进气系统的组成

学习目标2.1进气系统的组成每循环充气量的传感方法可以分为间接法和直接法两种。进气系统的组成功能：为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的进气量。1.空气密度法（直接检测方法）2.1进气系统的组成采用该种方法直接利用空气流量（MAF）传感器所提供的信号来代表进气量,采用这种方法检测进气量的发动机称为L型电控发动机。流经怠速控制阀的空气首先经过空气流量计测量。空气密度法的特点：1.直接测量进气量，精度高；2.由于不同海拔高度对空气密度的影响，还需要一个大气压力计（或海拔高度计）对进气量的参数进行修正。3.进气阻力较大，成本比较高。2.速度密度法（间接检测方法）2.1进气系统的组成利用装在进气歧管上的进气歧管绝对压力（MAP）传感器所提供的压力信号，再结合进气温度信号（IAT）、发动机转速信号（RPM）、估算的容积效率（VE）和废气再循环量（EGR）一起，采用速度密度公式来换算出进入发动机的空气量，采用这种方法检测进气量的发动机称为D型电控发动机。进气歧管绝对压力传感器（MAP）测量的是进气管内的绝对压力，流经怠速控制阀的空气也在检测范围内。怠速控制阀由ECU直接控制。速度密度法的特点：1.利用空气密度和压力成正比的关系，通过测量压力间接换算出空气的密度，精度相对较低；2.进气阻力小，成本较低。L型EFI空气供给系统：1-空气滤清器；2-空气流量计；3-进气连接管4-节气门体；5-进气室。2.1进气系统的组成2.1进气系统的组成D型EFI空气供给系统：1-空气滤清器；2-稳压箱；3-节气门体；4-进气控制阀；5-进气室；6-真空罐；7-电磁真空阀；8-真空驱动器；9-怠速控制阀。2.2空气流量传感器1、空气流量计的作用作用：检测单位时间进入发动机气缸内的空气流量ECU喷油（喷油量）点火（点火提前角）进了多少空气？空气流量传感器学习目标了解空气流量传感器的作用、分类了解热线式和热膜式空气流量传感器结构和原理掌握空气流量传感器的故障分析方法掌握空气流量传感器的检测方法2.2空气流量传感器1、空气流量计的作用ECU如何根据空气流量控制喷油和点火？ECU喷油量增加点火提前角减小空气流量增加ECU喷油量减小点火提前角增大空气流量减小2.2空气流量传感器2、空气流量计的安装位置2.2空气流量传感器空气流量传感器2、空气流量计的安装位置2.2空气流量传感器质量型空气流量计空气流量计体积型空气计叶片式空气流量计（应用在早期产品上比较普遍）卡门旋涡式空气流量计（应用在个别车型上）热线和热膜式空气流量计（主流产品，现在大部分车型）3、空气流量计的类型叶片式：如丰田CAMRY(佳美)小轿车、丰田PREVIA(大霸王)小客车、马自达MPV多用途汽车等光学卡门漩涡式：丰田凌志LS400超声波卡门漩涡式：三菱、长丰猎豹吉普、现代轿车热线式：别克、日产MAXIMA(千里马)、沃尔沃2.2空气流量传感器电压信号（模拟信号，A/D转换给ECU)空气流量计输出信号形式频率信号(数字信号，直接给ECU)叶片式空气流量计卡门旋涡式空气流量计热线和热膜式空气流量计3、空气流量计的类型2.2空气流量传感器3、空气流量计的类型四种空气流量传感器性能对比结构型式输出信号类型信号线性度响应特性怠速稳定性EGR适应性海拔修正进气温度修正安装方便性成本卡门式频率优良优良要要良较高翼片式模拟良差良良要要差较高热线式模拟/频率优优优优不要不要良高热膜式模拟/频率优优优优不要不要良高结论：热线式和热膜式流量传感器性能优异，应用广泛2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计（1）热线式空气流量计的类型热线式空气流量计的安装位置（a）旁通测量方式（b）主流测量方式大排量的发动机采用主流量检测方式，排量小的发动机则采用旁通测量方式。（2）热线式空气流量计的组成铂金热线电阻（正温度系数电阻）—感知空气流量温度补偿电阻(冷线，负温度系数的电阻)—感知进气温度控制线路板壳体2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计热线式空气流量传感器结构图测量电路、控制电路测量电路控制电路壳体（2）热线式空气流量计的组成2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计热线式空气流量计的内部组成热线式空气流量计的信号特征通过热线的电流是空气质量流量的单一函数，电流与进气质量成正比，如何将此换算为电压信号？2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计（2）热线式空气流量计的组成冷线热线桥电阻精密电阻控制电路（1）测量原理•根据热平衡原理：当热线表面温度与空气温度差值恒定时，空气的质量流量与热线电流大小成单值关系。•控制电路通过惠斯通电桥平衡原理，控制热线电流大小来保持上述恒定温差。•ECU通过测量RA两端电压测量热线电流大小，进一步计算出空气质量流量。流量电流电压（3）热线式空气流量计的工作原理2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计（3）热线式空气流量计的工作原理热线温度与进气温度差热线式空气流量计的电路原理热线温度与吸入的空气温度差保持在恒定2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计（3）热线式空气流量计的工作原理2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计惠斯通电桥基本原理惠斯通电桥平衡条件：RK/RB=RH/RA时，UAB＝0惠斯通电桥不平衡条件：RK/RB≠RH/RA时，UAB≠0（3）热线式空气流量计的工作原理2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计工作过程分析：Q↑RH表面温度↓RH↓UAB≠0控制电路加大IHRH表面温度↑RH↑UAB=0?保持IH不变NY（3）热线式空气流量计的工作原理2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计温度补偿原理进气温度↑RH↑RK↑RK/RB=RH/RAUAB=0（4）热线式空气流量计的自清洁作用热线式空气流量计都有自清洁功能，即：发动机转速超过1500r/min，关闭点火开关使发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到1000℃以上并保持约1s,使附在热线上的粉尘烧掉。2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计启动发动机怠速超过3000r/min怠速启动“自洁”自洁信号空气流量传感器ECU搭铁自洁信号搭铁可变电阻器输出信号蓄电池电压点火开关电子燃油喷射继电器（4）热线式空气流量计的自清洁作用2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计（5）热线式空气流量计的常规检测方法（5线）2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计第一步：MAF供电电压检测⑴断开空气流量计连接器。⑵将点火开关扭置ON位置。⑶测量空气流量计线束连接器的端子+B的电压，应为9～14V。（5）热线式空气流量计的常规检测方法（5线）2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计第二步：内部搭铁检测（5）热线式空气流量计的常规检测方法（5线）2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计第三步：VG信号检测。取下，提供电源并搭铁，用吹风机模拟进行检测。（5）热线式空气流量计的常规检测方法（5线）2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计带有加热清洁功能的热线式空气流量计的电路（5）热线式空气流量计的常规检测方法（5线）2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计（6）热线式空气流量计信号波形检测方法:发动机工况变化时的热线式空气流量计波形2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计正常的热线式空气流量计波形（6）热线式空气流量计信号波形检测方法:2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计有问题的热线式空气流量计波形（6）热线式空气流量计信号波形检测方法:2.2空气流量传感器4.热线式空气流量计5、热膜式空气流量计热膜式空气流量计的结构和工作原理与热线式空气流量计基本相同。只是将发热体由热线改为热膜式，热膜是由发热金属铂固定在薄的树脂上构成的，见图。这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力，增加了发热体的强度，提高了工作可靠性，且无需加热清洁电路所以无功能下降情况。热膜式空气流量传感器的结构2.2空气流量传感器6、卡门涡流式空气流量计2.2空气流量传感器卡门涡流的形成：卡门涡流式空气流量计的基本原理：卡门涡流频率(f)=常数(0.2)×空气流速(V)/涡流发生器直径（d）空气流量(Q)=空气流速(V)×流通截面积(A)根据涡流频率的检测方式不同，汽车用涡流式流量传感器分为：超声波检测式光学检测式6、卡门涡流式空气流量计2.2空气流量传感器①光学式卡门涡流传感器的结构和工作原理（1）光学式卡门涡流传感器6、卡门涡流式空气流量计2.2空气流量传感器②光学式卡门涡流传感器的信号特征5V方波信号的频率变化与进气量成正比，进气量多则信号频率高，反之进气量少则信号频率低（1）光学式卡门涡流传感器6、卡门涡流式空气流量计2.2空气流量传感器（2）超声波卡门涡流传感器超声波卡门涡流式空气流量计基本结构①超声波卡门涡流传感器的结构6、卡门涡流式空气流量计2.2空气流量传感器②超声波卡门涡流空气流量计工作原理（2）超声波卡门涡流传感器7、卡门涡流式空气流量计2.2空气流量传感器在没有卡门涡流的情况下，接收到的超声波为稳定的信号。有卡门漩涡发生时，超声波在气流中的传播受到卡门涡流释放的频率，反映了气流速度。此脉冲信号经转换模块转换成矩形脉冲数字信号，计算机对这个矩形脉冲计数，便可得知空气流量。③超声波卡门涡流传感器的检测方法三菱公司超声波卡门涡流式空气流量传感器电路图（2）超声波卡门涡流传感器7、卡门涡流式空气流量计2.2空气流量传感器8、空气流量传感器的故障诊断2.2空气流量传感器第二代随车诊断系统(OBDII系统)P0100——MAF传感器故障诊断检测条件信号检测结果发动机驱动循环ECU策略时间＞3s发动机转速＞4000r/min0gm/271gm/s1个进入失效保护模式：点火正时和喷油脉宽固定P0101——MAF传感器信号与其他传感器信号相矛盾发动机暖机节气门关闭发动机转速＞1000r/min时间＞10sMAF信号电压＞2.2V2个发动机转速≥2000r/min时间＞6sVTA≥0.64VMAF信号电压＜1.0V2个8、空气流量传感器的故障诊断2.2空气流量传感器1.故障点故障原因传感器自身故障外部线路故障断路短路虚接热丝/烧断热膜/破裂热线/热膜脏污控制电路故障外壳破裂防护网堵塞ECU故障不能提供电源内部搭铁故障2.故障现象故障现象怠速发抖加速无力加速回火熄火排放超标发动机喘震8、空气流量传感器的故障诊断2.2空气流量传感器