汽车空气流量器的作用

【专家解说】：随着对发动机汽车尾气排放要求的提高，越来越多的发动机采用精密的空气计量传感器计量进入发动机的空气量，发动机ECU根据空气计量传感器信号初步设定基本供油量，以满足发动机各种工况空燃比，进而保证发动机各种工况对混合气的要求。空气计量传感器按测量空气流量的方法可分为两种：①直接测量方法传感器——空气流量计。②间接测量方法传感器——进气歧管压力传感器(负压传感器)。     直接测量方法传感器按其测量信号转化形式又可分为3种。     (1)机械式空气流量计，即可动叶片式空气流量计。其特点是将燃油泵控制开关、空气温度传感器、CO调节器及空气流量计等功能融为一体，结构较复杂，但精度较高。不过由于叶片具有弹簧阻力增加了进气阻力，使它对发动机在急加速时的响应不够理想，故现在很少使用。 (2)卡尔曼涡流式空气流量计。它是通过采集涡流频率完成空气流速测量，主要是通过光电(如丰田车型)和超声波采集(如韩国现代、日本三菱等)进气涡流，具有进气阻力小、计量准确的特点，但因其结构复杂、不耐振动且造价高，现已逐步被热线式空气流量计取代。     (3)热线式空气流量计。热线式空气流量计按其热线形又分为3种。     ①热丝式——将加热丝均匀分布在计量通道内。热丝式空气流量计(图1)精度高、分布均匀，可精确计量空气量，但由于热丝很细(0．01~0．05mm)且暴露在空气中，在空气高速流动时，空气中的沙粒很容易击断热丝。     ②热膜式——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。由于热丝被固定且受到保护膜的保护，寿命提高，但由于保护膜热传导较差，影响计量精度。     ③热阻式——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。由于热阻式空气流量计热丝被固定，故热线寿命延长，但由于热阻面积很小，只能部分采空气流量，要求空气通道内空气流速均匀，所以常在进气侧安装梳流格栅。     由于热膜式和热阻式空气流量计均是部分采集空气计量空气量，故精度较热丝式较差。另外，热丝式、热膜式和热阻式空气流量计还都易受空气中水分及灰尘的污染，所以在控制电路上都做了专门的设计，每次打开点火开关或关闭点火开关后，流量计中的热丝会由电路提供瞬时大电流加 热，使热丝瞬间产生高温(700-1 000℃)，烧掉污染在热丝、热膜或热阻表面的杂质，保持空气流量计量精度。 二、空气流量ff常见故障分析   1．叶片式空气流量计故障分析   (1)空气流量计与节气门体连接胶管不密封故障     叶片式空气流量计集燃油泵开关、空气温度传感器和C0调节等功用于一体，所以空气流量计与节气门体连接用胶管的良’好密封是保证正确计算进气量工作的必要条件，一旦胶管密封不严或损坏，常会造成以下故障。     发动机冷起动能着车，热机后怠速熄火；发动机热起动着车后，怠速迅速熄火；发动机起动着车，怠速抖动，挂挡时熄火(自动变速器)；发动机怠速正常(经调CO装 置)，加速时混合气过稀产生回火o     (2)叶片式空气流量计断线故障     叶片式空气流量计断线后，发动机一般存有故障码，内容多为下列几种。     ①地线断路。由于地线断路，造成空气流量计输出电压保持在最高，空气温度传感器也保持在输出电压最高，电脑供油过量，CO排放超标，发动机运转时冒黑烟o     ②供电火线断路。由于供电火线断路，空气流量计始终保持输出电压最低，发动机怠速可以运转，最高空转转速低于2 500r／min，加速无力o     ③参考电压线断路。由于参考电压线断路，使空气流量计输出电压偏高，发动机排放C0严重超标。     ④燃油泵开关损坏或开路。发动机起动时燃油泵供油，起动后，燃油泵继电器不工作，发动机熄火。     (3)叶片式空气流量计调整故障     叶片式空气流量计应保持叶片及滑道的清洁。在调整时，通过调节空气旁通道的开度即可调节发动机CO排放当确认进气无漏气及叶片无卡滞现象时，调节CO以满足怠速尾气排放要求o     2．卡尔曼涡流式空气流量计故障分析     卡尔曼涡流式空气流量计是将经过传感器上端集成电路处理后的信号传送给电脑，一般是以频率输出，故测量输出电压一般为2，2-2，8V。当空气流量变化时，电压始终不变，而输出的脉冲频率发生变化，因此不能根据测量电压高低确定流量变化。     此种空气流量计一般应注意以下·2项 的检查o     (1)检查线路电压——I供电电压4，5-5，5V，信号电压2，2-2，8V，空气温度传感器开路时5V，短路时0，1Vo     (2)检查进气通道清洁及梳流格栅清洁性。空气通道及梳流格栅不清洁将直接影响空气流动的平稳性，特别是在发动机高速运转时，这些污染将造成空气产生振动而被记作流量信号，从而影响空气流量计精度。   3．热线式空气流量计故障分析   热线式空气流量计计量方式主要以空气质量为主，一般不受进气温度影响。另外，由于它在开机和关机时需要自清洁，供电电压一般为12V，信号参考电压为5V，输出信号电压为0，3,-,4，5Vo     由于现代电控发动机ECU具备自学习和记忆功能，能对空气流量计的污染情况进行记忆修正(用输入值反馈信号修正)。因此在对系统进行检测时，要注意检查空气流量数据变化情况，因为进气道漏气及节气门(图2)脏污将造成空气流量计数据失准，时常也会记忆故障码，所以不能简1{单凭故障码判断空气流量计是否损坏。  11     (1)节气门过脏，气缸及气门严重积I炭造成发动机ECU记忆空气流量计故障I及氧传感器故障，这个故障在大众系列I车系较多(捷达、桑塔纳和奥迪等)o    1     之所以这样，是因为节气门过脏后I直接影响了进气通道的截面积，从而使I进气量减少。为了稳定发动机怠速转速，L电脑只能将电动节气门开度调大，以满足发动机怠速工况下对空气量的需求。电脑一方面接收来自空气流量计的进气量信号，一方面通过节气门开度与发动机转速来判断空气流量计准确程度，当2个计算差值超过预设值时，判断为流量计失准，便报空气流量计超值。当节气门严重污染时，节气门势必开得更大，但此时的实际进气量并未增加，故节气门位置传感器信号值会高于空气流量计信号值。而同时电脑也会修正空气流量计差值，但随着时间的延续，当修正值超过电脑预设值时，将报流量计失准故障。因此，应适时清洁节气门体，以保证空气流量计的准确性。     在车辆发生此类故障后，不要急于更换空气流量计，应首先对进气道、节气门、气缸和气门进行免拆清洁，然后再用专用设备清除电脑中的故障记忆(故障码和运行数据记录)，并重新运行车辆进行初步设定，故障一般便可排除o     (2)空气流量计进气梳流格栅故障     很多维修人员一般认为热线式空气流量计有了自洁功能后，热线部分便不易被污染，应该说这个观点是不对的。原因在于，曲轴箱蒸气及空气滤芯若过脏，空气流量计格栅也易受到污染(图3)。由于热阻式空气流量计是取中间部分空气进行采样计算，所以就要求进入空气流量计通道内空气须均匀。而当格栅过脏时，因空气在高速流动时产生扰流，空气不能被准确计量，从而导致发动机加速时混合空气过稀产生回火现象。这种情况下就需要正确清洁空气流量计格栅。     总之，当电脑报空气流量计故障后，不能单一用更换的方法进行简单处理。要进行分析，找出影响空气流量计失准的原因，才能彻底解决故障，否则故障还会再次发生，造成返修事故。