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空氣流量傳感器

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空氣流量傳感器,也稱空氣流量計(jì),是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的重要傳感器之一。它將吸入的空氣流量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送至電控單元(ECU),作為決定噴油的基本信號(hào)之一,是測(cè)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(cè)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,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。


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空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)原理

在電子控制燃油噴射裝置上,測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)所吸進(jìn)的空氣量的傳感器,即空氣流量傳感器是決定系統(tǒng)控制精度的重要部件之一。當(dāng)規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)所吸進(jìn)的空氣、混合氣的空燃比(A/F)的控制精度為±1.0時(shí),系統(tǒng)的允許誤差為±6[%]~7[%],將此允許誤差分配至系統(tǒng)的各構(gòu)成部件上時(shí),空氣流量傳感器所允許的誤差為±2[%]~3[%]。

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)所吸進(jìn)空氣流量的最大值與最小值之比max/min在自然進(jìn)氣系統(tǒng)中為40~50,在帶增壓的系統(tǒng)的中為60~70,在此范圍內(nèi)的,空氣流量傳感器應(yīng)能保持±2~3[%]的測(cè)量精度,電子控制燃油噴射裝置上所用的空氣流量傳感器在很寬的測(cè)定范圍上不僅應(yīng)能保持測(cè)量精度,而且測(cè)量響應(yīng)性也要優(yōu)秀,可測(cè)量脈動(dòng)的空氣流,輸出信號(hào)的處理應(yīng)簡(jiǎn)單。

根據(jù)空氣流量傳感器特征的不同,將燃油控制系統(tǒng)按進(jìn)氣量的計(jì)量方式分為直接測(cè)量進(jìn)氣量的L型控制與間接計(jì)量進(jìn)氣量的D型控制(根據(jù)進(jìn)氣歧管負(fù)壓與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速間接計(jì)量進(jìn)氣量。D型控制方式中的微機(jī)ROM內(nèi),預(yù)先儲(chǔ)存著以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣管內(nèi)的壓力為參數(shù)的的各種狀態(tài)下的進(jìn)氣量,微機(jī)根據(jù)所測(cè)的各運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的進(jìn)氣壓力與轉(zhuǎn)速,參照ROM所記憶的進(jìn)氣量,可以算出燃油量L型控制所用的空氣流量計(jì)與一般工業(yè)流量傳感器基本相同,但它能適應(yīng)汽車的苛環(huán)境,但對(duì)踏油門時(shí)出現(xiàn)的流量的急劇變化的響應(yīng)要求及在傳感器前后進(jìn)氣歧管的形狀引起的不均勻氣流中也能高精度檢測(cè)的要求。

最初的電子燃油噴射控制系統(tǒng)的采用的不是微機(jī)。而是模擬電路,那時(shí)采用的是活門式的空氣流量傳感器,但隨著微機(jī)用于控制燃油噴射,也出現(xiàn)了其他幾種的空氣流量傳感器。

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流量傳感器對(duì)汽車的影響

雖然空氣流量傳感器失常不至于造成發(fā)動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng),但是肯定會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能,如怠速不穩(wěn)、加速不良、進(jìn)氣管“回火”以及排氣管冒黑煙等,同時(shí)引起尾氣排放超標(biāo)。

⑴引起發(fā)動(dòng)機(jī)加速不良

一輛帕薩特GLi轎車,行駛里程4.5萬km,將發(fā)動(dòng)機(jī)加速到4200r/min,再踩加速踏板,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速反而下降。用VAG1551故障診斷儀檢測(cè),無故障碼存儲(chǔ)。讀取4200r/min時(shí)的數(shù)據(jù)流,發(fā)現(xiàn)空氣流量數(shù)據(jù)只能達(dá)到1.1~1.3g/s,而且不能隨著節(jié)氣門的開閉而變化。更換空氣流量傳感器后,故障被排除。究其原因??諝饬髁總鞲衅鞯妮敵鲂盘?hào)偏差不足以讓電控單元(ECU)紀(jì)錄故障碼,但是由于空氣流量信號(hào)不能準(zhǔn)確反映實(shí)際的進(jìn)氣量,導(dǎo)致ECU據(jù)此控制的噴油量偏少,所以發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不升反降。

⑵導(dǎo)致進(jìn)氣管“回火”

一輛捷達(dá)王轎車。出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng),急加速時(shí)進(jìn)氣管“回火”的現(xiàn)象。檢查進(jìn)氣系統(tǒng),沒有發(fā)現(xiàn)漏氣。更換燃油濾清器,清洗4個(gè)噴油器,無效。檢查燃油壓力,怠速和加速時(shí)都正常。拆下空氣流量傳感器的插接器試車,故障現(xiàn)象大有好轉(zhuǎn)。測(cè)量空氣流量傳感器各端子的電阻值,正常。最后發(fā)現(xiàn),空氣流量傳感器的熱膜式電阻上粘有灰塵。用汽化器清洗劑清除積塵后,故障被排除。

對(duì)于采用熱膜式空氣流量傳感器的電噴發(fā)動(dòng)機(jī),它以恒定的電壓加在熱膜(電阻)的兩端,使電阻發(fā)熱,其溫度由電路控制。ECU根據(jù)流過熱膜電阻的電流大小來判斷進(jìn)氣量的多少,并決定噴油量,以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況的需要。如果熱膜上積塵,形成隔熱層,當(dāng)進(jìn)氣量變大時(shí),其溫度變化減慢,所需電流變小,ECU據(jù)此確定的噴油量會(huì)減小。而此時(shí)的實(shí)際進(jìn)氣量比較大,于是導(dǎo)致混合汽過稀,最終引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng),急加速時(shí)“回火”等故障現(xiàn)象。

⑶自動(dòng)變速器無法升入超速擋

如果空氣流量傳感器對(duì)地短路,將造成混合汽過稀,使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率下降,會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)變速器無法升入超速擋。此時(shí)應(yīng)當(dāng)更換空氣流量傳感器。

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流量傳感器維修要點(diǎn)

⑴熱線和熱膜臟污后的清洗

如果發(fā)動(dòng)機(jī)存在“回火”故障,往往對(duì)空氣流量傳感器造成嚴(yán)重危害。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流在進(jìn)氣歧管內(nèi)逆向流動(dòng)(即“回火”),其中含有炭顆粒,這些炭顆粒容易黏附在空氣流量傳感器的感應(yīng)元件上,并產(chǎn)生如下后果:在怠速時(shí),空氣流量傳感器的信號(hào)偏大,而在加速及大負(fù)荷時(shí)信號(hào)偏小。

熱線是否具有自潔能力的檢查方法是:拆下空氣濾清器,從空氣流量傳感器的進(jìn)氣口處察看熱線,若發(fā)動(dòng)機(jī)熄火5s后看不到熱線發(fā)出微紅的輝光約1s,說明熱線的自潔能力已經(jīng)喪失。

熱線(熱膜)污染后,可以在熱機(jī)、怠速狀態(tài)下。拆下空氣濾清器的濾網(wǎng),采用汽化器清洗劑直接噴射熱線或熱膜,以清除黏附在其上的積炭。

⑵熱膜式空氣流量傳感器損壞后的處理

不少車型采用BOSCH公司生產(chǎn)的熱膜式空氣流量傳感器,其核心部分由一塊集成電路(數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路)和惠斯登電橋所組成,沒有設(shè)置穩(wěn)壓電路。因此,當(dāng)電源電壓過高或者出現(xiàn)瞬間高電壓時(shí),這種熱膜式空氣流量傳感器容易燒壞。而電路峰值電壓過高(超過16V)的原因,往往是蓄電池硫化嚴(yán)重,使其容量下降,無法吸收發(fā)電機(jī)的峰值電壓,所以蓄電池硫化是導(dǎo)致熱膜式空氣流量傳感器損壞的原因之一。解決辦法是:在熱膜式空氣流量傳感器的前端加裝一個(gè)7812三端子穩(wěn)壓集成電路。

⑶堵住空氣不經(jīng)過計(jì)量的進(jìn)入途徑

這些不正常途徑包括:進(jìn)氣管破裂,真空軟管松脫,進(jìn)氣歧管與汽缸蓋密封不嚴(yán)。如果存在以上情況。部分空氣將不經(jīng)過空氣流量傳感器的計(jì)量而直接進(jìn)入汽缸,最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)混合汽失調(diào)。

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