【正文】 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 ， 已收到較好教學(xué)效果 .目前 ， 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(duì)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(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)不夠全面 。 基于此 ， 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 20xxGSi、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。 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 線）、控制熱線電流并產(chǎn)生輸出信號(hào)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 70μ m 的白金絲（ RH），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（ RK），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（ RA）。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(hào)電壓。惠斯頓電橋還有一個(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 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)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 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(duì)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(duì)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(hào)電壓上升型（隨著進(jìn)氣量的增大信號(hào)電壓升高）和信號(hào)電壓下降型（隨著進(jìn)氣量的增大信號(hào)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(hào)電壓上升型，豐田凌志 ES300 采用的是信號(hào)電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 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 3 3 27。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)? 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(hào)、 VS空氣流量傳感器輸出信號(hào)、 VC基準(zhǔn)電壓、 VB電源電壓、 E2搭鐵、 FC燃油泵開關(guān)、 E1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 豐田凌志 LS400 轎車 1UZFE 發(fā)動(dòng)機(jī) 采用的是 卡門渦旋 式空氣流量傳感器。如 圖 210 所示。在進(jìn)氣管道正中間設(shè)有一流線形或三角形的渦流 發(fā)生器，當(dāng)空氣流經(jīng)該渦流發(fā)生器時(shí)，在其后部的氣流中會(huì)不斷產(chǎn)生一列不對(duì)稱卻十分規(guī)則的被稱為卡門渦流的空氣渦流。根據(jù)卡門渦流理論，這個(gè)旋渦行列是紊亂地依次沿氣流流動(dòng)方向移動(dòng)，其移動(dòng)的速度與空氣流速成正比，即在單位時(shí)間內(nèi)通過渦流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 3固定電阻 4熱敏電阻（進(jìn)氣溫度傳感器） 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) 7 發(fā)生器后方某點(diǎn)的旋渦數(shù)量與空氣流速成正比。因此，通過測量單位時(shí)間內(nèi)渦流的數(shù)量就可計(jì)算出空氣流