汽車(chē)空氣流量傳感器

1、第二章第二章 空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)、空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)、 原理與檢測(cè)原理與檢測(cè) 汽車(chē)汽車(chē)傳感器傳感器第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 空氣流量傳感器空氣流量傳感器(AFS)又稱(chēng)為空氣流量計(jì)又稱(chēng)為空氣流量計(jì)(AFM)，是，是進(jìn)進(jìn)氣歧管氣歧管質(zhì)量型空氣流量傳感器質(zhì)量型空氣流量傳感器(MAFS)的簡(jiǎn)稱(chēng)。的簡(jiǎn)稱(chēng)。一、功用一、功用 檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的大小，并將進(jìn)氣量信息變換成電信檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的大小，并將進(jìn)氣量信息變換成電信號(hào)輸入號(hào)輸入ECU。進(jìn)氣量信號(hào)是。進(jìn)氣量信號(hào)是ECU計(jì)算噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間的計(jì)算噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間的主要依據(jù)。主要依據(jù)。二、空氣供給系統(tǒng)的類(lèi)型二、空氣供給系統(tǒng)的類(lèi)型 汽車(chē)燃油噴射系統(tǒng)汽車(chē)

2、燃油噴射系統(tǒng)(EFI)根據(jù)空氣供給系統(tǒng)的計(jì)量方式，根據(jù)空氣供給系統(tǒng)的計(jì)量方式，EFI系統(tǒng)系統(tǒng)可分為可分為: L型型EFI 系統(tǒng)系統(tǒng) D型型EFI 系統(tǒng)系統(tǒng) 通過(guò)空氣流量計(jì)檢測(cè)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)空氣質(zhì)量。通過(guò)空氣流量計(jì)檢測(cè)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)空氣質(zhì)量。 汽車(chē)采用的汽車(chē)采用的L型傳感器分為型傳感器分為體積流量型體積流量型傳感器和傳感器和質(zhì)量流質(zhì)量流量型量型傳感器。傳感器。噴油器噴油器進(jìn)氣岐進(jìn)氣岐管管穩(wěn)壓室穩(wěn)壓室空氣流量空氣流量傳感器傳感器空氣濾清器空氣濾清器怠速怠速空氣閥空氣閥節(jié)氣門(mén)節(jié)氣門(mén)體體質(zhì)量流量質(zhì)量流量或或體積流量方式體積流量方式(1) L型型EFI 系統(tǒng)系統(tǒng) L型傳感器采用直接測(cè)量方式，所以進(jìn)氣量的測(cè)量精度

3、型傳感器采用直接測(cè)量方式，所以進(jìn)氣量的測(cè)量精度較高，控制效果優(yōu)于較高，控制效果優(yōu)于D型燃油噴射系統(tǒng)。型燃油噴射系統(tǒng)。 通過(guò)進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器檢測(cè)進(jìn)氣歧管內(nèi)的絕對(duì)通過(guò)進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器檢測(cè)進(jìn)氣歧管內(nèi)的絕對(duì)壓力從而間接測(cè)量進(jìn)氣量。壓力從而間接測(cè)量進(jìn)氣量。 D型型EFI系統(tǒng)利用系統(tǒng)利用進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力和和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)來(lái)計(jì)算吸入氣缸的空氣量，又稱(chēng)為計(jì)算吸入氣缸的空氣量，又稱(chēng)為速度速度密度型密度型EFI系統(tǒng)系統(tǒng)。噴油器噴油器進(jìn)氣岐管進(jìn)氣岐管壓力傳感壓力傳感器器空氣濾清器空氣濾清器怠速空氣怠速空氣閥閥進(jìn)氣岐管進(jìn)氣岐管穩(wěn)壓室穩(wěn)壓室節(jié)氣門(mén)體節(jié)氣門(mén)體 速度速度密度方式密度方式

4、(2) D型型EFI 系統(tǒng)系統(tǒng) 由于空氣在進(jìn)氣歧管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力波動(dòng)，由于空氣在進(jìn)氣歧管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力波動(dòng)，D型型燃油噴射系統(tǒng)的測(cè)量精度不高，但控制系統(tǒng)的成本較低。燃油噴射系統(tǒng)的測(cè)量精度不高，但控制系統(tǒng)的成本較低。三、三、EFI 采用的空氣流量計(jì)類(lèi)型采用的空氣流量計(jì)類(lèi)型 翼片式空氣流量計(jì)翼片式空氣流量計(jì) 體積流量型體積流量型 卡門(mén)渦流式空氣流量計(jì)卡門(mén)渦流式空氣流量計(jì) 體積流量型體積流量型 熱線式空氣流量計(jì)熱線式空氣流量計(jì) 質(zhì)量流量型質(zhì)量流量型 熱膜式空氣流量計(jì)熱膜式空氣流量計(jì) 質(zhì)量流量型質(zhì)量流量型 量芯式空氣流量計(jì)量芯式空氣流量計(jì) 體積流量型體積流量型 空氣流量傳空氣流量傳感器安裝在空

5、氣感器安裝在空氣濾清器濾清器與與進(jìn)氣軟進(jìn)氣軟管管之間。之間?？諝饪諝鉃V清器濾清器進(jìn)氣管前段進(jìn)氣管前段進(jìn)氣管后段進(jìn)氣管后段空氣空氣流量計(jì)流量計(jì)節(jié)氣門(mén)體節(jié)氣門(mén)體空氣流量傳感器的安裝位置空氣流量傳感器的安裝位置例：桑塔納例：桑塔納20002000轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射系統(tǒng)轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射系統(tǒng) 油箱油箱汽油泵汽油泵燃燃 油油濾清器濾清器壓力調(diào)節(jié)器壓力調(diào)節(jié)器電控單元電控單元ECU冷起動(dòng)閥冷起動(dòng)閥節(jié)氣門(mén)節(jié)氣門(mén)開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)節(jié)氣門(mén)節(jié)氣門(mén)輔助空氣閥輔助空氣閥油壓調(diào)節(jié)器油壓調(diào)節(jié)器噴油器噴油器燃燃 油油分配器分配器空氣溫度空氣溫度傳感器傳感器氧傳感器氧傳感器曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角傳感器傳感器轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器空氣流量空氣流量

6、傳感器傳感器水水 溫溫傳感器傳感器例：別克轎車(chē)電子控制汽油噴射系統(tǒng)例：別克轎車(chē)電子控制汽油噴射系統(tǒng) 歧管壓力傳感器歧管壓力傳感器進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器節(jié)氣門(mén)位置傳感器節(jié)氣門(mén)位置傳感器水溫傳感器水溫傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器曲軸轉(zhuǎn)角傳感器曲軸轉(zhuǎn)角傳感器第二節(jié)第二節(jié) 翼片式空氣流量傳感器和卡爾曼翼片式空氣流量傳感器和卡爾曼 渦流式空氣流量傳感器渦流式空氣流量傳感器 一、翼片式空氣流量傳感器一、翼片式空氣流量傳感器（一）翼片式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)、原理（一）翼片式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)、原理 翼片式空氣流量傳感器又稱(chēng)為翼片式空氣流量傳感器又稱(chēng)為葉片式葉片式、動(dòng)片式動(dòng)片式、風(fēng)門(mén)式風(fēng)門(mén)式、量

7、板式量板式空氣流量傳感器。空氣流量傳感器。電位電位計(jì)計(jì)空氣旁通通道空氣旁通通道進(jìn)氣岐管進(jìn)氣岐管側(cè)側(cè)緩沖室緩沖室復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器接線插頭接線插頭緩沖翼片緩沖翼片測(cè)量翼片測(cè)量翼片空氣濾清器側(cè)空氣濾清器側(cè)CO調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘測(cè)量翼片測(cè)量翼片緩沖翼片緩沖翼片1.1.結(jié)構(gòu)主要組成部件結(jié)構(gòu)主要組成部件(1)(1)檢測(cè)部件檢測(cè)部件 由測(cè)量葉片和緩沖葉片組成。由測(cè)量葉片和緩沖葉片組成。翼片總成固定在電位計(jì)轉(zhuǎn)翼片總成固定在電位計(jì)轉(zhuǎn)軸上。軸上。測(cè)量翼片在主進(jìn)氣道內(nèi)隨空氣流量的變化而偏轉(zhuǎn)，緩測(cè)量翼片在主進(jìn)氣道內(nèi)隨空氣流量的變化而偏轉(zhuǎn)，緩沖翼片與緩沖室起到阻尼作用，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量急劇

8、沖翼片與緩沖室起到阻尼作用，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量急劇變化時(shí)，使翼片轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，減小翼片脈動(dòng)。變化時(shí)，使翼片轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，減小翼片脈動(dòng)。 進(jìn)氣岐管進(jìn)氣岐管側(cè)側(cè)空氣濾清器側(cè)空氣濾清器側(cè)緩沖室緩沖室 安裝在傳感器殼體上部。由帶安裝在傳感器殼體上部。由帶平衡配重平衡配重的的滑臂滑臂和印制電和印制電路板上的路板上的鍍膜電阻鍍膜電阻組成，滑臂與翼片固定在同一轉(zhuǎn)軸上并一組成，滑臂與翼片固定在同一轉(zhuǎn)軸上并一起轉(zhuǎn)動(dòng)。起轉(zhuǎn)動(dòng)。 電位計(jì)內(nèi)設(shè)有片狀螺旋形電位計(jì)內(nèi)設(shè)有片狀螺旋形復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧、調(diào)節(jié)齒圈調(diào)節(jié)齒圈。(2)(2)電位計(jì)電位計(jì) 平衡配重平衡配重燃油泵開(kāi)關(guān)燃油泵開(kāi)關(guān) 復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧調(diào)節(jié)齒圈調(diào)節(jié)齒圈電位計(jì)電位計(jì)印制電

9、路板印制電路板 1）平衡配重）平衡配重 起到平衡作起到平衡作用，使滑臂平穩(wěn)用，使滑臂平穩(wěn)偏擺。偏擺。 有刻度標(biāo)記，有刻度標(biāo)記，調(diào)整復(fù)位彈簧的調(diào)整復(fù)位彈簧的預(yù)緊力，從而調(diào)預(yù)緊力，從而調(diào)整傳感器的輸出整傳感器的輸出特性。特性。2）調(diào)節(jié)齒圈）調(diào)節(jié)齒圈 控制電動(dòng)燃油泵。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電動(dòng)燃油泵。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)翼片稍微偏轉(zhuǎn)，翼片稍微偏轉(zhuǎn)，其其觸點(diǎn)觸點(diǎn)閉合，接通泵油。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后翼片關(guān)閉，觸點(diǎn)頂開(kāi)，燃閉合，接通泵油。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后翼片關(guān)閉，觸點(diǎn)頂開(kāi)，燃油泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)，油泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)，在在汽車(chē)發(fā)生事故汽車(chē)發(fā)生事故而而油管破裂油管破裂時(shí)時(shí)，可以防止燃，可以防止燃油泵繼續(xù)泵油導(dǎo)致燃油外溢而發(fā)生火災(zāi)。油泵繼續(xù)泵油導(dǎo)

10、致燃油外溢而發(fā)生火災(zāi)。4）接線插座）接線插座1）燃油泵燃油泵開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)(3)(3)其他部件其他部件2） CO調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘 旁通進(jìn)氣道上設(shè)有改變旁通進(jìn)氣量的旁通進(jìn)氣道上設(shè)有改變旁通進(jìn)氣量的CO(一氧化碳一氧化碳)調(diào)整調(diào)整螺釘，用來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)螺釘，用來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)CO排放量。排放量。 安裝在主進(jìn)氣道的進(jìn)氣口上，電阻兩端的引線分別與接安裝在主進(jìn)氣道的進(jìn)氣口上，電阻兩端的引線分別與接線插座上的線插座上的搭鐵搭鐵端子端子E2和溫度信號(hào)輸出端子和溫度信號(hào)輸出端子THA連接。連接。3)進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器空氣空氣濾清器側(cè)濾清器側(cè)進(jìn)氣進(jìn)氣岐管岐管側(cè)側(cè)測(cè)量翼片測(cè)量翼片 空氣流過(guò)傳感器主進(jìn)氣空

11、氣流過(guò)傳感器主進(jìn)氣道時(shí)，翼片受到氣流壓力產(chǎn)道時(shí)，翼片受到氣流壓力產(chǎn)生的推力矩和復(fù)位彈簧力矩生的推力矩和復(fù)位彈簧力矩的作用，翼片偏轉(zhuǎn)直到的作用，翼片偏轉(zhuǎn)直到彈簧彈簧力矩力矩與與推力力矩推力力矩平衡為止。平衡為止。 翼片受到的推力力矩與翼片受到的推力力矩與空氣流量成正比。翼片偏轉(zhuǎn)空氣流量成正比。翼片偏轉(zhuǎn)角度角度與進(jìn)氣量成正比。與進(jìn)氣量成正比。 電位計(jì)滑臂和翼片均固電位計(jì)滑臂和翼片均固定在同一轉(zhuǎn)軸上，電位計(jì)滑定在同一轉(zhuǎn)軸上，電位計(jì)滑臂與翼片同時(shí)偏轉(zhuǎn)。端子臂與翼片同時(shí)偏轉(zhuǎn)。端子VcVc與與VsVs之間輸出電壓之間輸出電壓UsUs隨進(jìn)氣隨進(jìn)氣量變化。量變化。利用力矩平衡原理和電位計(jì)原理利用力矩平衡原理和

12、電位計(jì)原理2.2.傳感器工作原理傳感器工作原理VBVBE2E2VCVCU US SVSVSU UB B3.3.傳感器電路傳感器電路燃油泵燃油泵控制觸點(diǎn)控制觸點(diǎn)可變電阻可變電阻熱敏電阻熱敏電阻固定電阻固定電阻搭搭鐵鐵搭搭鐵鐵油油泵泵電電機(jī)機(jī)電電源源ECU熱敏電阻：熱敏電阻： 進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器由由NTC熱敏電阻套熱敏電阻套裝在塑料殼體內(nèi)構(gòu)裝在塑料殼體內(nèi)構(gòu)成，安裝在主進(jìn)氣成，安裝在主進(jìn)氣道的進(jìn)氣口上，電道的進(jìn)氣口上，電阻兩端的引線分別阻兩端的引線分別與接線插座上的搭與接線插座上的搭鐵端子鐵端子E2和溫度信和溫度信號(hào)輸出端子號(hào)輸出端子THA連連接。接。（二）翼片式空氣流量傳感器檢測(cè)（二）翼

13、片式空氣流量傳感器檢測(cè) 翼片式空氣流量傳感器檢測(cè)方法有翼片式空氣流量傳感器檢測(cè)方法有開(kāi)路檢測(cè)開(kāi)路檢測(cè)和和在路檢測(cè)在路檢測(cè)兩種。以后其他章節(jié)的傳感器檢測(cè)兩種。以后其他章節(jié)的傳感器檢測(cè)開(kāi)路檢測(cè)開(kāi)路檢測(cè)：在傳感器與傳感器電路不連接的情況下，對(duì)傳感：在傳感器與傳感器電路不連接的情況下，對(duì)傳感 器內(nèi)部狀況進(jìn)行檢測(cè)。一般通過(guò)檢測(cè)器內(nèi)部狀況進(jìn)行檢測(cè)。一般通過(guò)檢測(cè)有關(guān)端子間有關(guān)端子間 的電阻值或通斷情況進(jìn)行判斷。的電阻值或通斷情況進(jìn)行判斷。在路檢測(cè)在路檢測(cè)：傳感器在工作狀態(tài)時(shí)，通過(guò)檢測(cè)傳感器有關(guān)端子：傳感器在工作狀態(tài)時(shí)，通過(guò)檢測(cè)傳感器有關(guān)端子 的電壓、信號(hào)波形和電路導(dǎo)通情況等，對(duì)傳感器、的電壓、信號(hào)波形和電路

14、導(dǎo)通情況等，對(duì)傳感器、 ECU及連接導(dǎo)線進(jìn)行綜合檢測(cè)。及連接導(dǎo)線進(jìn)行綜合檢測(cè)。緩沖室緩沖室復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧緩沖翼片緩沖翼片測(cè)量翼片測(cè)量翼片進(jìn)氣溫度進(jìn)氣溫度傳感器傳感器空氣流空氣流ECU1.1.開(kāi)路檢測(cè)開(kāi)路檢測(cè)燃油泵燃油泵控制觸點(diǎn)控制觸點(diǎn)可變電阻可變電阻熱敏電阻熱敏電阻固定電阻固定電阻搭搭鐵鐵搭搭鐵鐵油油泵泵電電機(jī)機(jī)電電源源ECU1）檢測(cè)有關(guān)端子間的）檢測(cè)有關(guān)端子間的 電阻值或通斷。電阻值或通斷。2）通過(guò)加溫檢測(cè)熱敏）通過(guò)加溫檢測(cè)熱敏 電阻的阻值變化。電阻的阻值變化。 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，拔點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，拔下傳感器的配線連接器。下傳感器的配線連接器。2.2.在路檢測(cè)在路檢測(cè) 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通，檢點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接

15、通，檢測(cè)電源、有關(guān)端子的電測(cè)電源、有關(guān)端子的電壓值和線路的導(dǎo)通。壓值和線路的導(dǎo)通。名稱(chēng)名稱(chēng)測(cè)量測(cè)量端子端子測(cè)量條件測(cè)量條件電阻值電阻值/ /k 備注備注5M-E發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)2TZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵燃油泵觸點(diǎn)觸點(diǎn)FCE1翼片完全關(guān)閉翼片完全關(guān)閉 任何任何溫度溫度翼片任何開(kāi)度翼片任何開(kāi)度00空氣空氣流量流量傳感器傳感器VBE220C0.200.40VCE220C0.100.300.200.60VSE2翼片完全關(guān)閉翼片完全關(guān)閉0.020.100.100.3020C翼片任何開(kāi)度翼片任何開(kāi)度0.021.000.100.3020C進(jìn)氣進(jìn)氣溫度溫度傳感器傳感器THA E220C10.0020.0010

16、.0020.000C4.007.004.007.0020C2.003.002.003.0040C0.901.300.901.30豐田汽車(chē)翼式空氣流量傳感器各端子之間的電阻值豐田汽車(chē)翼式空氣流量傳感器各端子之間的電阻值 眾所周知，空氣的眾所周知，空氣的質(zhì)量質(zhì)量與其溫度和大氣壓力有關(guān)。溫度與其溫度和大氣壓力有關(guān)。溫度越低或大氣壓力越高，空氣密度越大，空氣越低或大氣壓力越高，空氣密度越大，空氣質(zhì)質(zhì)量就越大；反量就越大；反之，溫度越高或大氣壓力越低，空氣之，溫度越高或大氣壓力越低，空氣質(zhì)質(zhì)量就越小。量就越小。 翼片式流量傳感器檢測(cè)的是進(jìn)氣氣流的翼片式流量傳感器檢測(cè)的是進(jìn)氣氣流的體積流量體積流量，當(dāng)進(jìn)，

17、當(dāng)進(jìn)氣溫度或大氣壓力發(fā)生變化時(shí)，相同體積的空氣氣溫度或大氣壓力發(fā)生變化時(shí)，相同體積的空氣質(zhì)質(zhì)量就會(huì)發(fā)量就會(huì)發(fā)生變化。生變化。 為了避免環(huán)境溫度和大氣壓力變化給流量檢測(cè)帶來(lái)為了避免環(huán)境溫度和大氣壓力變化給流量檢測(cè)帶來(lái)的的誤誤差，所有檢測(cè)體積流量的空氣流量傳感器都采用了差，所有檢測(cè)體積流量的空氣流量傳感器都采用了進(jìn)氣溫度進(jìn)氣溫度傳感器傳感器和和大氣壓力傳感器大氣壓力傳感器進(jìn)行修正。進(jìn)行修正。 翼片式空氣流量傳感器翼片式空氣流量傳感器已經(jīng)持續(xù)生產(chǎn)使用多年。它具有已經(jīng)持續(xù)生產(chǎn)使用多年。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，目前許多車(chē)型仍采結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，目前許多車(chē)型仍采用翼片式

18、用翼片式空氣流量傳感器空氣流量傳感器。二、卡爾曼渦流式空氣流量傳感器二、卡爾曼渦流式空氣流量傳感器 （一）卡爾曼渦流式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)、原理（一）卡爾曼渦流式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)、原理發(fā)光二極管發(fā)光二極管板彈簧板彈簧反光鏡反光鏡光敏光敏晶體晶體管管導(dǎo)壓孔導(dǎo)壓孔渦流渦流發(fā)生器發(fā)生器光電檢測(cè)渦流式空氣流量傳感器光電檢測(cè)渦流式空氣流量傳感器 流體渦流效應(yīng)流體渦流效應(yīng)1.1.結(jié)構(gòu)主要組成部件結(jié)構(gòu)主要組成部件1) 蜂窩狀整流網(wǎng)柵蜂窩狀整流網(wǎng)柵：使進(jìn)氣在渦流發(fā)生器之前形成比較穩(wěn)定：使進(jìn)氣在渦流發(fā)生器之前形成比較穩(wěn)定 的氣流，在傳感器氣流入口處。的氣流，在傳感器氣流入口處。 2) 渦流發(fā)生器渦流發(fā)生器：周期

19、性地產(chǎn)生穩(wěn)定的卡爾曼渦流，在渦流發(fā)周期性地產(chǎn)生穩(wěn)定的卡爾曼渦流，在渦流發(fā) 生器上設(shè)有一個(gè)生器上設(shè)有一個(gè)穩(wěn)流槽穩(wěn)流槽和兩個(gè)和兩個(gè)導(dǎo)壓孔導(dǎo)壓孔。5) 發(fā)光二極管發(fā)光二極管(LED)：發(fā)出光：發(fā)出光束束，設(shè)置在鏡面上部。設(shè)置在鏡面上部。6)光敏晶體管光敏晶體管：接受反光鏡的反射發(fā)光：接受反光鏡的反射發(fā)光束束，變換成電信號(hào)。變換成電信號(hào)。3) 反光鏡反光鏡：反射發(fā)光二極管的光，用反光能力強(qiáng)的金屬箔片：反射發(fā)光二極管的光，用反光能力強(qiáng)的金屬箔片 制成，并用細(xì)薄的制成，并用細(xì)薄的 張緊帶張緊帶張緊在張緊在導(dǎo)壓腔導(dǎo)壓腔的外表面上。的外表面上。4) 板簧片板簧片：給張緊帶施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，防止張緊帶和反光：給

20、張緊帶施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，防止張緊帶和反光 鏡振幅過(guò)大而損壞。設(shè)在導(dǎo)壓腔內(nèi)，并緊貼張緊帶。鏡振幅過(guò)大而損壞。設(shè)在導(dǎo)壓腔內(nèi)，并緊貼張緊帶。7) 集成信號(hào)處理電集成信號(hào)處理電：路將頻率信號(hào)變換成方波信號(hào)后，再輸：路將頻率信號(hào)變換成方波信號(hào)后，再輸 入到入到ECU進(jìn)行運(yùn)算處理。進(jìn)行運(yùn)算處理。2.2.傳感器工作原理傳感器工作原理 當(dāng)氣流流過(guò)渦流發(fā)生器時(shí)，其后部就會(huì)產(chǎn)生渦流，渦流當(dāng)氣流流過(guò)渦流發(fā)生器時(shí)，其后部就會(huì)產(chǎn)生渦流，渦流引起發(fā)生器后部壓力變化。進(jìn)氣量越大，渦流頻率越高，壓引起發(fā)生器后部壓力變化。進(jìn)氣量越大，渦流頻率越高，壓力變化頻率就越高。力變化頻率就越高。 變化的壓力經(jīng)變化的壓力經(jīng)導(dǎo)壓孔引向金屬膜

21、導(dǎo)壓孔引向金屬膜反光鏡使其產(chǎn)生振反光鏡使其產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與動(dòng)，其振動(dòng)頻率與渦流頻率相等。反渦流頻率相等。反光鏡將發(fā)光二極管光鏡將發(fā)光二極管的光束反射到光敏的光束反射到光敏晶體管上，通過(guò)光晶體管上，通過(guò)光敏晶體管檢測(cè)渦流敏晶體管檢測(cè)渦流頻率，該頻率信號(hào)頻率，該頻率信號(hào)輸入到輸入到ECU。反光鏡反光鏡發(fā)光二極發(fā)光二極管管板彈簧板彈簧渦流發(fā)生器渦流發(fā)生器導(dǎo)壓孔導(dǎo)壓孔光敏晶體管光敏晶體管進(jìn)氣流進(jìn)氣流 信號(hào)處理電路將頻率信號(hào)輸入信號(hào)處理電路將頻率信號(hào)輸入ECU之后，之后，ECU便可計(jì)算便可計(jì)算出進(jìn)氣流量的大小。豐田皇冠出進(jìn)氣流量的大小。豐田皇冠30型轎車(chē)上實(shí)測(cè)光電檢測(cè)渦型轎車(chē)上實(shí)測(cè)光電檢測(cè)渦流式空

22、氣流量傳感器的輸出信號(hào)周期值，見(jiàn)表流式空氣流量傳感器的輸出信號(hào)周期值，見(jiàn)表2-4?？梢?jiàn)，?？梢?jiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，吸人氣缸的進(jìn)氣量越大，產(chǎn)生渦流的頻率發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，吸人氣缸的進(jìn)氣量越大，產(chǎn)生渦流的頻率就越高。就越高。超聲波檢測(cè)渦流式空氣流量傳感器超聲波檢測(cè)渦流式空氣流量傳感器 渦流發(fā)生器渦流發(fā)生器渦流穩(wěn)定板渦流穩(wěn)定板超聲波超聲波發(fā)生器發(fā)生器超聲波超聲波接收器接收器與渦流數(shù)對(duì)應(yīng)的疏密超聲波與渦流數(shù)對(duì)應(yīng)的疏密超聲波整型后的方波整型后的方波卡爾曼渦流卡爾曼渦流超聲波發(fā)生電路超聲波發(fā)生電路來(lái)自空氣來(lái)自空氣濾清器濾清器流向流向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)空氣旁通通道空氣旁通通道ECU 渦流發(fā)生器設(shè)在主空氣道上。設(shè)置旁通

23、空氣道的目的是為渦流發(fā)生器設(shè)在主空氣道上。設(shè)置旁通空氣道的目的是為了調(diào)節(jié)主空氣道的流量?？墒褂猛灰?guī)格的流量傳感器來(lái)滿足了調(diào)節(jié)主空氣道的流量?？墒褂猛灰?guī)格的流量傳感器來(lái)滿足不同排量的發(fā)動(dòng)機(jī)的流量檢測(cè)要求。不同排量的發(fā)動(dòng)機(jī)的流量檢測(cè)要求。超聲波接收電路超聲波接收電路1.1.結(jié)構(gòu)主要組成部件結(jié)構(gòu)主要組成部件 主要由渦流發(fā)生器、超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、集主要由渦流發(fā)生器、超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、集成控制電路、進(jìn)氣溫度傳感器和大氣壓力傳感器等組成。在成控制電路、進(jìn)氣溫度傳感器和大氣壓力傳感器等組成。在主空氣道的內(nèi)壁上，粘貼有吸聲材料，防止超聲波出現(xiàn)不規(guī)主空氣道的內(nèi)壁上，粘貼有吸聲材料，防止超

24、聲波出現(xiàn)不規(guī)則反射現(xiàn)象而影響正常檢測(cè)。則反射現(xiàn)象而影響正常檢測(cè)。1）超聲波發(fā)生器）超聲波發(fā)生器：用于產(chǎn)生和發(fā)射超聲波信號(hào)：用于產(chǎn)生和發(fā)射超聲波信號(hào)2）超聲波接收器）超聲波接收器：用于接收超聲波信號(hào)。：用于接收超聲波信號(hào)。 當(dāng)當(dāng)40kHz頻率超聲波穿過(guò)進(jìn)氣氣流到達(dá)超聲波接收器頻率超聲波穿過(guò)進(jìn)氣氣流到達(dá)超聲波接收器時(shí)，由于受到氣流移動(dòng)速度及壓力變化的影響，因此從超時(shí)，由于受到氣流移動(dòng)速度及壓力變化的影響，因此從超聲波接收器接收到的超聲波信號(hào)的相位聲波接收器接收到的超聲波信號(hào)的相位(時(shí)間間隔時(shí)間間隔)及相位及相位差差(時(shí)間間隔之差時(shí)間間隔之差)就會(huì)發(fā)生變化，控制電路根據(jù)相位或相就會(huì)發(fā)生變化，控制電路

25、根據(jù)相位或相位差的變化情況就可計(jì)量出渦流頻率。渦流頻率信號(hào)輸入位差的變化情況就可計(jì)量出渦流頻率。渦流頻率信號(hào)輸入ECU后，后，ECU就可計(jì)算出進(jìn)氣量。就可計(jì)算出進(jìn)氣量。 2.2.傳感器工作原理傳感器工作原理超聲波檢測(cè)渦流式空氣流量傳感器 構(gòu)造 超聲波檢測(cè)渦流式空氣流量傳感器原理電路 超聲波通過(guò)卡爾曼渦旋后的加、減速情況 （二）渦流式空氣流量傳感器檢測(cè)（二）渦流式空氣流量傳感器檢測(cè)1.1.開(kāi)路檢測(cè)開(kāi)路檢測(cè) 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，拔下傳感器的配線連接器。通過(guò)加點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，拔下傳感器的配線連接器。通過(guò)加溫檢測(cè)熱敏電阻溫度傳感器的阻值變化。溫檢測(cè)熱敏電阻溫度傳感器的阻值變化。2.2.在路檢測(cè)在路檢測(cè) 點(diǎn)火開(kāi)

26、關(guān)接通，檢測(cè)電源、有關(guān)端子的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通，檢測(cè)電源、有關(guān)端子的電壓值電壓值、信信號(hào)波形號(hào)波形和線路的導(dǎo)通。和線路的導(dǎo)通。 由于兩類(lèi)由于兩類(lèi)渦流式空氣流量傳感器檢測(cè)的均是進(jìn)氣的體積渦流式空氣流量傳感器檢測(cè)的均是進(jìn)氣的體積流量，流量，兩類(lèi)兩類(lèi)傳感器均有傳感器均有進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器和和大氣壓力傳感器大氣壓力傳感器修修正流量檢測(cè)帶來(lái)誤差。正流量檢測(cè)帶來(lái)誤差。 豐田轎車(chē)光電檢測(cè)渦流式空氣流量傳感器 靜態(tài)檢測(cè) 動(dòng)態(tài)檢測(cè) 三菱轎車(chē)超聲波渦流式空氣流量傳感器 檢測(cè)方法如下:打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量傳感器1號(hào)端子與搭鐵間電壓，應(yīng)為5V。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到3000r/min，這時(shí)再測(cè)量1號(hào)端子與搭鐵間

27、電壓，應(yīng)為2.23.2V。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量傳感器的4號(hào)端子與搭鐵間電阻應(yīng)為0。 渦流式空氣流量傳感器的輸出信號(hào)是與旋渦頻率對(duì)應(yīng)渦流式空氣流量傳感器的輸出信號(hào)是與旋渦頻率對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)字信號(hào)，其響應(yīng)速度是幾種空氣流量傳感器中最的脈沖數(shù)字信號(hào)，其響應(yīng)速度是幾種空氣流量傳感器中最快的一種，幾乎能同步反映空氣流速的變化，因此特別適快的一種，幾乎能同步反映空氣流速的變化，因此特別適用于數(shù)字式計(jì)算機(jī)處理。用于數(shù)字式計(jì)算機(jī)處理。渦流式空氣流量傳感器的優(yōu)點(diǎn)渦流式空氣流量傳感器的優(yōu)點(diǎn) 渦流式空氣流量傳感器還具有測(cè)量精度高、進(jìn)氣阻力渦流式空氣流量傳感器還具有測(cè)量精度高、進(jìn)氣阻力小、無(wú)磨損等優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)期使用時(shí)，性能不

28、會(huì)發(fā)生變化。其小、無(wú)磨損等優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)期使用時(shí)，性能不會(huì)發(fā)生變化。其缺點(diǎn)是制造成本較高，因此目前只有在少數(shù)中高檔轎車(chē)中缺點(diǎn)是制造成本較高，因此目前只有在少數(shù)中高檔轎車(chē)中采用，因?yàn)槭菣z測(cè)體積流量，所以需要對(duì)空氣溫度和大氣采用，因?yàn)槭菣z測(cè)體積流量，所以需要對(duì)空氣溫度和大氣壓進(jìn)行修正。壓進(jìn)行修正。 如豐田凌志如豐田凌志LS400型轎車(chē)、皇冠型轎車(chē)、皇冠30型轎車(chē)、三菱吉型轎車(chē)、三菱吉普車(chē)、長(zhǎng)風(fēng)獵豹吉普車(chē)和現(xiàn)代轎車(chē)采用。普車(chē)、長(zhǎng)風(fēng)獵豹吉普車(chē)和現(xiàn)代轎車(chē)采用。 第三節(jié)第三節(jié) 熱線式和熱膜式空氣流量傳感器熱線式和熱膜式空氣流量傳感器 一、一、熱線式和熱膜式熱線式和熱膜式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)、原理空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)

29、、原理( (一一) )熱線式空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器 熱線式空氣流量傳感器，按其鉑金熱線安裝位置的不同熱線式空氣流量傳感器，按其鉑金熱線安裝位置的不同分為分為主流測(cè)量方式主流測(cè)量方式和和旁通測(cè)量方式旁通測(cè)量方式兩種。兩種。防護(hù)網(wǎng)防護(hù)網(wǎng)空氣空氣流流白金熱線白金熱線取樣管取樣管溫度溫度補(bǔ)償電阻補(bǔ)償電阻控制電路板控制電路板連接器連接器主流測(cè)量方式的主流測(cè)量方式的熱線式空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器1.1.結(jié)構(gòu)主要組成部件結(jié)構(gòu)主要組成部件 如圖所示為如圖所示為主流測(cè)主流測(cè)量方式量方式傳感器的結(jié)構(gòu)組傳感器的結(jié)構(gòu)組成。成。 取樣管安裝在主進(jìn)取樣管安裝在主進(jìn)氣道中央，取樣管安裝氣道中央，取樣管

30、安裝有一根直徑為有一根直徑為70 m的的鉑金絲，兩端有金屬防鉑金絲，兩端有金屬防護(hù)網(wǎng)固定在殼體上。護(hù)網(wǎng)固定在殼體上。 控制線路板上有六控制線路板上有六端子插座與端子插座與ECU連接，連接，用于輸入信號(hào)。用于輸入信號(hào)。旁通測(cè)量方式的旁通測(cè)量方式的熱線式空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器旁通測(cè)量方式熱旁通測(cè)量方式熱線式空氣流量傳感器線式空氣流量傳感器與主流測(cè)量方式熱線與主流測(cè)量方式熱線式空氣流量傳感器的式空氣流量傳感器的主要區(qū)別是，它把鉑主要區(qū)別是，它把鉑金熱線和補(bǔ)償電阻金熱線和補(bǔ)償電阻(冷冷線線)安裝在旁通空氣道安裝在旁通空氣道上。上。 熱線和溫度補(bǔ)償熱線和溫度補(bǔ)償電阻用鉑線纏繞在陶電阻用鉑線纏

31、繞在陶瓷螺旋管上。瓷螺旋管上。控制電路板控制電路板熱線熱線冷線冷線陶瓷螺旋管陶瓷螺旋管熱線和冷線熱線和冷線旁通空氣道旁通空氣道主空氣道主空氣道流向流向節(jié)氣門(mén)節(jié)氣門(mén)2.2.傳感器工作原理傳感器工作原理則要增加流過(guò)則要增加流過(guò)電阻電阻RH的電流的電流，恢復(fù)恢復(fù)RH的的溫度和電阻值，溫度和電阻值，加熱加熱電流通過(guò)密電阻電流通過(guò)密電阻RA兩端的兩端的電壓電壓UO相應(yīng)增加。該電壓的大小與相應(yīng)增加。該電壓的大小與流過(guò)流過(guò)電阻電阻RH空氣空氣質(zhì)量質(zhì)量流量流量成正成正比。比。UO 輸輸送送 ECU 確定確定空氣空氣質(zhì)質(zhì)量量流量，流量， 溫度補(bǔ)償電阻溫度補(bǔ)償電阻RK用來(lái)消除用來(lái)消除進(jìn)氣溫度的變化對(duì)空氣流量測(cè)進(jìn)氣

32、溫度的變化對(duì)空氣流量測(cè)量結(jié)果的影響。量結(jié)果的影響。控制電路控制電路將將RH與與RK之間的之間的溫溫差保持不變，該差保持不變，該溫溫差差一般一般為為100。RHARKRBRAUO熱線式空氣流量傳感器工作原理圖熱線式空氣流量傳感器工作原理圖 控制電路板上的精密電阻控制電路板上的精密電阻RA和和RB與熱線電阻與熱線電阻RH和溫度補(bǔ)和溫度補(bǔ)償電阻償電阻RK組成惠登電橋。組成惠登電橋。當(dāng)空氣流過(guò)當(dāng)空氣流過(guò)鉑鉑熱線熱線電阻電阻RH時(shí)，時(shí)，RH的的溫度降低，溫度降低，其其電阻減小，電橋失去平衡。電阻減小，電橋失去平衡。若要若要電橋恢復(fù)平衡電橋恢復(fù)平衡，功能功能: :在在熱膜式空氣質(zhì)量計(jì)量?jī)x熱膜式空氣質(zhì)量計(jì)量

33、儀中加熱電阻中加熱電阻 是鉑金。是鉑金。它是電橋電路的一部分，另外還有溫度電阻它是電橋電路的一部分，另外還有溫度電阻 ，傳感器電阻傳感器電阻 還有一個(gè)可變電阻。所有這些電還有一個(gè)可變電阻。所有這些電阻都是堆放在阻都是堆放在陶瓷片上的很薄的膜。陶瓷片上的很薄的膜。電橋電路電橋電路如此校準(zhǔn)，溫差如此校準(zhǔn)，溫差-加熱電阻等于溫度電阻加熱電阻等于溫度電阻- 160C .吸入的空氣冷卻加熱電阻，溫度電阻不變。吸入的空氣冷卻加熱電阻，溫度電阻不變。用于用于加熱的電流加熱的電流作為作為吸入的空氣量吸入的空氣量的檢驗(yàn)尺度的檢驗(yàn)尺度。熱膜式與熱線式空氣流量傳感器的工作原理基本相同，熱膜式與熱線式空氣流量傳感器的

34、工作原理基本相同，只是將熱絲改為熱膜。熱膜采用平面形鉑金屬膜電阻，故稱(chēng)只是將熱絲改為熱膜。熱膜采用平面形鉑金屬膜電阻，故稱(chēng)為熱膜電阻。其制作方法是：在氧化鋁陶瓷基片上采用蒸發(fā)為熱膜電阻。其制作方法是：在氧化鋁陶瓷基片上采用蒸發(fā)工藝沉積鉑金屬薄膜，通過(guò)光刻制作成梳狀電阻，在其表面工藝沉積鉑金屬薄膜，通過(guò)光刻制作成梳狀電阻，在其表面覆蓋一層絕緣保護(hù)膜，再引出電極引線即制成。覆蓋一層絕緣保護(hù)膜，再引出電極引線即制成。( (二二) )熱膜式空氣流量傳感器熱膜式空氣流量傳感器空空氣氣流流控制電路板控制電路板熱膜熱膜金屬網(wǎng)金屬網(wǎng)溫度傳感器溫度傳感器1.1.結(jié)構(gòu)主要組成部件結(jié)構(gòu)主要組成部件在傳感器內(nèi)部的進(jìn)氣

35、通道上設(shè)有一個(gè)在傳感器內(nèi)部的進(jìn)氣通道上設(shè)有一個(gè)矩形護(hù)套矩形護(hù)套( (相當(dāng)于取相當(dāng)于取樣管樣管) )，熱膜電阻熱膜電阻設(shè)在護(hù)套中。護(hù)套的空氣人口一側(cè)設(shè)有空氣設(shè)在護(hù)套中。護(hù)套的空氣人口一側(cè)設(shè)有空氣過(guò)濾層防止污物沉積到熱膜電阻上影響測(cè)量精度。過(guò)濾層防止污物沉積到熱膜電阻上影響測(cè)量精度。在熱膜電阻附近的在熱膜電阻附近的氣流上游設(shè)有鉑金屬膜氣流上游設(shè)有鉑金屬膜式溫度補(bǔ)償電阻，防止式溫度補(bǔ)償電阻，防止進(jìn)氣溫度變化使測(cè)量精進(jìn)氣溫度變化使測(cè)量精度受到影響。度受到影響。 補(bǔ)償電阻和熱膜電補(bǔ)償電阻和熱膜電阻與傳感器內(nèi)部控制電阻與傳感器內(nèi)部控制電路連接，線束連接器插路連接，線束連接器插座連接，線束插座設(shè)在座連接，線

36、束插座設(shè)在傳感器殼體中部。傳感器殼體中部。二、二、熱線式與熱膜式熱線式與熱膜式空氣流量傳感器檢測(cè)空氣流量傳感器檢測(cè)1.1.開(kāi)路檢測(cè)開(kāi)路檢測(cè) 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，拔下傳感器的配線連接器。通過(guò)加點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，拔下傳感器的配線連接器。通過(guò)加溫檢測(cè)熱敏電阻溫度傳感器的阻值變化。溫檢測(cè)熱敏電阻溫度傳感器的阻值變化。2.2.在路檢測(cè)在路檢測(cè) 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通，檢測(cè)電源、有關(guān)端子的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通，檢測(cè)電源、有關(guān)端子的電壓值電壓值和線和線路的導(dǎo)通。路的導(dǎo)通。與熱絲式流量傳感器相比，熱膜電阻的阻值較大，所以與熱絲式流量傳感器相比，熱膜電阻的阻值較大，所以消耗電流較小，使用壽命較長(zhǎng)。熱膜電阻不直接承受空氣流消耗電流較小，使用

37、壽命較長(zhǎng)。熱膜電阻不直接承受空氣流所產(chǎn)生的壓力，提高了傳感器的可靠性。所產(chǎn)生的壓力，提高了傳感器的可靠性。 由于其發(fā)熱元件由于其發(fā)熱元件表面有一層絕緣保護(hù)薄膜，因此響應(yīng)特性稍差。表面有一層絕緣保護(hù)薄膜，因此響應(yīng)特性稍差。主流測(cè)量主流測(cè)量熱線式空氣流量傳感器連接電路熱線式空氣流量傳感器連接電路空空氣氣流流量量傳傳感感器器儲(chǔ)電池電源儲(chǔ)電池電源輸出電壓輸出電壓可變電阻器可變電阻器搭鐵搭鐵自清污信號(hào)自清污信號(hào)ECCSECCS微機(jī)集中微機(jī)集中控制裝置控制裝置點(diǎn)火開(kāi)關(guān)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)電子燃油電子燃油噴射繼電器噴射繼電器熱絲式與熱膜式空氣流量傳感器其敏感元件分別是鉑金熱絲式與熱膜式空氣流量傳感器其敏感元件分別是鉑金屬絲和鉑金屬膜，鉑金屬發(fā)熱元件的響應(yīng)速度很快，能在幾屬絲和鉑金屬膜，鉑金屬發(fā)熱元件的響應(yīng)速度很快，能在幾毫秒內(nèi)反映出空氣流量的變化，因此測(cè)量精度不受進(jìn)氣氣流毫秒內(nèi)反映出空氣流量的變化，因此測(cè)量精度不受進(jìn)氣氣流脈動(dòng)的影響。具有進(jìn)氣阻力小、無(wú)磨損部件等優(yōu)點(diǎn)。因此目脈動(dòng)的影響。具有進(jìn)氣阻力小、無(wú)磨損部件等優(yōu)點(diǎn)。因此目前大多數(shù)中高檔轎車(chē)都采用了這種傳感器。前大多數(shù)中高檔轎車(chē)都采用了這種傳感器。 如博世如博世