空气流量计波形分析.doc

空气流量计(MAF)按结构原理可分为翼板式、热丝式、卡门涡旋式及电压位计式等几种，按信号输出类型又分为数字式和模拟式两种。 1)翼板式空气流量计，参见图1。 BOSCH翼板式空气流量计主要有两种：一种是随着空气流量的增加输出信号的电压升高，另一种是当空气流量加大时输出信号电压降低，这两种类型属于模拟电压量输出。 翼板式空气流量计的核心是一个可变电阻(电位计)，它与空气翼板同轴连接，当空气流动的翼板也随之开启，随着翼板的开启角度变化，可变电阻(电位计)也随之转动。 翼板式空气流量计是一个三线传感器，其中两条是参考电压的正负端，另一条是可变电阻器的滑动触点臂，它向电脑提供与翼板转动角度成正比的输出电压信号。急加速时，翼板在空气流动动压作用下，超过正常摆动角度的过量信号，这就为控制电脑提供混合气加浓的控制信号。 这是一个非常重要的传感器，因为控制电脑依据这个信号来计算发动机负荷、点火正时、排气再循环控制及发动机怠速控制和其他参数，不良的空气流量计会造成喘振和怠速不良，以及发动机性能和排放问题。 试验方法一： 关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，当怠速稳定后，检查怠速时输出信号电压(图1中左侧波形)。做加速和减速试验，应有类似图中的波形出现。 将发动机转速从怠速加至油门全开，(加速时不宜太急)油门全开后持续2秒钟，但不要使发动机超速运转； 再将发动机降至怠速运转，并保持2秒钟； 再从怠速急加速发动机至油门全开，然后再收油门使发动机回至怠速； 定住波形去察看机器。 波形结果(方法一) 测量出的电压值波形可以参照维修资料进行对比分析，正常翼板式空气流量计怠速时输出电压约为1V，油门全开的应超过4V，全减速(急抬油门)的输出电压并不是非常快地从全加速电压回到怠速电压，通常(除TOYOTA汽车外)翼板式空气流量计的输出电压都是随空气流量的增加而升高的，波形的幅值在气流不变时应保持稳定，一定的空气流量应有相对的输出电压，当输出电压与气流不符时可以从波形图中检查出来，而发生这种情况将使发动机的工作状况明显地受到影响。 试验方法二： 打开点火开关(ON)，不起动发动机，用手推动翼板式空气流量计的翼板，当翼板式空气流量计可变电阻器的碳轨有小的磨损时，波形中就会有间断性的毛刺，用这个方法比前一种方法更容易发现可变电阻器(电位计)的磨损点，但这只是对翼板式空气流量计的元件测试，它不能帮助你整体地测量进气系统(进气度歧管工作等等)或发动机运转时翼板间歇性卡着等故障。 在急加速时波形中的小尖峰是由于翼板过量摆动造成的，控制电脑正是根据这一点来判定加速加浓信号。 2)BOSCH热丝式空气流量计，参见图2。 BOSCH热丝式空气流量计是模拟输出电压信号传感器，大多数BOSCH热丝式空气流量计在空气流量增大时，输出电压也随之升高，热丝式空气流量计内部温度补偿电路比较复杂，输出电压模拟信号被送到控制电脑，控制电脑则根据这个信号来计算发动机负荷判定燃油供给量和点火正时等等。 试验方法： 关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，怠速稳定后，检查怠速输出信号电压(图2中左侧波形)做加速和减速试验，应有类似图中的波形出现。 将发动机转速从怠速增加到油门全开(加速过程中油门以缓中速打开)持续2秒钟，不宜超速； 再减速回到怠速状况，持续约2秒钟； 再急加速至油门全开，然后再回到怠速； 定住波形，仔细观察空气流量计波形。 波形结果： 可以从维修资料中找出输出电压参考值进行比较，通常热丝式空气流量计输出电压范围是从怠速时超过0.2V变至油门全开时超过4V，当全减速时输出电压应比怠速时的电压稍低。 发动机运转时，波形的幅值看上去在不断地波动，这是正常的，因此热丝式空气流量计没有任何运动部件，因此没有惯性，所以它能快速的对空气流量的变化做出反应，在加速时的波形所看到的杂波实际是在低进气真空之下各缸气口上的空气气流脉动，控制电脑中的超级处理电路读入后会清除这些信号。所以，这些脉冲没有关系。 重点 不同的车型输出电压将有很大的差异，在怠速时是否为0.25V也是判断空气流量计好坏的方法，另外从燃油混合气是否正常或冒黑烟也可以判断空气流量计的好坏，有时想判断空气流量计的好坏非常困难。许多坏的空气流量计在怠速时输入电压太高，而油门全开时又达不到4V。 3)BOSCHCIS型空气流量电位计，参见图3。 安装在BOSCH机械式燃油喷射系统中，在这个系统的燃油分配器侧面装有电液压力调节器。BOSCHCIS系统用安装在空气流量板上的电位计来传感空气流量的大小，这个电位计在空气流量增大时，输出电压会随之增高。 空气流量电位计的工作原理与油箱中的油位传感器及翼板式空气流量计很相像，空气流量板与电位计同轴转动，它实质上是一个将位置的变化转变成电位计转动的传感器，它向控制电脑报告空气流量板的位置。 空气流量电位计是三线传感器，其中两条是参考电压的正负极，另一根是电位计的滑动臂端，它向控制电脑输出变化的电压信号，每一个电压对应着空气流量板的一定位置，这是一个重要的传感器，控制电脑根据这个信号来计算发动机负荷点火正时、废气再循环控制、怠速控制和其它参数等。不良的空气流量电位计会引起喘振和怠速不稳以及发动机性能和排放等方面的问题。 试验方法一： 关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，怠速稳定后，检查怠速输出信号电压(图3中左侧波形)。做加速和减速试验，应有类似图中的波形出现。 将发动机转速从怠速加到油门全开(加速过程中油门缓中速打开)，持续约2秒钟，不宜超速； 再减速回到怠速状况，持需约2秒钟； 再急加速至油门全开，然后再回到怠速； 将波形定位在屏幕上，观察波形并与波形图比较。 波形结果(方法1) 通常输出电压在怠速时不超过0.5V；当油门全开时不超过5V，全减速时又回到怠速电压，空气流量增大的输出电压增高，空气流量减小时输出电压降低。一定的空气流量对应着稳定的波形参考值，在它的工作范围内不应有大的偏差。当输出电压与空气流量不符合时，波形图将有明显的表现，同时发动机也将明显受到影响。 试验方法二： 打开点火开关(ON)，不起动发动机，用手推动空气流量板，观察空气流量电位计输出电压波形，这种方法帮助发现电位计中碳阴片上是否有小磨损，这些损坏点在连续的波形中会有间断性的毛刺，但这种方法只是对电位计元件检测，它不能整体地测试进气系统(进气歧管工作等等)或发动机运转过程中间歇性卡住等故障。 4)数字式空气流量计 有许多种数字式空气流量计，它们的外观和内部结构不同，有金属的、塑制的、大的、小的、安装在空气滤清器里的等等。还有热丝式、热膜式、卡门涡旋式、激光绕射型和其它等，值得庆幸的是从大多数数字式空气流量计传递的“电子通讯”波形都是相同的，几乎所有的都是产生变化的频率信号，频率调制信号，是很容易被示波器测试到的。 几乎所有的数字式空气流量计，随着空气流量的增加，输出信号的频率也增加，流过空气流量计空气越多，信号线上出现的脉冲频率也就越高，由于频率相对于空气流量的规范资料很难找到，当测试空气流量计(MAF)时，一个参考波形就非常有帮助。有三种主要的数字式空气流量计，即低频数字式和高频数字式以及改频率及脉冲宽度的卡门涡旋式。 a.高频数字式空气流量计，参见图4。 高频数字式空气流量计出现在通用汽车3.8LV6型发动机上，它是日立(Hitachi)生产的传感器，还有凌志(Lexue)以及其它汽车。 起动发动机，在不同转速下试车，特别是在有行驶能力故障的转速下，试验更多的时间，看示波器显示。 I.确定信号的幅值、频率、形状是一致的、可重复的、正确的。 .确定传感器产生的频率与发动机转速和空气流量计的比率是正确的。 波形结果： 脉冲大多数幅值满5V，还要看形状是否适当一致，矩形的拐角和垂直沿一致性。 高频数字式空气流量计，例如通用公司的日立传感器，安装在别克V63.8L发动机上，它的波形上部左侧的拐角轻微的有些圆滑，这是正常的，并不表明传感器的损坏，根据参考资料，观察传感器产生的在空气流量下的修正频率。 可能发现的问题和判定性尺度错误是要注意脉冲波形的伸长或缩短，不想要的尖峰和变圆的直角等，这些能造成“电子通讯”混乱不清和造成行驶性能及排放等方面的问题。 一些卡门涡旋式空气流量计安装在三菱汽车和其它车型上(经常安装在空气滤清器总成里)，它们在数字式空气流量计是一个例外，随着空气流量的变化不仅脉冲频率变化，同时脉冲宽度也变化，如果你遇上这种空气流量计，不必担忧。它可能工作很正常，加速时如果这些空气流量计工作正常，它的脉冲宽度将有次序有规律的变化。这将给控制电脑提供异步加浓或额外喷射脉冲信号用以改善加速性能。 b.低频数字式空气流量计，参见图5。 低频数字式空气流量计出现在80年代中期的通用汽车以及其许多发动机系统，通常，它的空气流量计会产生低速频率信号。 起动发动机在不同转速下试车，在有行驶能力和排放故障的转速段测试的一些时间看示波器显示。 I.确定幅值、频率和形状等判定性尺度是一致的，可重复的正确的。 .确认传感器相对于转速和空气流量计的比率产生正确的频率。 波形结果： 与高频数字式空气流量计相同。 c.卡门涡旋式空气流量计，参见图6。 卡门涡旋式空气流量计通常与空气滤清器组成一体，这种类型常见用在三菱发动机系统中，它的输出方式是数字式，但它与其它的数字式输出的空气流量计不同，大多数数字式输出的空气流量计随空气流量的改变，输出频率将随之改变，而卡门涡旋式空气流量计不仅改变频率，同时还改变脉冲宽度，通常数字式空气流量计在空气流量增大时频率也随之增加，在加速时，卡门涡旋式空气流量计与其它数字式空气流量计不同之处在于它不但频率增加，同时它的脉冲宽度也改变，因为大多数卡门涡旋式空气流量计有提供与空气流量对应的频率参数，所以测试卡门涡旋式空气流量计时，波形图就十分有用。 试验方法： 起动发动机，试验不同转速时的情况，把较多的时间用在测试发动机性能有问题的转速段内，看示波器； 确信在任何给定的运行方式下，波形的重复性和精确性在幅值、频率、形状脉冲宽度等几个方面关键参数都是不相同的； 确信在稳定转速的空气流量的情况下，空气流量计能产生稳定频率。 波形结果