汽车发动机电控系统构造与检修 林平 第2章汽油机电控系统传感器的构造与检测

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1、第2章汽油机电控系统传感器的构造与检测空气流量计2.1进气管压力传感器2.2曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器2.3节气门位置传感器和加速踏板位置传感器2.4爆震传感器2.7其他传感器或开关2.8温度传感器2.5氧传感器和空燃比传感器2.62.1空气流量计空气流量计安装在发动机进气管前端的空气滤清器后面（见图2.1），其作用是测定吸入发动机的空气量，为发动机ECU计算和控制喷油量提供重要依据。目前应用在电控汽油发动机上的空气流量计有多种形式，常见的有热线式、叶片式、涡流式等。图2.1空气流量计的安装位置1—空气滤清器2—空气流量计3

2、—节气门4—动力腔5—进气歧管2.1.1热线式空气流量计热线式空气流量计是目前轿车发动机上应用最多的空气流量计，按照其热线的类型又分为3种，即热丝式、热膜式、热阻式。1．热丝式空气流量计热丝式空气流量计是应用在早期一些发动机上的热线式空气流量计。这种空气流量计在进气道中套有一个小喉管，在小喉管中架有两个由极细的铂丝（直径为0.01～0.05mm），如图2.2所示。图2.2热丝式空气流量计1—热线2—冷线其中一个铂丝被电流加热至120℃左右，故称之为热线；另一个是温度补偿电阻，也称为冷线。在热线式空气流量计电路中，热线是惠斯登桥形电

3、路的1个桥臂［见图2.3（a）］。当空气通过流量计时，进入小喉管的气流流过热线周围，使其温度下降，电阻随之减小，电桥失去平衡。此时比较放大器会使流过热线的电流增大，使其温度升高、电阻增大，直至电桥达到新的平衡。所增加的电流取决通过流量计的空气流速。由于电流的增加，电阻C的电压降也增加，这就将电流的变化转换为电压的变化，以此作为该传感器的输出信号。这一信号输入ECU，用来指示通过流量计的空气量［见图2.3（b）］。图2.3热线式空气流量计工作原理1—比较放大器2—冷线电阻3—电源转换器4—铂热线温度补偿电阻的作用是防止因进气温度变化

4、而影响进气量的测量精度。在工作中，热线温度始终高于冷线温度100℃。热线式空气流量计的优点是测量精度高、响应速度快、进气阻力小、不会磨损。其缺点是使用一段时间后，热线表面受空气中尘埃的玷污，热辐射能力降低，影响测量精度。2．热膜式空气流量计热膜式空气流量计的测量原理和热丝式空气流量计基本相同。它是将加热丝印刷在一块线路板上，并将线路板固定在空气通道中间，以代替热丝式空气流量计中的铂丝（见图2.4），由于热丝被固定且受到保护膜的保护，寿命和可靠性都大大提高。图2.4热膜式空气流量计1—热膜3．热阻式空气流量计热阻式空气流量计和热膜式

5、空气流量计相似，它将加热丝绕成线圈形式固定在石英玻璃管内或暴露在空气通道内（见图2.5）。图2.5热阻式空气流量计1—热线电阻2—冷线电阻热膜式和热阻式空气流量计的特点和热丝式空气流量计相同，而且可靠、耐用，是目前轿车发动机上使用最多的空气流量计。4．热线式空气流量计的控制电路图2.6所示为热膜式空气流量计的控制电路简图。热线式空气流量计至少有3个接线端子，分别是电源、进气量信号和空气流量计搭铁。图2.6热膜式空气流量计的控制电路12V的工作电源通常来自EFI主继电器。进气量信号是一个大于0V、小于5V的电压，并随着进气量的增大而

6、增大（见图2.7）。图2.7热膜式空气流量计的进气量信号电压空气流量计的搭铁线通常先接入ECM，再由ECM的搭铁端子搭铁，以保证搭铁电路的可靠性。有些热线式空气流量计中还设置有一个进气温度传感器因此其接线端子有5个，除了上述3个接线端子外，还有进气温度传感器的信号线和进气温度传感器的搭铁线。2.1.2叶片式空气流量计1．叶片式空气流量计的结构与工作原理叶片式空气流量计在进气通道内有可绕轴摆动的、呈直角型的叶片（见图2.8）。进气气流推动使其开启。图2.8叶片式空气流量计1—滑动触点2—电位计3—进气温度传感器4—回位弹簧5—缓冲板

7、6—怠速混合气调节螺钉7—旁通空气道8—计量板叶片开启角度的大小取决于进气气流的推力。进气量越大，开启角度也就越大。叶片轴上电位器把开启角度的变化转换为电阻的变化。ECU根据电位器电压的变化，测得发动机的进气量。在旁通空气道上还设置有一个调节螺钉。用这个螺钉可以调整怠速时旁通空气量的大小，从而调整怠速混合气的浓度（见图2.9）。图2.9　怠速混合气调节螺钉2．叶片式空气流量计的控制电路图2.10所示为叶片式空气流量计的电路简图。叶片式空气流量计通常有6个接线端子，分别是来自ECM的5V基准电压（VC）、进气量信号（VS）、搭铁（E

8、2）、接电动汽油泵（FC）、电动汽油泵开关搭铁端（E1）和进气温度传感器信号（IAT）。图2.10　叶片式空气流量计电路早期的叶片式空气流量计内通常还设有一个电动汽油泵开关。当发动机发动机熄火后，叶片关闭，电动汽油泵开关断开。此时，即使点火开关处于