空气流量传感器论文光纤光栅传感器论文.pdf

2010年第6期农业装备与车辆工程 doi 10 3969 j issn 1673 3142 2010 06 015 热线式空气流量传感器故障检测分析 马洪新 1 德州学院 汽车工程系 山东 德州253023 摘要 决定基本喷油量的空气进气流量对电喷发动机的工作影响很大 针对空气流量传感器结构 工作原理 结合常见故障诊断实例 分析了故障产生的因素 提出了检测分析方法 关键词 热线式 空气流量传感器 故障检测 中图分类号 U464 134 4文献标识码 B文章编号 1673 3142 2010 06 0046 03 The Trouble detection and Analysis of Hot wire Air Flow Sensor MA Hong xin Department of Automobile Engineering Dezhou University Dezhou 253023 China Abstract The quantity of air flow that determines the basic injection fuel has a great effect on the performances of electric control fuel injection engine According to the structure of air flow sensor principle and some examples of ordinary trouble diagnosis the relevant factors of the trouble are analyzed the detection method is present Keywords hot wire type air flow sensor trouble detection 收稿日期 2010 04 13 作者简介 马洪新 1968 男 山东德州人 德州学院汽车工程 系 副教授 硕士 研究方向 汽车运用工程 1引言 电子控制燃油喷射发动机的空燃比主要是依 据进气量的多少通过调节喷油量进行控制的 因 此进气量是燃油喷射量计算的基本参数 1 如果空 气流量传感器发生故障 发动机电控单元 ECU 将 得不到正确的进气量信号 从而不能控制最佳喷 油量 造成混合气过浓或过稀 发动机将会偏离其 最佳工作状态甚至停机 热线式空气流量传感器 性能优于现有的其它空气流量传感器 应用十分 广泛 2 2热线式空气流量传感器结构和工作原理 2 1空气流量传感器结构 热线式空气流量传感器装在空气滤清器后 面 构造如图1 测试管置于空气流道的中央 管 内的支承环上固定一根直径约0 07mm的铂金属 丝 工作中铂丝被电流加热至120 左右 故称为 铂热线 支承环前端装有铂薄膜温度补偿电阻 后端粘结有精密电阻 控制电路板上则装有高阻 值电阻 铂热线 温度补偿电阻 精密电阻和高阻 值电阻构成惠斯登电桥电路中的4个臂 混合电 路控制供给4个臂的电流使电桥保持平衡 3 图2 所示 2 2传感器工作原理 当空气流过传感器时 铂热线向空气散热 温 度降低 热线电阻随之减小 电桥失去平衡 混合 电路则自动增加供给热线的电流使其恢复原来的 温度和阻值 直到电桥重新平衡 流过热线的空气 流量越大 供给热线的加热电流也越大 即加热电 流是空气流量的单值函数 加热电流通过精密电 阻产生的电压降作为输出信号输给电控单元 其 大小即为对空气流量的度量 温度补偿电阻的阻值也随进气温度的变化而 图1热线式空气流量传感器 1 密封盖2 电路板3 卡环4 防护网5 温度补偿电阻线 6 铂热线 热线 7 调节螺钉8 测试管 1 2 3 4 5 6 7 8 农业装备与车辆工程 AGRICULTURAL EQUIPMENT VEHICLE ENGINEERING 2010年第6期 总第227期 No 6 2010 Totally 227 46 2010年6月 变化 起到一个参照标准的作用 用来消除进气温 度的变化对空气流量测量结果的影响 使用中热 线表面经常受空气中灰尘的污染而影响测量精 度 为此在电控单元中设有自洁电路 在发动机熄 火后 电脑能自动将热线加热到1000 并维持1 s 时间 从而烧掉沾附在热线上的尘埃 3故障诊断与电路检测分析 热线式空气流量传感器出现故障一般有两种 情况 一是完全失效 电路断路或者短路 此时发 动机电控单元内部的自诊断电路会将故障信息以 故障码的形式存储在ECU的存储器中并使仪表 板上的故障指示灯点亮 专业维修人员可按照规 定的方法读取 为排除故障提供依据 另一种情况 是铂热线污染 传感器计量失准 不能提供正确的 空气进气流量信号 车载故障自诊断系统检测不 出故障信息 此时电控单元控制的喷油量与实际 进气量不符 使混合气过稀或过浓 引起发动机性 能下降或不能正常工作 读取汽车故障代码 可以利用故障诊断仪 解 码器 把解码器和车上的专用诊断座相接 直接读 出故障代码 也可采用人工的方法 利用仪表板上 的故障指示灯 CHECK ENGIN 或控制单元上发 光二极管读取 读取步骤如下 1 触发自诊断系统或打开自诊断开关 2 观察 CHECK 指示灯或发光二极管的闪 烁情况 记录故障码 如果根据故障码对照故障码表可确定是空气 流量传感器故障 则需对其更换 若无显示空气流 量传感器故障 而混合气燃烧质量变差和排放超 标可依照空气流量计量失准就车检测空气流量传 感器及其相关电路 首先检测热线式空气流量传感器的自洁电 路 其方法是 1 起动发动机 并加速到2500 r min以上 2 发动机怠速运转 拆下空气流量传感器进 口处的空气滤清器和进气管道 3 发动机熄火 从入口处观察传感器内的热线 是否能在停转5s后被加热至发出红光 并持续1s 如达不到上述要求可进一步检查电脑与流量 计之间的线路有无断路 如线路良好 则必须检验 热线式空气流量传感器 1 观察流量计外围情况 看是否有异常 拔开 连接插头 测量传感器端子间电阻值 2 将传感器与原车电路插头连接 测试电源 电压和信号电压 3 可用电吹风将风吹入空气流量传感器 测 量流量变化时的输出电压 有条件可以用专用仪器读取发动机进气管动 态数据流并作分析 测量结果若不符合标准 应维 修或更换空气流量计 4故障实例 4 1实例1 日产VG30E发动机空气流量传感器与系统 连接电路如图3 在线检测 发动机怠速运转 E端 电压12V B端输出电压1 2V 3000r min时3 6V 拔开传感器插头 将电瓶电压接至流量计插座内 的D E端 E接正极 D接负极 然后用电压表测 量B和D之间的电压 正常值为0 8V A端电压 5V 用吹风机将风吹入空气流量计 端子B和D之 间的电压应上升至2 4V 4 2实例2 一辆福特天霸 TEMPO 轿车发动机怠速不 稳 行驶时动力不足 加速不良 仪表板上无故障 图2热线空气流量传感器电路 R1 R2 高阻值电阻R3 温度补偿电阻 R4 热线电阻R5 精密电阻 US 输出信号I 加热电流 空气 流量 测试管 I R3R4 R1 R2USR5 混合电路 图3空气流量传感器与ECU的连接 空 气 流 量 传 感 器 E B A D F C 电瓶电源 输出电压 可变电阻器 接地 自清信号 接地 电控单元ECU 点火开关 燃油喷射继电器 马洪新 热线式空气流量传感器故障检测分析 47 2010年第6期农业装备与车辆工程 灯亮 清洗喷油嘴 节气门 怠速马达 更换火花 塞 高压线后高速运转稍好 低速仍不理想 分析 故障应为混合器过浓或过稀 检查凸轮轴位置传 感器和质量空气流量传感器 拔下传感器插头 发 现针脚有腐蚀断了的 更换maf一切正常 其空气流量传感器线路连接如图4所示 传感器各端子测量标准数据如表1 4 3实例3 一辆别克GXL轿车行驶时怠速不稳 加速无 力且伴有回火现象 测量汽缸压缩压力符合标准 进气管内真空度变化也无异常 检查供油系统燃 油压力完全正常 清洗喷油嘴 更换火花塞后 故 障无明显改观 用金德K81综合分析仪分析发动 机动态数据流 选择02数据组号 发现怠速时进 入的空气质量为1 8g s 正常值为2 0 4 0g s 因已 排除进气系统有漏气可能 分析空气流量传感器 问题 于是拆检 发现热线上脏污 使用清洗剂清 洗 然后装车试验 发动机运转正常 5结束语 热线式空气流量传感器测量精度高 工作可 靠性较好 但使用中铂热线易受空气中灰尘染污 诊断故障时先目视检查有无松动 腐蚀 或电路 真空管连接损坏 然后按照诊断程序检测传感器 各参数 并与标准值比较判断其性能优劣 参考文献 1 赵英勋 汽车检测与诊断技术 M 北京 机械工业出版社 2004 08 116 2 庞佳涵 花向阳 扬振中 热线式空气流量计的研究 J 节能 2003 7 11 3 陈家瑞 汽车构造 M 北京 人民交通出版社 2006 06 148 图4空气流量传感器线路连接图 E C U 空气流量传感器 信号回路 搭铁 12V电源 D C B A MAF信号 连接器 表1各端子测量标准数值表 端子电阻或电压条件 A B12V点火开关 ON A D 10k 拔开插头B D B C B D0 8 1 0V怠速 参考文献 1 孙登兴 汽车发动机悬置技术研究 D 重庆大学 2005 2 N V Karanth Design and Evaluation of Engine Mounts of a Pas senger Utility Vehicle SAE paper 962493 3 H Hata H Tanak Experimental Method to Derve Optimum En gine Mount System for Idle Shake SAE paper 870961 4 徐石安 汽车发动机弹性支撑隔振的解耦方法 J 汽车工程 1995 17 4 198 204 5 温任林 颜景平 汽车发动机悬置系统多目标优化的研究 J 东 南大学学报 1996 26 6A 105 110 6 方锡邦 陈树勇 张文炬 轿车动力总成悬置系统隔振性能的仿 真研究 J 合肥工业大学学报 2003 26 2 236 241 7 上官文斌 蒋学锋 发动机悬置系统的优化设计 J 汽车工程 1992 14 2