空氣流量傳感器的檢測

www.sail-shipping.com 來源：互聯網作者：tianshi 類別：汽車電器維修時間：2008-09-10

空氣流量傳感器的檢測

    空氣流量傳感器是測定吸入發動機的空氣流量的傳感器。電子控制汽油噴射發動機為了在各種運轉工況下都能獲得最佳濃度的混合氣，必須正確地測定每一瞬間吸入發動機的空氣量，以此作為ECU計算(控制)噴油量的主要依據。如果空氣流量傳感器或線路出現故障，ECU得不到正確的進氣量信號，就不能正常地進行噴油量的控制，將造成混合氣過濃或過稀，使發動機運轉不正常。

    電子控制汽油噴射系統的空氣流量傳感器有多種型式，目前常見的空氣流量傳感器按其結構型式可分為葉片(翼板)式、量芯式、熱線式、熱膜式、卡門渦旋式等幾種。

    一、葉片式空氣流量傳感器的結構、工作原理及檢測

    1、葉片式空氣流量傳感器結構及工作原理

    傳統的波許L型汽油噴射系統及一些中檔車型采用這種葉片式空氣流量傳感器，如豐田CAMRY(佳美)小轎車、豐田PREVIA(大霸王)小客車、馬自達MPV多用途汽車等。其結構如圖 1所示，由空氣流量計和電位計兩部分組成。空氣流量計在進氣通道內有一個可繞軸擺動的旋轉翼片(測量片)，如圖 2所示，作用在軸上的卷簧可使測量片關閉進氣通路。發動機工作時，進氣氣流經過空氣流量計推動測量片偏轉，使其開啟。測量片開啟角度的大小取決于進氣氣流對測量片的推力與測量片軸上卷簧彈力的平衡狀況。進氣量的大小由駕駛員操縱節氣門來改變。進氣量愈大，氣流對測量片的推力愈大，測量片的開啟角度也就愈大。在測量片軸上連著一個電位計，如圖 3所示。電位計的滑動臂與測量片同軸同步轉動，把測量片開啟角度的變化(即進氣量的變化)轉換為電阻值的變化。電位計通過導線、連接器與ECU連接。ECU根據電位計電阻的變化量或作用在其上的電壓的變化量，測得發動機的進氣量，如圖 4所示。

    在葉片式空氣流量傳感器內，通常還有一電動汽油泵開關，如圖 5所示。當發動機起動運轉時，測量片偏轉，該開關觸點閉合，電動汽油泵通電運轉；發動機熄火后，測量片在回轉至關閉位置的同時，使電動汽油泵開關斷開。此時，即使點火開關處于開啟位置，電動汽油泵也不工作。

    流量傳感器內還有一個進氣溫度傳感器，用于測量進氣溫度，為進氣量作溫度補償。

    葉片式空氣流量傳感器導線連接器一般有7個端子，如圖 5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有將電位計內部的電動汽油泵控制觸點開關取消后，變為5個端子的。圖 6示出了日產和豐田車用葉片式空氣流量傳感器導線連接器端子的“標記”。其端子“標記”一般標注在連接器的護套上。

    2、葉片式空氣流量傳感器的檢測

    （1）豐田車葉片式空氣流量傳感器的檢測

    圖 7所示為豐田PREVIA(大霸王)車2TZ-FE發動機用葉片式空氣流量傳感器電路原理圖。其檢測方法有就車檢測和單件檢測兩種。

    A、就車檢測

    點火開關置“OFF”，拔下該流量傳感器導線連接器，用萬用表Ω檔測量連接器內各端子間的電阻。其電阻值應符合表 1所示；如不符，則應更換空氣流量傳感器。

表 1 葉片式空氣流量傳感器各端子間的電阻（豐田PREVIA車）

端子標準電阻(kΩ) 溫度(℃)
VS-E2 0.2-0.60 -
VC-E2 0.20-0.60 -
10.00-20.00 -20
4.00-7.00 0
THA-E2 2.00-3.00 20
0.90-1.30 20
0.40-0.70 60
FC-E1 不定 -

    B、單件檢測

     點火開關置“OFF”，拔下空氣流量傳感器的導線連接器，拆下與空氣流量傳感器進氣口連接的空氣濾清器，拆開空氣流量傳感器出口處空氣軟管卡箍，拆除固定螺栓，取下空氣流量傳感器。

    首先檢查電動汽油泵開關，用萬用表Ω檔測量E1-FC端子:在測量片全關閉時，E1-FC間不應導通，電阻為∞；在測量片開啟后的任一開度上，E1-FC端子間均應導通，電阻為0。

    然后用起子推動測量片，同時用萬用表Ω檔測量電位計滑動觸點Vs與E2端子間的電阻(如圖 8):在測量片由全閉至全開的過程中，電阻值應逐漸變小，且符合表 2所示；如不符，則須更換空氣流量傳感器。豐田CROWN 2.8小轎車5M-E發動機的葉片式空氣流量傳感器各端子間電阻標準值如表 3所示。

表 2 葉片式空氣流量傳感器各端子間的電阻（豐田PREVIA車）

端子標準電阻(Ω) 測量片位置
FC-E1 ∞ 測量片全關閉
0 測量片開啟
VS-E2 20-600 全關閉
20-1200 從全關到全開

    表 3 葉片式空氣流量傳感器各端子間的電阻(豐田CROWN2.8小轎車5M-E發動機)

端子溫度(℃) 測量片位置標準電阻(kΩ)
E2-VS - 完全關閉 0.02
- 從關閉到全開 0.02-1.00
E1-FC - 完全關閉 ∞
- 任何開度 0
E2-THA 0 - 4.00-7.00
20 - 2.00-3.00
40 - 0.90-1.30
60 - 0.40-0.70
E2-VC - - 0.10-0.30
E2-VB - - 0.20-0.40
E2-FC - - ∞

（2）日產車葉片式空氣流量傳感器的檢測

    圖 9所示為日產車葉片式空氣流量傳感器電路的檢測(端子“標記”有新舊兩種)。用萬用表Ω檔測量各端子之間的電阻時，舊“標記”端子之間應符合表 4所示的標準值，新“標記”端子之間應符合表 5所示的標準值。否則，應更換空氣流量傳感器。

表 4 空氣流量傳感器舊“標記”各端子間電阻值（日產車）

觸點端子標準電阻值(Ω) 測量片位置
電動汽油
泵開關
　 ∞ 測量片關閉
(觸點打開)

36-39 0 測量片打開
(觸點關閉)

電位計 6-9 250-350 -
6-8 150-250 -
8-9 50-150 -
7-8 0- ∞ 測量片由全閉到全開

表 5 葉片式空氣流量傳感器新“標記”各端子間電阻值（日產車）

端子電阻值(Ω) 測量片位置
33-35 約100 -
33-34 約200 -
32-33 0-∞ 測量片滑動時
32-34 0-∞ 測量片滑動時
25-34 阻值隨外界溫度而定　

（3）五十鈴車葉片式空氣流量傳感器的檢測

    電位計與空氣流量計的內部接線如圖 10所示。工作時，滑動臂在電位計的電阻片上滑動，端子7與8之間的電壓U和端子6與9之間的電壓UB作為輸入信號輸入電控單元中。

    在檢查時，取下空氣流量傳感器的導線連接器，將萬用表(電阻檔)接在6、7端子上，使測量片平穩地張開，其間的電阻值是逐漸變化的；6與9端子之間的阻值為350-400Ω，空氣溫度傳感器27與6之間的電阻值為0.30-1OKΩ。

    電動汽油泵觸點39和36端子之間在測量片全閉時不導通(斷開)；測量片只要稍一轉動，39和36端子之間便導通。

    二、卡門渦旋式空氣流量傳感器的檢查

    1、卡門渦旋式空氣流量傳感器結構和工作原理

    卡門渦旋式空氣流量傳感器的結構和工作原理如圖 11所示。在進氣管道正中間設有一流線形或三角形的渦流發生器，當空氣流經該渦流發生器時，在其后部的氣流中會不斷產生一列不對稱卻十分規則的被稱為卡門渦流的空氣渦流。根據卡門渦流理論，這個旋渦行列是紊亂地依次沿氣流流動方向移動，其移動的速度與空氣流速成正比，即在單位時間內通過渦流發生器后方某點的旋渦數量與空氣流速成正比。因此，通過測量單位時間內渦流的數量就可計算出空氣流速和流量。

    測量單位時間內旋渦數量的方法有反光鏡檢出式和超聲波檢出式兩種。圖 12所示是反光鏡檢出式卡門渦旋流量傳感器，其內有一只發光二極管和一只光敏三極管。發光二極管發出的光束被一片反光鏡反射到光敏三極管上，使光敏三極管導通。反光鏡安裝在一個很薄的金屬簧片上。金屬簧片在進氣氣流旋渦的壓力作用下產生振動，其振動頻率與單位時間內產生的旋渦數量相同。由于反光鏡隨簧片一同振動，因此被反射的光束也以相同的頻率變化，致使光敏三極管也隨光束以同樣的頻率導通、截止。ECU根據光敏三極管導通、截止的頻率即可計算出進氣量(圖 11)。凌志LS400小轎車即用了這種型式的卡門渦旋式空氣流量傳感器。

    圖 13所示為超聲波檢出式卡門渦旋式空氣流量傳感器。在其后半部的兩側有一個超聲波發射器和一個超聲波接收器。在發動機運轉時，超聲波發射器不斷地向超聲波接收器發出一定頻率的超聲波。當超聲波通過進氣氣流到達接收器時，由于受氣流中旋渦的影響，使超聲波的相位發生變化。ECU根據接收器測出的相應變化的頻率，計算出單位時間內產生的旋渦的數量，從而求得空氣流速和流量，然后根據該信號確定基準空氣量和基準點火提前角。

    2、卡門渦旋式空氣流量傳感器的檢測

    以豐田凌志LS400轎車1UZ-FE發動機用反光鏡檢出式空氣流量傳感器為例。該傳感器與ECU的連接電路如圖 14所示。

    （1）電阻檢測

    點火開關置“OFF”，拔下空氣流量傳感器的導線連接器，用萬用表電阻檔(如圖 14所示)測量傳感器上“THA”與"El"端子之間的電阻，其標準值如表 6所示。如果電阻值不符合標準值，則更換空氣流量傳感器。

         表 6 卡門渦旋式空氣流量傳感器THA-E1端子間的電阻（豐田凌志LS400轎車）

端子
標準電阻(kΩ) 溫度(℃)
THA-E1 10.0 -20
4.0-7.0 0
2.0-3.0 20
0.9-1.3 40
0.4-0.7 60

    （2）空氣流量傳感器的電壓檢測

    插好此空氣流量傳感器的導線連接器，用萬用表電壓檔檢測發動機ECU端子THA-E2、Vc-E1、KS-E1間的電壓，其標準電壓值見表 7所示。若電壓不符合要求，則按圖 15所示進行故障診斷。

表 7豐田凌志LS400轎車1UZ-FE發動機 ECU THA-E2、VC-E1、KS-E1端子電壓

端子電壓（V）條件
THA-E2 0.5-3.4 怠速、進氣溫度20℃
4.5-5.5 點火開關ON
KS-E1 2.0-4.0(脈沖發生) 怠速
VC-E1 4.5-5.5 點火開關ON

    三、熱線式空氣流量傳感器的檢查

    1、結構和工作原理

    熱線式空氣流量傳感器的基本結構由感知空氣流量的白金熱線(鉑金屬線)、根據進氣溫度進行修正的溫度補償電阻(冷線)、控制熱線電流并產生輸出信號的控制線路板以及空氣流量傳感器的殼體等元件組成。根據白金熱線在殼體內的安裝部位不同，熱線式空氣流量傳感器分為主流測量、旁通測量方式兩種結構形式。圖 18所示是采用主流測量方式的熱線式空氣流量傳感器的結構圖。它兩端有金屬防護網，取樣管置于主空氣通道中央，取樣管由兩個塑料護套和一個熱線支承環構成。熱線線徑為70μm的白金絲(RH)，布置在支承環內，其阻值隨溫度變化，是惠斯頓電橋電路的一個臂(圖 19)。熱線支承環前端的塑料護套內安裝一個白金薄膜電阻器，其阻值隨進氣溫度變化，稱為溫度補償電阻(RK)，是惠斯頓電橋電路的另一個臂。熱線支承環后端的塑料護套上粘結著一只精密電阻(RA)。此電阻能用激光修整，也是惠斯頓電橋的一個臂。該電阻上的電壓降即為熱線式空氣流量傳感器的輸出信號電壓。惠斯頓電橋還有一個臂的電阻RB安裝在控制線路板上。

    熱線式空氣流量傳感器的工作原理是:熱線溫度由混合集成電路A保持其溫度與吸入空氣溫度相差一定值，當空氣質量流量增大時，混合集成電路A使熱線通過的電流加大，反之，則減小。這樣，就使得通過熱線RH的電流是空氣質量流量的單一函數，即熱線電流IH隨空氣質量流量增大而增大，或隨其減小而減小，一般在50-120mA之間變化。波許LH型汽油噴射系統及一些高檔小轎車采用這種空氣流量傳感器，如別克、日產MAXIMA(千里馬)、沃爾沃等。

    2、熱線式空氣流量傳感器的檢測

    （1）日產MAXIMA車VG3OE發動機熱線式空氣流量傳感器的檢測圖 20所示為日產VG3OE發動機熱線式空氣流量傳感器的電路。　

    A、檢查空氣流量傳感器輸出信號   拔下此空氣流量傳感器的導線連接器，拆下空氣流量傳感器；按圖 21所示，將蓄電池的電壓施加于空氣流量傳感器的端子D和E之間(電源極性應正確)，然后用萬用表電壓檔測量端子B和D之間的電壓。其標準電壓值為(1.6±0.5)V。如其電壓值不符，則須更換空氣流量傳感器。在進行上述檢查之后，給空氣流量傳感器的進氣口吹風，同時測量端子B和D之間的電壓。在吹風時，電壓應上升至2-4V。如電壓值不符，則須更換空氣流量傳感器。

    B、檢查自清潔功能   裝好熱線式空氣流量傳感器及其導線連接器，拆下此空氣流量傳感器的防塵網，起動發動機并加速到2500r/min以上。當發動機停轉后5s，從空氣流量傳感器進氣口處，可以看到熱線自動加熱燒紅(約1000℃)約1s。如無此現象發生，則須檢查自清信號或更換空氣流量傳感器。

    （2）日產CA18E型發動機熱線式空氣流量傳感器的檢查

    A、就車檢查先拆下空氣流量傳感器的導線連接器(如圖 22所示)，檢查線束一側B端子與搭鐵間的電壓，其基準電壓為12V。其次，則按單件檢查方法檢查端子31與搭鐵端之間的電壓。

    B、單件檢查

    如圖 23(a)所示，在B、C兩端子間加上12V電壓，然后檢查D、C兩端子間的輸出電壓。這時應該注意，外加電壓的端子不能搞錯(B端子與蓄電池的正接線柱相連，C端子與蓄電池的負接線柱相連)。如果接錯就有可能損壞空氣流量傳感器。然后按圖 23(b)所示，在吹入空氣的情況下，測量空氣流量傳感器輸出電壓的變化，其標準為:當沒有空氣吹入時，電壓約為0.8V；當有空氣吹入時，電壓約為2.OV。