空氣流量計原理 相關
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圖片: lavme.vn
- 原理簡介 在空氣流量計的使用過程中，氣體流經過流量計推動渦輪葉片旋轉。 葉輪的轉數與通過空氣流量計的氣體體積成正比。 流量計入口處安裝有一個特殊設計的專利導流架，隨着流速的增加,對進入流量計的氣流進行加速。 導流架的設計可消除任何潛在流體擾動，如渦流或不對稱流。
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- 概觀
- 基本介紹
- 概述
- 結構原理
- 測量範圍
- 檢修要領
空氣流量感測器，也稱空氣流量計，是電噴發動機的重要感測器之一。它將吸入的空氣流量轉換成電信號送至電控單元(ECU），作為決定噴油的基本信號之一，是測定吸入發動機的空氣流量的感測器。
•中文名：空氣流量感測器
•概述：是電噴發動機的重要感測器之一
•結構原理：決定系統控制精度的重要部件之一
•測量範圍：特性 節氣門 空氣流量
•檢修要領：對汽車的影響 初步判斷
•參考資料：空氣流量計
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。如果空氣流量感測器或線路出現故障，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感測器有多種型式，常見的空氣流量感測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。
在電子控制燃油噴射裝置上，測定發動機所吸進的空氣量的感測器，即空氣流量感測器是決定系統控制精度的重要部件之一。當規定發動機所吸進的空氣、混合氣的空燃比（A/F）的控制精度為±1.0時，系統的允許誤差為±6[%]~7[%]，將此允許誤差分配至系統的各構成部件上時，空氣流量感測器所允許的誤差為±2[%]~3[%]。
汽油發動機所吸進空氣流量的最大值與最小值之比max/min在自然進氣系統中為40~50，在帶增壓的系統的中為60~70，在此範圍內的，空氣流量感測器應能保持±2~3[%]的測量精度，電子控制燃油噴射裝置上所用的空氣流量感測器在很寬的測定範圍上不僅應能保持測量精度，而且測量回響性也要優秀，可測量脈動的空氣流，輸出信號的處理應簡單。
根據空氣流量感測器特徵的不同，將燃油控制系統按進氣量的計量方式分為直接測量進氣量的L型控制與間接計量進氣量的D型控制（根據進氣歧管負壓與發動機的轉速間接計量進氣量。D型控制方式中的微機ROM內，預先儲存著以發動機轉速和進氣管內的壓力為參數的的各種狀態下的進氣量，微機根據所測的各運轉狀態下的進氣壓力與轉速，參照ROM所記憶的進氣量，可以算出燃油量L型控制所用的空氣流量計與一般工業流量感測器基本相同，但它能適應汽車的苛環境，但對踏油門時出現的流量的急劇變化的回響要求及在感測器前後進氣歧管的形狀引起的不均勻氣流中也能高精度檢測的要求。
最初的電子燃油噴射控制系統的採用的不是微機。而是模擬電路，那時採用的是活門式的空氣流量感測器，但隨著微機用於控制燃油噴射，也出現了其他幾種的空氣流量感測器。
活門式空氣流量感測器的的結構。
活門式空氣流量感測器裝在汽油發動機上，安裝於空氣濾清器與節氣門之間，其功能是檢測發動機的進氣量，並把檢測結果轉換成電信號，再輸入微機中。該感測器是由空氣流量計與電位計兩部分組成。
空氣流量感測器的儀表通經及其測量範圍見下表：
檢測原理
野外的架空電線被風吹時會嗚嗚發出聲響。風速越高聲音頻率越高，這是因為氣流流過電線後形成渦旋所致，液體、氣體等流體中均會發生這種現象，利用這一現象可以製成渦旋式流量感測器。在管道里設定柱狀物之後形成兩列渦旋，根據渦旋出現的頻率就可以測量流量。因為渦旋成兩列平行狀，並且左右交替出現，與街道兩旁的路燈類似，所以有渦街之稱。因為這種現象首先為卡曼發現，所以也叫作卡曼渦街超音波式卡曼渦旋空氣流量感測器超音波空氣流量感測器設有兩個進氣通道，主通道和旁通道，進氣流量的檢測部分就設在主通道上，設定旁通道的目的是為了能夠調整主通道的流量，以便使主通道的檢測特性呈理想狀態。也就是說，對排氣量不同的發動機來說，通過改變空氣流量感測器通道截面大小的方法，就可以用一種規格的空氣流量感測器來覆蓋多種發動機。主通道上的三角柱和數個渦旋放大板構成卡曼渦旋發生器。在產生卡曼渦旋處的兩側，相對地設定了屬於電子檢測裝置的超音波傳送器和超音波接受器，也可以把這兩個部件歸入感測器，這兩個電子感測器產生的電信號經空氣流量感測器的控制電路（混合積體電路）整形、放大後成理想波形，再輸入到微機中。為了利用超音波檢查渦旋，在渦旋通道的內壁上都粘有吸音材料，目的是防止超音波出現不規則反射。
壓力變化檢測型卡曼渦旋式空氣流量感測器
渦流是從渦旋發生器兩端交替發生的，因此渦旋發生器兩端交替產生的，因此渦旋發生器的兩端的壓力也是交替變化，這種壓力的變化通過渦流發生器下游側錐型柱上的導壓孔引導到反光鏡腔中，反光鏡腔中的反光鏡是用很細的張緊帶張緊的，所以，張緊帶上出現扭曲與振動，此外，利用板彈簧給張緊帶加上適當的張力，由此，除振動與渦旋壓力之外的壓力變化等難以造成影響，從而可得到穩定的扭轉與振動。
因渦旋出現而形成的壓力經導壓孔到反光鏡腔中，與反射腔中的壓力變化同步、反光鏡在張緊帶上形成扭轉、振動。反光鏡非常輕巧，即使在低流量、壓力變化非常小的狀況下，也會動作。在反光鏡的上部，相應配置有發光二極體與光敏三極體等構成的光感測器，二極體發出的光經反光鏡反射，並射到光敏三極體上時，就會變成電流，經波形電路後輸出。
對汽車的影響
雖然空氣流量感測器失常不至於造成發動機無法啟動，但是肯定會影響發動機的動力性能，如怠速不穩、加速不良、進氣管“回火”以及排氣管冒黑煙等，同時引起尾氣排放超標。 ⑴引起發動機加速不良 一輛帕薩特GLi轎車，行駛里程4.5萬km，將發動機加速到4200r/min，再踩加速踏板，發動機的轉速反而下降。用VAG1551故障診斷儀檢測，無故障碼存儲。讀取4200r/min時的數據流，發現空氣流量數據只能達到1.1～1.3g/s，而且不能隨著節氣門的開閉而變化。更換空氣流量感測器後，故障被排除。究其原因。空氣流量感測器的輸出信號偏差不足以讓電控單元（ECU）紀錄故障碼，但是由於空氣流量信號不能準確反映實際的進氣量，導致ECU據此控制的噴油量偏少，所以發動機的轉速不升反降。 ⑵導致進氣管“回火” 一輛捷達王轎車。出現發動機怠速抖動，急加速時進氣管“回火”的現象。檢查進氣系統，沒有發現漏氣。更換燃油濾清器，清洗4個噴油器，無效。檢查燃油壓力，怠速和加速時都正常。拆下空氣流量感測器的插接器試車，故障現象大有好轉。測量空氣流量感測器各端子的電阻值，正常。最後發現，空氣流量感測器的熱膜式電阻上粘有灰塵。用汽化器清洗劑清除積塵後，故障被排除。 對於採用熱膜式空氣流量感測器的電噴發動機，它以恆定的電壓加在熱膜（電阻）的兩端，使電阻發熱，其溫度由電路控制。ECU根據流過熱膜電阻的電流大小來判斷進氣量的多少，並決定噴油量，以適應發動機不同工況的需要。如果熱膜上積塵，形成隔熱層，當進氣量變大時，其溫度變化減慢，所需電流變小，ECU據此確定的噴油量會減小。而此時的實際進氣量比較大，於是導致混合汽過稀，最終引發發動機怠速抖動，急加速時“回火”等故障現象。 ⑶自動變速器無法升入超速擋 如果空氣流量感測器對地短路，將造成混合汽過稀，使發動機的輸出功率下降，會導致自動變速器無法升入超速擋。此時應當更換空氣流量感測器。
初步判斷
空氣流量感測器的故障分為兩大類，一類是信號超出規定的範圍，表示空氣流量感測器已經失效。現代電控汽車具有失效保護功能，當某個感測器的信號失效時，電控單元（ECU）會以一個固定的數值來代替，或者用其他感測器的信號代替有故障感測器的信號。空氣流量感測器失效後。ECU用節氣門位置感測器的信號代替之。另一類是信號不準確（即性能漂移）。空氣流量感測器信號不準確產生的危害性可能比沒有信號更大。這是因為。既然信號沒有超出規定的範圍。電控單元（ECU）會按照這一不準確的空氣流量信號控制噴油量，所以往往造成混合汽過稀或者過濃。如若沒有空氣流量信號，ECU會利用節氣門位置感測器的信號代替，發動機的怠速反而比較穩定。 利用這一特性，可以通過拔下空氣流量感測器插接器判斷其性能。 ①如果故障現象沒有變化，說明空氣流量感測器已經損壞。這是因為ECU確認空氣流量感測器失效後，已經採用節氣門位置感測器信號代替之。此時有沒有空氣流量感測器的結果是一樣的，所以故障現象沒有變化。 ②如果故障現象有所減輕，說明空氣流量感測器的性能發生漂移，信號偏值。由於空氣流量信號處在有效範圍之內，ECU按照失真的信號控制噴油量，引起明顯的故障現象。拔下空氣流量感測器的插接器後，ECU認為空氣流量感測器完全失效，就改用節氣門位置感測器的信號來代替，所以發動機的工作狀況有所好轉。 ③如果故障現象有所惡化。說明空氣流量感測器正常。這是因為在拔下插頭前，ECU按照正常的空氣流量感測器信號控制噴油量。拔下插頭後，ECU改用節氣門位置感測器信號控制噴油，由於後者的控制精度不如前者高，所以故障現象有所惡化。 另外，由於空氣流量感測器信號是控制空燃比的主要依據，所以可以使用紅外線尾氣分析儀測量發動機怠速工況以及2000r/min穩定工況時的尾氣成分。如果與標準數值相差太大，則可能是空氣流量感測器性能不良引起的故障。
故障碼的特點
⑴熱膜式空氣流量感測器（G70）失效後，電控單元（ECU）不直接給出空氣流量感測器的故障碼，而是通過其他故障碼錶現出來，通常是“00561”（混合汽調整值超過調整極限）或者“17916”（達到怠速調整系統理論上限值）。 ⑵發動機其他部件失常可能記錄空氣流量感測器的故障碼。在維修實踐中，常見以下幾種情況記錄空氣流量感測器的故障碼。 ①節氣門髒污，可能記錄空氣流量感測器的故障碼。一輛寶來1.8T轎車。在正常行駛中。有時儀錶盤上的ASR（驅動防滑控制）指示燈突然點亮，按壓ASR燈開關無效，只有關閉點火開關，重新啟動發動機，ASR燈才會熄滅。連線故障診斷儀VAS5051進行檢測，讀出“發動機系統中顯示的空氣流量感測器G70信號值過小”故障信息。檢測G70各端子的電阻，均未超過1.5Ω。觀察G70的波形，正常。更換G70，無效。該車採用CAN-BUS多路信息傳輸系統。ABS/ASR控制單元與發動機控制單元通過CAN-BUS匯流排進行通信聯絡。一方面，當節氣門體髒污後，節氣門的開度值增大，而實際進氣量並沒有增加。導致G70的信號與節氣門的開度不匹配，因而記錄“發動機系統中顯示的空氣流量感測器G70信號值過小”的故障信息。另一方面，ASR系統實行驅動防滑控制是通過降低發動機的轉速以調節發動機的輸出轉矩來實現的，因此故障現象雖然表現在制動系統，但是故障根源卻在發動機。當節氣門開度信號和空氣流量信號出現偏差時（節氣門的開度大，而G70測出的實際進氣量偏小），ABS/ASR控制單元認為發動機減少了功率輸出，正在進行驅動防滑控制，於是點亮ASR指示燈。 ②節氣門位置感測器性能失常，可能記錄空氣流量感測器的故障碼。一輛捷達轎車，用故障診斷儀檢測，讀出空氣流量感測器信號不合理的故障碼。更換空氣流量感測器，卻無效。所謂“不合理”，是與相關感測器的信號進行比較而言的。事實上，ECU是根據發動機轉速、節氣門位置信號與空氣流量信號的比較來確定發動機負荷的。進一步檢查節氣門位置感測器，發現其最大學習值和最國小習值與規定值不相符，並且無法進行基本設定。更換節氣門總成（含節氣門位置感測器）並進行基本設定後，故障被排除。 ③氧感測器損壞，可能記錄空氣流量感測器的故障碼。當捷達王轎車的氧感測器損壞後，會記憶空氣流量感測器的故障碼，其原理是：由於“缺缸”等原因引起燃油燃燒不完全，超出λ的調節範圍，造成氧感測器的信號失準，於是發動機ECU在混合汽過稀與過濃之間持續地來回調節。ECU接收到的空氣流量信號與氧感測器信號相互矛盾。但是從實際效果上看，氧感測器損壞無法調整λ與空氣流量感測器信號嚴重漂移是一樣的，ECU按照優先原則，便記憶空氣流量感測器的故障碼。
2019年6月22日 · 空氣流量計是電噴發動機進氣系統的重要傳感器，它位於空氣濾清器和節氣門之間的進氣道上，它可以把空氣流量轉化成數位訊號提供給ECU來計算噴油量，一般電噴發動機主要參考發動機水溫傳感器、空氣流量傳感器、進氣壓力傳感器、節氣門位置傳感器、空燃比傳感器（前氧傳感器）的信號進行噴油量的計算。 空氣流量計出現故障一般分為兩種情況：完全失效和信號異常，前者對發動機的影響沒有明顯的外部特徵，一般沒有經驗的人不容易察覺。 而後者則會導致發動機運行出現明顯異常。 完全失效. 就像前面所說的ECU對噴油量的控制並不完全依靠空氣流量計，而且ECU里也有對應的應對失效的控制邏輯，所以當空氣流量計完全失效後ECU將不再參考其信號，一般會以節氣門位置傳感器信號取代。 所以這時候對發動機的運行影響並不明顯。
原理簡介. 在空氣流量計的使用過程中，氣體流經過流量計推動渦輪葉片旋轉。 葉輪的轉數與通過空氣流量計的氣體體積成正比。 流量計入口處安裝有一個特殊設計的專利導流架，隨著流速的增加,對進入流量計的氣流進行加速。 導流架的設計可消除任何潛在流體擾動，如渦流或不對稱流。 對渦輪葉片的推動力也同時增加。 確保了流量計在允許的誤差範圍內高精度計量，即使在小流量的狀況下也可以準確計量。 作用在渦輪葉片上的氣流是軸向的，渦輪裝置在主傳動軸上，傳動軸配有高強度的球軸承。 氣體通過渦輪葉片後，渦輪葉片的旋轉經齒輪組減速後。 空氣流量計入口通道內壓力得到回覆，通道設計可確保流態的最最佳化。 套用領域.
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