卡尔曼涡流式空气流量传感器通常与空气滤清器外壳安装成一体。在进气管道中间设有流线型或三角形的涡流发生器,当空气流经涡流发生器时,在其后部的气流中会不断产生不对称却十分规则的被称为卡门涡流的空气涡流。根据卡门涡流理论,这个漩涡行列是紊乱的,依次沿气流流动方向移动,其移动的速度与空气流速成正比,即在单位时间内通过涡流发生器后方某点的涡流数量与空气流速成正比。因此,通过检测单位时间内涡流的数量就可计算出空气流速,再将空气通道的有效截面积与空气流速相乘,就可以知道吸入空气的量。 根据测量单位时间内产生涡流量方法的不同,可分为超声波式和反光镜式两种。 1.超声波式卡尔曼涡流式空气流量传感器(1)超声波式卡曼涡流空气流量传感器的结构。超声波式卡曼涡流空气流量传感器设有主空气道和旁通空气道两个空气道。涡流发生器设在主空气道上;设置旁通空气道是为了调节主空气道的流量,这样,对于排量不同的发动机,通过改变旁通空气道截面积大小,可使用同一规格的流量传感器来满足流量检测的要求。超声波式卡曼涡流式空气流量传感器的安装位置与结构如图2-45所示。
(2)超声波式卡尔曼涡流式空气流量传感器的检测现以三菱轿车超声波式卡曼涡流空流量计为例,说明超声波式卡尔曼涡流式空气流量传感器的检测方法。
三菱汽车6G72发动机采用超声波检测方式的卡曼涡旋式空气流量计,其电路如图2-46所示。空气流量计上有7个接线端子:1号端子由ECU提供大气压力传感器所用5V参考信号;2号端子为大气压力传感器输出信号;3号端子为空气流量计输出信号4号端子通过控制继电器提供12V电源;5号端子提供传感器搭铁;6号端子为进气温度传感器输出信号;为了避免怠速时发现机抖动影响空气流量计的计量,设置了复位设定信号,由传感器7号端子提供,用于检测负荷,重新校正流量计信号使用。
6G72发动机空气流量计的电路如图2-46所示。
卡曼涡旋式空气流量计的检测方法如下。
①检测电源电压。取下空气流量计的连接器,打开点火开关,用万用表电压挡检测线束侧4号端子与搭铁间的电压,应为蓄电池电压12V左右。否则检修电源电路故障。
②检测参考电压。取下空气流量计的连接器,打开点火开关,用万用表电压挡检测线束侧3号端子与搭铁间的电压,应为5V左右;检测7号端子与搭铁间的电压,应为6~9V。否则检修空气流量计与ECU间线束或ECU故障。
③检查搭铁。拆下空气流量计的连接器,用万用表电阻挡检测传感器线束侧5号端子与搭铁间的导通性,正常情况其值应为ON。
④检测输出信号的电压。连接空气流量计的连接器,利用背插法,用万用表直流电压挡检测空气流量计3号端子电压,怠速时应为2.2~3.2V,复位7号端子为0~1V(2000r/min时为6~9V)。
⑤检测输出信号的频率。因为超声波检出型卡曼涡流式空气流量计输出信号为5V脉冲数字信号,输出频率与发动机进气量成正比,所以可以使用频率计或示波器检测3号端子与搭铁间的输出信号,输出信号频率范围为25~2000Hz。发动机怠速(700r/min)运转时空气流量计输出频率应在25~50Hz范围内;当发动机转速升高时,空气流量计输出频率应随转速升高而升高;当转速升高到2000r/min时,空气流量计输出频率应在70~90Hz范围内,否则说明空气流量计或其线路有故障。
2.反光镜式卡曼涡流式空气流量传感器(1)反光镜式卡曼涡流式空气流量传感器的结构反光镜式卡曼涡流式空气流量计主要由涡流发生器、发光二极管(LED)、光电晶体管、反光镜、张紧带、厚膜集成控制电路和进气温度传感器组成。其中涡流发生器后面设置有导压孔,用来将变化的涡流压力导入导压腔内;反光镜安装在张紧带上,发光二极管和光电晶体管设置在反光镜的上面,发光二极管发出的光经反光镜反射后使光电晶体管导通。其外形与结构如图2-47所示。
(2)反光镜式卡尔曼涡流式空气流量传感器的检测现以丰田轿车反光镜式卡曼涡流空气流量计为例,说明反光镜式卡尔曼涡流式空气流量传感器的检测方法。
丰田雷克萨斯LS400型轿车采用反光镜式卡曼涡流空气流量传感器,空气流量传感器与ECU的连接电路如图2-48所示。
丰田轿车的反光镜式卡曼涡流空气流量计的检测方法如下。
①静态检测。关闭点火开关,拔下空气流量传感器线束插头,用万用表电阻挡测量传感器插座上端子“THA”与E”之间的电阻值,检测结果应当符合表2-7的规定。若不符,则应更换传感器。
