AJR空气流量计传感器工作原理与检测

热膜式空气流量计传感器工作原理与检测江苏汽车技师学院作者：吴立安热膜式空气流量计传感器工作原理与检测教学目的：1、知识目标：了解空气流量计传感器的工作原理。熟悉空气流量计传感器的端子名称和线路连接。2、技能目标：能够具体掌握检测空气流量计传感器的方法和步骤（电阻检测、电压检测），并能判定其好坏。3、情感目标：培养严谨职业道德素养和协作精神，充分发挥学生的主观能动性、创造性、激发学生的学习热情。——空气流量计传感器检测课题三空气供给装置案例：例举一空气流量计故障案例通过故障现象分析，怀疑故障是由空气流量计传感器损坏引起，思索如何进行下一步检测。为了能够正确对空气流量计进行检测，就要求我们掌握其结构、工作原理。一、热膜式空气流量计的组成：热膜式空气流量计由用铅片制成的热膜电阻、空气补偿电阻、精密金属膜电阻和电子回路等组成。如图热膜式空气流量计传感器工作原理与检测热膜式空气流量计热膜式空气流量计传感器工作原理与检测热膜式空气流量计传感器工作原理与检测二、热膜式空气流量计的测量原理空气流量计内部电路连接成惠斯登电桥电路。热膜电阻Rh和温度补偿电阻Rt分别连接到电桥的一个臂上，电桥各个臂的电流由控制电路A控制。电桥电压平衡时，控制电路供给热膜电阻的电流Ih(Ih=50～120mA)使其温度Th保持恒定。（Th=120℃左右），供给温度补偿电阻的电流使热膜电阻的温度与温度补偿电阻的温度Tr之差保持恒定（△=T=Th—Tr=100℃左右）。当空气流经温度补偿电阻和热膜电阻，热膜电阻和温度补偿电阻受到冷却，温度降低，阻值减小。当热膜电阻的阻值减小时，电桥电压就会失去平衡，控制电路将增大供给热膜电阻的电流，使其温度保持恒定（120℃）。电流增加值的大小，取决于热膜电阻受到冷却的程度，即取决于流过流量传感器的空气量。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测(a)结构(b)工作原理1—防护网；2—取样管；3—白金热线；4—温度补偿电阻；5制电路板；6—电接头热膜式空气流量计传感器工作原理与检测当电桥电流增大时，取样电阻Rs上的电压就会升高，从而将空气流量的变化转换为信号电压Us的变化。由于电阻为线性元件，因此取样电阻上信号电压Us将随空气流量的变化而呈线性变化，信号电压输入电控单元ECU后，ECU便可根据信号电压的高低计算空气流量的大小。当发动机怠速或空气为热空气时，因为怠速时节气门关闭或接近全闭，所以空气流速低，空气量少，又因空气温度越高，空气密度越小，所以在体积相同的情况下，热空气的质量小，因此热膜电阻受到冷却的程度小，电阻值减小少，保持电桥平衡需要的电流小，故取样电阻上的信号电压低。电控单元ECU根据信号电压即可计算出空气量，桑塔纳AT、GSI型轿车怠速时的空气流量标准值为0.39g／s左右。当发动机负荷增大或空气为冷空气时，因为节气门开度增大空气流速加快使空气流量增大；而冷空气密度大，在体积相同的情况下冷空气质量大，所以热膜电阻受到冷却的程度增大，电阻值减小多，保持电桥平衡需要的电流增大，因此当发动机负荷增大时，信号电压升高。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测为了提高测量精度，内部设有稳定电路，以便控制热膜两端电压保持恒定，使其不受外部电源变动的影响。由于这种流量计基于热膜表面与空气的热传导，热膜上的任何沉积物都将对输出信号产生有害的影响，因此控制电路中具备有自动“烧净”功能。每当发动机熄火后4s，控制电路发出控制电流，使热膜温度迅速升至1000℃高温，加热1s，将粘附于热膜表面的污染物完全烧净。三、空气流量计的检测1、空气流量计传感器安装于空气滤清器与进气软管之间。如图。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测2、空气流量计的电路连接图和插头端子如图所示热膜式空气流量计传感器工作原理与检测检测条件与标准参数如下表所示端子名称电压（v）2号端子124号端子55号端子怠速1.45号端子急加速2.8空气流量计各管脚定义端子定义1号端子空脚2号端子12V电压3号端子ECU内搭铁4号端子5V参考电压5号端子反馈信号热膜式空气流量计传感器工作原理与检测3、检测方法（1）电阻测试本项目电阻测试为辅助性测试，主要是检测线束的导通性，以确认线束通畅，无断路短路，插接器牢靠，各信号传递无干扰。测试在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上进行。①线束导通性测试：将数字万用表设置在电阻200Ω档，在面板上按电路图找到空气流量计图形下面的针脚号与ECU信号测试端口图相应的针脚号，分别测试空气流量计3、4、5号针脚对应至电控单元12、11、13号针脚的电阻，所有电阻都应低于5Ω。②线束短路性测试：将数字万用表设置在电阻200KΩ档，测量空气流量计针脚2与电控单元针脚11、12、13之间电阻，应为∞。测量空气流量计针脚与电控单元针脚：3—11、13；4—12、13；5—11、12之间电阻均应为∞。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测注意：在实际维修中，欲测试各条线束的导通性，应关闭点火开关，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，相连导线电阻应当小于5Ω，不相连导线电阻应∞为正常。而在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上，进行本项测试不用拔传感器与电控单元插头。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。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测（2）电压测试本项目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计是否失效的主要依据。①电源电压测试：在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上进行。打开点火开关，将数字万用表设置在直流电压20V档，红色表针置于空气流量计针脚2，黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体，打起动机时应显示12V左右的电压；热膜式空气流量计传感器工作原理与检测红色表针置于空气流量计针脚4，黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体，应显示5V左右电压。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测注意：在实际维修中，应拔下传感器插头，打开点火开关，测量2号端子与接地间电压，打起动机时应显示12V。此时电控单元会记录空气流量计的故障码，测试完毕后要使用诊断仪清除故障码。而在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上，进行本项测试不用拔传感器插头。②信号电压测试：分单件测试和就车测试两部分，就车测试在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上进行。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测a.单件测试：取一空气流量计总成部件，将12V/5V变压器12V电压或电瓶电压施加在空气流量计电器插座针脚2上，将5V电压施加在空气流量计电器插座针脚4上，将数字万用表设置在直流电压20V档，测量空气流量计电器插座针脚3和针脚5，应有1.5V左右电压；热膜式空气流量计传感器工作原理与检测使用吹风机从空气流量计隔珊一端向空气流量计吹入冷空气或加热的空气，测量空气流量计电器插座针脚3和针脚5，电压应瞬时上升至2.8V回落。不能满足上述条件，可以判定空气流量计有故障。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测b.就车测试：起动发动机并使其达到工作温度，将数字万用表设置在直流电压20V档，测量汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上的空气流量计针脚5的反馈信号，红色表针置于空气流量计针脚5，黑色表针置于空气流量计针脚3、电瓶负极或进气歧管壳体，怠速时应显示电压1.5V左右；热膜式空气流量计传感器工作原理与检测急踩加速踏板应显示2.8V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，可以断定空气流量计损坏，必须更换。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测注意：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，挑开防水胶堵或刺破导线外皮，接万用表后踩动油门踏板，观察电压变化。而在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上，进行本项测试不用挑开防水胶堵或刺破导线外皮。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测（3）数据流测试发动机怠速运转时使用解码器数据流测试功能检测发动机的空气流量，一般应为2.0~4.0g／s，同时读取发动机故障代码。如果显示数值不在标准范围内或存在空气流量计的故障代码，则应进一步检测空气流量计及其相关控制电路。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测4、检测空气流量计如果空气流量计控制线路无故障则拆下空气流量计检测其性能：先目视检查扩网有无破损或堵塞、热膜是否脏污，如有异常应予以清洁或更换新件；再检测其内部线路，通过电压的变化确定空气流量计的好坏。热膜式空气流量计传感器工作原理与检测