2019年第三章空气流量传感器-PPT课件.ppt

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1、第三章空气流量传感器一、流量的概念流体在单位时间内流经某一有效截面的体积或质量，前者称体积流量qv（m3/s)，后者称质量流量qm(kg/s)。如果在截面AF上速度v分布是均匀的，则：§3.1概述流过管道某截面的流体的速度在截面上各处不可能是均匀的，假定在这个截面上某一微小单元面积上dAF速度是均匀的，流过该单元面积上的体积流量为整个截面上的流量qv为测量某一段时间内流过的流体量，即瞬时流量对时间的积分，称之流体总量。用来测量流量的仪表统称为流量计。测量总量的仪表称为流体计量表或总量计。流量计流量传感器分为气体流量传感器和液体流量传感器两大类。汽车电子控制系统所用流量传

2、感器主要是空气流量传感器。三、空气流量传感器的作用空气流量计的作用是将吸入发动机的空气量转换成电信号送至ECU，作为确定基本喷油量的主要依据之一。按结构形式分：叶片式空气流量计卡门涡旋式空气流量计热线式空气流量计热膜式空气流量计四、空气流量传感器的分类空气流量传感器根据检测方式不同可以分为：流量型和速度密度型两大类型。1、流量型流量方式是利用空气流量传感器直接测量吸入发动机的空气量。流量型空气流量传感器主要有：翼片式、卡尔曼涡流式、热线式和热膜式等几种。测得的是吸入空气的体积，故还需根据进气温度等信息，由电控单元计算出空气质量。直接测量吸入空气的质量，故其精度更高。定义

3、：利用进气歧管压力传感器测出进气歧管压力，然后电控单元根据该压力和发动机转速，推算出发动机每一循环吸入的空气量，并据此空气量计算汽油的喷射量。特点：间接测量进气量；由于空气在进气歧管内的压力是变化的，因此不易精确地检测吸入的空气量。2、速度密度型7§3.2动片式空气流量传感器又称翼片式或叶片式空气流量传感器一、结构由空气流量计和电位计两部分组成。图2-2动片式空气流量传感器的结构安装：位于空气滤清器与节气门之间同轴安装图2-3动片的部分结构图2-4电位计部分结构二、工作过程：发动机工作→空气→空气滤清器→空气流量传感器→推动翼片（测量翼片〉旋转。翼片开启角度由进气量大小

4、和卷簧（复位弹簧）弹力的平衡情况决定。电位计与叶片同轴旋转，其上滑片电阻的变化转变成电压信号输入ECU。图2-5动片式空气流量传感器的工作原理三、工作原理：若将一个参考电压UB加在电位器上（即端子Va端子E2之间），当空气量增大时，其端子Vc和Vs之间的电阻值减小、两端子之间输出的信号电压Us降低。反之则反。电路图：图2-6动片式空气流量传感器电路图电压比检测电压值检测图2-7检测方法进气量=电位计滑动引起的电压变化四、特点1、体积流量型；2、测量范围大；3、进气量增大测量精度降低；4、电位计滑动触头影响精度；5、体积大；6、响应慢。§3.3卡曼涡旋式空气流量传感器3.

5、3.1测量原理：在流体中安放一根（或多根）非流线型阻流体（bluffbody），流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则的旋涡，在一定的流量范围内旋涡分离频率正比于管道内的平均流速，通过采用各种形式的检测元件测出旋涡频率就可以推算出流体的流量。卡曼涡街原理在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则（两列平行状，左右交替出现）的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，如图所示，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。图2-8涡旋产生原理当比值h/l为0.281时，所形成的涡旋是稳定的并且是周期性的设旋涡的发生频率为f，被测介质流体的平均速度为v1，管道内流体的平均

6、流速为v，旋涡发生体迎面宽度为d，表体直径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式式中v1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；St--斯特劳哈尔数；其中：K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关。n=v/v13.3.2.超声波式卡曼涡流式空气流量传感器1、结构图2-9超声波式卡曼流量传感器结构主要由超声波信号发生器、超声波发射探头、涡流稳定板、涡流发生器、整流器、超声波接收探头和转换电路等组成2、工作原理图2-10超声波式卡曼流量传感器检测原理在发动机运行时，发生器不断地向接受器发出一定频率的超声

7、波（垂直空气流方向）且穿过卡门旋涡，由于受卡门旋涡影响造成超声波空气密度的相位发生相应偏移，由此形成疏密波。ECU根据所监测的超声波疏密的频率便可感知系统进气量。3、电路图当有卡曼涡旋产生时，超声波就伴随有速度及压力的变化，利用其中速度的变化检测流量。3.3.2.、光学检测（压力变化检测型）卡曼涡流式空气流量传感器1、结构主要有涡流发生器、发光二极管、光敏三极管、反光镜、张紧带、集成厚度控制电路和进气温度传感器及整流栅网组成。图2-11光学检测式卡曼流量传感器结构2、工作原理原理：利用卡门旋涡引起的空气压力变化测量进气流量。卡门旋涡发生