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空气流量传感器

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空气流量传感器,也称空气流量计,是电喷发动机的重要传感器之一。它将吸入的空气流量转换成电信号送至电控单元(ECU),作为决定喷油的基本信号之一,是测定吸入发动机的空气流量的传感器。

电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转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计算(控制)喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或线路出现故障,ECU得不到正确的进气量信号,就不能正常地进行喷油量的控制,将造成混合气过浓或过稀,使发动机运转不正常。电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式,常见的空气流量传感器按其结构型式可分为叶片(翼板)式、量芯式、热线式、热膜式、卡门涡旋式等几种。


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空气流量传感器结构原理

在电子控制燃油喷射装置上,测定发动机所吸进的空气量的传感器,即空气流量传感器是决定系统控制精度的重要部件之一。当规定发动机所吸进的空气、混合气的空燃比(A/F)的控制精度为±1.0时,系统的允许误差为±6[%]~7[%],将此允许误差分配至系统的各构成部件上时,空气流量传感器所允许的误差为±2[%]~3[%]。

汽油发动机所吸进空气流量的最大值与最小值之比max/min在自然进气系统中为40~50,在带增压的系统的中为60~70,在此范围内的,空气流量传感器应能保持±2~3[%]的测量精度,电子控制燃油喷射装置上所用的空气流量传感器在很宽的测定范围上不仅应能保持测量精度,而且测量响应性也要优秀,可测量脉动的空气流,输出信号的处理应简单。

根据空气流量传感器特征的不同,将燃油控制系统按进气量的计量方式分为直接测量进气量的L型控制与间接计量进气量的D型控制(根据进气歧管负压与发动机的转速间接计量进气量。D型控制方式中的微机ROM内,预先储存着以发动机转速和进气管内的压力为参数的的各种状态下的进气量,微机根据所测的各运转状态下的进气压力与转速,参照ROM所记忆的进气量,可以算出燃油量L型控制所用的空气流量计与一般工业流量传感器基本相同,但它能适应汽车的苛环境,但对踏油门时出现的流量的急剧变化的响应要求及在传感器前后进气歧管的形状引起的不均匀气流中也能高精度检测的要求。

最初的电子燃油喷射控制系统的采用的不是微机。而是模拟电路,那时采用的是活门式的空气流量传感器,但随着微机用于控制燃油喷射,也出现了其他几种的空气流量传感器。

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流量传感器对汽车的影响

虽然空气流量传感器失常不至于造成发动机无法启动,但是肯定会影响发动机的动力性能,如怠速不稳、加速不良、进气管“回火”以及排气管冒黑烟等,同时引起尾气排放超标。

⑴引起发动机加速不良

一辆帕萨特GLi轿车,行驶里程4.5万km,将发动机加速到4200r/min,再踩加速踏板,发动机的转速反而下降。用VAG1551故障诊断仪检测,无故障码存储。读取4200r/min时的数据流,发现空气流量数据只能达到1.1~1.3g/s,而且不能随着节气门的开闭而变化。更换空气流量传感器后,故障被排除。究其原因。空气流量传感器的输出信号偏差不足以让电控单元(ECU)纪录故障码,但是由于空气流量信号不能准确反映实际的进气量,导致ECU据此控制的喷油量偏少,所以发动机的转速不升反降。

⑵导致进气管“回火”

一辆捷达王轿车。出现发动机怠速抖动,急加速时进气管“回火”的现象。检查进气系统,没有发现漏气。更换燃油滤清器,清洗4个喷油器,无效。检查燃油压力,怠速和加速时都正常。拆下空气流量传感器的插接器试车,故障现象大有好转。测量空气流量传感器各端子的电阻值,正常。最后发现,空气流量传感器的热膜式电阻上粘有灰尘。用汽化器清洗剂清除积尘后,故障被排除。

对于采用热膜式空气流量传感器的电喷发动机,它以恒定的电压加在热膜(电阻)的两端,使电阻发热,其温度由电路控制。ECU根据流过热膜电阻的电流大小来判断进气量的多少,并决定喷油量,以适应发动机不同工况的需要。如果热膜上积尘,形成隔热层,当进气量变大时,其温度变化减慢,所需电流变小,ECU据此确定的喷油量会减小。而此时的实际进气量比较大,于是导致混合汽过稀,最终引发发动机怠速抖动,急加速时“回火”等故障现象。

⑶自动变速器无法升入超速挡

如果空气流量传感器对地短路,将造成混合汽过稀,使发动机的输出功率下降,会导致自动变速器无法升入超速挡。此时应当更换空气流量传感器。

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流量传感器维修要点

⑴热线和热膜脏污后的清洗

如果发动机存在“回火”故障,往往对空气流量传感器造成严重危害。由于发动机的气流在进气歧管内逆向流动(即“回火”),其中含有炭颗粒,这些炭颗粒容易黏附在空气流量传感器的感应元件上,并产生如下后果:在怠速时,空气流量传感器的信号偏大,而在加速及大负荷时信号偏小。

热线是否具有自洁能力的检查方法是:拆下空气滤清器,从空气流量传感器的进气口处察看热线,若发动机熄火5s后看不到热线发出微红的辉光约1s,说明热线的自洁能力已经丧失。

热线(热膜)污染后,可以在热机、怠速状态下。拆下空气滤清器的滤网,采用汽化器清洗剂直接喷射热线或热膜,以清除黏附在其上的积炭。

⑵热膜式空气流量传感器损坏后的处理

不少车型采用BOSCH公司生产的热膜式空气流量传感器,其核心部分由一块集成电路(数/模转换电路)和惠斯登电桥所组成,没有设置稳压电路。因此,当电源电压过高或者出现瞬间高电压时,这种热膜式空气流量传感器容易烧坏。而电路峰值电压过高(超过16V)的原因,往往是蓄电池硫化严重,使其容量下降,无法吸收发电机的峰值电压,所以蓄电池硫化是导致热膜式空气流量传感器损坏的原因之一。解决办法是:在热膜式空气流量传感器的前端加装一个7812三端子稳压集成电路。

⑶堵住空气不经过计量的进入途径

这些不正常途径包括:进气管破裂,真空软管松脱,进气歧管与汽缸盖密封不严。如果存在以上情况。部分空气将不经过空气流量传感器的计量而直接进入汽缸,最终导致发动机混合汽失调。

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