值(Ω) 測量片位置 電動(dòng)汽油 泵開關(guān) ∞ 測量片關(guān)閉 (觸點(diǎn)打開) 36-39 0 測量片打開 (觸點(diǎn)關(guān)閉) 電位計(jì) 6-9 250-350 - 6-8 150-250 - 8-9 50-150 - 7-8 0- ∞ 測量片由全閉到全開 表 5 葉片式空氣流量傳感器新“標(biāo)記”各端子間電阻值（日產(chǎn)車） 端子 電阻值(Ω) 測量片位置 33-35 約100 - 33-34 約200 - 32-33 0-∞ 測量片滑動(dòng)時(shí) 32-34 0-∞ 測量片滑動(dòng)時(shí) 25-34 阻值隨外界溫度而定 （3）五十鈴車葉片式空氣流量傳感器的檢測 電位計(jì)與空氣流量計(jì)的內(nèi)部接線如圖 10所示。工作時(shí)，滑動(dòng)臂在電位計(jì)的電阻片上滑動(dòng)，端子7與8之間的電壓U和端子6與9之間的電壓UB作為輸入信號(hào)輸入電控單元中。 在檢查時(shí)，取下空氣流量傳感器的導(dǎo)線連接器，將萬用表(電阻檔)接在6、7端子上，使測量片平穩(wěn)地張開，其間的電阻值是逐漸變化的；6與9端子之間的阻值為350-400Ω，空氣溫度傳感器27與6之間的電阻值為0.30-1OKΩ。 電動(dòng)汽油泵觸點(diǎn)39和36端子之間在測量片全閉時(shí)不導(dǎo)通(斷開)；測量片只要稍一轉(zhuǎn)動(dòng)，39和36端子之間便導(dǎo)通。 二、卡門渦旋式空氣流量傳感器的檢查 1、卡門渦旋式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理 卡門渦旋式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖 11所示。在進(jìn)氣管道正中間設(shè)有一流線形或三角形的渦流發(fā)生器，當(dāng)空氣流經(jīng)該渦流發(fā)生器時(shí)，在其后部的氣流中會(huì)不斷產(chǎn)生一列不對(duì)稱卻十分規(guī)則的被稱為卡門渦流的空氣渦流。根據(jù)卡門渦流理論，這個(gè)旋渦行列是紊亂地依次沿氣流流動(dòng)方向移動(dòng)，其移動(dòng)的速度與空氣流速成正比，即在單位時(shí)間內(nèi)通過渦流發(fā)生器后方某點(diǎn)的旋渦數(shù)量與空氣流速成正比。因此，通過測量單位時(shí)間內(nèi)渦流的數(shù)量就可計(jì)算出空氣流速和流量。 測量單位時(shí)間內(nèi)旋渦數(shù)量的方法有反光鏡檢出式和超聲波檢出式兩種。圖 12所示是反光鏡檢出式卡門渦旋流量傳感器，其內(nèi)有一只發(fā)光二極管和一只光敏三極管。發(fā)光二極管發(fā)出的光束被一片反光鏡反射到光敏三極管上，使光敏三極管導(dǎo)通。反光鏡安裝在一個(gè)很薄的金屬簧片上。金屬簧片在進(jìn)氣氣流旋渦的壓力作用下產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦數(shù)量相同。由于反光鏡隨簧片一同振動(dòng)，因此被反射的光束也以相同的頻率變化，致使光敏三極管也隨光束以同樣的頻率導(dǎo)通、截止。ECU根據(jù)光敏三極管導(dǎo)通、截止的頻率即可計(jì)算出進(jìn)氣量(圖 11)。凌志LS400小轎車即用了這種型式的卡門渦旋式空氣流量傳感器。 圖 13所示為超聲波檢出式卡門渦旋式空氣流量傳感器。在其后半部的兩側(cè)有一個(gè)超聲波發(fā)射器和一個(gè)超聲波接收器。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，超聲波發(fā)射器不斷地向超聲波接收器發(fā)出一定頻率的超聲波。當(dāng)超聲波通過進(jìn)氣氣流到達(dá)接收器時(shí)，由于受氣流中旋渦的影響，使超聲波的相位發(fā)生變化。ECU根據(jù)接收器測出的相應(yīng)變化的頻率，計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦的數(shù)量，從而求得空氣流速和流量，然后根據(jù)該信號(hào)確定基準(zhǔn)空氣量和基準(zhǔn)點(diǎn)火提前角。 2、卡門渦旋式空氣流量傳感器的檢測 以豐田凌志LS400轎車1UZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)用反光鏡檢出式空氣流量傳感器為例。該傳感器與ECU的連接電路如圖 14所示。 （1）電阻檢測 點(diǎn)火開關(guān)置“OFF”，拔下空氣流量傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬用表電阻檔(如圖 14所示)測量傳感器上“THA”與"El"端子之間的電阻，其標(biāo)準(zhǔn)值如表 6所示。如果電阻值不符合標(biāo)準(zhǔn)值，則更換空氣流量傳感器。 表 6 卡門渦旋式空氣流量傳感器THA-E1端子間的電阻（豐田凌志LS400轎車） 端子 標(biāo)準(zhǔn)電阻(kΩ) 溫度(℃) THA-E1 10.0 -20 4.0-7.0 0 2.0-3.0 20 0.9-1.3 40 0.4-0.7 60 （2）空氣流量傳感器的電壓檢測 插好此空氣流量傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬用表電壓檔檢測發(fā)動(dòng)機(jī)ECU端子THA-E2、Vc-E1、KS-E1間的電壓，其標(biāo)準(zhǔn)電壓值見表 7所示。若電壓不符合要求，則按圖 15所示進(jìn)行故障診斷。 表 7豐田凌志LS400轎車1UZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī) ECU THA-E2、VC-E1、KS-E1端子電壓 端子 電壓（V） 條件 THA-E2 0.5-3.4 怠速、進(jìn)氣溫度20℃ 4.5-5.5 點(diǎn)火開關(guān)ON KS-E1 2.0-4.0(脈沖發(fā)生) 怠速 VC-E1 4.5-5.5 點(diǎn)火開關(guān)ON 三、熱線式空氣流量傳感器的檢查 1、結(jié)構(gòu)和工作原理 熱線式空氣流量傳感器的基本結(jié)構(gòu)由感知空氣流量的白金熱線(鉑金屬線)、根據(jù)進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正的溫度補(bǔ)償電阻(冷線)、控制熱線電流并產(chǎn)生輸出信號(hào)的控制線路板以及空氣流量傳感器的殼體等元件組成。根據(jù)白金熱線在殼體內(nèi)的安裝部位不同，熱線式空氣流量傳感器分為主流測量、旁通測量方式兩種結(jié)構(gòu)形式。圖 18所示是采用主流測量方式的熱線式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)圖。它兩端有金屬防護(hù)網(wǎng)，取樣管置于主空氣通道中央，取樣管由兩個(gè)塑料護(hù)套和一個(gè)熱線支承環(huán)構(gòu)成。熱線線徑為70μm的白金絲(RH)，布置在支承環(huán)內(nèi)，其阻值隨溫度變化，是惠斯頓電橋電路的一個(gè)臂(圖 19)。熱線支承環(huán)前端的塑料護(hù)套內(nèi)安裝一個(gè)白金薄膜電阻器，其阻值隨進(jìn)氣溫度變化，稱為溫度補(bǔ)償電阻(RK)，是惠斯頓電橋電路的另一個(gè)臂。熱線支承環(huán)后端的塑料護(hù)套上粘結(jié)著一只精密電阻(RA)。此電阻能用激光修整，也是惠斯頓電橋的一個(gè)臂。該電阻上的電壓降即為熱線式空氣流量傳感器的輸出信號(hào)電壓�；菟诡D電橋還有一個(gè)臂的電阻RB安裝在控制線路板上。 熱線式空氣流量傳感器的工作原理是:熱線溫度由混合集成電路A保持其溫度與吸入空氣溫度相差一定值，當(dāng)空氣質(zhì)量流量增大時(shí)，混合集成電路A使熱線通過的電流加大，反之，則減小。這樣，就使得通過熱線RH的電流是空氣質(zhì)量流量的單一函數(shù)，即熱線電流IH隨空氣質(zhì)量流量增大而增大，或隨其減小而減小，一般在50-120mA之間變化。波許LH型汽油噴射系統(tǒng)及一些高檔小轎車采用這種空氣流量傳感器，如別克、日產(chǎn)MAXIMA(千里馬)、沃爾沃等。 2、熱線式空氣流量傳感器的檢測 （1）日產(chǎn)MAXIMA車VG3OE發(fā)動(dòng)機(jī)熱線式空氣流量傳感器的檢測圖 20所示為日產(chǎn)VG3OE發(fā)動(dòng)機(jī)熱線式空氣流量傳感器的電路�！� A、檢查空氣流量傳感器輸出信號(hào) 拔下此空氣流量傳感器的導(dǎo)線連接器，拆下空氣流量傳感器；按圖 21所示，將蓄電池的電壓施加于空氣流量傳感器的端子D和E之間(電源極性應(yīng)正確)，然后用萬用表電壓檔測量端子B和D之間的電壓。其標(biāo)準(zhǔn)電壓值為(1.6±0.5)V。如其電壓值不符，則須更換空氣流量傳感器。在進(jìn)行上述檢查之后，給空氣流量傳感器的進(jìn)氣口吹風(fēng)，同時(shí)測量端子B和D之間的電壓。在吹風(fēng)時(shí)，電壓應(yīng)上升至2-4V。如電壓值不符，則須更換空氣流量傳感器。 B、檢查自清潔功能 裝好熱線式空氣流量傳感器及其導(dǎo)線連接器，拆下此空氣流量傳感器的防塵網(wǎng)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并加速到2500r/min以上。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)后5s，從空氣流量傳感器進(jìn)氣口處，可以看到熱線自動(dòng)加熱燒紅(約1000℃)約1s。如無此現(xiàn)象發(fā)生，則須檢查自清信號(hào)或更換空氣流量傳感器。 （2）日產(chǎn)CA18E型發(fā)動(dòng)機(jī)熱線式空氣流量傳感器的檢查 A、就車檢查先拆下空氣流量傳感器的導(dǎo)線連接器(如圖 22所示)，檢查線束一側(cè)B端子與搭鐵間的電壓，其基準(zhǔn)電壓為12V。其次，則按單件檢查方法檢查端子31與搭鐵端之間的電壓。 B、單件檢查 如圖 23(a)所示，在B、C兩端子間加上12V電壓，然后檢查D、C兩端子間的輸出電壓。這時(shí)應(yīng)該注意，外加電壓的端子不能搞錯(cuò)(B端子與蓄電池的正接線柱相連，C端子與蓄電池的負(fù)接線柱相連)。如果接錯(cuò)就有可能損壞空氣流量傳感器。然后按圖 23(b)所示，在吹入空氣的情況下，測量空氣流量傳感器輸出電壓的變化，其標(biāo)準(zhǔn)為:當(dāng)沒有空氣吹入時(shí)，電壓約為0.8V；當(dāng)有空氣吹入時(shí)，電壓約為2.OV。 |
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