【正文】 曹老師不僅在設(shè)計上給予我們無私教誨、真切引導(dǎo)。電控發(fā)動機(jī)空氣流量傳感器示教板的設(shè)計與開發(fā)205 結(jié)論與展望經(jīng)過一系列的步驟，基于空氣流量傳感器的示教板設(shè)計完工。待傳感器與 ECU 等安裝到對應(yīng)位置之后，在各元件的相應(yīng)處標(biāo)出其名稱，并用油漆噴繪到面板上。如圖 41 所示：電控發(fā)動機(jī)空氣流量傳感器示教板的設(shè)計與開發(fā)15圖 41 熱膜式空氣流量傳感器原圖及改造如上所示：左圖為熱膜式空氣流量傳感器原理圖，右圖為熱膜式空氣流量傳感器線路改造圖。示教板面板上各元件都標(biāo)出其名稱并繪有彩色噴繪電路圖，噴繪圖由有機(jī)玻璃保護(hù)，采用高強(qiáng)度高粘性的噴繪底膜材料，不易脫落掉色，學(xué)員可直觀對照電路圖和實(shí)物，認(rèn)識和分析空氣流量傳感器的工作原理。①電阻檢測。首先關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拆下空氣濾清器。ECU 根據(jù)接收器測出的相應(yīng)變化的頻率，計算出單位時間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦的數(shù)量，從而求得空氣流速和流量，然后根據(jù)該信號確定基準(zhǔn)空氣量和基準(zhǔn)點(diǎn)火提前角。如圖 210 所示。進(jìn)氣量的大小由駕駛員操縱節(jié)氣門來改變。它兩端有金屬防護(hù)網(wǎng)，取樣管置于主空氣通道中央，取樣管由兩個塑料護(hù)套和一個熱線支承環(huán)構(gòu)成。因此，各種傳感器的示教板也出現(xiàn)在市場上。為了教學(xué)而設(shè)計的電控發(fā)動機(jī)空氣流量傳感器故障模擬示教板，不僅解決了教學(xué)需求與學(xué)校條件不足的矛盾，并且能使學(xué)生更加直觀地認(rèn)識和掌握各種空氣流量傳感器的基本組成和工作原理，學(xué)習(xí)發(fā)動機(jī)檢測和排除故障的基本方法，有利于提高他們的實(shí)際操作技能，提高教學(xué)效率和教學(xué)效果。涉及到發(fā)動機(jī)、底盤的各部件。電控發(fā)動機(jī)空氣流量傳感器示教板的設(shè)計與開發(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。在進(jìn)氣通道內(nèi)有一個可繞軸擺動的旋轉(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。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” 。在其后半部的兩側(cè)有一個超聲波發(fā)射器和一個超聲波接收器。接上傳感器插頭和空氣濾清器，檢測空氣流量傳感器上端子 5 與發(fā)動機(jī) ECU 上相關(guān)端子 1113 間的線路電阻，其電阻值應(yīng)小于 1Ω。圖 33 葉片式空氣流量傳感器電位計電阻的檢測。各傳感器波形圖：圖 35 熱膜式空氣流量傳感器波形電控發(fā)動機(jī)空氣流量傳感器示教板的設(shè)計與開發(fā)13圖 36 葉片式空氣流量傳感器波形圖 37 卡門渦旋式空氣流量傳感器4 空氣流量傳感器示教板的設(shè)計 示教板的總體布局示教板總長 1400mm，總寬為 480mm,總高 800mm，面板厚度為 230mm(在本設(shè)計中把面板之后的空間作為存放零件的空間，所以厚度較厚)。最后空氣流量傳感器的短路故障設(shè)置采用的方法是：將原本正常連接的線路短接并設(shè)置短路的斷開式開關(guān)。由于空氣流量傳感器示教板本身的部件較少，就不單獨(dú)設(shè)置箱子，而在示教板面板之后開設(shè)一個箱子，作為存儲部件的空間。但是在排除故障時要注意到：有時系統(tǒng)雖然沒有顯示空氣流量傳感器的故障碼，但實(shí)際上空氣流量傳感器的信號已經(jīng)超出正常范圍，而因?yàn)?ECU 不能察覺到傳感器信號的微量變化，導(dǎo)致人們忽視了對傳感器的檢查。所以設(shè)計示教板時此方面有待研究。另外我還要感謝汽教 071 班的全體同學(xué)。并且該示教板能夠模擬大部分的空氣流量傳感器的故障。學(xué)員可直接觀察其外形及組成。從兩圖可明顯的看出故障設(shè)置點(diǎn)，如下：表 42 葉片式空氣流量傳感器故障設(shè)置點(diǎn)故障開關(guān) 故障設(shè)置點(diǎn) 故障診斷1進(jìn)氣溫度傳感器 THA 線路斷路、短路電阻超出正常范圍檢測進(jìn)氣溫度傳感器線路實(shí)車上表現(xiàn)為發(fā)動機(jī)起動困難、怠速不穩(wěn)、排放超標(biāo)等2空氣流量傳感器信號 VsE2輸出信號線路斷路檢測 VsE2檢測輸出信號線路實(shí)車上表現(xiàn)為發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)、加速不良、排氣管冒黑煙等3空氣流量傳感器信號 VsE2輸出電路電阻超出正常范圍發(fā)動機(jī)加速不良、進(jìn)氣管回火等4空氣流量傳感器信號輸出電路短路空 氣 流 量 傳 感 器 輸 出 信 號 偏 高 、 發(fā)動 機(jī) 怠 速 不 穩(wěn) 、 排 氣 管 冒 黑 煙 、 自動 變 速 器 無 法 升 入 超 速 擋5 基 準(zhǔn) 電 壓 Vc 電 路 斷 路 空 氣 流 量 傳 感 器 信 號 輸 出 不 準(zhǔn) 確 導(dǎo)電控發(fā)動機(jī)空氣流量傳感器示教板的設(shè)計與開發(fā)17致 發(fā) 動 機(jī) 怠 速 不 穩(wěn) 、 加 速 不 良6基 準(zhǔn) 電 壓 Vc 電 路 短 路 空 氣 流 量 傳 感 器 輸 出 信 號 偏 高 、 發(fā)動 機(jī) 怠 速 不 穩(wěn) 、 排 氣 管 冒 黑 煙7 汽油泵電路 FcE1斷路 發(fā)動機(jī)不能起動 卡門渦旋式空氣流量傳感器的故障設(shè)置在深刻理解卡門渦旋式空氣流量傳感器的工作原理以及檢測方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行卡門渦旋式空氣流量傳感器的故障設(shè)置。另外為了方便做動態(tài)試驗(yàn)（如采用電吹風(fēng)模擬工作狀態(tài)時），將空氣流量傳感器均橫置在示教板上。圖 34 LS400 1UZFE 發(fā)動機(jī)卡門渦旋式空氣流量傳感器與 ECU 的連接端子與連接電路表 34 豐田凌志 LS400 1UZFE 卡門渦旋式空氣流量傳感器 THAE2 端子間的電阻端子 標(biāo)準(zhǔn)電阻（kΩ） 溫度（℃） 20 0 20 40THAE2 60②電壓檢測。④當(dāng)用 VAG1551 或 VAG1552 進(jìn)行數(shù)據(jù)流讀取時，發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，讀測量數(shù)據(jù)塊顯示組 02，檢查進(jìn)氣質(zhì)量參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為 ~。圖圖31 空氣流量傳感器連接電路及插頭端子①檢測供電電壓。因此，通過測量單位時間內(nèi)渦流的數(shù)量就可計算出空氣流速和流量。電位計的滑動臂與測量片同軸同步轉(zhuǎn)動，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。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） 。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，在各個行業(yè)飛速發(fā)展。它檢測的進(jìn)氣量信號是控制單元計算噴油時間和點(diǎn)火時間的主要依據(jù)。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。基于此，設(shè)計單獨(dú)傳感器的示教板很有必要。其結(jié)構(gòu)如圖 23 所示?？諝饬髁總鞲衅鲀?nèi)還有一個進(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。ECU 根據(jù)光敏三極管導(dǎo)通、截止的頻率即可計算出進(jìn)氣量。檢測時，用發(fā)光二極管試燈連接空氣流量傳感器插頭端子 2 和發(fā)動機(jī)搭鐵點(diǎn)，起動發(fā)動機(jī)，燈應(yīng)亮。THA進(jìn)氣溫度傳感器信號 Vs空氣流量傳感器輸出信號 Vc基準(zhǔn)電壓 VB電源電壓 E 2搭鐵 Fc燃油泵開關(guān) E 1搭鐵電控發(fā)動機(jī)空氣流量傳感器示教板的設(shè)計與開發(fā)10表 31 豐田 PREVIA 葉片式空氣流量傳感器各端子間的電阻端子 標(biāo)準(zhǔn)電阻（kΩ） 溫度（℃）VSE2 VCE2 20 0 20 40THAE2 60FCE1 不定 ②單件檢測。因此，已成為現(xiàn)代汽車電子控制燃油噴射系統(tǒng)較流行的空氣流量傳感器。示教板的立體效果圖見附圖 3. 空氣流量傳感器故障設(shè)置點(diǎn) 空氣流量傳感器的斷路故障設(shè)置采用的方式為：在需要設(shè)置斷路的線路上設(shè)置斷開開關(guān)。檢測的端子布置在傳感器與 ECU 的線路中間。一般采用解碼儀直接讀取故障代碼，初步了解故障發(fā)生的大概部位及原因。但是有時因?yàn)檠鮽鞲衅鞯绕渌考膿p壞，會表征到空氣流量傳感器上。最后，特別感謝王丹同學(xué)給予我 UG 技術(shù)上的指導(dǎo)。從而使學(xué)生牢固掌握空氣傳感器各種故障診斷方法，形成一種自動化思維。設(shè)置故障之后，觀察傳感器工作情況，并按照故障碼讀取的方法讀出故障。故障開關(guān) 故障設(shè)置點(diǎn) 故障現(xiàn)象1進(jìn)氣溫度傳感器線路斷路電阻超出正常范圍發(fā)動機(jī)起動困難、怠速不穩(wěn)、排放超標(biāo)2卡門渦旋式信號輸出電路短路 空 氣 流 量 傳 感 器 輸 出 信 號 偏 高 。示教板面板的布置見附圖 2。葉片式空氣流量傳感器在二十世紀(jì) 70 年代應(yīng)用較廣，它結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、且具有良好的可靠性?？諝饬髁總鞲衅鞯娜f用表檢測有就車檢測和單件檢測兩種方法，如圖 32豐田大霸王 2TZFE 發(fā)動機(jī)用葉片式空氣流量傳感器電路原理圖，以它為例加以說明。用萬用表檢測端子 4 與搭鐵間的電壓，應(yīng)為 5V。發(fā)光二極管發(fā)出的光束被一片反光鏡反射到光敏三極管上，使光敏三極管導(dǎo)通。根