AJR发动机电控系统检测|空气流量传感器

任务目标

1）掌握空气流量传感器的结构与工作原理。

2）掌握空气流量传感器的检测方法。

实训器材

常用工具，万用表，KT600解码仪，桑塔纳2000型轿车AJR发动机实验台。

学习领域

一、安装位置

空气流量传感器安装在空气滤清器之后、节气门体之前的进气软管上。

二、功用

空气流量传感器的功用是检测发动机进气量的大小，并将进气量信息转换成电信号输入电控单元（ECU）以供传感器计算确定喷油量。

空气流量传感器安装在空气滤清器与节气门体之间，直接检测进气量。根据不同测量原理与结构，空气流量传感器有叶片式、卡门漩涡式、热线式和热膜式四种。

三、空气流量传感器的结构

热膜式空气流量传感器安装在空气滤清器和进气软管之间，主要由控制电路、热膜、上流温度传感器、金属滤网等组成，其结构如图3⁃12所示。

图3⁃12 空气流量传感器的结构图

1—线束插座 2—混合电路盒 3—温度补偿电路 4—外壳 5—金属滤网 6—导流格栅

四、空气流量传感器工作原理

1.叶片式空气流量传感器

叶片式空气流量传感器的工作原理如图3⁃13。来自空气滤清器的空气通过空气流量传感器时，空气推力使测量板打开一个角度，当吸入空气推开测量板的力与弹簧变形后的弹力相平衡时，叶片停止转动。与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度，将进气量转换成电压信号送给ECU。

图3⁃13 叶片式空气流量传感器的工作原理

1—电位计转轴 2—进气温度传感器 3—测量板 4—怠速调整螺钉 5—回位弹簧 6—缓冲室 7—缓冲叶片

2.卡门漩涡式空气流量传感器

卡门漩涡式空气流量传感器在其空气通道中设置一个锥体状的涡流发生器，在涡流发生器后部将会不断产生名为卡门漩涡的涡流串，测出卡门漩涡的频率即可计算出空气流量的大小。

测量单位时间内漩涡数量的方法有反光镜检出式和超声波检出式两种。图3⁃14所示为反光镜检出式卡门漩涡式空气流量传感器，其内部有一只发光二极管和一只光敏晶体管。发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光敏晶体管上，使光敏晶体管导通。反光镜安装在一个很薄的金属簧片上。金属簧片在进气气流漩涡的压力作用下产生振动，其振动频率与单位时间内产生的漩涡数量相同。由于反光镜随簧片一同振动，因此被反射的光束也以相同的频率变化，致使光敏晶体管也随光束以同样的频率导通、截止。ECU根据光敏晶体管导通、截止的频率即可计算出进气量。

图3⁃14 反光镜检出式卡门漩涡式空气流量传感器的工作原理

图3⁃15 热线式空气流量传感器的结构与工作原理图

1—防护网 2—取样管 3—铂热丝 4—温度补偿电阻 5—控制电路板

3.热线式空气流量传感器

热线式空气流量传感器的基本构成有用于感知空气流量的铂热线，根据进气温度进行修正的温度补偿电阻（冷线）和控制热线电流并产生输出信号的控制电路板，以及热线式空气流量传感器的壳体。根据铂热线在壳体内安装的部位不同，热线式流量传感器可分为主流测量方式和旁通测量方式两种。图3⁃15所示为热线式空气流量传感器的结构与工作原理图。

4.热膜式空气流量传感器

热膜式空气流量传感器是热线式的改进产品，其结构、工作原理与热线式基本相同，只是发热元件采用的是由铂金属片固定在树脂膜上而构成的热膜，优点是提高了可靠性和耐用性，且不粘附灰尘。热膜式空气流量传感器的连接电路如图3⁃16所示。

图3⁃16 热膜式空气流量传感器的连接电路

热膜式空气流量传感器电压检测标准参数见表3⁃1。

空气流量传感器各引脚与对应连接的引脚见表3⁃2。(www.xing528.com)

表3⁃1 热膜式空气流量传感器电压检测标准参数

表3⁃2 空气流量传感器各引脚与对应连接的引脚

五、主要故障

1）传感器线束与搭铁线开路或短路。

2）传感器线束插接器松动或污损。

3）传感器接线端子锈蚀造成阻值过大。

4）传感器内部损坏。

六、可能产生的现象

1）发动机起动困难。

2）发动机怠速抖动。

3）加速性能差，且有回火、放炮现象。

4）燃油消耗量增多，排放中的CO含量高。

行动领域

一、电阻测试

（1）线束导通性测试 将数字万用表设置在电阻200Ω档，按电路图找到空气流量传感器下面的引脚号与ECU相应的引脚号，分别测试空气流量传感器3、4、5号引脚对应至ECU12、11、13号引脚的电阻，所有电阻都应低于1Ω。

（2）线束短路性测试 将数字万用表设置在电阻200kΩ档，测量空气流量传感器的引脚2与对应ECU引脚11、12、13之间的电阻应为∞。再测量空气流量传感器引脚与ECU引脚：3⁃11、13；4⁃12、13；5⁃11、12之间的电阻均应为∞。

注意：在实际维修中，欲测试各条线束的导通性，应先关闭点火开关，拔下传感器插头与电控单元插接器，使用数字万用表分别测量各线束间的电阻，正常情况下相连导线电阻应小于1Ω，不相连导线电阻应为∞。在实际测量中，由于测量手法、万用表本身的误差以及被测物体表面的氧化与灰尘等因素，发生几个欧姆的误差属正常现象，不必拘泥于具体数字。

二、电压测试

本项目的电压测试有电源电压测试和信号电压测试两部分，其中信号电压测试是确定空气流量传感器是否失效的主要依据。

1.电源电压测试

打开点火开关，将数字万用表设置在直流电压20V档，红色表笔置于空气流量传感器引脚2处，黑色表笔置于蓄电池负极或发动机进气歧管壳体处，起动时数字万用表应显示12V；红色表笔置于空气流量传感器引脚4处，黑色表笔置于蓄电池负极或发动机进气歧管壳体处，数字万用表应显示5V。

注意：在实际维修中，应拔下传感器插头，打开点火开关，测量引脚2与接地间电压，打开起动机时数字万用表应显示12V。此时电控单元会记录空气流量传感器的故障码，测试完毕后要使用解码仪清除故障码。

2.信号电压测试

信号电压测试分单件测试和就车测试两部分。

（1）单件测试 取一空气流量传感器总成部件，将12V/5V直流电压变换器的12V电压输入端（或蓄电池正极）接在空气流量传感器电器插座引脚2上，将5V电压输出端接在空气流量传感器电器插座引脚4上，将数字万用表设置在直流电压20V档，测量空气流量传感器电器插座引脚3和引脚5的电压，应为1.5V左右；使用吹风机从空气流量传感器格珊一端向空气流量传感器吹入冷空气或加热的空气，测量空气流量传感器电器插座引脚3和引脚5的电压，电压应瞬时上升至2.8V后回落。若不能满足上述条件，可以判定空气流量传感器有故障。

（2）就车测试 起动发动机至工作温度，将数字万用表设置在直流电压20V档，测量空气流量传感器引脚5的反馈信号，红色表笔置于空气流量传感器引脚5处，黑色表笔置于蓄电池负极或进气歧管壳体处，怠速时数字万用表应显示电压为1.5V左右；急踩加速踏板则应显示电压上升至2.8V后变化。若不符合上述变化，或电压反而下降，在电源电压与参考电压完好的前提下，可以断定空气流量传感器损坏，必须更换。

注意：在实际维修中，反馈信号电压的就车测试应在传感器插头尾部，并需挑开防水胶堵或刺破导线外皮，接万用表后踩动加速踏板，观察电压变化。而在发动机实验台上进行本项测试时，不用挑开防水胶堵或刺破导线外皮。

三、数据流测试

本项目的数据流测试是使用进口或国产的汽车故障诊断仪，读取空气流量传感器的各项参数，测试条件是发动机在运行中并达到工作温度。

（1）平台的操作 运用解码仪读取空气流量传感器的实时工作信号并记录。

（2）数据分析 读取测量数据流，数据在怠速工况下应为（2.0～4.0）g/s，如果小于2.0g/s说明进气系统有泄漏，如果大于4.0g/s说明发动机负荷过大。

思考问答

1.空气流量传感器安装在什么位置？作用是什么？

2.如何检测空气流量传感器？AJR发动机的空气流量传感器的怠速数据流是多大？