1、熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,江蘇汽車技師學院,作者：吳立安,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,教學目的：,1、知識目標：了解空氣流量計傳感器的工作原理。 熟悉空氣流量計傳感器的端子名稱和線路連接。,2、技能目標：能夠具體掌握檢測空氣流量計傳感器的方法和步 驟（電阻檢測、電壓檢測），并能判定其好壞。,3、情感目標：培養嚴謹職業道德素養和協作精神，充分發揮學生 的主觀能動性、創造性、激發學生的學習熱情。,空氣流量計傳感器檢測,課題三 空氣供給裝置,案例： 例舉一空氣流量計故障案例 通過故障現象分析，懷疑故障是由空氣流量計傳感器損壞引起，思索如何進行下一步檢測。為了能夠正確對空氣流量計

2、進行檢測，就要求我們掌握其結構、工作原理。 一、熱膜式空氣流量計的組成：熱膜式空氣流量計由用鉛片制成的熱膜電阻、空氣補償電阻、精密金屬膜電阻和電子回路等組成。如圖,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,熱膜式空氣流量計,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,二、熱膜式空氣流量計的測量原理,空氣流量計內部電路連接成惠斯登電橋電路。熱膜電阻Rh和溫度補償電阻Rt分別連接到電橋的一個臂上，電橋各個臂的電流由控制電路A控制。電橋電壓平衡時，控制電路供給熱膜電阻的電流Ih(Ih=50120mA)使其溫度Th保持恒定。（Th=120左右），供給溫度補償電阻的電流使熱膜

3、電阻的溫度與溫度補償電阻的溫度Tr之差保持恒定（=T=ThTr=100左右）。當空氣流經溫度補償電阻和熱膜電阻，熱膜電阻和溫度補償電阻受到冷卻，溫度降低，阻值減小。當熱膜電阻的阻值減小時，電橋電壓就會失去平衡，控制電路將增大供給熱膜電阻的電流，使其溫度保持恒定（120）。電流增加值的大小，取決于熱膜電阻受到冷卻的程度，即取決于流過流量傳感器的空氣量。,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,(a) 結構 (b) 工作原理,1防護網；2取樣管；3白金熱線； 4溫度補償電阻；5制電路板；6電接頭,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,當電橋電流增大時，取樣電阻Rs上的電壓就會升高，從而將空氣流量的變

4、化轉換為信號電壓Us的變化。由于電阻為線性元件，因此取樣電阻上信號電壓Us將隨空氣流量的變化而呈線性變化，信號電壓輸入電控單元ECU后，ECU便可根據信號電壓的高低計算空氣流量的大小。當發動機怠速或空氣為熱空氣時，因為怠速時節氣門關閉或接近全閉，所以空氣流速低，空氣量少，又因空氣溫度越高，空氣密度越小，所以在體積相同的情況下，熱空氣的質量小，因此熱膜電阻受到冷卻的程度小，電阻值減小少，保持電橋平衡需要的電流小，故取樣電阻上的信號電壓低。電控單元ECU根據信號電壓即可計算出空氣量，桑塔納AT、GSI型轎車怠速時的空氣流量標準值為0.39gs左右。當發動機負荷增大或空氣為冷空氣時，因為節氣門開度增

5、大空氣流速加快使空氣流量增大；而冷空氣密度大，在體積相同的情況下冷空氣質量大，所以熱膜電阻受到冷卻的程度增大，電阻值減小多，保持電橋平衡需要的電流增大，因此當發動機負荷增大時，信號電壓升高。,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,為了提高測量精度，內部設有穩定電路，以便控制熱膜兩端電壓保持恒定，使其不受外部電源變動的影響。由于這種流量計基于熱膜表面與空氣的熱傳導，熱膜上的任何沉積物都將對輸出信號產生有害的影響，因此控制電路中具備有自動“燒凈”功能。每當發動機熄火后4s，控制電路發出控制電流，使熱膜溫度迅速升至1000高溫，加熱1s，將粘附于熱膜表面的污染物完全燒凈。,三、空氣流量計的檢測 1、

6、空氣流量計傳感器安裝于空氣濾清器與進氣軟管之間。如圖。,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,2、空氣流量計的電路連接圖和插頭端子如圖所示,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,檢測條件與標準參數如下表所示,空氣流量計各管腳定義,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,3、檢測方法,（1）電阻測試,本項目電阻測試為輔助性測試，主要是檢測線束的導通性，以確認線束通暢，無斷路短路，插接器牢靠，各信號傳遞無干擾。測試在汽車微機控制故障檢測診斷實驗系統的發動機實驗臺上進行。,線束導通性測試：將數字萬用表設置在電阻200檔，在面板上按電路圖找到空氣流量計圖形下面的針腳號與ECU信號測試端口圖相應的針腳號，

7、分別測試空氣流量計3、4、5號針腳對應至電控單元12、11、13號針腳的電阻，所有電阻都應低于5。,線束短路性測試：將數字萬用表設置在電阻200K檔，測量空氣流量計針腳2與電控單元針腳11、12、13之間電阻，應為。測量空氣流量計針腳與電控單元針腳：311、13；412、13；511、12之間電阻均應為。,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,注意： 在實際維修中，欲測試各條線束的導通性，應關閉點火開關，拔下傳感器插頭與電控單元插接器，使用數字萬用表分別測量各線束間的電阻，相連導線電阻應當小于5，不相連導線電阻應為正常。而在汽車微機控制故障檢測診斷實驗系統的發動機實驗臺上，進行本項測試不用拔傳

8、感器與電控單元插頭。在實際測量中，由于測量手法、萬用表本身的誤差以及被測物體表面的氧化與灰塵等因素，發生幾個歐姆的誤差屬正常現象，不必拘泥于具體數字。,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,（2）電壓測試,本項目電壓測試有電源電壓測試和信號電壓測試兩部分，其中信號電壓測試是確定空氣流量計是否失效的主要依據。,電源電壓測試：在汽車微機控制故障檢測診斷實驗系統的發動機實驗臺上進行。打開點火開關，將數字萬用表設置在直流電壓20V檔，紅色表針置于空氣流量計針腳2，黑色表針置于電瓶負極或發動機進氣歧管殼體，打起動機時應顯示12V左右的電壓；,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,紅色表針置于空氣流量計針

9、腳4，黑色表針置于電瓶負極或發動機進氣歧管殼體，應顯示5V左右電壓。,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,注意： 在實際維修中，應拔下傳感器插頭，打開點火開關，測量2號端子與接地間電壓，打起動機時應顯示12V。此時電控單元會記錄空氣流量計的故障碼，測試完畢后要使用診斷儀清除故障碼。而在汽車微機控制故障檢測診斷實驗系統的發動機實驗臺上，進行本項測試不用拔傳感器插頭。,信號電壓測試：分單件測試和就車測試兩部分，就車測試在汽車微機控制故障檢測診斷實驗系統的發動機實驗臺上進行。,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,a.單件測試：取一空氣流量計總成部件，將12V/5V變壓器12V電壓或電瓶電壓施加在

10、空氣流量計電器插座針腳2上，將5V電壓施加在空氣流量計電器插座針腳4上，將數字萬用表設置在直流電壓20V檔，測量空氣流量計電器插座針腳3和針腳5，應有1.5V左右電壓；,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,使用吹風機從空氣流量計隔珊一端向空氣流量計吹入冷空氣或加熱的空氣，測量空氣流量計電器插座針腳3和針腳5，電壓應瞬時上升至2.8V回落。不能滿足上述條件，可以判定空氣流量計有故障。,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,b.就車測試： 起動發動機并使其達到工作溫度，將數字萬用表設置在直流電壓20V檔，測量汽車微機控制故障檢測診斷實驗系統的發動機實驗臺上的空氣流量計針腳5的反饋信號，紅色表針置

11、于空氣流量計針腳5，黑色表針置于空氣流量計針腳3、電瓶負極或進氣歧管殼體，怠速時應顯示電壓1.5V左右；,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,急踩加速踏板應顯示2.8V變化。若不符合上述變化，或電壓反而下降，在電源電壓與參考電壓完好的前提下，可以斷定空氣流量計損壞，必須更換。,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,注意： 在實際維修中，反饋信號電壓的就車測試應在傳感器插頭尾部，挑開防水膠堵或刺破導線外皮，接萬用表后踩動油門踏板，觀察電壓變化。而在汽車微機控制故障檢測診斷實驗系統的發動機實驗臺上，進行本項測試不用挑開防水膠堵或刺破導線外皮。,熱膜式空氣流量計傳感器工作原理與檢測,（3）數據流測試,發動機怠速運轉時使用解碼器數據流測試功能檢測發動機的空氣流量，一般應為2.04.0gs，同時讀取發動機故障代碼。如果顯示數值不在標準范圍內或存在