热线式空气流量传感器故障检修信息采集-汽车发动机控制系统维修

1.热线式空气流量传感器结构与工作原理

热线式空气流量传感器的基本结构由感知空气流量的白金热线（铂金属线）、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻（冷线）、控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以及空气流量传感器的壳体等元件组成。根据白金热线在壳体内的安装部位不同，热线式空气流量传感器分为主流测量、旁通测量方式两种结构形式。

图3-20是采用主流测量方式的热线式空气流量传感器的结构图。它的两端有金属防护网，取样管置于空气通道中央，取样管由两个塑料护套和一个热线支承环构成。

热线式空气流量传感器的工作原理如图3-21所示。热线线径为70μm的白金热线（R_H），布置在支承环内，其阻值随温度变化，是单臂电桥电路的一个臂。热线支承环前端的塑料护套内安装一个白金薄膜电阻器，其阻值随进气温度变化，称为温度补偿电阻（R_K），是单臂电桥电路的另一个臂。热线支承环后端的塑料护套上粘结着一只精密电阻（R_A）。此电阻能用激光修整，也是单臂电桥的一个臂。该电阻的电压降即为热线式空气流量传感器的输出信号电压。单臂电桥还有一个臂的电阻R_B安装在控制线路板上。

图3-20 热线式空气流量传感器（主流测量式）

采用旁通测量方式的热线式空气流量传感器如图3-22所示。它与主流测量方式在结构上的主要区别在于：将白金热线和温度补偿电阻（冷线）安装在旁通气道上。热线和温度补偿电阻是用铂线缠绕在陶瓷绕线管上制成的。

图3-21 热线式空气流量传感器工作原理

A—混合集成电路 R_H—热线电阻 R_K—温度补偿电阻 R_A—精密电阻 R_B—电桥电阻(www.xing528.com)

图3-22 热线式空气流量传感器（旁通测量式）

如图3-23所示为热线式空气流量传感器与ECU之间的连接电路。热线式空气流量传感器的电子控制线路板包括电桥平衡电路、自洁电路和怠速混合气调节电位器，电子装置的大多数元件（除R_H、R_K和R_A外）都安装在这块集成电路板上。其上一般设置六端子插头与发动机电子控制单元（ECU）相连接，用以传递信息。

热线式空气流量传感器的工作原理是：热线温度由混合集成电路A保持其温度与吸入空气温度相差一定值，当空气质量流量增大时，混合集成电路A使热线通过的电流加大；反之，则减小。这样，就使得通过热线R_H的电流是空气质量流量的单一函数，即热线电流I_H随空气质量流量增大而增大，随其减小而减小，一般在50～120mA之间变化。

图3-23 热线式空气流量传感器与ECU的连接电路

2.热线式空气流量传感器传感器的实际应用

热线式空气流量传感器广泛应用于国外各大汽车公司生产的各种型号的发动机上，如福特与日产联合开发的水星MPV及日产千里马所采用的VG30E型发动机，国内天津三峰客车TJ648IAQ4装用的沃尔沃B230F发动机。尽管这些传感器有些是用塑料制成，有些是用金属制成，但它们外形都十分相似。而且，绝大多数由BOSCH公司生产的热线式空气流量传感器，都按照相同的模式运行，即空气流量越大，传感器信号电压越高。在空气流量传感器内部有一个相当复杂的线路，用以产生温度补偿信号，该信号与空气流量信号一起输入发动机电子控制单元。发动机电子控制单元就利用这个信号计算发动机载荷，确定燃油分配、点火正时等。