空气流量计.ppt

空气流量计MassAirFlow 功用 空气流量计是最重要的传感器之一 用来检测吸入空气质量或体积 吸入空气的质量或体积的信号用于计算基准喷射时间和基准点火提前角 安装位置 安装在空气滤清器和节气门之间的进气管上 以便测量进入发动机气缸的所有空气流量 并转换成电压信号送给发动机控制单元ECU 类型 体积流量型 叶片式 涡流式 质量流量型 热丝式 热膜式 卡尔曼涡流式空气流量传感器 一 卡尔曼涡流式空气流量传感器结构 原理 流体涡流效应 1 结构主要组成部件 1 蜂窝状整流网栅 使进气在涡流发生器之前形成比较稳定的气流 在传感器气流入口处 2 涡流发生器 周期性地产生稳定的卡尔曼涡流 在涡流发生器上设有一个稳流槽和两个导压孔 5 发光二极管 LED 发出光束 设置在镜面上部 6 光敏晶体管 接受反光镜的反射发光束 变换成电信号 3 反光镜 反射发光二极管的光 用反光能力强的金属箔片制成 并用细薄的张紧带张紧在导压腔的外表面上 4 板簧片 给张紧带施加适当的预紧力 防止张紧带和反光镜振幅过大而损坏 设在导压腔内 并紧贴张紧带 7 集成信号处理电 路将频率信号变换成方波信号后 再输入到ECU进行运算处理 2 传感器工作原理 当气流流过涡流发生器时 其后部就会产生涡流 涡流引起发生器后部压力变化 进气量越大 涡流频率越高 压力变化频率就越高 变化的压力经导压孔引向金属膜反光镜使其产生振动 其振动频率与涡流频率相等 反光镜将发光二极管的光束反射到光敏晶体管上 通过光敏晶体管检测涡流频率 该频率信号输入到ECU 信号处理电路将频率信号输入ECU之后 ECU便可计算出进气流量的大小 丰田皇冠3 0型轿车上实测光电检测涡流式空气流量传感器的输出信号周期值 见表2 4 可见 发动机转速越高 吸人气缸的进气量越大 产生涡流的频率就越高 热线式和热膜式空气流量传感器 一 热线式和热膜式空气流量传感器结构 原理 一 热线式空气流量传感器 热线式空气流量传感器 按其铂金热线安装位置的不同分为主流测量方式和旁通测量方式两种 主流测量方式的热线式空气流量传感器 1 结构主要组成部件 如图所示为主流测量方式传感器的结构组成 取样管安装在主进气道中央 取样管安装有一根直径为70 m的铂金丝 两端有金属防护网固定在壳体上 控制线路板上有六端子插座与ECU连接 用于输入信号 旁通测量方式的热线式空气流量传感器 旁通测量方式热线式空气流量传感器与主流测量方式热线式空气流量传感器的主要区别是 它把铂金热线和补偿电阻 冷线 安装在旁通空气道上 热线和温度补偿电阻用铂线缠绕在陶瓷螺旋管上 2 传感器工作原理 则要增加流过电阻RH的电流 恢复RH的温度和电阻值 加热电流通过密电阻RA两端的电压UO相应增加 该电压的大小与流过电阻RH空气质量流量成正比 UO输送ECU确定空气质量流量 温度补偿电阻RK用来消除进气温度的变化对空气流量测量结果的影响 控制电路将RH与RK之间的温差保持不变 该温差一般为100 控制电路板上的精密电阻RA和RB与热线电阻RH和温度补偿电阻RK组成惠登电桥 当空气流过铂热线电阻RH时 RH的温度降低 其电阻减小 电桥失去平衡 若要电桥恢复平衡 惠斯通电桥 又称单臂电桥 是一种可以精确测量电阻的仪器 图3 13所示是一个通用的惠斯通电桥 电阻R1 R2 R3 R4叫做电桥的四个臂 G为检流计 用以检查它所在的支路有无电流 当G无电流通过时 称电桥达到平衡 平衡时 四个臂的阻值满足一个简单的关系 利用这一关系就可测量电阻 热膜式与热线式空气流量传感器的工作原理基本相同 只是将热丝改为热膜 热膜采用平面形铂金属膜电阻 故称为热膜电阻 其制作方法是 在氧化铝陶瓷基片上采用蒸发工艺沉积铂金属薄膜 通过光刻制作成梳状电阻 在其表面覆盖一层绝缘保护膜 再引出电极引线即制成 二 热膜式空气流量传感器 1 结构主要组成部件 在传感器内部的进气通道上设有一个矩形护套 相当于取样管 热膜电阻设在护套中 护套的空气人口一侧设有空气过滤层防止污物沉积到热膜电阻上影响测量精度 在热膜电阻附近的气流上游设有铂金属膜式温度补偿电阻 防止进气温度变化使测量精度受到影响 补偿电阻和热膜电阻与传感器内部控制电路连接 线束连接器插座连接 线束插座设在传感器壳体中部 与热丝式流量传感器相比 热膜电阻的阻值较大 所以消耗电流较小 使用寿命较长 热膜电阻不直接承受空气流所产生的压力 提高了传感器的可靠性 由于其发热元件表面有一层绝缘保护薄膜 因此响应特性稍