1、熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,江蘇汽車技師學(xué)院,作者：吳立安,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,教學(xué)目的：,1、知識(shí)目標(biāo)：了解空氣流量計(jì)傳感器的工作原理。 熟悉空氣流量計(jì)傳感器的端子名稱和線路連接。,2、技能目標(biāo)：能夠具體掌握檢測空氣流量計(jì)傳感器的方法和步 驟（電阻檢測、電壓檢測），并能判定其好壞。,3、情感目標(biāo)：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)職業(yè)道德素養(yǎng)和協(xié)作精神，充分發(fā)揮學(xué)生 的主觀能動(dòng)性、創(chuàng)造性、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。,空氣流量計(jì)傳感器檢測,課題三 空氣供給裝置,案例： 例舉一空氣流量計(jì)故障案例 通過故障現(xiàn)象分析，懷疑故障是由空氣流量計(jì)傳感器損壞引起，思索如何進(jìn)行下一步檢測。為了能夠正確對空氣流量計(jì)

2、進(jìn)行檢測，就要求我們掌握其結(jié)構(gòu)、工作原理。 一、熱膜式空氣流量計(jì)的組成：熱膜式空氣流量計(jì)由用鉛片制成的熱膜電阻、空氣補(bǔ)償電阻、精密金屬膜電阻和電子回路等組成。如圖,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,熱膜式空氣流量計(jì),熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,二、熱膜式空氣流量計(jì)的測量原理,空氣流量計(jì)內(nèi)部電路連接成惠斯登電橋電路。熱膜電阻Rh和溫度補(bǔ)償電阻Rt分別連接到電橋的一個(gè)臂上，電橋各個(gè)臂的電流由控制電路A控制。電橋電壓平衡時(shí)，控制電路供給熱膜電阻的電流Ih(Ih=50120mA)使其溫度Th保持恒定。（Th=120左右），供給溫度補(bǔ)償電阻的電流使熱膜

3、電阻的溫度與溫度補(bǔ)償電阻的溫度Tr之差保持恒定（=T=ThTr=100左右）。當(dāng)空氣流經(jīng)溫度補(bǔ)償電阻和熱膜電阻，熱膜電阻和溫度補(bǔ)償電阻受到冷卻，溫度降低，阻值減小。當(dāng)熱膜電阻的阻值減小時(shí)，電橋電壓就會(huì)失去平衡，控制電路將增大供給熱膜電阻的電流，使其溫度保持恒定（120）。電流增加值的大小，取決于熱膜電阻受到冷卻的程度，即取決于流過流量傳感器的空氣量。,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,(a) 結(jié)構(gòu) (b) 工作原理,1防護(hù)網(wǎng)；2取樣管；3白金熱線； 4溫度補(bǔ)償電阻；5制電路板；6電接頭,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,當(dāng)電橋電流增大時(shí)，取樣電阻Rs上的電壓就會(huì)升高，從而將空氣流量的變

4、化轉(zhuǎn)換為信號(hào)電壓Us的變化。由于電阻為線性元件，因此取樣電阻上信號(hào)電壓Us將隨空氣流量的變化而呈線性變化，信號(hào)電壓輸入電控單元ECU后，ECU便可根據(jù)信號(hào)電壓的高低計(jì)算空氣流量的大小。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或空氣為熱空氣時(shí)，因?yàn)榈∷贂r(shí)節(jié)氣門關(guān)閉或接近全閉，所以空氣流速低，空氣量少，又因空氣溫度越高，空氣密度越小，所以在體積相同的情況下，熱空氣的質(zhì)量小，因此熱膜電阻受到冷卻的程度小，電阻值減小少，保持電橋平衡需要的電流小，故取樣電阻上的信號(hào)電壓低。電控單元ECU根據(jù)信號(hào)電壓即可計(jì)算出空氣量，桑塔納AT、GSI型轎車怠速時(shí)的空氣流量標(biāo)準(zhǔn)值為0.39gs左右。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大或空氣為冷空氣時(shí)，因?yàn)楣?jié)氣門開度增

5、大空氣流速加快使空氣流量增大；而冷空氣密度大，在體積相同的情況下冷空氣質(zhì)量大，所以熱膜電阻受到冷卻的程度增大，電阻值減小多，保持電橋平衡需要的電流增大，因此當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大時(shí)，信號(hào)電壓升高。,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,為了提高測量精度，內(nèi)部設(shè)有穩(wěn)定電路，以便控制熱膜兩端電壓保持恒定，使其不受外部電源變動(dòng)的影響。由于這種流量計(jì)基于熱膜表面與空氣的熱傳導(dǎo)，熱膜上的任何沉積物都將對輸出信號(hào)產(chǎn)生有害的影響，因此控制電路中具備有自動(dòng)“燒凈”功能。每當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后4s，控制電路發(fā)出控制電流，使熱膜溫度迅速升至1000高溫，加熱1s，將粘附于熱膜表面的污染物完全燒凈。,三、空氣流量計(jì)的檢測 1、

6、空氣流量計(jì)傳感器安裝于空氣濾清器與進(jìn)氣軟管之間。如圖。,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,2、空氣流量計(jì)的電路連接圖和插頭端子如圖所示,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,檢測條件與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)如下表所示,空氣流量計(jì)各管腳定義,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,3、檢測方法,（1）電阻測試,本項(xiàng)目電阻測試為輔助性測試，主要是檢測線束的導(dǎo)通性，以確認(rèn)線束通暢，無斷路短路，插接器牢靠，各信號(hào)傳遞無干擾。測試在汽車微機(jī)控制故障檢測診斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。,線束導(dǎo)通性測試：將數(shù)字萬用表設(shè)置在電阻200檔，在面板上按電路圖找到空氣流量計(jì)圖形下面的針腳號(hào)與ECU信號(hào)測試端口圖相應(yīng)的針腳號(hào)，

7、分別測試空氣流量計(jì)3、4、5號(hào)針腳對應(yīng)至電控單元12、11、13號(hào)針腳的電阻，所有電阻都應(yīng)低于5。,線束短路性測試：將數(shù)字萬用表設(shè)置在電阻200K檔，測量空氣流量計(jì)針腳2與電控單元針腳11、12、13之間電阻，應(yīng)為。測量空氣流量計(jì)針腳與電控單元針腳：311、13；412、13；511、12之間電阻均應(yīng)為。,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,注意： 在實(shí)際維修中，欲測試各條線束的導(dǎo)通性，應(yīng)關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下傳感器插頭與電控單元插接器，使用數(shù)字萬用表分別測量各線束間的電阻，相連導(dǎo)線電阻應(yīng)當(dāng)小于5，不相連導(dǎo)線電阻應(yīng)為正常。而在汽車微機(jī)控制故障檢測診斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，進(jìn)行本項(xiàng)測試不用拔傳

8、感器與電控單元插頭。在實(shí)際測量中，由于測量手法、萬用表本身的誤差以及被測物體表面的氧化與灰塵等因素，發(fā)生幾個(gè)歐姆的誤差屬正?，F(xiàn)象，不必拘泥于具體數(shù)字。,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,（2）電壓測試,本項(xiàng)目電壓測試有電源電壓測試和信號(hào)電壓測試兩部分，其中信號(hào)電壓測試是確定空氣流量計(jì)是否失效的主要依據(jù)。,電源電壓測試：在汽車微機(jī)控制故障檢測診斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。打開點(diǎn)火開關(guān)，將數(shù)字萬用表設(shè)置在直流電壓20V檔，紅色表針置于空氣流量計(jì)針腳2，黑色表針置于電瓶負(fù)極或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管殼體，打起動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)顯示12V左右的電壓；,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,紅色表針置于空氣流量計(jì)針

9、腳4，黑色表針置于電瓶負(fù)極或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管殼體，應(yīng)顯示5V左右電壓。,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,注意： 在實(shí)際維修中，應(yīng)拔下傳感器插頭，打開點(diǎn)火開關(guān)，測量2號(hào)端子與接地間電壓，打起動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)顯示12V。此時(shí)電控單元會(huì)記錄空氣流量計(jì)的故障碼，測試完畢后要使用診斷儀清除故障碼。而在汽車微機(jī)控制故障檢測診斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，進(jìn)行本項(xiàng)測試不用拔傳感器插頭。,信號(hào)電壓測試：分單件測試和就車測試兩部分，就車測試在汽車微機(jī)控制故障檢測診斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,a.單件測試：取一空氣流量計(jì)總成部件，將12V/5V變壓器12V電壓或電瓶電壓施加在

10、空氣流量計(jì)電器插座針腳2上，將5V電壓施加在空氣流量計(jì)電器插座針腳4上，將數(shù)字萬用表設(shè)置在直流電壓20V檔，測量空氣流量計(jì)電器插座針腳3和針腳5，應(yīng)有1.5V左右電壓；,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,使用吹風(fēng)機(jī)從空氣流量計(jì)隔珊一端向空氣流量計(jì)吹入冷空氣或加熱的空氣，測量空氣流量計(jì)電器插座針腳3和針腳5，電壓應(yīng)瞬時(shí)上升至2.8V回落。不能滿足上述條件，可以判定空氣流量計(jì)有故障。,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,b.就車測試： 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并使其達(dá)到工作溫度，將數(shù)字萬用表設(shè)置在直流電壓20V檔，測量汽車微機(jī)控制故障檢測診斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的空氣流量計(jì)針腳5的反饋信號(hào)，紅色表針置

11、于空氣流量計(jì)針腳5，黑色表針置于空氣流量計(jì)針腳3、電瓶負(fù)極或進(jìn)氣歧管殼體，怠速時(shí)應(yīng)顯示電壓1.5V左右；,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,急踩加速踏板應(yīng)顯示2.8V變化。若不符合上述變化，或電壓反而下降，在電源電壓與參考電壓完好的前提下，可以斷定空氣流量計(jì)損壞，必須更換。,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,注意： 在實(shí)際維修中，反饋信號(hào)電壓的就車測試應(yīng)在傳感器插頭尾部，挑開防水膠堵或刺破導(dǎo)線外皮，接萬用表后踩動(dòng)油門踏板，觀察電壓變化。而在汽車微機(jī)控制故障檢測診斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，進(jìn)行本項(xiàng)測試不用挑開防水膠堵或刺破導(dǎo)線外皮。,熱膜式空氣流量計(jì)傳感器工作原理與檢測,（3）數(shù)據(jù)流測試,發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使用解碼器數(shù)據(jù)流測試功能檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量，一般應(yīng)為2.04.0gs，同時(shí)讀取發(fā)動(dòng)機(jī)故障代碼。如果顯示數(shù)值不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)或存在