热线式空气流量传感器:热线式空气流量(计)传感器

2021/10/31 01:15 · 传感器知识资讯 ·  · 热线式空气流量传感器:热线式空气流量(计)传感器已关闭评论
摘要:

热线式空气流量传感器:热线式空气流量(计)传感器热线式空气流量(计)传感器简介热线式空气流量传感器广泛应用于国外各大汽车公司生产的各种型号的发动机上,其基本结构由白金热线(铂金属线)、温度补偿电阻(冷线)、控制线路板等元件组成。根据白金热线在壳体内的安装部位不同,热线式空气流量传感器分为主流测量、旁通测量方式两种结构形式。热线式空气流量传感器工作原理采用主流测量方式的热线式空气流量传感

热线式空气流量传感器:热线式空气流量(计)传感器  第1张

热线式空气流量传感器:热线式空气流量(计)传感器

热线式空气流量(计)传感器简介
热线式空气流量传感器广泛应用于国外各大汽车公司生产的各种型号的发动机上,其基本结构由白金热线(铂金属线)、温度补偿电阻(冷线)、控制线路板等元件组成。根据白金热线在壳体内的安装部位不同,热线式空气流量传感器分为主流测量、旁通测量方式两种结构形式。
热线式空气流量传感器工作原理
采用主流测量方式的热线式空气流量传感器,如图4-1所示,它的两端有金属防护网,取样管置于空气通道中央。
采用旁通测量方式的热线式空气流量传感器,如图4-2所示。它将白金热线和温度补偿电阻(冷线)安装在旁通气道上。热线和温度补偿电阻是用铂线缠绕在陶瓷绕线管上制成的。
旁通测量方式的热线式空气流量传感器
热线式空气流量传感器的电子控制线路板包括电桥平衡电路、自洁电路和怠速混合气调节电位器,一般设置六端子插头与发动机电子控制单元相连接。
热线温度由混合集成电路A保持其温度与吸入空气温度相差一定值,当空气流量增大时,混合集成电路A使热线通过的电流加大;反之,则减小。

如图4-3所示,热线式空气流量传感器的电子控制线路板包括电桥平衡电路、自洁电路和怠速混合气调节电位器,一般设置六端子插头与发动机电子控制单元相连接。
热线温度由混合集成电路A保持其温度与吸入空气温度相差一定值,当空气流量增大时,混合集成电路A使热线通过的电流加大;反之,则减小。

热线式空气流量传感器的连接电路
3.热线式空气流量传感器的检测
1.热线式空气流量传感器自洁功能检测
检测条件:
装好热线式空气流量传感器及其导线连接器,拆下空气流量传感器进口处的空气滤清器和进气管道,拆下此空气流量传感器的防尘金属网。
检测方法:
(1)起动发动机,并加速到2500r/min以上,然后让发动机怠速运转。
(2)将点火开关置于“OFF”位,从空气流量传感器进气口处观察空气流量传感器的热线是否能在发动机熄火5S后自动被加热至发出红光(约1000℃),并持续1S。
(3)如无此现象发生,则须检查自清信号或更换空气流量传感器。不同型号的空气流量传感器稍有不同,对于发动机停机后热线保持温度高于200℃的,该空气流量传感器无自洁功能。
2.热线式空气流量传感器波形检测
(1)从维修资料中找出输出电压参考值进行比较,通常热线式空气流量传感器
输出范围从怠速时超过2V至节气门全开时超过4V,当全减速(急松加速踏板)时输出电压.怠速时的电压稍低。
(2)发动机运转时,波形的幅值看上去在不断地波动,这是正常的。因为热线式墅流量传感器没有任何运动部件,因此没有惯性,所以它能快速地对空气流量的变化作出反应。
(3)在加速时所看到波形上有杂波,实际是在低进气真空控制下各缸进气口上的空气流脉动,ECU中的处理电路读人后会清除这些杂波信号,所以这些脉冲没有关系。
3热线式空气流量传感器数据流检测
检测条件:怠速运转,并关闭空调和其他所有用电设备。 检测设备:汽车电脑诊断仪。 检测方法:
(1)将点火开关置于“OFF”位,按操作规程连接诊断仪。
(2)将点火开关置于“ON”位,起动发动机,怠速运转。
(3)采用诊断仪的标准诊断测试模式,读取“当前动力系统诊断数据”。
(4)将读取空气流量传感器的数据与维修资料的标准数据比较。
热线式空气流量传感器:热线式空气流量(计)传感器  第2张

热线式空气流量传感器:热线式空气流量传感器原理及特点介绍

热线式空气流量传感器原理及特点介绍
?
热线式空气流量传感器的基本结构由感知空气流量的白金热线
(
铂金属线
)
、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻
(
冷线
)
、控
制热线电流并产生输出信号的控制线路板以及空气流量传感器的壳体等元件组成。根据白金热线在壳体内的安装部位不同,热
线式空气流量传感器分为主流测量、
旁通测量方式两种结构形式。

?18
所示是采用主流测量方式的热线式空气流量传感器的结
构图。它两端有金属防护网,取样管置于主空气通道中央,取样管由两个塑料护套和一个热线支承环构成。热线线径为
70
μ
m
的白金丝
(RH)
,布置在支承环内,其阻值随温度变化,是惠斯顿电桥电路的一个臂
(

?19)
。热线支承环前端的塑料护套内安装
一个白金薄膜电阻器,其阻值随进气温度变化,称为温度补偿电阻
(RK)
,是惠斯顿电桥电路的另一个臂。热线支承环后端的塑
料护套上粘结着一只精密电阻
(RA)
。此电阻能用激光修整,也是惠斯顿电桥的一个臂。该电阻上的电压降即为热线式空气流量
传感器的输出信号电压。惠斯顿电桥还有一个臂的电阻
RB
安装在控制线路板上。
?
湿度传感器探头
?
,?
,?
不锈钢电热管
?PT100?
传感器
?
,?
,?
铸铝加热器
?
,
?
加热圈
?
流体电磁阀
?
?
?
?
热线式空气流量传感器的工作原理
?
?
?
热线温度由混合集成电路
A
保持其温度与吸入空气温度相差一定值,当空气质量流量增大时,混合集成电路
A
使热线通过
的电流加大,反之,则减小。这样,就使得通过热线
RH
的电流是空气质量流量的单一函数,即热线电流
IH
随空气质量流量增
大而增大,或随其减小而减小,一般在
50-120mA
之间变化。波许
LH
型汽油喷射系统及一些高档小轿车采用这种空气流量传感
器,如别克、日产
MA

MA(
千里马
)
、沃尔沃等。艾驰商城
?
?
?
热线式空气流量传感器的检测
?
?
?
⑴日产
MA

MA

VG3OE
发动机热线式空气流量传感器的检测图
?20
所示为日产
VG3OE
发动机热线式空气流量传感器的电路。
?
?
?
A
、检查空气流量传感器输出信号
?
拔下此空气流量传感器的导线连接器,拆下空气流量传感器
;
按图
?21
所示,将蓄电池的
电压施加于空气流量传感器的端子
D

E
之间
(
电源极性应正确
)
,然后用万用表电压档测量端子
B

D
之间的电压。其标准电
压值为
(1.6
±
0.5)V
。如其电压值不符,则须更换空气流量传感器。在进行上述检查之后,给空气流量传感器的进气口吹风,同
时测量端子
B

D
之间的电压。在吹风时,电压应上升至
2-4V
。如电压值不符,则须更换空气流量传感器。
?
?
?
B

检查自清洁功能
?
装好热线式空气流量传感器及其导线连接器,
拆下此空气流量传感器的防尘网,
起动发动机并加速到
2
500r/min
以上。当发动机停转后
5s
,从空气流量传感器进气口处,可以看到热线自动加热烧红
(

1000

)

1s
。如无此现象
发生,则须检查自清信号或更换空气流量传感器。
?
?
?
⑵日产
CA18E
型发动机热线式空气流量传感器的检查
?
?
?
A
、就车检查先拆下空气流量传感器的导线连接器
(
如图
?22
所示
)
,检查线束一侧
B
端子与搭铁间的电压,其基准电压为
12
V
。其次,则按单件检查方法检查端子
31
与搭铁端之间的电压。
?
?
?
B
、单件检查
?
如图
?23(a)
所示,在
B

C
两端子间加上
12V
电压,然后检查
D

C
两端子间的输出电压。这时应该注意,外加电压的端子不
能搞错
(B
端子与蓄电池的正接线柱相连,
C
端子与蓄电池的负接线柱相连
)
。如果接错就有可能损坏空气流量传感器。然后按图
?23(b)
所示,在吹入空气的情况下,测量空气流量传感器输出电压的变化,其标准为:当没有空气吹入时,电压约为
0.8V;
当有
空气吹入时,电压约为
2.OV

?

热线式空气流量传感器:热线式空气流量传感器的三种形式介绍

  热线式的流量计主要是通过气体带走热量的多少来决定流过气体的质量。热线式空气流量传感器的基本结构由感知空气流量的白金热线、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻、控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以及空气流量传感器的壳体等元件组成。以下主要来介绍热线式空气流量传感器的三种类型。
  热线式空气流量传感器类型
热线式空气流量传感器主要有三种形式:
  (1)种是将热线和空气温度传感器置于进气通道,称为主流测量方式,如图1-10所示。这种形式的热线直接承受空气流动所产生的作用力。
  (2)第二种是将热线缠绕在陶瓷螺线管上并置于旁通气道中,称为旁通测量方式,既减小了气流阻力,也减小了热丝承受的气流作用力,如图1-11所示。

  (3)第三种为热膜式空气流量计,它不采用价格昂贵的铂丝,而是将热线、补偿电阻、精密电阻等镀在一块陶瓷片上,使制作成本大为降低,且使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力,从而提高了使用寿命,如图1-12所示。

  主流测量热线式空气流量传感器大多以六脚插头与ECU相连接,如图1-13所示。

以上是三种主要的热线式空气流量传感器,热线式空气流量传感器测量精度高,工作可靠性较好,但使用中白金热线容易受空气中的灰尘污染,所以在使用的过程中一定要保护好空气流量传感的清洁卫生,使其不受损坏。

热线式空气流量传感器:热线式/热膜式空气流量计的原理及应用电路

空气流量计的作用是在发动机所有运行状态下准确地测量吸入气体,从而更好地进行发动机管理并降低废气排放。

一、基本作用与安装位置
热膜式和热线式空气流量计都是热式流量计。通过空气流量计壳体中的一个测量通道,来测量进气管中流过传感器单元的部分气流。在电子分析装置中对测量的温度值进行分析,空气流量计传输给发动机电子控制单元一个与空气质量相对应的电压,有了该电压信号才能计算喷油时间和发动机的实际扭矩。

空气流量传感器故障时发动机会通过一条特性曲线(节气门角度和发动机转速)计算空气质量,此时发动机会出现功率不正常。

空气流量计一般安装在空气滤清器后节气门体前的位置;也可以安装在空气滤清器上或节气门体上。

二、结构原理与检测
1. 热线式空气流量计
(1)基本结构
热丝式空气流量传感器的电热体是铂丝,有热丝主流式和热丝旁通式两种结构形式。

热丝主流式空气流量传感器的结构如下图所示。空气流量计内有一个暴露在进气气流中的加热式铂丝。通过向铂丝施加规定的电流,ECM 即可将其加热到指定的温度。进气气流可冷却铂热丝和内部热敏电阻,从而改变它们的电阻值。为保持稳定的电流值,ECM 改变施加到铂丝和内部热敏电阻的电压。电压值与通过传感器的空气流量成比例,并且 ECM 会利用该值来计算进气量。

铂热丝和温度传感器形成桥式电路,并且通过控制晶体管,使 A 和 B 之间的压差保持相等来维持预定温度。

(2)典型电路连接
丰田凯美瑞 1ZR-FE、2ZR-FE、5AR-FE 发动机采用了热线式空气流量计,5AR-FE 发动机空气流量计电路连接如下图所示。

传感器 3#为 1 号继电器提供的 12V 工作电源,传感器 4#、5#为信号输出端,分别连接发动机控制单元 E26 端子的 92#和 91#。

(3)空气流量传感器单体检测
拆下空气流量传感器总成,目视检查质量空气流量计分总成的铂热丝(加热器)上是否有异物。如有异物则更换传感器总成。

检查内置于空气流量传感器中的进气温度传感器电阻。插头 E14 的 1#为进气温度传感器信号输出端,2#为接地端。

2. 热膜式空气流量计
(1)基本原理
热膜式空气流量传感器的工作原理与热线式空气流量传感器类似,所不同的是:热膜式不使用铂金丝作为热线,而是将热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。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,提高了空气流量计的可靠性,误差小,成本较低,电阻值较高,消耗的电流小,可以做到小型、轻巧。信号输出电压在 0~5v 间线性变化。但热膜式发热元件的响应性稍差。

2016 款丰田凯美瑞混合动力车系 6AR-FSE 发动机采用新型硅片式热模式空气流量传感器(HMF6),传感器内部集成数字处理电路使传感器输出更加精确。传感器结构如下图所示。

空气流量传感器具有内置进气温度传感器。进气气流经过旁通管中硅片传感器的温度传感器(加热器前)、加热器、温度传感器(加热器后)。由于进气接触加热器时温度升高,因此进气流经温度传感器(加热器后)时的温度高于其流经温度传感器(加热器前)时的温度。 根据流经硅片传感器的进气速率,在各温度传感器的进气温度差不同。 温度传感器桥接电路检测温度差,且控制电路将其转化为脉冲信号并将其输出至 ECM。 温度传感器(加热器前)检测的温度高于温度传感器(加热器后)检测的温度时,判定进气回流。

传感器内部电路

传感器与 ECU 连接电路图

(2)传感器单体检测
断开点火开关拆出传感器目视检查空气流量传感器的温度传感器(热敏电阻)上是否有异物。如有异物更换传感器;检查用万用表检查传感器 E78 的 2#、3#之间电阻(进气温度传感器),检测应符合下图所示,如不符合则更换传感器 。

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