热线式与热膜式空气流量传感器的检测原理完全相同,热线式空气流量传感器的发热元件是铂金属线。热膜式空气流量传感器是热线式空气流量传感器的改进产品,其结构与热线式基本相同,只是它的发热体是热膜(由发热金属铂固定在薄的树脂膜上制成),而不是热线。热膜式空气流量传感器发热体不直接承受空气流动所产生的作用力,因而增加了发热体的强度,提高了流量计的可靠性。目前大多数高档轿车都采用了这种传感器。
1.热线式空气流量传感器(1)热线式空气流量传感器的结构热线式空气流量传感器的安装位置如图2-49所示。热线式空气流量传感器按其铂金热线安装位置的不同可分为主流测量方式(热线电阻安装在主进气道中)及旁通测量方式(热线电阻安装在旁通气道中)两种,其结构分别如图2-50和图2-51所示。
主流测量方式的热线式空气流量传感器由铂金热线、温度补偿电阻(冷线)、取样管、控制线路板、防护网及连接器组成。热线是一根直径约0.07mm的铂金丝,它装在取样管内的支承环上,其阻值随温度变化而变化。
旁通测量方式的热线式空气流量传感器与主流测量方式的热线式空气流量传感器的结构基本相同,主要区别在于前者把热线和补偿电阻用铂丝缠绕在陶瓷螺旋管上,且把铂金热线和温度补偿电阻(冷线)安装在旁通气道上。
在发动机停止运转后,电路会把热线自动加热到1000℃左右,以清洁流量传感器,所以热线式流量传感器还具有自洁功能。
(2)热线式空气流量传感器的检测热线式空气流量传感器的连接器一般有5端子和6端子两种,其接线线路和电路结构基本相同,其检测方法也类似。传感器的检测方法分为开路检测和在路检测两种,都是检查传感器的电源电压和信号电压。
①检查电源电压。检测电源电压时,拔下传感器线束插头,接通点火开关,用万用表直流电压挡检测传感器插座上电源端子与搭铁端子之间的电压。
②检查传感器输出信号电压。检查信号电压时,拔下传感器线束插头,将蓄电池正负极分别与传感器插座上的电源端子和搭铁端子连接,用万用表直流电压挡测量信号输出端的电压;当向传感器空气入口吹气时,信号电压应随之升高。
(3)热线式空气流量传感器检测示例上海别克轿车热线式空气流量传感器的检测方法如下如图2-52所示,上海别克轿车使用的热线空气流量传感器安装在进气歧管中。其连接器端子如图2-53所示,其传感器与ECU的连接电路如图2-54所示。
对热线式空气流量传感器进行检测时,应主要检测空气流量传感器的输出信号电压。检测方法如下①首先关闭点火开关,拔下传感器的连接器。然后将点火开关转至“ON”,但不启动发动机。
②用数字式万用表电压挡测量空气流量传感器信号端子和搭铁端子间的电压,即端子A与端子B间的电压,该值应为5V。
③当传感器输出电压正常时,可用吹风机向此传感器进气口吹风,其信号电压应随吹风量大小的变化而变化,且应符合标准规定。若不符合上述规定值,说明空气流量传感器已损坏,应当更换。
2.热膜式空气流量传感器(1)热膜式空气流量传感器的结构热膜式空气流量传感器的结构如图2-55所示。
热膜式空气流量传感器内部的进气通道上设有一个矩形护套(相当于取样套),热膜电阻设在护套中。为了防止污物沉积到热膜电阻上而影响其检测精度,在护套的空气入口侧设有空气过滤层,用以过滤空气中的污物。为了防止因空气温度变化而使检测精度受到影响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。温度补偿电阻和热膜电阻与传感器内部控制电路连接在一起,控制电路与线束连接器插座连接在一起,线束设在传感器壳体中部知识扩展/新型热膜式空气流量传感器这种空气流量传感器安装在发动机的进气道内,与前一代一样,也是根据热量检测原理来工作的。其特点是带有回流识别的微型传感元件,具有温度补偿的信号处理功能,检测精度高,传感器稳定性好。例如,大众直喷发动机使用的是第6代热膜式空气流量传感器(HFM6),如图2-56所示。
(2)热膜式空气流量传感器的检测热膜式空气流量传感器的连接器插头如图2-57所示。热膜式空气流量传感器与ECU的连接电路如图2-58热膜式空气流量传感器主要检测电源电压、信号电压及线束的导通性。具体步骤如下。
①检测电源电压。关闭点火开关,拔下空气流量传感器的插头,启动发动机。首先用万用表测量插头的端子2与搭铁间的电压值,如图2-59所示,标准值为12V。然后用万用表测量插头端子4与搭铁间的电压值,标准值应为5V。
②检测信号电压。关闭点火开关,拆下空气滤清器,接通点火开关,即置于“ON”位置但不启动发动机。用万用表的电压挡测量空气流量传感器插头中的端子5(正信号线)与端子3(负信号线)之间的电压值,用正表笔插入空气流量传感器5号端子线束中,负表笔插入3号端子的线束中。该电压标准值是2.0~4.0V。然后用电吹风(冷风挡)向流量传感器空气入口吹气,观察信号电压的变化值。若信号电压不变化,说明空气流量传感器失效,应当更换。
③检测线束导通性(是否断路)。关闭点火开关,拔下空气流量传感器的插头并拔下电控单元(ECU)的线束连接器。如图2-60所示,用万用表检测插头端子3与ECU连接器的端子12间的电阻值,该标准值应小于1Ω。用万用表检测插头端子4与ECU连接器的端子11间的电阻值,该标准值应小于1Ω。用万用表检测插头端子5与ECU连接器的端子13间的电阻值,该标准值应小于1Ω。
④检测导线间是否短路。关闭点火开关,拔下空气流量计的插头和电控单元的线束连接器;用万用表检测流量传感器插头端子2与ECU连接器的端子11间的电阻值、流量计插头端子2与ECU连接器的端子12间的电阻值、流量计插头端子2与ECU连接器的端子13间的电阻值、流量计插头端子4与ECU连接器的端子12间的电阻值、流量计插头端子4与ECU连接器的端子13间的电阻值、流量计插头端子5与ECU连接器的端子11、12间的电阻值,以上标准值均为∞。
(3)热膜式空气流量传感器的检测示例。2016年款丰田凯美瑞混合动力车系6 AR-FSE发动机采用新型硅片式热膜式空气流量传感器(HMF6),传感器内部集成数字处理电路使用传感器输出更加精确。其传感器结构如图2-61所示。
传感器内部桥接电路如图2-62所示。传感器与ECU连接电路如图2-63所示。
传感器检测方法如下。
①传感器单体检测。断开点火开关,拆下传感器,检查空气流量传感器的温度传感器(热敏电阻)上是否有异物,如有异物,则更换传感器;用万用表检查传感器E78的2＃端子、3#端子之间的电阻(进气温度传感器),其检查如图2-64所示,其检测数值见表2-8如不符合,则应更换传感器。
②传感器供电检查。断开空气流量传感器E78插头,再打开点火开关,用万用表电压挡按图2-65所示检测传感器供电,检测数值见表2-9,如检测不符合规定,则应检查和修理空气流量传感器和发动机控制单元(ECM)之间线束。
③传感器线束检查(传感器和ECM之间线束)。关闭点火开关,断开空气流量传感器和ECM连接器,用万用表欧姆挡按照图2-66所示检测线束之间和搭铁之间的电阻值,应符合表2-10所列标准。
