【正文】 量傳感器結(jié)構(gòu)原理、檢測診斷的教學(xué)也就成為職業(yè)學(xué)校汽車運(yùn)用與維修專業(yè)《電噴發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理與檢修》的教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)之一。為了突破這一教學(xué)瓶頸，特設(shè)計(jì)了空氣流量傳感器示教板供學(xué)習(xí)者更直觀的理解掌握空氣流量傳感器的組成、工作原理及故障診斷方法。 因?yàn)檐囉脗鞲衅鞣N類逐漸增多，給人們帶來巨大便利與效益之時(shí)，也給維、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等的限制，讓每一所學(xué)校都擁有充足的車型、設(shè)備是很難實(shí)現(xiàn)的?；诖?，各種傳感器示教板紛紛問世。在一定程度上緩解了汽車教學(xué)在理論與實(shí)際無法緊密結(jié)合的尷尬局面，同時(shí)填補(bǔ)了條件不足的空白，成為了理論與實(shí)際的連接紐帶。并且汽車電控系統(tǒng)系列示教板產(chǎn)品，為汽車電子技術(shù)的研究提供了很好的手段，同時(shí)方便了理論教學(xué)，給學(xué)生創(chuàng)造了接近實(shí)際的實(shí)習(xí)環(huán)境。因此示教板在汽車教學(xué)中使用，市場上的汽車示教板形式多樣、種類繁多。涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤的各部件。諸如：電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)、自動(dòng)變速器示教板等等。隨著電控技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，各種傳感器也相應(yīng)的配備在汽車上。因此，各種傳感器的示教板也出現(xiàn)在市場上。隨著電控技術(shù)的飛速發(fā)展，電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)、電子控制噴射系統(tǒng)等在汽車的應(yīng)用，汽車整車的零件種類將更趨復(fù)雜，零件的維修將更加困難，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不能診斷出故障原因的尷尬局面。這些都是由于對電子元件或者是傳感器等的工作原理缺乏深刻的理解。示教板伴隨著這些問題出現(xiàn)之后，由于其成本低、直觀方便，受到熱捧，在各個(gè)行業(yè)飛速發(fā)展。國內(nèi)也有很多相關(guān)企業(yè)進(jìn)行開發(fā)和研制。特別是一些教學(xué)常用車型：桑塔納、豐田凌志、豐田佳美等的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架技術(shù)已相當(dāng)成熟。雖然示教板技術(shù)發(fā)展迅速，卻要看到一些不足：一，在眾多示教板中，以實(shí)驗(yàn)臺(tái)居多。而實(shí)驗(yàn)臺(tái)本身結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜且成本不菲。二，如果把傳感器全都具體的展示，則試驗(yàn)臺(tái)過于復(fù)雜及體積龐大。但是如果不具體展示出傳感器的結(jié)構(gòu)及電路等，學(xué)生對傳感器的認(rèn)識(shí)不夠全面?；诖?，設(shè)計(jì)單獨(dú)傳感器的示教板很有必要。2 空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)組成及工作原理 熱線（膜）式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理博世 LH 型燃油噴射系統(tǒng)及別克、日產(chǎn) MAXIMA（千里馬） 、沃爾沃等一些高檔轎車采用熱線式空氣流量傳感器。國產(chǎn)桑塔納 2022GSi、捷達(dá) GT（GTX） 、帕薩特 B5 等裝配的則是熱膜式空氣流量傳感器。電控發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量傳感器示教板的設(shè)計(jì)與開發(fā)4熱線式空氣流量傳感器安裝在空氣濾清器和進(jìn)氣軟管之間，基本結(jié)構(gòu)由感知空氣流量的白金熱線（鉑金屬線） 、根據(jù)進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正的溫度補(bǔ)償電阻（冷線） 、控制熱線電流并產(chǎn)生輸出信號的控制線路板以及空氣流量傳感器的殼體等元件組成。根據(jù)白金熱線在殼體內(nèi)的安裝部位不同，熱線式空氣流量傳感器分為主流測量、旁通測量方式兩種結(jié)構(gòu)形式。圖 21 所示是采用主流測量方式的熱線式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)圖。它兩端有金屬防護(hù)網(wǎng)，取樣管置于主空氣通道中央，取樣管由兩個(gè)塑料護(hù)套和一個(gè)熱線支承環(huán)構(gòu)成。熱線線徑為70μm 的白金絲（R H） ，布置在支承環(huán)內(nèi)，其阻值隨溫度變化，是惠斯頓電橋電路的一個(gè)臂（如圖 22a） ） 。熱線支承環(huán)前端的塑料護(hù)套內(nèi)安裝一個(gè)白金薄膜電阻器，其阻值隨進(jìn)氣溫度變化，稱為溫度補(bǔ)償電阻（R K） ，是惠斯頓電橋電路的另一個(gè)臂。熱線支承環(huán)后端的塑料護(hù)套上粘結(jié)著一只精密電阻（R A） 。此電阻能用激光修整，也是惠斯頓電橋的一個(gè)臂。該電阻上的電壓降即為熱線式空氣流量傳感器的輸出信號電壓?；菟诡D電橋還有一個(gè)臂的電阻 RB安裝在控制線路板上。熱線式空氣流量傳感器的工作原理如圖 22b 所示，熱線溫度由混合集成電路 A 保持其溫度與吸入空氣溫度相差一定值，當(dāng)空氣質(zhì)量流量增大時(shí)，混合集成電路 A 使熱線通過的電流加大，反之，則減小。這樣，就使得通過熱線 RH的電流是空氣質(zhì)量流量的單一函數(shù)，即熱線電流 IH隨空氣質(zhì)量流量增大而增大，或隨其減小而減小，一般在 50~120mA 之間變化。圖 21 熱線式空氣流量傳感器（主流測量方式）的結(jié)構(gòu)1防護(hù)網(wǎng) 2取樣管 3白金熱絲 4溫度補(bǔ)償電阻 5控制線路板 6電連接器 a） 內(nèi)部電路 b）工作原理電控發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量傳感器示教板的設(shè)計(jì)與開發(fā)5 圖 22 熱線式空氣流量傳感器（主流測量方式）的內(nèi)部電路及工作原理熱膜式空氣流量傳感器是熱線式的改進(jìn)產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)、工作原理與熱線式基本相同，只是發(fā)熱元件采用的是由鉑金屬片固定在樹脂薄膜上而構(gòu)成的熱膜，優(yōu)點(diǎn)是提高可靠性和耐用性，不粘附灰塵。其結(jié)構(gòu)如圖 23 所示。 a）結(jié)構(gòu)圖 b）剖視圖圖 23 熱膜式空氣流量傳感器l控制電路 2通往發(fā)動(dòng)機(jī) 3熱膜 4上流溫度傳感器 5金屬護(hù)網(wǎng) 葉片式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理傳統(tǒng)的博世 L 型燃油噴射系統(tǒng)和豐田佳美（CAMRY） 、子彈頭大霸王（PREVIA） 、皇冠（CROWN） 等一些中檔車型采用葉片式空氣流量傳感器。如圖 24 所示，其結(jié)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)葉片、電位計(jì)、進(jìn)氣溫度傳感器、接線插座四部分組成。在進(jìn)氣通道內(nèi)有一個(gè)可繞軸擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)葉片（測量片） ，如圖 25 所示，作用在軸上的回位彈簧可使測量片關(guān)閉進(jìn)氣通路。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，進(jìn)氣氣流經(jīng)過推動(dòng)測量片偏轉(zhuǎn)，使其開啟。測量片開啟角度的大小取決于進(jìn)氣氣流對測量片的推力與測量片軸上回位彈簧彈力的平衡狀況。進(jìn)氣量的大小由駕駛員操縱節(jié)氣門來改變。進(jìn)氣量愈大，氣流對測量片的推力愈大，測量片的開啟角度也就愈大。 圖 24 葉片式空氣流量傳感器 圖 25 旋轉(zhuǎn)葉片 在測量片軸上連著一個(gè)電位計(jì)，如 如圖 26 所示。電位計(jì)的滑動(dòng)臂與測量片同軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，把測量片開啟角度的變化（即進(jìn)氣量的變化）轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。電位計(jì)通過導(dǎo)線、連接器1進(jìn)氣溫度傳感器 2電動(dòng)燃油泵動(dòng)觸點(diǎn)3回位彈簧 4電位計(jì) 5導(dǎo)線連接器 6CO 調(diào)節(jié)螺釘 7旋轉(zhuǎn)葉片（測量片）8電動(dòng)燃油泵靜觸點(diǎn) 1空氣進(jìn)口 2進(jìn)氣溫度傳感器 3閥門 4組尼室 5緩沖片 6旋轉(zhuǎn)葉片（測量片）7主氣路 8支氣路（旁通氣道）電控發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量傳感器示教板的設(shè)計(jì)與開發(fā)6與 ECU 連接。ECU 根據(jù)電位計(jì)電阻的變化量或作用在其上的電壓的變化量，測得發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，如圖 27 所示。根據(jù)設(shè)計(jì)電路的不同，葉片式空氣流量傳感器又可分為信號電壓上升型（隨著進(jìn)氣量的增大信號電壓升高）和信號電壓下降型（隨著進(jìn)氣量的增大信號電壓降低）這兩種類型，豐田皇冠 5ME、豐田大霸王 2TZFE 發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是信號電壓上升型，豐田凌志 ES300 采用的是信號電壓下降型。 圖 26 與測量片同軸的電位計(jì)圖 圖 27 葉片式空氣流量傳感器工作原理圖在葉片式空氣流量傳感器內(nèi)，通常還有一電動(dòng)汽油泵開關(guān)，如圖 28 所示。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，測量片偏轉(zhuǎn)，該開關(guān)觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)汽油泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，測量片在回轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置的同時(shí)，使電動(dòng)汽油泵開關(guān)斷開。此時(shí)，即使點(diǎn)火開關(guān)處于開啟位置，電動(dòng)汽油泵也不工作?？諝饬髁總鞲衅鲀?nèi)還有一個(gè)進(jìn)氣溫度傳感器，用于測量進(jìn)氣溫度，為進(jìn)氣量作溫度補(bǔ)償。葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器一般有 7 個(gè)端子，如圖 29 中的3327。但也有將電位計(jì)內(nèi)部的電動(dòng)燃油泵控制觸點(diǎn)開關(guān)取消后，變?yōu)?5 個(gè)端子的。圖 29 表示出了日產(chǎn)和豐田車用葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器端子的“標(biāo)記” 。其端子“標(biāo)記”一般標(biāo)注在連接器的護(hù)套上，具體含義如下：THA進(jìn)氣溫度傳感器信號、V S空氣流量傳感器輸出信號、V C基準(zhǔn)電壓、V B電源電壓、E 2搭鐵、F C燃油泵開關(guān)、E 1搭鐵。 圖 28 葉片式空氣流量傳感器電路原理圖 圖 29 葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器端子 卡門渦旋式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)組成與工作原理1空氣進(jìn)口 2電動(dòng)燃油泵觸點(diǎn) 3平衡片 4回位彈簧 5電位計(jì) 6空氣出口 1滑動(dòng)臂 2鍍膜電阻 3空氣出口 4旋轉(zhuǎn)葉片 5旁通氣道 6空氣進(jìn)口 1電動(dòng)燃油泵開關(guān) 2可變電阻