空气流量计故障的检测维修-职业学院毕业设计说明书.doc

江苏城市职业学院毕业设计说明书论文题目空气流量计故障的检测维修学 号姓 名指导教师职称职称办 学 点无锡教 学 班06汽车200 年 月 日2009年04月20日摘 要 随着电子控制燃油喷射系统的普及,相应的维修技术问题也不断出现,尤其是发动机控制中的传感器故障.以及各传感器之间的相关性故障更显突出.空气流量计就是典型的例子, 空气流量计是安装在节气门体上，将空气流量的信号转变为电信号传递给动力控制模块。空气流量大，表明发动机在加速运转，空气流量小，表明发动机在减速或怠速运转。空气流量信号在汽车处于巡航状态时应保持相对稳定，并随着节气门开度逐渐变化，能在突然加速时剧烈变化。在检测发动机电控单元时,故障诊断仪经常显示空气流量计故障,但在实际维修中空气流量计却没有故障,本文以一汽大众捷达轿车为实例谈谈这个问题关键词：空气流量计 维修 故障 检测 诊断目录第一章 空气流量计的作用、发展经历及工作原理11.1 空气流量计的作用11.2空气流量计的发展经历及工作原理1第二章 空气流量计的分类22.1 叶片式空气流量计22.2卡门漩涡式空气流量计22.3真空度转速式（压感式）空气流量计（进气歧管压力传感器）42.4 热线式空气流量计4第三章 空气流量计的安装位置 63.1空气流量计在汽车上的安装位置 6第四章 空气流量计故障诊断与维修 74.1故障一74.2故障二74.3故障三8第五章 正确选择空气流量计 95.1错换空气质量计对混合气控制及排放的影响95.2空气流量计的选购9第六章 答谢辞10参考文献11江苏城市职业学院毕业设计说明书第一章 空气流量计的作用、发展经历及工作原理1.1 空气流量计的作用空气流量计是用来计算发动机进气量的传感器，在汽车电子燃油喷射系统中，把空气流量信号和发动机转速信号一起作为喷油时间的基准信号。其输出特性已写入电喷系统的控制软件中。它安装在节气门体上，将空气流量的信号转变为电信号传递给动力控制模块。空气流量大，表明发动机在加速运转，空气流量小，表明发动机在减速或怠速运转。空气流量信号在汽车处于巡航状态时应保持相对稳定，并随着节气门开度逐渐变化，能在突然加速时剧烈变化。1.2 空气流量计的发展经历及工作原理空气流量计发展大体上经历了以下四代： 第一代简称L型。在节气门轴上设置一个联动的滑变电阻来测量节气门开度，进而通过转速信号及进气温度信号换算成进气量。目前已很少应用，多用于老车型，现有些车型用于辅助信号。 第二代简称D型。在进气歧管中引出真空，该真空作用到电压感应片上，感应出电压值，在ECU中计算出相应的进气压力，再参照进气截面积计算出进气量。主要应用于奥迪V6等车型。 第三代简称热线式。其原理是ECU通过给热线不同的电流来保持热线恒温。当不同流量的空气流经热线时将带走不同的热量，这时的电流变化就成为进气量的度量。 第四代简称热膜式。工作原理与热线式基本相同，是热线式的改进型，目前应用最广。第二章 空气流量计的分类目前汽车上所用的空气流量计主要有叶片式空气流量计、卡门涡旋式空气流量计、真空度-转速（压感式）空气流量计（进气歧管压力传感器）、热线式空气流量计和热膜式空气流量计等五种。其中真空度-转速空气流量计仅为一只进气歧管压力传感器2.1 叶片式空气流量计图2-1所示是叶片式空气流量计的结构 图2-1 叶片式空气流量计的结构1-电位计 2-电动汽油泵触点（可动）3-进气温度传感器 4-电动汽油泵固定触点 5-测量板（叶片）6-怠速调整螺钉叶片式空气流量计电位器是以电位变化检测空气量的装置，它与空气流量计测量板同轴安装，能把因测量板开度而产生的滑动电阻变化转换为电压信号，在测量板的回转轴上，装有一根螺旋回位弹簧，当吸入空气推开测量板的力与弹簧变形后的回位力相平衡时，测量板即停止转动。用电位计检测出测量板的转动角度，即可得知空气流量。在有的叶片式空气流量计中，还有一电动汽油泵开关，其作用是当点火接通而发动机不转动时，控制电动汽油泵不工作。一旦空气流量计中有空气流过时，此开关闭合，电动汽车油泵开始工作。这种有电动汽油泵开关的空气流量计的电插座一般为7脚。 2.2卡门漩涡式空气流量计卡门旋涡式空气流量计与叶片式空气流量计相比，具有体积小、重量轻、进气道结构简单、进气阻力小等优点。卡门旋涡式空气流量计的结构按照旋涡数的检测方式不同，可以分为反光镜检测方式卡门旋涡式空气流量计和超声波检出方式卡门旋涡式空气流量计两种。图2-2所示为反光镜检测方式卡门旋涡式空气流量计，这种卡门旋涡式空气流量计是把卡门旋涡发生器两侧的压力变化，通过导压孔而引向薄金属制成的反光镜表面，使反光镜产生振动，反光镜一边振动，一边将发光二极管射来的光反射给光电晶体管这样旋涡的频率在压力作用下转换成镜面的振动频率，镜面的振动频率通过光电耦合器转换成脉冲信号，进气量愈大，脉冲信号的频率愈高，进气量愈小，脉冲信号频率愈低。ECU根据该脉冲信号的频率，检测进气量（当然也要经过进气温度修正）和基准点火提前角。图2-2 反光镜检测式卡门涡旋空气流量计结构 a）结构图 b）结构简图 c）输出脉冲信号波形1-反光镜 2-发光二极管 3-钢板弹簧 4-空气流 5-卡门旋涡 6-旋涡发生体 7-压力导向孔 8-光电晶体管 9-进气管路 10-支承板图2-3所示为超声波检出式卡门旋涡式空气流量计结构图，这种空气流量计是利用卡门旋涡引起的空气疏密度变化进行测量的，用接收器接收连续发射的超声波信号，因接收到的信号空气疏密度的变化而变化，由此即可测得旋涡频率，从而测得空气流量。其具体方法是在卡门旋涡发生区空气通道的两侧，分别装上超声波发射头5和超声波接收器9，发射头4沿涡列的垂直方向发射超声波，由于旋涡使超声波的传播速度发生变化，超声波受到周期性的调制，使其振幅、相位、频率发生变化。这种被调制后的超声波，被超声接收器9接收后，变换成相应的电压，再经整形、放大电路，形成与旋涡数目相应的矩形脉冲信号，然后送入电控单元作为空气流量信号。图2-3 超声波检出式卡门旋涡式空气流量计1-整流栅 2-旋涡发生体 3-旋涡稳定板 4-信号发生器（超声波发射头） 5-超声波发生器 6-通往发动机 7-卡门旋涡 8-超声波接收器 9-与旋涡数对应的疏密声波 10-整形放大电路 11-旁通通路 12-通往计算机 13-整形成矩形波（脉冲）由于卡门旋涡式空气流量计，没有可动部件，反应灵敏，测量精度高，所以现在被广泛采用。卡门旋涡式空气流量计与叶片式空气流量计直接测得的均是空气的体积流量，因此在空气流量计内均装有进气温度传感器，以便对随气温而变化的空气密度进行修正，从而正确计算出进气的质量流量。）2.3真空度转速式（压感式）空气流量计（进气歧管压力传感器）真空度-转速式（压感式）空气流量计，从某种角度上讲，它并不是空气流量计，仅为一只进气歧管压力传感器，但由于其功用仍是测量进入发动机气缸的进气量，故我们仍作为一种空气流量计来讨论。但在此文中不作过多论述。在电控汽油喷射系统中常用的进气歧管压力传感器有真空膜盒式和半导体式两种。2.4 热线式空气流量计热线式空气流量计有三种形式：一种是把热线和进气温度传感器都放在进气主通路的取样管内，称为主流测量式，其结构如图2-4所示；另一种是把热线缠在绕线管上和进气温度传感器都放在旁通气路内，称为旁通测量式。这两种热线式空气流量计为了将热线温度与进气温度的温差维持恒定，都设有控制回路，如果热线因吸入的空气而变冷，则控制回路可以增加供给热线的电流，以使热线与进气的温度差恢复到原来恒定的状态。第三种是发热体不是热线而是热膜，即在热线位置放上热膜，发热金属膜固定在薄的树脂膜上，这种结构可使发热体不图2-4 热线式空气流量计a）主流测量式热线式空气流量计 b）旁通测量式热线空气流量计 c）热膜式空气流量计1-防回火网 2-取样管 3-白金热线 4-上游温度传感器 5-控制回路 6-连接器7-热金属线和冷金属线 8-陶瓷螺线管 9-接控制回路 10-进气温度传感器（冷金属线）11-旁通气路 12-主通气路 13-通往发动机 14-热膜 15-金属网热线式空气流量计长期使用后，会在热线上积累杂质，为了消除使用中电热线上附着的胶质积炭对测量精度的影响，为此在流量计上采用烧净措施解决这个问题。每当发动机熄火时（或起动时），ECU自动接通空气流量计壳体内的电子电路，加热热线，使其温度在1s内升高1000。由于烧净温度必须非常精确，因此在发动机熄火4s后，该电路才被接通。由于热线式空气流量计测量的是进气质量流量，它已把空气密度、海拔高度等影响考虑在内，因此可以得到非常精确的空气流量信号。第三章 空气流量计的安装位置3.1空气流量计在汽车上的安装位置空气流量计安装在空气滤清器和节气门之间，用来测量进入气缸内空气量的多少，然后，将进气量信号转换成电气信号输入电控单元，从而由电控制单元计算出喷油量，控制喷油器向节气门室（进气管）喷入与进气量成最佳比例的燃油。图3-1所示为质量流量式进气系统，该进气系统利用空气流量计直接测量吸入的空气量，通常用测得的空气流量与发动机转速的比值作为计算喷油量的标准。空气经过空气滤清器过滤后，用空气流量计进行测量，然后通过节气体到达稳压箱，再分配给各缸进气管。在进气管内，由喷油器中喷出的汽油与空气混合后被吸入气缸内进行燃烧。图3-1 质量流量式进气系统结构图a）系统图 b）剖视图1-空气滤清器 2-空气流量计 3-节气门体 4-节气门 5-进气总管（稳压箱） 6-喷油器 7-进气歧管 8-辅助空气阀 第四章 空气流量计故障诊断与维修 电子控制燃油喷射系统的ECU有故障存储功能，它将各传感器及执行元件的工作情况汇总起来，并与电脑内存储的固定程序进行比较，如其误差超出规定范围即作为故障存储。维修人员可通过故障阅读器(检测仪)读到具体故障情况。这里存在一个相似故障的分辨问题，如空气流量计信号与氧传感器信号发生矛盾，电脑将怎样输出?下面以一汽大众捷达轿车为例来说明。4.1故障一故障现象：捷达20V怠速不稳，部分负荷冒黑烟，有时换挡熄火。检测过程：电脑内故障存储为空气流量计故障，但具体检测空气流量计电路时情况正常，更换空气流量计故障依旧，更换电脑后冷车正常，热车后故障依旧。这时(用VAG1551故障诊断仪)再检测全车数据块，发现08数据组第7组第2区氧传感器电压变化频率慢。正常变化每分钟2030次，此时平均只有56次，说明氧传感器有故障。维修结果：更换氧传感器，故障排除。故障分析：此故障在于电脑内出现空气流量计信号与氧传感器信号矛盾，实际上是由于氧传感器失准，造成误调节，但从结果上看和空气流量计信号严重超差，造成氧传感器无法调整是一样的。这里电脑优先考虑重要信号即空气流量计信号，只要我们能正确理解电脑的故障提示，问题就不难解决。这个故障可理解为：从与空气流量计有关的故障，我们就很容易联想到氧传感器。这就需要我们对其原理多了解一些，去对应不同情况。4.2故障二故障现象：捷达车空气流量计损坏后的表现初期为加速极其敏感，相应非常迅速，比正常时明显的多，之后耗油量明显增加，百公里油耗多1.5升-2升，再之后加速开始无力，2、3档加油有“一脚登空”的感觉，怠速丢转现象明显，类似节气门赃，每次收油或摘档后观察转速表均有怠速过低反弹现象。清洗节气门并从新匹配可以短暂恢复。 故障检测：用V.A.G1552连接检查，无故障码，空气流量计读数为3.8，要求在25之间，超过5需要更换，还属正常范围。再继续读取其它数值，发现氧传感器调节值超标，标准数值应该在正负10之内调整，而我的车怠速为+10.8，并且经常在1117间变化。由于氧传感器是新换的，故障可能性小，经请教4S店后，确定先更换流量计。 来到修理厂，接上电脑读取系统参数：节气门开度为2，流量计数值为3.8，氧传感器调节数值为1117，拆下流量计用化油器清洗剂清洗，无济于事，验证了我一直认为靠清洗不能解决问题的观点，这点和进气压力传感器不同，流量计表面基本是密封的，而且在空虑后边，使用合格的空气虑不会因赃污影响对流量的测量。 更换新流量计后，空气流量计数值为3.4，氧传感器调节值在-2.4+1.5之间变化，着车后丢转现象消失。重新进行节气门匹配后路试，摘档丢转现象一并消失，加速比更换前灵敏，但不如原流量计快坏之前灵敏，油耗恢复正常。4.3故障三故障现象：捷达20V发动机怠速不稳、行驶无力并冒黑烟，做一次基本设定故障排除，但几天后又出现反复。 检测过程：电脑显示空气流量计临时性故障，更换空气流量计故障依旧，更换电脑故障依旧，用VAG1551故障诊断仪，再检测全车数据块正常，但具体检测空气流量计电路，发现空气流量计信号线电阻值偏大，正常值为05，而实际值达36。真正原因是线路有虚接，处理线束插头，故障被排除。 故障分析：这种故障属于特别故障，但是在实际维修中却经常遇到，而且解决起来相对困难。是时我们可以发现一个问题：空气流量计信号线位于插头的转角处，在生产过程中容易产生位置故障，造成接触不良。在其他的插头中，相应位置也值得我们注意。另外，空气流量计作为一个至关重要的构件，其故障率是很低的，当电脑提示其故障时，我们要慎重对待。总结以上故障实例，我感觉到，作为专业的维修技术人员，在熟练使用专用故障解码器和阅读器的同时，更要深入理解各系统各部件间的互联性与相关性，这样有利于准确快捷地发现故障，排除故障。第五章 正确选择空气流量计5.1错换空气质量计对混合气控制及排放的影响如果安装一个特性不一样的空气流量计,则系统的负荷判断肯定是不一样的，这就意味着发动机不能够得到正确的喷油量。在混合气开环控制区域，比如高速大负荷区，实际的空燃比与匹配控制的空燃比有偏差，结果可能会导致催化器温度过高而烧毁 （如果负荷判断偏小的话），或者导致发动机油耗过高（如果负荷判断偏大的话）。在混合气闭环控制区域，这种测量的偏差可以由氧传感器的信号来修正，从而导致空燃比闭环控制量较大，系统工作不太稳定。另一方面