汽车发动机传感器的结构与工作原理

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1、第二节传感器的结构原理与检测一、空气流量传感器（MAF）★安装位置:安装在空气滤清器和节气门之间的进气管上★功用：测量进入发动机气缸的所有空气流量，并转换成电压信号送给发动机控制单元ECU；空气流量计信号是ECU决定喷油量和点火正时的基本信号之一。1.安装位置和功用按检测空气流量的参数不同，可以分为体积流量型和质量流量型；按结构不同，可以分为叶片式、卡门涡旋式和热式，热式又可分为热线式（热丝式）和热膜式叶片式和卡门涡旋式属于体积流量型传感器，要求得空气质量流量，还需同时检测进气温度；热式属于质量流

2、量型传感器，可直接测出空气质量流量，不需要检测进气温度;现代轿车基本采用热式空气流量传感器。2.空气流量传感器的分类（1）结构如右图，空气流量计主要由测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道组成，此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。1）翼（叶）片式空气流量计下一页补偿挡板缓冲室弹簧测量板温度传感器旁通气道封口调节螺钉电位计1、电位计滑臂2、可变电阻3、接进气管4、测量叶片5、旁通空气道6、接空气滤清器（2）叶片式空气流量计工作原理如右图，来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，空气

3、推力使测量板打开一个角度，当吸入空气推开测量板的里与弹簧变形后的回位力相平衡时，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US送给ECU。在气流通道中放一个柱体，气体通过时在柱体后产生许多涡流。按检测分为：超声波检测法和反光镜检测法2）卡门涡流式空气流量计结构：由超声波信号发生器、超声波发射探头、涡流稳定板、涡流发生器、整流器、超声波接受探头和转换电路组成。原理：卡门涡旋造成空气密度变化，受其影响，信号发生器发出的超声波到达接受器的时机或变早或变晚，测出其相

4、位差，利用放大器使之形成矩形波，矩形的脉冲频率为卡门涡旋的频率。如右图（见视频）（1）超声波检测法1、超声波信号发生器2、超声波发射探头3、涡流稳定板4、涡流发生器5、整流器6、旁通空气道7、超声波接收探头8、转换电路1、反光镜2、发光二极管3、钢板弹簧4、光电管(光敏晶体)5、导压孔6、涡流发生器（2）反光镜检测法检测部分结构：如左图，镜片、发光二级管和光电晶体管组成。原理：空气流经过发生器时，压力发生变化，经压力导向孔作用在反光镜上，使反光镜发生振动，从而将发光二极管投射的的光发射给光电管(光

5、敏晶体)，光敏晶体以簧片得振动频率导通和截止，对反射光进行检测。3）热式空气流量计下一页热丝式空气流量计的检测元件是铂金属丝，热膜式空气流量计的检测元件是铂金属膜。（1）热线式空气流量计（见视频）铂金属检测元件的优点1.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(气流脉动在发动机大负荷、低转速运转时最为明显)2.具有进气阻力小、无磨损部件等优点。下一页这种流量计的热线和进气温度传感器都安装在主气道中的取样管内，故称为主通式热线空气流量计。另一种是将热线绕在陶

6、瓷芯管上，并置于旁通气道内，称为旁通式热线空气流量计。（2）热膜式空气流量计控制电路热膜温度传感器防护网3.空气流量计的检测内容包括空气流量计的电源、信号和信号接地。检测空气流量计的信号可用万用表、诊断仪和示波器。空气流量计信号不正确不一定是空气流量计本身的故障，空气滤清器堵塞、进气系统漏气、发动机配气机构故障、三元催化装置堵塞都会造成空气流量计信号过低。1）通用别克君威车空气流量计检测通用别克车采用热丝型空气流量计，如下图所示，由于在空气流量计内部装置了一个A/D转换器，所以其输出信号是数字频率

7、信号。通用别克君威车空气流量计电路图如右图所示，用TECH2检测空气流量计数据如表所示：2）热膜式空气流量计检测从车上拆下空气流量计，插接好线束连接器，并打开点火开关，测量传感器信号端子5与搭铁端子3之间的电压，正常应为1～2V；向空气流量计进气口吹风，同时测量信号端子5与搭铁端子3之间的电压，正常应升高到2～4V。空气流量计电路.swf空气流量计的测量.swf信号搭铁5v12v099到此大众车空气流量计的检测大众车上采用的空气流量计是热膜式空气流量计。以大众3000热膜式空气流量计为例，其电路见

8、图2-11，输出信号是数字信号。空气流量计连接器上有5个端子（见图2-12），由电源继电器给空气流量计端子2提供12V电源，端子1为进气温度传感器信号线，3为搭铁端子、4为5V电源端子、5为信号端子。用K81检测空气流量计数据如表2-1所示：3）热式空气流量计的波形检测热丝式空气流量计的信号是模拟信号，其信号波形如图所示,可用数字万用表直流电压档测量，也可用解码器检测显示直流信号电压。热膜式空气流量计信号是数字频率信号，其信号波形如图（b）所示，应使用解码器检测显示数字频率信号，一