汽車空氣流量器的作用

【專家解說】：隨著對發(fā)動機汽車尾氣排放要求的提高，越來越多的發(fā)動機采用精密的空氣計量傳感器計量進入發(fā)動機的空氣量，發(fā)動機ECU根據空氣計量傳感器信號初步設定基本供油量，以滿足發(fā)動機各種工況空燃比，進而保證發(fā)動機各種工況對混合氣的要求。空氣計量傳感器按測量空氣流量的方法可分為兩種：①直接測量方法傳感器——空氣流量計。②間接測量方法傳感器——進氣歧管壓力傳感器(負壓傳感器)。     直接測量方法傳感器按其測量信號轉化形式又可分為3種。     (1)機械式空氣流量計，即可動葉片式空氣流量計。其特點是將燃油泵控制開關、空氣溫度傳感器、CO調節(jié)器及空氣流量計等功能融為一體，結構較復雜，但精度較高。不過由于葉片具有彈簧阻力增加了進氣阻力，使它對發(fā)動機在急加速時的響應不夠理想，故現在很少使用。 (2)卡爾曼渦流式空氣流量計。它是通過采集渦流頻率完成空氣流速測量，主要是通過光電(如豐田車型)和超聲波采集(如韓國現代、日本三菱等)進氣渦流，具有進氣阻力小、計量準確的特點，但因其結構復雜、不耐振動且造價高，現已逐步被熱線式空氣流量計取代。     (3)熱線式空氣流量計。熱線式空氣流量計按其熱線形又分為3種。     ①熱絲式——將加熱絲均勻分布在計量通道內。熱絲式空氣流量計(圖1)精度高、分布均勻，可精確計量空氣量，但由于熱絲很細(0．01~0．05mm)且暴露在空氣中，在空氣高速流動時，空氣中的沙粒很容易擊斷熱絲。     ②熱膜式——將加熱絲印刷在一塊線路板上，并將線路板固定在空氣通道中間。由于熱絲被固定且受到保護膜的保護，壽命提高，但由于保護膜熱傳導較差，影響計量精度。     ③熱阻式——將加熱絲繞成線圈形式固定在石英玻璃管內或暴露在空氣通道內。由于熱阻式空氣流量計熱絲被固定，故熱線壽命延長，但由于熱阻面積很小，只能部分采空氣流量，要求空氣通道內空氣流速均勻，所以常在進氣側安裝梳流格柵。     由于熱膜式和熱阻式空氣流量計均是部分采集空氣計量空氣量，故精度較熱絲式較差。另外，熱絲式、熱膜式和熱阻式空氣流量計還都易受空氣中水分及灰塵的污染，所以在控制電路上都做了專門的設計，每次打開點火開關或關閉點火開關后，流量計中的熱絲會由電路提供瞬時大電流加 熱，使熱絲瞬間產生高溫(700-1 000℃)，燒掉污染在熱絲、熱膜或熱阻表面的雜質，保持空氣流量計量精度。 二、空氣流量ff常見故障分析   1．葉片式空氣流量計故障分析   (1)空氣流量計與節(jié)氣門體連接膠管不密封故障     葉片式空氣流量計集燃油泵開關、空氣溫度傳感器和C0調節(jié)等功用于一體，所以空氣流量計與節(jié)氣門體連接用膠管的良’好密封是保證正確計算進氣量工作的必要條件，一旦膠管密封不嚴或損壞，常會造成以下故障。     發(fā)動機冷起動能著車，熱機后怠速熄火；發(fā)動機熱起動著車后，怠速迅速熄火；發(fā)動機起動著車，怠速抖動，掛擋時熄火(自動變速器)；發(fā)動機怠速正常(經調CO裝 置)，加速時混合氣過稀產生回火o     (2)葉片式空氣流量計斷線故障     葉片式空氣流量計斷線后，發(fā)動機一般存有故障碼，內容多為下列幾種。     ①地線斷路。由于地線斷路，造成空氣流量計輸出電壓保持在最高，空氣溫度傳感器也保持在輸出電壓最高，電腦供油過量，CO排放超標，發(fā)動機運轉時冒黑煙o     ②供電火線斷路。由于供電火線斷路，空氣流量計始終保持輸出電壓最低，發(fā)動機怠速可以運轉，最高空轉轉速低于2 500r／min，加速無力o     ③參考電壓線斷路。由于參考電壓線斷路，使空氣流量計輸出電壓偏高，發(fā)動機排放C0嚴重超標。     ④燃油泵開關損壞或開路。發(fā)動機起動時燃油泵供油，起動后，燃油泵繼電器不工作，發(fā)動機熄火。     (3)葉片式空氣流量計調整故障     葉片式空氣流量計應保持葉片及滑道的清潔。在調整時，通過調節(jié)空氣旁通道的開度即可調節(jié)發(fā)動機CO排放當確認進氣無漏氣及葉片無卡滯現象時，調節(jié)CO以滿足怠速尾氣排放要求o     2．卡爾曼渦流式空氣流量計故障分析     卡爾曼渦流式空氣流量計是將經過傳感器上端集成電路處理后的信號傳送給電腦，一般是以頻率輸出，故測量輸出電壓一般為2，2-2，8V。當空氣流量變化時，電壓始終不變，而輸出的脈沖頻率發(fā)生變化，因此不能根據測量電壓高低確定流量變化。     此種空氣流量計一般應注意以下·2項 的檢查o     (1)檢查線路電壓——I供電電壓4，5-5，5V，信號電壓2，2-2，8V，空氣溫度傳感器開路時5V，短路時0，1Vo     (2)檢查進氣通道清潔及梳流格柵清潔性。空氣通道及梳流格柵不清潔將直接影響空氣流動的平穩(wěn)性，特別是在發(fā)動機高速運轉時，這些污染將造成空氣產生振動而被記作流量信號，從而影響空氣流量計精度。   3．熱線式空氣流量計故障分析   熱線式空氣流量計計量方式主要以空氣質量為主，一般不受進氣溫度影響。另外，由于它在開機和關機時需要自清潔，供電電壓一般為12V，信號參考電壓為5V，輸出信號電壓為0，3,-,4，5Vo     由于現代電控發(fā)動機ECU具備自學習和記憶功能，能對空氣流量計的污染情況進行記憶修正(用輸入值反饋信號修正)。因此在對系統(tǒng)進行檢測時，要注意檢查空氣流量數據變化情況，因為進氣道漏氣及節(jié)氣門(圖2)臟污將造成空氣流量計數據失準，時常也會記憶故障碼，所以不能簡1{單憑故障碼判斷空氣流量計是否損壞。  11     (1)節(jié)氣門過臟，氣缸及氣門嚴重積I炭造成發(fā)動機ECU記憶空氣流量計故障I及氧傳感器故障，這個故障在大眾系列I車系較多(捷達、桑塔納和奧迪等)o    1     之所以這樣，是因為節(jié)氣門過臟后I直接影響了進氣通道的截面積，從而使I進氣量減少。為了穩(wěn)定發(fā)動機怠速轉速，L電腦只能將電動節(jié)氣門開度調大，以滿足發(fā)動機怠速工況下對空氣量的需求。電腦一方面接收來自空氣流量計的進氣量信號，一方面通過節(jié)氣門開度與發(fā)動機轉速來判斷空氣流量計準確程度，當2個計算差值超過預設值時，判斷為流量計失準，便報空氣流量計超值。當節(jié)氣門嚴重污染時，節(jié)氣門勢必開得更大，但此時的實際進氣量并未增加，故節(jié)氣門位置傳感器信號值會高于空氣流量計信號值。而同時電腦也會修正空氣流量計差值，但隨著時間的延續(xù)，當修正值超過電腦預設值時，將報流量計失準故障。因此，應適時清潔節(jié)氣門體，以保證空氣流量計的準確性。     在車輛發(fā)生此類故障后，不要急于更換空氣流量計，應首先對進氣道、節(jié)氣門、氣缸和氣門進行免拆清潔，然后再用專用設備清除電腦中的故障記憶(故障碼和運行數據記錄)，并重新運行車輛進行初步設定，故障一般便可排除o     (2)空氣流量計進氣梳流格柵故障     很多維修人員一般認為熱線式空氣流量計有了自潔功能后，熱線部分便不易被污染，應該說這個觀點是不對的。原因在于，曲軸箱蒸氣及空氣濾芯若過臟，空氣流量計格柵也易受到污染(圖3)。由于熱阻式空氣流量計是取中間部分空氣進行采樣計算，所以就要求進入空氣流量計通道內空氣須均勻。而當格柵過臟時，因空氣在高速流動時產生擾流，空氣不能被準確計量，從而導致發(fā)動機加速時混合空氣過稀產生回火現象。這種情況下就需要正確清潔空氣流量計格柵。     總之，當電腦報空氣流量計故障后，不能單一用更換的方法進行簡單處理。要進行分析，找出影響空氣流量計失準的原因，才能徹底解決故障，否則故障還會再次發(fā)生，造成返修事故。