热线式空气流量传感器的检测与诊断

热线式空气流量传感器的检测与诊断

热线式空气流量传感器的信号是ECU确定发动机基本喷油量的重要信号之一，它的好坏直接影响了电喷发动机的运行是否正常。因此，掌握热线式空气流量传感器的检测方法是成为一个合格汽车维修人员的必备条件。

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热线式空气流量传感器是空气流量传感器众多类型中的一种，其作用是将吸入气缸内的空气量转变成电信号发送给ECU。该信号是ECU确定发动机基本喷油量的重要信号之一。

热线式空气流量传感器主要由感知空气流量的白金热线、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻、控制热线电流并产生输出信号电压的控制线路板和壳体等组成。

1 热线式空气流量传感器的工作原理

热线式空气流量传感器的工作原理采用的是惠斯顿电桥。白金热线电阻RH 和温度补偿电阻RK分别是惠斯顿电桥的一个臂，热线支撑环后端的塑料护套上安装有一个精密电阻RA，作为惠斯顿电桥的一个臂，该电阻上的电压即是热线式空气流量传感器的输出信号电压。惠斯顿电桥的另一个臂RB安装在控制线路板上。

将点火开关置于ON位置，白金热线电阻周围的空气没有流动，此时的惠斯顿电桥处于平衡状态。启动发动机，在进气真空度的作用下，当空气流过白金热线时，热线的热量被空气吸收，使其变冷。热线周围通过的空气流量越大，被带走的热量就越多。在工作中将热线温度与吸入空气温度差保持在100℃，热线温度由混合集成电路控制，当空气流量增大时，由于空气带走的热量增多，为保持热线温度，混合集成电路使热线电阻通过的电流增大，反之，则减小。这样，使得通过热线电阻的电流是空气流量的单一函数，即热线电流随着空气流量的增大而增大，随空气流量的减小而减小。此时就可以使ECU根据热线电流的变化计算出空气流量的大小。

2 热线式空气流量传感器的检测

热线式空气流量传感器出现故障一般有两种情况：一种是电路短路或者断路，导致传感器完全失效。此时ECU内部的自诊断电路会将故障信息以故障码的形式存储起来并使仪表板上的故障指示灯常亮。另一种情况是白金热线赃污，传感器信号失准，不能提供正确的进气流量信号，但ECU自诊断系统检测不出故障信息。

热线式空气流量传感器的故障将导致传感器计量的进气量与实际进气量不

热线式空气流量传感器原理及特点介绍

热线式空气流量传感器原理及特点介绍 艾驰商城 热线式空气流量传感器原理及特点介绍 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 18所示是采用主流测量方式的热线式空气流量传感器的结构图。它两端有金属防护网，取样管置于主空气通道中央，取样管由两个塑料护套和一个热线支承环构成。热线线径为70μm 的白金丝(RH)，布置在支承环内，其阻值随温度变化，是惠斯顿电桥电路的一个臂(图 19)。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(RK)，是惠斯顿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(RA)。此电阻能用激光修整，也是惠斯顿电桥的一个臂。该电阻上的电压降即为热线式空气流量传感器的输出信号电压。惠斯顿电桥还有一个臂的电阻RB安装在控制线路板上。湿度传感器探头, , 不锈钢电热管 PT100 传感器, , 铸铝加热器,加热圈流体电磁阀 热线式空气流量传感器的工作原理 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RH的电流是空气质量流量的单一函数，即热线电流IH随空气质量流量增大而增大，或随其减小而减小，一般在50-120mA之间变化。波许LH型汽油喷射系统及一些高档小轿车采用这种空气流量传感器，如别克、日产MAⅪMA(千里马)、沃尔沃等。艾驰商城 热线式空气流量传感器的检测 ⑴日产MAⅪMA车VG3OE发动机热线式空气流量传感器的检测图 20所示为日产VG3OE发动机热线式空气流量传感器的电路。 A、检查空气流量传感器输出信号拔下此空气流量传感器的导线连接器，拆下空气流量传感器;按图 21所示，将蓄电池的电压施加于空气流量传感器的端子D和E之间(电源极性应正确)，然后用万用表电压档测量端子B和D之间的电压。其标准电压值为(1.6±0.5)V。如其电压值不符，则须更换空气流量传感器。在进行上述检查之后，给空气流量传感器的进气口吹风，同时测量端子B和D之间的电压。在吹风时，电压应上升至2-4V。如电压值不符，则须更换空气流量传感器。 B、检查自清洁功能装好热线式空气流量传感器及其导线连接器，拆下此空气流量传感器的防尘网，起动发动机并加速到2 500r/min以上。当发动机停转后5s，从空气流量传感器进气口处，可以看到热线自动加热烧红(约1000℃)约1s。如无此现象发生，则须检查自清信号或更换空气流量传感器。 ⑵日产CA18E型发动机热线式空气流量传感器的检查 A、就车检查先拆下空气流量传感器的导线连接器(如图 22所示)，检查线束一侧B端子与搭铁间的电压，其基准电压为12 V。其次，则按单件检查方法检查端子31与搭铁端之间的电压。 B、单件检查 如图 23(a)所示，在B、C两端子间加上12V电压，然后检查D、C两端子间的输出电压。这时应该注意，外加电压的端子不能搞错(B端子与蓄电池的正接线柱相连，C端子与蓄电池的负接线柱相连)。如果接错就有可能损坏空气流量传感器。然后按图 23(b)所示，在吹入空气的情况下，测量空气流量传感器输出电压的变化，其标准为：当没有空气吹入时，电压约为0.8V;当有空气吹入时，电压约为2.OV。

实训项目一空气流量传感器的检测

实训项目一空气流量传感器的检测 空气流量传感器的功用是检测发动机进气量大小，并将进气量信息转换成电信号输入电单元（ECU），以供ECU计算确定喷油时间（即喷油量）和点火时间。进气量信号是控制单元计算喷油时间和点火时间的主要依据。 一、实训目的和要求 1、掌握空气流量传感器的结构特性，了解其工作原理； 2、掌握空气流量传感器及其控制电路的检测方法（电阻检测、电压检测、波形检测等）； 3、掌握空气流量计数据分析的方法。 二、实训课时 实训共安排2课时。 三、器材工具 1、工具：扳手、螺丝刀、电吹风、温度计。 2、设备：桑塔纳AJR发动机故障实验台。 3、仪器：数字万用表、金德K81故障诊断仪。 4、教具：AJR发动机教学挂图一套，空气流量计解剖教具一只，测量用桑塔纳2000Gsi型轿车空气流量计5只。 四、成绩评定 成绩评定的等级为优、良、中、及格和不及格。 五、实训原理 在多点燃油喷射系统中，根据检测进气量的方式不同，空气流量计又分为“D”型(即压力型)和“L”型(即空气流量型)两种类型。“D”型是利用压力传感器检测进气歧管内的绝对压力，测量方法属于间接测量法。控制系统利用检测到的绝对压力与发动机的转速来计算吸入气缸的空气量，又称为速度/密度型燃油喷射控制系统。由于空气在进气歧管内流动时会产生压力波动，发动机怠速（节气门关闭）时的进气量与汽车加速（节气门全开）时的进气量之差可达40倍以上，进气气流的最大流速可达80m/s，因此，“D”型燃油喷射系统的测量精度不高，但控制系统的制造成本较低。“L”型是利用流量传感器直接测量吸入进气管的空气流量。由于采用直接测量的方法，因此进气量的测量精度较高，控制效果优于“D”型燃油喷射系统。当前各个车型采用的“L”型传感器分为体积流量型（如翼片式、量芯式、涡流式）传感器和质量流量型（如热线式和热膜式）传感器。质量流量型传感器工作性能稳定、测量精度高、使用效果好，但制造成本相对“D”型要高。由于热膜式空气流量传感器内没有运动部件，因此没有流动阻力，而且使用寿命远远高于热线式流量传感器。 本次实训选用的是桑塔纳2000Gsi型轿车使用的空气流量计，属“L”型热膜式空气流量计。

空气流量计的检测方法

空气流量计的检测方法 空气流量计基本结构及性能特点随着对发动机汽车尾气排放要求的提高，越来越多的发动机采用精密的空气计量传感器计量进入发动机的空气量，发动机ECU 根据空气计量传 感器信号初步设定基本供油量，以满足发动机各种工况空燃比，进而保证发动机各种工况对混合气的要求。 空气流量计分类：按测量空气流量的方法可分为两种：①直接测量方法传 感器一一空气流量计。②间接测量方法传感器一一进气歧管压力传感器(负压传感器)。直接测量方法传感器按其测量信号转化形式又可分为3种。 (1) 机械式空气流量计，即可动叶片式空气流量计。其特点是将燃油泵控制开关、空气温度传感器、CO 调节器及空气流量计等功能融为一体，结构较复杂，但精度较高。不过由于叶片具有弹簧阻力增加了进气阻力，使它对发动机在急加速时的响应不够理想，故现在很少使用。 (2) 卡尔曼涡流式空气流量计。它是通过采集涡流频率完成空气流速测量，主要是通过光电(如丰田车型)和超声波采集(如韩国现代、日本三菱等)进气涡流，具有进气阻力小、计量准确的特点，但因其结构复杂、不耐振动且造价高，现已逐步被热线式空气流量计取代。 (3) 热线式空气流量计。热线式空气流量计按其热线形又分为 3 种。 ①热丝式一一将加热丝均匀分布在计量通道内。热丝式空气流量计(图1) 精度高、分布均匀，可精确计量空气量，但由于热丝很细(0.01~0.05mm)且暴露在空气中，在空气高速流动时，空气中的沙粒很容易击断热丝。 ②热膜式——将加热丝印刷在一块线路板上，并将线路板固定在空气通道中间。由 于热丝被固定且受到保护膜的保护，寿命提高，但由于保护膜热传导 较差，影响计量精度。

热膜式空气流量计的测量技术讲课讲稿

热膜式空气流量计的 测量技术

热膜式空气流量计的测量技术 摘要：空气流量计是汽车电控系统的一个重要元件，它担负着向电脑传递进气量大小信号的 任务，它性能的好坏直接影响到发动机能否正常工作，因此掌握空气流量计的检测与故障诊断方法就特别重要测量技术。热膜式空气流量计是基于热平衡原理，用于检测吸入发动机空气的 质量流量计。可测量吸入发动机气缸的空气量并将其转变成电信号传送给ECU，是确定基本 喷油量的重要依据之一。本文通过对热膜式空气流量计的测量原理、温度补偿的分析介绍了其 测量技术。 关键词：热膜式空气流量计热平衡测量技术 空气流量传感器AFS( Air Flow Sensor)又称为空气流量计AFM ( Air Flow Meter)，其功用是检测发动机进气量大小、并将进气量信息转换成电信号输入电控单元(ECU)，以供ECU计算确定喷油时间(即喷油量)和点火时间。进气量信号是控制单元计算喷油时间和点火时间的主要依据，同时对发动机的 正常运转、提高燃油效率及减少汽车尾气排放起到至关重要的作用。 、热膜式空气流量计的基本原理 热膜式空气流量计是基于热平衡原理，用于检测吸入发动机空气的质量流量计。可测量吸入发动机气缸的空气量并将其转变成电信号传送给ECU，是确定基本喷油量的重要依据之一 图2热膜式内部元件示意图

图1热腫式AFS的结构 1—接线插座2—护套1—过滤层2—温度补偿电阻3—铂金属膜4—防护网3—热膜电阻热膜式空气流量计的发热元件是铂金属膜，铂金属发热元件的响应速度很快，能在几毫秒内反映出空气流量的变化，因此测量精度不受进气气流脉动的影响。此外还具有进气阻力小，不磨损部件等优点，因此目前大多数中高档轿车都采用了这种热膜式空气流量计。热膜式空气流量计的结构如图1所 示，热膜电阻设在其内部的进气通道的一个矩形护套中。为了防止污物沉积到 热膜电阻上影响测量精度，在护套的空气入口一侧设有空气过滤层，用以过滤空气中的污物。为了防止进气温度变化使测量精度受到影响，在热膜电阻附近的气流上游没有铂金属膜式温度补偿电阻，如图2所示。温度补偿电阻和热膜 电阻与流量计内部控制电路相连，控制电路与线束连接器插座相连，线束插座设在计壳体中部。热膜电阻的阻值比较大，消耗的电流较小，使用寿命较长。但是，由于其发热元件表面制作有一层绝缘保护薄膜，存在辐射热传导作用，因此响应特性稍差。 二、热膜式空气流量计测量原理 2.1空气流量测量原理 在强制气流的冷却作用下，发热元件在单位时间内的散热量H和发热元件的温度TH与气流温度TG之差成正比，其散热量H与气流质量流量QM之间的函数关系如下： H = KA1呷-忆評①-T［订Qf 式中：K为常数；入为空气热导率；卩为空气黏性系数；CP为空气比热容。 m和n的值与流体的性质及雷诺数有关。 设发热元件的加热电流为I、电阻值为RH，在热平衡状态下，散热量等于发热量，即：

空气流量计的检测方法

空气流量计的检测方法 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

空气流量计的检测方法空气流量计基本结构及性能特点随着对发动机汽车尾气排放要求的提高，越来越多的发动机采用精密的空气计量传感器计量进入发动机的空气量，发动机ECU根据空气计量传感器信号初步设定基本供油量，以满足发动机各种工况空燃比，进而保证发动机各种工况对混合气的要求。 空气流量计分类：按测量空气流量的方法可分为两种：①直接测量方法传感器——空气流量计。②间接测量方法传感器——进气歧管压力传感器(负压传感器)。直接测量方法传感器按其测量信号转化形式又可分为3种。 (1)机械式空气流量计，即可动叶片式空气流量计。其特点是将燃油泵控制开关、空气温度传感器、CO调节器及空气流量计等功能融为一体，结构较复杂，但精度较高。不过由于叶片具有弹簧阻力增加了进气阻力，使它对发动机在急加速时的响应不够理想，故现在很少使用。 (2)卡尔曼涡流式空气流量计。它是通过采集涡流频率完成空气流速测量，主要是通过光电(如丰田车型)和超声波采集(如韩国现代、日本三菱等)进气涡流，具有进气阻力小、计量准确的特点，但因其结构复杂、不耐振动且造价高，现已逐步被热线式空气流量计取代。 (3)热线式空气流量计。热线式空气流量计按其热线形又分为3种。 ①热丝式——将加热丝均匀分布在计量通道内。热丝式空气流量计(图1)精度高、分布均匀，可精确计量空气量，但由于热丝很细~且暴露在空气中，在空气高速流动时，空气中的沙粒很容易击断热丝。

②热膜式——将加热丝印刷在一块线路板上，并将线路板固定在空气通道中间。由于热丝被固定且受到保护膜的保护，寿命提高，但由于保护膜热传导较差，影响计量精度。 ③热阻式——将加热丝绕成线圈形式固定在石英玻璃管内或暴露在空气通道内。由于热阻式空气流量计热丝被固定，故热线寿命延长，但由于热阻面积很小，只能部分采空气流量，要求空气通道内空气流速均匀，所以常在进气侧安装梳流格栅。 由于热膜式和热阻式空气流量计均是部分采集空气计量空气量，故精度较热丝式较差。另外，热丝式、热膜式和热阻式空气流量计还都易受空气中水分及灰尘的污染，所以在控制电路上都做了专门的设计，每次打开点火开关或关闭点火开关后，流量计中的热丝会由电路提供瞬时大电流加热，使热丝瞬间产生高温(700-1 000℃)，烧掉污染在热丝、热膜或热阻表面的杂质，保持空气流量计量精度。 轿车使用的空气流量计，属“L”型热膜式空气流量计，安装在空气滤清器壳体与进气软管之间。其核心部件是流量传感元件和热电阻(均为铂膜式电阻)组合在一起构成热膜电阻。在传感器内部的进气通道上设有一个矩形护套，相当于取样管，热膜电阻设在护套中。为了防止污物沉积到热膜电阻上而影响测量精度，在护套的空气入口一侧设有空气过滤层，用以过滤空气中的污物。为了防止进气温度变化使测量精度受到影响，在护套内还设有一个铂膜式温度补偿电阻，温补电阻设置在热膜电阻前面靠近空气入口一侧。温度补偿电阻和热膜电阻与传感器内部控制电路连接，

说明热线式空气流量计的组成与工作原理

一、说明热线式空气流量计的组成与工作原理。 答：热线式空气流量计主要由取样管、铂丝线、温度补偿电阻、控制电路接线插头和防护网等组成。 工作原理：在热线式空气流量计电路中，热线是惠斯登桥式电路的一部份，功率放大器控制供给电桥四个臂的电流，使电桥保持平衡，当空气通过流量计时进入小管的空气流流过热丝周围，使其冷却、温度下降、电阻值也随之减小，热丝电阻的减速小使电流失去平衡，此时放大器会自动增加供给丝电流，使热丝恢复原来的温度和电阻值直使电桥恢复平衡，放大器所增加的电流大小取决于热丝被冷却的程度，即取决于通过流量计空气流速，由于电流增加精确电阻的电压降也增加，这就将电流的变化，转换成电压变化，电控单元根据电压变化计算出进入气缸的空气量。 二、计算机控制点火系与普通电子点系的主要区别是什么？ 答：电子点系统利用晶体二极管的开关代替断电器的触点控制点线圈初级电流（电路）的通断和点火系的工作，其点火信号（点火时刻的调节）仍由机械和真空装置的，而计算机控制点火系统由于废真空离心提前装置，由微机控制点火提前角从而使发动机在各种工况下都可最佳地调整点火时刻而不影响其它范围的点火调整，再则计算机点火系统可将点火提前到发动机刚好不致于产生爆震的范围。 三、汽车修竣出厂的规定有哪些？ 答：1、送修汽车和总成修竣检验合格后，承修单位应签发出厂合格证，并将技术档案、维修技术资料和合格证移交托修方。2、汽车或总成修竣出厂时，不论送修时装备（附件）状况如何，均应按照有关规定配备齐全，发动机应安装限速装置。3、接车人员应根据合同规定，就汽车或总成的技术状况如何和情况等进行验收，如发现有不符合竣工要求的情况，承修单位应立即查明，及时处理。4、送修单位必须严格执行车辆磨合期的规定，在保修期内因维修质量发生故障或提前损坏时，承修方应及时排除，免费维修。 四、说明OBD－II型解码器的特点。 答：1、制定OBD－II标准的目的很大程度上是出于环境保护的考虑2、OBD－II型具有广泛的监测功能，特别是能监测汽车制动系统运行工况 3、具有统一的诊断座和统一的故障代码，即诊断座、数据连接器统一为双排共16针; 4、具有行车记录技术数据变化的功能； 5、具有重新显现记忆故障的功能 6、具有用仪器直接读取和清除故障码的功能。 五、爆震传感器的作用与工作原理。 答：作用：是用来检测发动机的爆震情况，并将信号传给ECU，ECU根据爆震信号对点火提前角进行修正，从而使点火提前角保持最佳。 工作原理：当发动机产生爆震时，随着发动机的振动波及压电元件使变形而产生电压信号，其电压信号的大小与发动机的振动频率和振动强度有关，当ECU收到此信号时即对点火提前角进行修正。 六、电控燃油喷射系统的组成与工作原理 答：1、组成：根据EFI系统的控制原理电控燃油喷射系统由电控单元、传感器和执行器三大部份组成;按部件功能电控燃料喷射系统由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统三个子系统组成。2、工作原理：在电控燃油喷射系统ECU的存储器（ROM）中储存了各种燃油喷射控制用的控制程序，根据发动机转速和空气量（或进气压力或气门开度）求得基本喷射量及各种控制修正计算用的数据，在进行燃油喷射时，ECU接到传感器输入的空气流量信号和发动机的转速信号计算出基本喷油量（对应的喷油时间）再根据其它各种信号输入装置输入的冷却液温度、进气温度、节气门位置、废气中氧含量等与发动机有关的信号，对基本喷油量进行修正，从而确定出与各种工况相适应的最佳喷油量，并输入出一个与该最佳喷油量相对应的有一定脉冲宽度的喷油控制信号，该信号经驱动电路放大控制电磁式喷油器的时间，将适量的燃油喷入进气管内或气缸内。 七、汽车修理的作业方式 答：汽车修理的作业方式可分：就车修理法、总成互换修理法和混装修理法三种。 1、就车修理法其优点是保持原车的特点，可满足客户的要求，不需要备用总成，对一些中小企业比较适合。缺点是生产周期长，不便于组织大规模的流水生产、经济效益低。 2、总成互换修理法其优点是大大缩短了汽车的停厂时间，便地采用流水作业，从而可以提高工效，降低成本，保证质量。对生产规模较大，承修车型比较单一，工艺装备完善，具有周转总成的大厂，宜采用此法。它的缺点是要具备有质量符合要求的总成，质量不符合要求时，用户意见较大。 3、混装修理法是指在进行汽车修理作业时，根据实际情况，既不采用就车修理也不采用总成互换修理，而是把二种方法结合起来的综合修理法。它的优点是“扬长避短”，不但可以缩短停厂车日，提高工效，又可满足用户的要求。 八、汽车底盘二级维护之前主要检测哪几个项目？ 答：对汽车底盘不解体主要检测项目有：1、前轮定位参数的检测。2、车身、车架和悬挂技术状况完好的检测。3、轮胎表面状况的检测。4、车轮平衡的检测。5、转向轮横向侧滑量的检测。6、转向盘自由行程的检测。7、制动性能的检测。 8、轴距的检测。9、底盘密封状况的检测。 九、简答光电式转速与曲轴位置传感器的组成与工作原理。 答：组成：光电耦合件（发光二极管、光敏二极管）和波形电路的光电传感器和转盘组成。 工作原理：二只发光二极管分别正对着二只光电晶体管，发光二极管以光电晶体管为照射目标。信号盘位于发光二极管

空气流量传感器1

四、汽车维修电子故障诊断与分析
［发动机电子］
空气流量传感器的故障分析
主讲：天津市优耐特汽车电控技术有限公司 王征

空气流量传感器故障诊断与分析 教学目的与要求
了解空气流量传感器的结构与工作原理。 了解空气流量传感器故障对整个电控系统的影响。 掌握空气流量传感器的检测方法（电阻测试、电压测试、 波形测试、数据流测试），工艺流程，技术规范。 掌握空气流量传感器数据分析的方法。

空气流量传感器故障诊断与分析 概述
空气流量传感器负责测 量发动机进气空气质量流 量。 通过测量该流量可以对 发动机的排放和输出功率 的工作点进行优化。 进气量信号是电控单元 精确计算喷油量的主要依 据，如果空气流量传感器 发生故障，电控单元将启 动备用模式，把空气流量 值 设 定 在 5g/s （ 暖 机 时），同时记录故障代 码。此时，将造成怠速不 稳、发动机喘抖、怠速游 车、怠速转速偏高、燃油 脉宽增加、行驶费油、点 火推迟、尾气排放恶劣 等。
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空气流量传感器故障诊断与分析 工作原理
在空气质量流量计工作时，若无气流通过，加 热区域两侧温度梯度呈对称分布，两个测量点温 度一致。
当气流单向流过时，由于气流通过中心的加热区时被 加热，从而与两侧热膜的热交换情况不同，使流量计中 的两个传感元件测量点温度发生不同变化，产生温差。 温度差随着流量增大而增大。温度差的大小和正负反映 了空气质量流的流量和方向。
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内置的评估电路相应地将温差转化为电压信号 输出，电控单元便是根据该电压信号确定空气流 量和质量。
1－无流量时温度分布，2－有流量时温度分布，3－ 传感元件，4－加热区，5－无流量时温度分布热膜，6－ 带测量外套管的HFM5，7－空气流。M1、M2－测量点， T1、T2－对应点的温度，ΔT－用以产生信号的两点间温 度差。

空气流量传感器原理

空气流量传感器原理 车用空气流量传感器（或称空气流量计）是用来直接或间接检测进入发动机气缸空气量大小，并将检测结果转变成电信号输入电子控制单元ECU。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，目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为翼片(叶片)式、卡尔曼涡流式、热膜式等几种。 1、翼片式空气流量传感器 图9-9是翼片式空气流量计工作原理图，该空气流量传感器在主进气道内安装有一个可绕轴旋转的翼片。在发动机工作时，空气经空气滤清器过滤清器过滤后进入空气流量传感器并推动翼片旋转，使其开启。翼片开启角度由进气量产生的推力大小和安装在翼片轴上复位弹簧弹力的平衡情况决定。当驾驶员操纵加速踏板来改变节气门开度时，进气量增大，进气气流对翼片的推力也增大，这时翼片开启的角度也增大。在翼片轴上安装有一个与翼片同轴旋转的电位计，这样在电位计上滑片的电阻的变化转变成电压信号。 当空气量增大时，其端子VC和VS之间的电阻值减小，两端子之间输出的信号电压降低；当进气量减小时，进气气流对翼片的推力减小，推力克服弹簧弹力使翼片偏转的角度也减小，端子VC与VS之间的电阻值增大，使两端子间输 图9-9 翼片式空气流量计工作原理 出的信号电压升高。ECU通过变化的信号电压控制发动机的喷油和点火时间。2、卡曼涡旋式空气流量传感器 为了克服动片式空气流量传感器的缺点，即在保证测量精度的前提下，扩展测量范围、并且取消滑动触点，人们又开发出小型轻巧的空气流量传感器，即卡曼涡旋式空气流量传感器。野外的架空电线被风吹时会嗡嗡发出声响，风速越高声音频率越高，这是因气流流过电线后形成涡旋所致，液体、气体等流体中均会发生这种现象，利用这一现象可以制成涡旋式流量传感器。在管道里设置柱状物，使流体流过柱状物之后形成两列涡旋，根据涡旋出现的

热膜式空气流量计的测量技术

热膜式空气流量计的测量技 术 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

热膜式空气流量计的测量技术 摘要：空气流量计是汽车电控系统的一个重要元件，它担负着向电脑传递进气量大小信号的任务，它性能的好坏直接影响到发动机能否正常工作，因此掌握空气流量计的检测与故障诊断方法就特别重要测量技术。热膜式空气流量计是基于热平衡原理，用于检测吸入发动机空气的质量流量计。可测量吸入发动机气缸的空气量并将其转变成电信号传送给ECU，是确定基本喷油量的重要依据之一。本文通过对热膜式空气流量计的测量原理、温度补偿的分析介绍了其测量技术。 关键词：热膜式空气流量计热平衡测量技术 空气流量传感器AFS（Air Flow Sensor）又称为空气流量计AFM（Air Flow Meter），其功用是检测发动机进气量大小、并将进气量信息转换成电信号输入电控单元（ECU），以供ECU计算确定喷油时间（即喷油量）和点火时间。进气量信号是控制单元计算喷油时间和点火时间的主要依据，同时对发动机的正常运转、提高燃油效率及减少汽车尾气排放起到至关重要的作用。 一、热膜式空气流量计的基本原理 热膜式空气流量计是基于热平衡原理，用于检测吸入发动机空气的质量流量计。可测量吸入发动机气缸的空气量并将其转变成电信号传送给ECU，是确定基本喷油量的重要依据之一。 1—接线插座 2—护套 1—过滤层 2—温度补偿电阻3—铂金属膜 4—防护网 3—热膜电阻

热膜式空气流量计的发热元件是铂金属膜，铂金属发热元件的响应速度很快，能在几毫秒内反映出空气流量的变化，因此测量精度不受进气气流脉动的影响。此外还具有进气阻力小，不磨损部件等优点，因此目前大多数中高档轿车都采用了这种热膜式空气流量计。热膜式空气流量计的结构如图1所示，热膜电阻设在其内部的进气通道的一个矩形护套中。为了防止污物沉积到热膜电阻上影响测量精度，在护套的空气入口一侧设有空气过滤层，用以过滤空气中的污物。为了防止进气温度变化使测量精度受到影响，在热膜电阻附近的气流上游没有铂金属膜式温度补偿电阻，如图2所示。温度补偿电阻和热膜电阻与流量计内部控制电路相连，控制电路与线束连接器插座相连，线束插座设在计壳体中部。热膜电阻的阻值比较大，消耗的电流较小，使用寿命较长。但是，由于其发热元件表面制作有一层绝缘保护薄膜，存在辐射热传导作用，因此响应特性稍差。 二、热膜式空气流量计测量原理 2.1空气流量测量原理 在强制气流的冷却作用下，发热元件在单位时间内的散热量H和发热元件的温度TH与气流温度TG之差成正比，其散热量H与气流质量流量QM之间的函数关系如下: 式中：K为常数；λ为空气热导率；μ为空气黏性系数；CP为空气比热容。 m和n的值与流体的性质及雷诺数有关。 设发热元件的加热电流为I、电阻值为RH，在热平衡状态下，散热量等于发热量，即：

空气流量计的类型,型号的分析

空气流量计的品种类型分析 空气流量计是指可以测量空气流量的流量计。它的种类有很多，我们不一定都知道。今天小编就来给大家讲解一下空气流量计的分类到底有哪几种。 空气流量计分类：按测量空气流量的方法可分为两种：①直接测量方法传感器——空气流量计。②间接测量方法传感器——进气歧管压力传感器(负压传感器)。直接测量方法传感器按其测量信号转化形式又可分为3种。 (1)机械式空气流量计，即可动叶片式空气流量计。其特点是将燃油泵控制开关、空气温度传感器、CO调节器及空气流量计等功能融为一体，结构较复杂，但精度较高。不过由于叶片具有弹簧阻力增加了进气阻力，使它对发动机在急加速时的响应不够理想，故现在很少使用。 (2)卡尔曼涡流式空气流量计。它是通过采集涡流频率完成空气流速测量，主要是通过光电(如丰田车型)和超声波采集(如韩国现代、日本三菱等)进气涡流，具有进气阻力小、计量准确的特点，但因其结构复杂、不耐振动且造价高，现已逐步被热线式空气流量计取代。 (3)热线式空气流量计。热线式空气流量计按其热线形又分为3种。 ①热丝式——将加热丝均匀分布在计量通道内。热丝式空气流量计精度高、分布均匀，可精确计量空气量，但由于热丝很细(0.01~0.05mm)且暴露在空气中，在空气高速流动时，空气中的沙粒很容易击断热丝。 ②热膜式——将加热丝印刷在一块线路板上，并将线路板固定在空气通道中间。由于热丝被固定且受到保护膜的保护，寿命提高，但由于保护膜热传导较差，影响计量精度。 ③热阻式——将加热丝绕成线圈形式固定在石英玻璃管内或暴露在空气通道内。由于热阻式空气流量计热丝被固定，故热线寿命延长，但由于热阻面积很小，只能部分采空气流量，要求空气通道内空气流速均匀，所以常在进气侧安装梳流格栅。

空气流量计种类介绍

空气流量计种类介绍 一、叶片式空气流量计 空气流量计的结构简单，可靠性高；但进气阻力大，响应较慢且体积较大 二、卡门旋涡式空气流量计 所谓卡门旋涡，是指在流体中放置一个圆柱状或三角状物体时，在这一物体的下游就会产生的两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡 光学式卡门旋涡空气流量计 在产生卡门旋涡的过程中，旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化，通过导孔作用在金属箔上，从而使其振动，发光二极管的光照在振动 的金属箔上时，光敏三极管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光，其输出经解调得到代表空气流量的频率信号。 超声波式卡门旋涡空气流量计 在卡门涡流发生器下游管路两侧相对安装超声波发射探头和接收探头。因卡门涡流对空气密度的影响，就会使超声波从发射探头到接收探 头的时间较无旋涡变晚而产生相位差。对此相位信号进行处理，就可得到旋涡脉冲信号， 三、热线式空气流量计 1．工作原理 当无空气流动时，电桥处于平衡状态，控制电路输出某一加热电流至热线电阻RH；当有空气流动时，由于RH的热量被空气吸收而变冷，其 电阻值发生变化，电桥失去平衡，如果保持热线电阻与吸入空气的温差不变并为一定值，就必须增加流过热线电阻的电流IH。因此，热线电流 IH就是空气质量流量的函数。 四、热膜式空气流量计 热膜式空气流量计的工作原理与热线式空气流量计类似，都是用惠斯登电桥工作的。所不同的是：热膜式不使用白金丝作为热线，而是将 热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。 空气流量计的主要作用是检测发动机的进气量或进气温度，有一些还有检测大气压力。根据进气量的大小，转换成电信号，到ECU里面运算，跟节气门位置传感器一同控制发动机的转速（喷油时间和点火时间控制）。空气流量计有多种形式：阀门式（根据进气时推动阀门的开度来检测流量）、卡门漩涡式（根据进气时扰动的气流强度来判断进气量）、热线式（根据进气的空气流过热敏电阻散热来检测流量）、热膜式（根据空气吹过热膜散热而检测进气的流量）、超声波式（根据进气大小干扰超声波来检测进气流量）、真空压力式（根据膜片的移动来检测进气压力）等、、

热线式空气流量传感器的检测与诊断

热线式空气流量传感器的检测与诊断 热线式空气流量传感器的信号是ECU确定发动机基本喷油量的重要信号之一，它的好坏直接影响了电喷发动机的运行是否正常。因此，掌握热线式空气流量传感器的检测方法是成为一个合格汽车维修人员的必备条件。 标签：热线式检测诊断 热线式空气流量传感器是空气流量传感器众多类型中的一种，其作用是将吸入气缸内的空气量转变成电信号发送给ECU。该信号是ECU确定发动机基本喷油量的重要信号之一。 热线式空气流量传感器主要由感知空气流量的白金热线、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻、控制热线电流并产生输出信号电压的控制线路板和壳体等组成。 1 热线式空气流量传感器的工作原理 热线式空气流量传感器的工作原理采用的是惠斯顿电桥。白金热线电阻RH 和温度补偿电阻RK分别是惠斯顿电桥的一个臂，热线支撑环后端的塑料护套上安装有一个精密电阻RA，作为惠斯顿电桥的一个臂，该电阻上的电压即是热线式空气流量传感器的输出信号电压。惠斯顿电桥的另一个臂RB安装在控制线路板上。 将点火开关置于ON位置，白金热线电阻周围的空气没有流动，此时的惠斯顿电桥处于平衡状态。启动发动机，在进气真空度的作用下，当空气流过白金热线时，热线的热量被空气吸收，使其变冷。热线周围通过的空气流量越大，被带走的热量就越多。在工作中将热线温度与吸入空气温度差保持在100℃，热线温度由混合集成电路控制，当空气流量增大时，由于空气带走的热量增多，为保持热线温度，混合集成电路使热线电阻通过的电流增大，反之，则减小。这样，使得通过热线电阻的电流是空气流量的单一函数，即热线电流随着空气流量的增大而增大，随空气流量的减小而减小。此时就可以使ECU根据热线电流的变化计算出空气流量的大小。 2 热线式空气流量传感器的检测 热线式空气流量传感器出现故障一般有两种情况：一种是电路短路或者断路，导致传感器完全失效。此时ECU内部的自诊断电路会将故障信息以故障码的形式存储起来并使仪表板上的故障指示灯常亮。另一种情况是白金热线赃污，传感器信号失准，不能提供正确的进气流量信号，但ECU自诊断系统检测不出故障信息。 热线式空气流量传感器的故障将导致传感器计量的进气量与实际进气量不

空气流量传感器的发展现状

空气流量传感器的发展现状 对于测量发动机进气空气质量,其发展历史并不长久,上个世纪七十年代风门式空气流量传感器是第一个使用在汽车上的空气流量传感器〔8]。其基本原理是通过间接的测量出发动机进气空气的体积,再将测得的空气体积换算成相对应的进气空气质量流量〔9]。由于风门式空气流量传感器测量的是进气空气的体积,因此,测量出来的信号必须对其空气密度的变化进行修正,而且其测量精度也不高,安装和维修都不方便。因此,很快就被接着出现了热式空气流量传感器所代替。 热式空气流量传感器应用于汽车燃油喷射系统中约有三四十年左右,第1代车用热式空气流量传感器采用一根细铂线作为加热电阻,放在传感器的气道中作为传感器单元;第2代车用热式空气流量传感器在第一代的产品上对传感单元稍微做了一些改进,将加热铂线电阻缠绕在陶瓷或玻璃圆柱体加强了铂丝的强度,提高的产品的工作可靠性和寿命;第3代车用热式空气流量传感器与前两代产品有了很大的改变,采用薄膜式传感器,最初工程师们把加热铂电阻通过印刷的方式固定在玻璃或陶瓷基底上,后随着技术和工艺的进步,把加热铂电阻固定在微硅片基底上,例如BOSCH公司利用MEMS技术研发的热膜式空气流量传感器HFM系列产品。HFM系列产品通过不断的试验,性能得到极大的提高,在上个世纪末就已经开始批量生产,因为其良好的性能得到广泛的推广应用,目前在国内很多汽车都装配了此类传感器。 对比第1、第2代热线式空气流量传感器(HFM系列),第2代传感器的使用寿命和工作可靠性都比第1代产品提高了很多,由于进气空气中含有大量的颗粒污染物,沉淀在铂热线上,这将会大大的影响到测量结果的准确性,因此,第2代传感器还增加了自洁功能,每次当发动机停止工作时,会对铂热线供电几秒,使铂热线产生高温去除铂热线上沉淀的污染物;虽然第二代传感器可以去除一部分的污染物,但是效果不是很理想,而且通过电加热也会对测量结果产生一定的影响,为了解决污染物对测量结果的影响,设计师们研制出了基于硅基薄膜技术的第3代热膜式空气流量传感器,在传感器的气体流道中采用过滤整流等设计,使得在热膜表面极少会产生沉积物,传感器的整体可靠性、稳定性又得到了进一步的提高。基于硅基薄膜式传感器与之前的空气流量传感器相比,它对气体流量变化的响应更快,反应灵敏度更高,在进气过程的脉动气流测量上精度也更高,而且还可以识别气道内气体的流动方向,另外其控制单元中的故障诊断系统还可以识别某些流量传感器的故障。 如今的汽车传感器发展的总趋势是小型化、多功能化、集成化、智能化和系统化。热膜式空气质量流量传感器在汽车方面的应用,可以在世界范围内以很高的速度装备于电控喷射系统上,因此有着它现实的推广意义和广阔的发展市场。 近几年随着科学技术的进步特别是微机电系统(MEMS)的诞生和高速发展,给汽车传感器带来了飞速的发展,汽车传感器和电子系统也在高速的向着采用MEMS传感器的方向发展。两大汽车传感器生产巨头,PhilipSEleetr。nies公司和ContinentalTreveS公司10年销售用于汽车ABS系统的传感器芯片就达到了1亿只之多,生产上达到了一个新的里程碑。两个公司共同合作开发的有源磁场传感器,具有前瞻性技术,ContinentalTreveS公司用这种磁阻式转速传感器制作了轮速传感器,用于ABS系统,制动防滑系统等。MEMS传感器不但成本低、尺寸小、可靠性好、工作寿命就,而且可以集成在新的系统中,因此天生就十分适用于汽车传感器。MEMS传感器已经广泛应用于汽车电子:如轮胎压力监测系统(TPMS)、发动机机油压力传感器、汽车空气质量流量传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器;在其它工业应用方面也有着广阔的应用前景,对于测量管道内的流体流量这种流量传感器也同样适用,只需对传感器单元和控制电路方面进行一些改动或处理就可测量其他气体甚至液体的质量流量。例如,通过控制流量传感器加热电阻的工作温度就可以用于测量其它种类的气体的质量流量;又如,在传感器单元上镀一层二氧化硅

空气湿度对热膜式空气流量计计量误差的影响

空气湿度对热膜式空气流量计计量误差的影响 发表时间：2014-11-19T10:18:45.530Z 来源：《价值工程》2014年第2月下旬供稿作者：吴军 [导读] 热膜式的空气流量计有着自身的一些优势，但是对在湿度方面对计量误差的影响还是不能忽视的 吴军WU Jun（常熟市计量测试所，常熟215500）（Changshu Institute of Measurement and Testing，Changshu 215500，China）摘要院现在应用比较广泛的空气流量计就是热膜式空气流量计，但是通过相关的测试可以发现，空气的湿度对于热膜式空气流量计的计量误差有很大的影响，本文就主要是从理论和实验上分析了湿度对于热膜式空气流量计计量的误差以及规律。 Abstract: Now the widely used air flow meter is a hot-film air flow meter. But relevant tests find that air humidity has effect on themeasurement error of hot-film air flow meter. This paper mainly analyzes the effect of humidity on air flow meter measurement fromtheoreticaly and experimentally.关键词院热膜式空气流量计；空气湿度；计量误差Key words: hot-film air flow meter；air humidity；measurement error中图分类号院TH814 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）06-0057-030 引言在过去的时代，汽车是一个以机为主体、以电为辅的一个交通工具，但是现在汽车以及成为了一种高度自动化和电气化的一种新型的交通工具。现在对于汽车的全面控制基本上可以用一些比较专业的计算机来完成，在这当中，电子控制汽油喷射系统是比较具有代表性的一种。其主要工作原理就是，首先就是通过计量器来对发动机的进气量进行计算，然后在根据相应的进气量来决定相关汽油的喷射量，从而来使得发动机达到一个最佳的控制效果。 所以从另一方面就可以看出，其实发动机的工作效率的高低，主要就是取决于流量计对于进气量的精准程度。现在的空气流量计当中，使用最为普遍的就是热膜式的空气流量计。 1 空气流量计的分类在现代技术的发展下，空气流量计根据工作原理的不同，主要有两种类型：流量感应式空气流量计和压力感应式空气流量计。 1.1 流量感应式空气流量计。在流量感应式空气流量计中，有热线热膜式空气流量计、动片式空气流量计和卡曼涡旋式空气流量计三种。在出现的时间先后上，动片式空气流量计是出现最早的空气流量计；随着信息技术的发展，发展到了现在的热线热膜式空气流量计。在电压输出方式上，动片式空气流量计是与进气量成反比的流量计，卡曼涡旋式空气流量计和热线热膜式空气流量计与其相反，都与进气量成正比关系。控制精度上，动片式的精确度比较差，其他两种方式都能计量相对精确的空燃比。在通道阻力，瞬太响应等方面，热线热膜式和卡曼涡旋式的工作状态都是比较好的，能及时准确的完成空气的计量工作，它们计量的是进气质量的流量。可是在卡曼涡旋式和热线热膜式空气流量计中，后者更经济更实惠，符合国家倡导的节能和环保工作，是现今发动机中运用比较广泛的一种空气流量计。万事没有十全十美的，热线热膜式空气流量计在对进气量进行测量的时候，受空气湿度影响较大。 1.2 压力感应式空气流量计。压力感应式空气流量计与流量感应式空气流量计相比，数据计量的精确度比较差，因此它主要运用于电喷系统中。压力感应式空气流量计是先测定发动机节气门后方的绝对压力，通过压力测试空气密度，加之发动机的转速反算发动机的进气量来进行空气流量的计量的一种工作方式。 2 空气流量计的工作原理2.1 压力感应式空气流量计的工作原理。压力感应式空气流量计是通过测量发动机节气门后方的压力来计算出空气质量的方式。所以在压力感应式空气流量计中，完成的主要工作就是压力的测量。压力感应式测量压力的主要元件是压力传感器，可见它的工作原理就是通过压力传感器对压力的测量，把压力值传输给电子控制单元（ECU），ECU 通过压力和发动机转速计算出空气流量计。 压力传感器由压力转换元件，滤清器、信号放大装置和外壳组成。而压力转换元件又由4 个电阻采用惠斯顿电桥方式连接，当压力转换元件两侧受到的压力不一样时，电桥的两端就会出现电压差，电压差通过信号放大装置把数值进行放大，最后输送到电子控制单元。 2.2 热膜式空气流量计的工作原理。流量感应式空气流量计的方法有几种，从使用的范围看，热膜式空气流量计使用的比较广泛，因此我们主要对热膜式空气流量计的工作原理进行讨论。热膜式空气流量的结构大致为：金属护网包裹着气流温度传感器，热膜贴于气流温度传感器上，在金属护网外安置我们的控制电路，当空气进入进气管后，热膜与空气接触，是气流温度传感器工作，最后把数值传导给电子控制单元，计算出我们的空气流量值。热膜式空气流量计中的主要工作部件就是我们的气流温度传感器，而气流温度传感器的主要部件热膜电阻，热膜电阻是由流量传感部件和热电阻组合而成，流量传感部件和热电阻都是设计成铂膜的样子的电阻组装而成。热膜电阻安装与传感器内的一个长方形护套内，护套又放在传感器的空气通道上，这样可以使我们的热膜电阻与空气接触进行空气计量。热膜式空气流量计的气流温度传感器的两端安装有两个圆形的接头，这个两个圆形接头同时又与我们的空气进气道想通。空气的入口方向安装有一个防护网，以防止外界物质进入传感器损坏传感器。热膜电阻在进行空气计量的时候，对于电阻表面的清洁度要求相对比较高，如果表面附有污染物，会影响进入管道内空气的温度，降低空气计量的精确性，所以，在传感器中的护套外需要安装空气过滤装置，以阻止空气中的污染影响进气的温度从而影响测量精度。同时，为了降低进气空气温度变化对测量准确性的影响，我们在热膜电阻旁，空气进气入口方安装了一个铂膜式的温度补偿电阻，减少空气温度对热膜电阻的影响。在热膜式空气流量计量中，传感器电阻也是采用惠斯顿电桥方式连接，当热膜电阻两端无电压差时，我们的气流温度传感器就保持在一个恒定的温度值；当空气进入我们的气流管道后，通过温度补偿电阻和热膜电阻后，使两个电阻的温度降低，电阻值变小。当电阻值减小的时候，热膜电阻的恒定温度值就发生变化，控制单元就会开始工作，输送电流给热膜电阻，使热膜电阻再次保持恒定温度。控制单元输出的热量输送与电子控制单元后，就能准确计量出空气流量值。 3 热膜式空气流量计的特征3.1 湿度。热膜式空气流量计受空气湿度的变化，计量的数值精确度也会产生变化。以干燥的空气为基准，当空气湿度增加的时候，空气计量的误差也会增加，因为湿空气能提高空气的导热效果。 3.2 温度。热膜式空气流量计受空气温度的变化，计量的数值精确度会有所变化。以常温温度为23益为准，当空气温度升高的时，空气计量的误差会逐渐增强；当空气温度降低时，空气计量的误差也会逐渐增强。产生这种现象的主要原因是因为热辐射和空气的特性。 4 空气流量计的重要性在具有电子喷射系统的汽车上，空气流量计具有非常重要的作用，它是电子喷射系统进行油喷控制的基本信号，同时也是起决定性作用的信号。对于汽车的混合动力比，发动机的污染性、稳定性以及动力性空气流量计都将产生非常重要的影响。 如果空气流量计的信号在发生故障不能工作的时候，电控单元就会故障的代码进行存储，同时在这个时候节气门位置的信号就将代替空气流量计信号对空气的进气量进行测量，这也是电控单元的主要功能即失效保护的功能。但是，在信号的强度上，好一些的空气流量计