电控发动机空气流量计ppt课件

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1、知识储备考查：知识储备考查：空气系统由哪些组成？空气系统由哪些组成？空气计量装置起什么作用？空气计量装置起什么作用？空气计量有哪几种方法？空气计量有哪几种方法？空气流量计及绝对压力传感器的安装位置空气流量计及绝对压力传感器的安装位置1、间接测量：、间接测量：节流节流-速度速度方式和方式和速度速度-密度密度方式。方式。节流节流-速度方式：速度方式：ECU根据节根据节气门开度和发动机转速，计算气门开度和发动机转速，计算出每一循环的进气量，由此算出每一循环的进气量，由此算出基本喷油量。出基本喷油量。速度速度-密度方式：密度方式：ECU根据进气根据进气歧管压力和发动机转速，计算出歧管压力和发动机转速，

2、计算出每一循环的进气量，由此算出基每一循环的进气量，由此算出基本喷油量。本喷油量。(压力型压力型D)空气测量方式空气测量方式2、直接测量方式分：、直接测量方式分：体积流量体积流量方式和方式和质量流量质量流量方式。方式。体积流量方式：利用体积流量方式：利用翼片式翼片式、卡门旋涡式卡门旋涡式空气流量计，直接空气流量计，直接测量单位时间发动机吸入的空测量单位时间发动机吸入的空气体积流量。气体积流量。质量流量方式：利用质量流量方式：利用热线式热线式、热膜式热膜式空气流量计，直接测量空气流量计，直接测量单位时间发动机吸入的空气质单位时间发动机吸入的空气质量流量。量流量。空气流量计空气流量计1、功用、功用

3、:2、类型：、类型：体积型体积型空气流量计空气流量计质量型质量型卡门旋涡式空气流量计（应用在卡门旋涡式空气流量计（应用在少数车上）少数车上）热线式和热膜式空气流量计（主流热线式和热膜式空气流量计（主流产品）产品）叶片式空气流量计（应用在早期产品上叶片式空气流量计（应用在早期产品上比较普遍）比较普遍）3、安装位置：、安装位置：空滤器后节气门前的进气管上空滤器后节气门前的进气管上热线式空气流量计热线式空气流量计一、元件识别一、元件识别二、类型：二、类型：主流测量主流测量方式和方式和旁通测量旁通测量方式。方式。区别：区别：将铂丝热线和温度补偿电阻（冷线）安装有空气旁通上；将铂丝热线和温度补偿电阻（冷

4、线）安装有空气旁通上；热线和温度补偿电阻铂丝缠绕在陶瓷线管上，提高铂丝寿命。热线和温度补偿电阻铂丝缠绕在陶瓷线管上，提高铂丝寿命。三、组成三、组成实验原理实验原理R R1 1，R R2 2是已知标准电阻是已知标准电阻 ；R Rs s是可变标准电阻；是可变标准电阻；RxRx是被测电阻是被测电阻 B B，D D间接检流计。接通电路后，间接检流计。接通电路后，检流计一般不示零，说明检流计一般不示零，说明B B，D D两点电位不相等，通过调节两点电位不相等，通过调节R Rs s，使检流计中无电流通过使检流计中无电流通过（I IK K=0=0），此时电），此时电达到平衡。达到平衡。知识链接知识链接四、电

5、桥原理四、电桥原理四、电桥原理四、电桥原理电桥电桥电阻电阻精密精密电阻电阻控制控制电路电路四、电桥结构：四、电桥结构：RH：直径很小的白金丝，阻值随温度变化。传感器不工作时，控：直径很小的白金丝，阻值随温度变化。传感器不工作时，控制电路提供电流加热到制电路提供电流加热到120，称为，称为热线热线。Rk:：因进气温度变化会使热线温度变化，：因进气温度变化会使热线温度变化，影响进气量的测量精度，故在热线附近设影响进气量的测量精度，故在热线附近设有一根温度补偿电阻称为有一根温度补偿电阻称为冷线冷线。传感器工作时，控制电路向冷线传感器工作时，控制电路向冷线提供电流，使冷线温度始终低于提供电流，使冷线温

6、度始终低于热线温度热线温度100，起到参照标准，起到参照标准的作用。的作用。RA：精密电阻，电阻上的电压降即传感精密电阻，电阻上的电压降即传感器输出的信号电压。器输出的信号电压。RB：校正电阻（可小幅度调整使电桥初始状态平衡）。：校正电阻（可小幅度调整使电桥初始状态平衡）。五、原理：五、原理：当空气流动时，由于当空气流动时，由于RH的热量被空气吸的热量被空气吸收而变冷，其电阻值发生变化，电桥失收而变冷，其电阻值发生变化，电桥失去平衡，要保持电桥平衡，就必须增加去平衡，要保持电桥平衡，就必须增加流过热线电阻的电流流过热线电阻的电流IH，使热线温度升，使热线温度升高，恢复原来的阻值。高，恢复原来的

7、阻值。热线电流随空气流量的增大而增大，随空热线电流随空气流量的增大而增大，随空气流量的减少而减小。气流量的减少而减小。ECU通过测量流经通过测量流经热线的电流，可测得空气流量。热线的电流，可测得空气流量。提示：提示：由于热线暴露在空气中，表面会沾上脏污影响测量精度。故由于热线暴露在空气中，表面会沾上脏污影响测量精度。故专门设有一个自洁电路，发动机熄火后专门设有一个自洁电路，发动机熄火后自动将热线加热至自动将热线加热至1000度，度，持续持续1s，将尘埃烧掉。，将尘埃烧掉。优点优点 响应速度快；响应速度快；测量精度高；测量精度高；进气阻力小；进气阻力小；不会磨损，可直接测量不会磨损，可直接测量空

8、气的质量流量。空气的质量流量。缺点缺点 造价高造价高 热线表面易受污染，影热线表面易受污染，影响测量精度；响测量精度；空气流速分布不均匀产空气流速分布不均匀产生误差；生误差；发动机回火易造成断线。发动机回火易造成断线。热线式空气流量计的特点热线式空气流量计的特点应用车型：应用车型：别克、日产别克、日产MAXIMA、沃尔沃等高档轿车、沃尔沃等高档轿车外形外形 所不同的是将发热体由所不同的是将发热体由热线热线改为改为热膜体热膜体，即将，即将热线热线、补偿电阻补偿电阻、精密电阻精密电阻等镀在一块等镀在一块陶瓷片陶瓷片上，或将发热金属铂固定在树脂膜上，上，或将发热金属铂固定在树脂膜上，使制造成本降低，

9、且发热体不直接承受气体流动所产生的作用力，使制造成本降低，且发热体不直接承受气体流动所产生的作用力，增加了发热体强度，提高了传感器的可靠性和使用寿命。增加了发热体强度，提高了传感器的可靠性和使用寿命。热膜式空气流量计热膜式空气流量计结构结构热膜式空气流量计的特点 优点优点 发热体由发热体由热线热线改为改为热膜热膜。固定在薄的树脂膜上的金固定在薄的树脂膜上的金属铂，或将热线、冷线、属铂，或将热线、冷线、精密电阻镀在一块陶瓷片精密电阻镀在一块陶瓷片上，降低制造成本。上，降低制造成本。发热体不直接承受空气气发热体不直接承受空气气流的作用，提高了发热体流的作用，提高了发热体的强度和工作的可靠性。的强度

10、和工作的可靠性。结构简单，使用寿命长，结构简单，使用寿命长，不易受污染。不易受污染。缺点缺点 空气流速不均匀，影响空气流速不均匀，影响测量精度。测量精度。应用车型：应用车型：大众桑塔纳大众桑塔纳2000时代超人、马自达时代超人、马自达626等等别克发动机空气流量计别克发动机空气流量计类型：类型：热线式热线式输出信号：输出信号：频率信号频率信号电路：电路：三线制三线制卡门旋涡式空气流量计卡门旋涡式空气流量计小常识：小常识：当野外架空的电线被风吹时，就会发出当野外架空的电线被风吹时，就会发出“嗡、嗡嗡、嗡”的声音，的声音，且风速越高声音频率越高，这是气体流过电线后形成旋涡（即涡流）且风速越高声音频

11、率越高，这是气体流过电线后形成旋涡（即涡流）所致。液体、气体等流体均会产生这种现象。所致。液体、气体等流体均会产生这种现象。卡门旋涡式空气流量计卡门旋涡式空气流量计在进气道中放置一个涡流发生器，如在进气道中放置一个涡流发生器，如一个柱状物，在空气流过时，在涡流一个柱状物，在空气流过时，在涡流发生器后部将会不断产生两列旋转方发生器后部将会不断产生两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡。这个旋向相反，并交替出现的旋涡。这个旋涡就称为卡门旋涡。涡就称为卡门旋涡。只要能测得漩涡发生的频率，就能计算空气的流速，将空气流速乘只要能测得漩涡发生的频率，就能计算空气的流速，将空气流速乘以通道的截面，可以得出流入空

12、气的体积流量。以通道的截面，可以得出流入空气的体积流量。一、基本原理一、基本原理1、涡流发生器：置于进气道，、涡流发生器：置于进气道，后面设置一个导压孔。后面设置一个导压孔。2、反光镜：安装在极薄的弹、反光镜：安装在极薄的弹簧片上，上部有一对发光二簧片上，上部有一对发光二极管和光敏晶体管。极管和光敏晶体管。3、发光二极管：产生光源。、发光二极管：产生光源。4、光敏晶体管：产生频率信、光敏晶体管：产生频率信号（高低电位变化）。号（高低电位变化）。1、光学式结构、光学式结构：二、类型二、类型：光学式、超声波式：光学式、超声波式旋涡发生器两侧的空气压力的变旋涡发生器两侧的空气压力的变化，通过导孔作用

13、到弹簧片上使化，通过导孔作用到弹簧片上使其振动，反光镜随簧片一起振动。其振动，反光镜随簧片一起振动。振动频率与单位时间内产生的涡振动频率与单位时间内产生的涡流数量相同。流数量相同。反光镜反射的光束方向也以相同反光镜反射的光束方向也以相同的频率变化，使光敏晶体管也随的频率变化，使光敏晶体管也随光束的变化以同样的频率导通和光束的变化以同样的频率导通和截止。截止。2、工作原理：、工作原理：光敏晶体管导通和截止的频率与涡流频率相同，通过光敏晶体管就光敏晶体管导通和截止的频率与涡流频率相同，通过光敏晶体管就可以检测涡流频率。可以检测涡流频率。3、应用车辆：、应用车辆：中国大陆进口的丰田凌志中国大陆进口的

14、丰田凌志LS400型轿车和台湾进口的皇冠型轿车和台湾进口的皇冠3.0型型轿车采用了轿车采用了 光电检测涡流式空气流量器；光电检测涡流式空气流量器；4、凌志、凌志LS400电路电路超声波式超声波式1、组成：、组成：超声波信号发生器、超声波接收器超声波信号发生器、超声波接收器2、原理：、原理：利用涡流引起的空气密度变化进行测量。利用涡流引起的空气密度变化进行测量。当发射声波通过进气气流当发射声波通过进气气流到达接收器时，由于受到到达接收器时，由于受到涡流造成空气密度变化的涡流造成空气密度变化的影响，使超声波频率的相影响，使超声波频率的相位随之发生变化。位随之发生变化。当接收器接收到的超声波信号的当

15、接收器接收到的超声波信号的相位（时间间隔）相位（时间间隔）以及以及相位差（时相位差（时间间隔之差）间间隔之差）就会发生变化，集成控制电路根据相位或相位差的变就会发生变化，集成控制电路根据相位或相位差的变化情况计量出涡流的频率。涡流频率信号输入化情况计量出涡流的频率。涡流频率信号输入ECU后，后，ECU就可以就可以计算出进气量。计算出进气量。优点：优点：响应速度最快响应速度最快 进气阻力小、无磨损进气阻力小、无磨损 结构紧凑结构紧凑 输出为脉冲信号，且脉输出为脉冲信号，且脉冲频率与流速成正比，冲频率与流速成正比，容易检测和处理。容易检测和处理。缺点缺点 制造成本高制造成本高 需要进行大气压力和温

16、需要进行大气压力和温度修正。度修正。3、应用车辆：、应用车辆：日本三菱吉普车、中国长风猎豹吉普车和韩国现日本三菱吉普车、中国长风猎豹吉普车和韩国现代轿车采用了超声波检测涡流式空气流量传感器。代轿车采用了超声波检测涡流式空气流量传感器。卡门旋涡式空气流量计的特点卡门旋涡式空气流量计的特点进气歧管绝对压力传感进气歧管绝对压力传感器器知识链接：知识链接：真空度真空度等于等于大气压力大气压力减去歧管内减去歧管内绝对压力绝对压力的差值。的差值。歧管内绝对压力歧管内绝对压力等于歧管外的等于歧管外的大气压力大气压力减去减去真空度真空度的差的差值。即大气压力等于真空度和绝对压力之和。值。即大气压力等于真空度和

17、绝对压力之和。小知识：小知识：大气压力是指我们周围的空气压力。大气压力是指我们周围的空气压力。（标准大气压（标准大气压力为力为101.3kPa）。）。进气歧管压力相对于大气压力而言，一般是负压或真空度。进气歧管压力相对于大气压力而言，一般是负压或真空度。类型类型：压敏电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式等（在：压敏电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式等（在D型喷型喷射系统压敏电阻式应用较广）。射系统压敏电阻式应用较广）。进气歧管绝对压力传感进气歧管绝对压力传感器器1、压敏电阻式压力传感器、压敏电阻式压力传感器外形外形内部结构内部结构2、安装位置、安装位置：进气歧管上。：进气歧管上。2、组成：、

18、组成：压力转换元件压力转换元件（硅膜片）和输出信号放（硅膜片）和输出信号放大的混合集成电路。硅膜大的混合集成电路。硅膜片一侧是片一侧是密闭室密闭室，另一侧，另一侧导入导入进气歧管压力进气歧管压力。3、工作原理：、工作原理：由于硅片受进气管压力的作用，硅片的变形引起应由于硅片受进气管压力的作用，硅片的变形引起应变电阻值产生相应的变化，变化时电桥失去平衡，在两端形成电位变电阻值产生相应的变化，变化时电桥失去平衡，在两端形成电位差，由应变电阻组成的电桥会输出与进气歧管压力成正比的电信号。差，由应变电阻组成的电桥会输出与进气歧管压力成正比的电信号。压阻效应：压阻效应：是指当是指当半导体半导体受到应力作

19、用时，由于受到应力作用时，由于载载流子流子迁移率的变化，使其迁移率的变化，使其电阻率电阻率发生变化的现象。发生变化的现象。知识连接知识连接3、工作原理：、工作原理：ECU输给传感器输给传感器5伏的基准电压。当进气歧管内的压力低时伏的基准电压。当进气歧管内的压力低时（小负荷时），膜片带动滑片下移，电阻增大，传感器输出的（小负荷时），膜片带动滑片下移，电阻增大，传感器输出的低电压；当进气歧管内的压力高时（大负荷时），膜片带动滑低电压；当进气歧管内的压力高时（大负荷时），膜片带动滑片上移，电阻减小，传感器输出的高电压片上移，电阻减小，传感器输出的高电压。4、输出电压特性、输出电压特性输出信号电压与歧

20、管内真空度的大小成反比（负特性），输出信号电压与歧管内真空度的大小成反比（负特性），与歧管与歧管内绝对压力的大小成正比（正特性）。内绝对压力的大小成正比（正特性）。别克发动机进气压力传感器别克发动机进气压力传感器电路：电路：三线制三线制类型类型：热敏电阻式：热敏电阻式安装位置安装位置：进气歧管上：进气歧管上压敏电阻式压力传感器的特点 尺寸小、精度高、成本低，响应速度快，重复性和抗振性都较好；输出信号与进气歧管绝对压力呈线性关系；在-30度100度使用温度范围内，测量精度基本不受温度的影响。D、L喷射系统故障的特殊性喷射系统故障的特殊性L型：型：节气门前、后方漏气：混合节气门前、后方漏气：混合气

21、变稀、动力不足、怠速不气变稀、动力不足、怠速不稳或熄火。稳或熄火。D型：型：节气门后方漏气：喷油量增加、节气门后方漏气：喷油量增加、怠速过高。漏气严重会产生游车怠速过高。漏气严重会产生游车（超速断油功能）。（超速断油功能）。节气门前方漏气：不影响工作。节气门前方漏气：不影响工作。空气流量计故障对发动机的影响：空气流量计故障对发动机的影响：空气流量计工作电路空气流量计工作电路车型车型：时超：时超2000类型类型：热膜式：热膜式输出信号输出信号：电压信号：电压信号电路电路：四线制：四线制1、发动机运转不稳（游车）或熄火；、发动机运转不稳（游车）或熄火；2、发动机回火放炮；、发动机回火放炮；3、排气

22、冒黑烟；、排气冒黑烟；4、油耗上升。、油耗上升。一、传感器检测分类一、传感器检测分类1、按对传感器有无供电：有源和无源。、按对传感器有无供电：有源和无源。2、按传感器端子数：二线制、三线制、四线制等。、按传感器端子数：二线制、三线制、四线制等。3、一般有源传感器为三线制，即：电源线、搭铁线、信号线。、一般有源传感器为三线制，即：电源线、搭铁线、信号线。4、一般无源传感器为二线制，即：信号及回路。有些有屏蔽线。、一般无源传感器为二线制，即：信号及回路。有些有屏蔽线。二、传感器检测内容二、传感器检测内容1、电源电压（无源的就不需要测）。、电源电压（无源的就不需要测）。2、信号电压、信号电压3、电阻

23、值、电阻值4、线束导通性（短路或断路）、线束导通性（短路或断路）实训检测实训检测实训检测实训检测三、检测要求：三、检测要求：1、插、拔任何插件（继电器、熔断丝）必须将点火开关置于、插、拔任何插件（继电器、熔断丝）必须将点火开关置于OFF位置。位置。2、检测时，确定检测项目后选好万用表量程。、检测时，确定检测项目后选好万用表量程。3、检测电压时必须打开点火开关或启动发动机（视电路图、检测电压时必须打开点火开关或启动发动机（视电路图定）。定）。4、检测电阻或短路、断路时将点火开关置于、检测电阻或短路、断路时将点火开关置于OFF位置。位置。5、检测后必须记下测量值。、检测后必须记下测量值。参考电压A

24、JR发动机空气流量计的检测发动机空气流量计的检测热膜式空气流量计电热膜式空气流量计电路图及各端子的功能路图及各端子的功能检测检测:一、检查电源电压一、检查电源电压 第一步：关闭点火开关，拔下空气流量计的插头。第二步：启动发动机。第三步：用万用表测量插头的2号端子与搭铁间的电压值。标准值12V。第四步：4端子与搭铁间的电压值。标准值5V。二、检查信号电压二、检查信号电压 第一步：打开点火开关，即置于ON位置不启动发动机。第二步：测量53端子间的电压值（正极表笔插入5号，负极表笔插入3号。）第三步：用电吹风（冷风档）向空气流量计入口吹气，观察信号电压的变化值。标准值：2.04.0V三、检查线索的导

25、通性三、检查线索的导通性 第一步：关闭点火开关，拔下空气流量计的插头。第二步：拔下J220的线索连接端。第三步：测量插头3端子与ECU12端子间应导通。第四步：测量插头4端子与ECU11端子间应导通。第五步：测量插头5端子与ECU13端子间应导通。四、检查导线间的短路 第一步：关闭点火开关，拔下空气流量计的插头和电控单元（J220）的线索连接器 第二步：测量插头2端子与ECU11端子的电阻值，标准值。第三步：测量插头2端子与ECU12端子的电阻值，标准值。第四步：测量插头2端子与ECU13端子的电阻值，标准值。第五步：测量插头4端子与ECU12端子的电阻值，标准值。第六步：测量插头4端子与EC

26、U13端子的电阻值，标准值。空气流量计的失效保护 当空气流量计信号中断时,ECU以下面三个传感器信号之一,计算出替代值：发动机转速传感器的转速信号；进气温度传感器的进气温度信号；节气门电位计的节气门位置信号。1 1、空气测量有哪几种方式？测量方式不同所对应的有哪几类传感器？、空气测量有哪几种方式？测量方式不同所对应的有哪几类传感器？2 2、空气流量计的作用是什么？、空气流量计的作用是什么？3 3、简述热线式空气流量计的工作原理？、简述热线式空气流量计的工作原理？4、热线式与热膜式空气流量计有何异同之处？、热线式与热膜式空气流量计有何异同之处？1、时超发动机是什么类型的空气流量计？、时超发动机是什么类型的空气流量计？2、画出、画出AJR空气流量计电路，图描述各端子的含义。空气流量计电路，图描述各端子的含义。3、描述该空气流量计的检测内容及检测步骤。、描述该空气流量计的检测内容及检测步骤。4、当空气流量计信号中断，由哪些替代功能？、当空气流量计信号中断，由哪些替代功能？