汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)傳感器（2）

空氣流量計(jì)的作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)所有運(yùn)行狀態(tài)下準(zhǔn)確地測(cè)量吸入氣體，從而更好地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)管理并降低廢氣排放。

一、基本作用與安裝位置

熱膜式和熱線式空氣流量計(jì)都是熱式流量計(jì)。通過(guò)空氣流量計(jì)殼體中的一個(gè)測(cè)量通道，來(lái)測(cè)量進(jìn)氣管中流過(guò)傳感器單元的部分氣流。在電子分析裝置中對(duì)測(cè)量的溫度值進(jìn)行分析，空氣流量計(jì)傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元一個(gè)與空氣質(zhì)量相對(duì)應(yīng)的電壓，有了該電壓信號(hào)才能計(jì)算噴油時(shí)間和發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩。

空氣流量傳感器故障時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)通過(guò)一條特性曲線（節(jié)氣門(mén)角度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速）計(jì)算空氣質(zhì)量，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)功率不正常。

空氣流量計(jì)一般安裝在空氣濾清器后節(jié)氣門(mén)體前的位置；也可以安裝在空氣濾清器上或節(jié)氣門(mén)體上。

二、結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)

1.熱線式空氣流量計(jì)

（1）基本結(jié)構(gòu)

熱絲式空氣流量傳感器的電熱體是鉑絲，有熱絲主流式和熱絲旁通式兩種結(jié)構(gòu)形式。

熱絲主流式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。空氣流量計(jì)內(nèi)有一個(gè)暴露在進(jìn)氣氣流中的加熱式鉑絲。通過(guò)向鉑絲施加規(guī)定的電流，ECM 即可將其加熱到指定的溫度。進(jìn)氣氣流可冷卻鉑熱絲和內(nèi)部熱敏電阻，從而改變它們的電阻值。為保持穩(wěn)定的電流值，ECM 改變施加到鉑絲和內(nèi)部熱敏電阻的電壓。電壓值與通過(guò)傳感器的空氣流量成比例，并且 ECM 會(huì)利用該值來(lái)計(jì)算進(jìn)氣量。

鉑熱絲和溫度傳感器形成橋式電路，并且通過(guò)控制晶體管，使A和B之間的壓差保持相等來(lái)維持預(yù)定溫度。

（2）典型電路連接

豐田凱美瑞1ZR-FE、2ZR-FE、5AR-FE發(fā)動(dòng)機(jī)采用了熱線式空氣流量計(jì)，5AR-FE發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量計(jì)電路連接如下圖所示。

傳感器3#為1號(hào)繼電器提供的12V工作電源，傳感器4#、5#為信號(hào)輸出端，分別連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元E26端子的92#和91#。

（3）空氣流量傳感器單體檢測(cè)

拆下空氣流量傳感器總成，目視檢查質(zhì)量空氣流量計(jì)分總成的鉑熱絲（加熱器）上是否有異物。如有異物則更換傳感器總成。

檢查內(nèi)置于空氣流量傳感器中的進(jìn)氣溫度傳感器電阻。插頭E14的1#為進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)輸出端，2#為接地端。

2.熱膜式空氣流量計(jì)

（1）基本原理

熱膜式空氣流量傳感器的工作原理與熱線式空氣流量傳感器類(lèi)似，所不同的是：熱膜式不使用鉑金絲作為熱線，而是將熱線電阻、補(bǔ)償電阻及橋路電阻用厚膜工藝制作在同一陶瓷基片上構(gòu)成的。這種結(jié)構(gòu)可使發(fā)熱體不直接承受空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的作用力，增加了發(fā)熱體的強(qiáng)度，提高了空氣流量計(jì)的可靠性，誤差小，成本較低，電阻值較高，消耗的電流小，可以做到小型、輕巧。信號(hào)輸出電壓在0～5v間線性變化。但熱膜式發(fā)熱元件的響應(yīng)性稍差。

2016款豐田凱美瑞混合動(dòng)力車(chē)系6AR-FSE發(fā)動(dòng)機(jī)采用新型硅片式熱模式空氣流量傳感器（HMF6），傳感器內(nèi)部集成數(shù)字處理電路使傳感器輸出更加精確。傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示。

空氣流量傳感器具有內(nèi)置進(jìn)氣溫度傳感器。進(jìn)氣氣流經(jīng)過(guò)旁通管中硅片傳感器的溫度傳感器（加熱器前）、加熱器、溫度傳感器（加熱器后）。由于進(jìn)氣接觸加熱器時(shí)溫度升高，因此進(jìn)氣流經(jīng)溫度傳感器（加熱器后）時(shí)的溫度高于其流經(jīng)溫度傳感器（加熱器前）時(shí)的溫度。 根據(jù)流經(jīng)硅片傳感器的進(jìn)氣速率，在各溫度傳感器的進(jìn)氣溫度差不同。 溫度傳感器橋接電路檢測(cè)溫度差，且控制電路將其轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)并將其輸出至 ECM。 溫度傳感器（加熱器前）檢測(cè)的溫度高于溫度傳感器（加熱器后）檢測(cè)的溫度時(shí)，判定進(jìn)氣回流。

傳感器內(nèi)部電路

傳感器與ECU連接電路圖

（2）傳感器單體檢測(cè)

斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)拆出傳感器目視檢查空氣流量傳感器的溫度傳感器（熱敏電阻）上是否有異物。如有異物更換傳感器；檢查用萬(wàn)用表檢查傳感器E78的2#、3#之間電阻（進(jìn)氣溫度傳感器），檢測(cè)應(yīng)符合下圖所示，如不符合則更換傳感器 。

審核編輯：符乾江