空氣流量傳感器在電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

空氣流量傳感器在電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

一輛公車藍(lán)鳥進(jìn)入了一家德國(guó)的維修公司。該車輛使用l（空氣流量傳感器）式汽油噴霧汽車。車主反映出車輛的動(dòng)態(tài)能力不足，加速能力弱。在其他試運(yùn)行中，更換了汽油裝置、空氣裝置、汽油等部件，并對(duì)汽油和節(jié)氣門的體進(jìn)行了清潔。然而，問(wèn)題尚未得到有效解決。聽(tīng)完車主反映的問(wèn)題后,筆者接過(guò)車后進(jìn)行了路試,確實(shí)像車主反映的那樣加速慢、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。一、空氣流量傳感器工作原理日產(chǎn)新藍(lán)鳥發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)采用熱線式空氣流量傳感器(即熱線式空氣流量計(jì))來(lái)計(jì)算空氣流量,熱線式空氣流量傳感器主要由取樣管、鉑金熱線、溫度補(bǔ)償電阻、控制線路板、連接器和防護(hù)網(wǎng)等組成。熱線是一根直徑為70μm的鉑金絲,安裝在取樣管中;取樣管則安裝在主進(jìn)氣道的中央部位,兩端有金屬防護(hù)網(wǎng),并用卡箍固定在殼體上。熱線式空氣流量傳感器的工作原理如圖1所示:在進(jìn)氣道上放置一熱線RH,當(dāng)空氣流經(jīng)熱線時(shí),空氣帶走熱線的熱量,使其冷卻。熱線周圍流過(guò)的空氣質(zhì)量越大,被帶走的熱量越多,熱線式空氣流量計(jì)就是利用熱線與空氣之間的熱傳遞現(xiàn)象進(jìn)行空氣質(zhì)量流量測(cè)定的。鉑金絲由混合集成電路提供的電流加熱到120℃左右,為解決進(jìn)氣溫度變化使熱線溫度發(fā)生變化而影響進(jìn)氣量的測(cè)量精度,在熱線附近安置一根溫度補(bǔ)償電阻RK。該電阻被安置在進(jìn)氣口一側(cè),所以又稱為冷線,它的電阻也隨進(jìn)氣溫度的變化而變化。當(dāng)傳感器工作時(shí),控制電路提供的電流使冷線溫度始終低于熱線溫度100℃。這樣冷線溫度起到參考標(biāo)準(zhǔn)作用,使進(jìn)氣溫度的變化不會(huì)影響熱線測(cè)量進(jìn)氣量的精度。空氣流量傳感器內(nèi)的控制線路板包括電橋平衡電路、熱線自潔線路等,電子控制裝置的大多數(shù)元件都配置在這塊混合集成電路板上?？刂凭€路板上有六端子插座與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU連接,用于輸入信號(hào)?？諝饬髁總鞲衅髋c發(fā)動(dòng)機(jī)ECU間的連接電路如圖2所示。E端為蓄電池電源,B端是空氣流量傳感器向ECU提供輸出電壓信號(hào),該信號(hào)也就是空氣流量信號(hào),ECU根據(jù)該信號(hào)來(lái)決定基本噴油量。A端輸出空氣溫度修正電壓,D端為ECU搭鐵控制,F端為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU提供的自清信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后,ECU給空氣流量傳感器一個(gè)熱線自清信號(hào),空氣流量傳感器接收到該信號(hào)且發(fā)動(dòng)機(jī)熄火5秒后,給熱線提供約1秒的大電流,使熱線加熱到約1000℃。從而把粘附在熱線上的灰塵燒掉,以保證傳感器的精度,這就是熱線式空氣流量傳感器的自潔功能。二、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)不足電控發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足主要有這幾方面的原因:一是有真空滲漏。由于該車發(fā)動(dòng)機(jī)是L型的發(fā)動(dòng)機(jī)配置為空氣流量傳感器,以直接方式測(cè)量進(jìn)氣量值。由于它在節(jié)氣門前的主氣道中,歧管漏氣或節(jié)氣門前漏氣均不能測(cè)量,故這多余漏氣部分不能相應(yīng)增大噴油量,此時(shí)混合氣過(guò)稀,氣缸燃燒不良,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。主要檢查各連接軟管(連接處),曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)管。二是氣缸缸壓不足,表明有磨損或漏氣造成動(dòng)力不足。三是空氣濾清器不清潔。如果空氣濾清器不清潔,進(jìn)氣不通暢,加大油門時(shí)會(huì)造成進(jìn)氣受阻,所以加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量不足,出現(xiàn)動(dòng)力不足現(xiàn)象。四是點(diǎn)火系統(tǒng)故障。點(diǎn)火電火花弱造成混合氣燃燒不完全,檢查高壓線、分電器、點(diǎn)火線圈、點(diǎn)火器、火花塞等;也要檢查點(diǎn)火正時(shí)是否符合要求。五是電控燃油噴射系統(tǒng)故障。燃油壓力低的噴油量會(huì)比正常燃油壓力下的噴油量少,或是噴油器堵塞、混合氣過(guò)稀造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。此時(shí),主要檢查電動(dòng)汽油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器等。六是水溫傳感器、空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、曲軸傳感器、氧傳感器信號(hào)錯(cuò)誤都會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。該車發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)采用熱線式空氣流量傳感器對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行計(jì)算,然后將進(jìn)氣量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU,ECU根據(jù)進(jìn)氣量信號(hào)決定噴油量。如果空氣流量傳感器或控制線路有故障,就不能把準(zhǔn)確的進(jìn)氣量提供給ECU,ECU所控制的噴油量就不準(zhǔn)確,就會(huì)造成混合氣過(guò)稀或過(guò)濃?；旌蠚膺^(guò)濃會(huì)造成排氣管冒黑煙;混合氣過(guò)稀則會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足,加速無(wú)力。七是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元匹配設(shè)定不良。三、故障排除1.故障自診斷技術(shù)首先檢查氣缸壓力,各缸壓力均在11Kg/cm2以上,且壓力差不超過(guò)1Kg/cm2,所以氣缸壓力沒(méi)有問(wèn)題。對(duì)各真空管路檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏氣處。接下來(lái)檢查點(diǎn)火系統(tǒng),點(diǎn)火提前角為8。,正常。各缸的火花塞均是新?lián)Q的,并且跳火較強(qiáng)。進(jìn)行斷缸試驗(yàn),逐缸斷開(kāi)分火線,斷缸后發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化基本一樣,因此點(diǎn)火系統(tǒng)也沒(méi)有問(wèn)題。那么問(wèn)題可能出在電控燃油噴射系統(tǒng)上。于是檢查燃油系統(tǒng)壓力和噴油器,均正常,由此可排除油路系統(tǒng)故障的可能性,故障可能出在電路、傳感器和控制單元上。由于沒(méi)有該車的診斷接頭,無(wú)法用診斷儀進(jìn)行檢測(cè)。但現(xiàn)代汽車微機(jī)控制系統(tǒng)都具有故障自診斷功能,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),“CHECKENGINE”燈(檢查發(fā)動(dòng)機(jī)警告燈)點(diǎn)亮,ECU將故障信息存入存儲(chǔ)器,通過(guò)一定的程序?qū)⒐收洗a從ECU中調(diào)出,根據(jù)故障碼所顯示的內(nèi)容,迅速準(zhǔn)確地確定故障的性質(zhì)和部位,有針對(duì)性地檢查有關(guān)部位、元件和線路,將故障排除。因此,調(diào)取故障碼診斷微機(jī)控制系統(tǒng)的故障是檢修現(xiàn)代汽車重要的基本方法。故障診斷并排除后,還應(yīng)當(dāng)將存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)的故障碼清除。2.或6、7確保故障碼調(diào)取與清除步驟為:找出位于保險(xiǎn)絲盒下面的12孔或14孔診斷座;將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于ON擋;用跨接線將診斷座右上角的4、5端子或6、7端子跨接,2s后取走,“CHECKENGINE”燈即會(huì)閃爍讀出故障碼,每跨接一次只能讀出一組故障碼;故障碼清除時(shí),只需用跨接線將上述4、5或6、7端子跨接15s以上,將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)再置于OFF即可。筆者按以上步驟對(duì)該車進(jìn)行自診斷檢測(cè)的結(jié)果為,該車是12孔診斷座,短接4、5端子,讀取故障碼沒(méi)有發(fā)現(xiàn)故障碼,那是怎么回事呢?3.陣風(fēng)下流量傳感器檢測(cè)在對(duì)該車型的空氣流量傳感器的構(gòu)造和工作原理進(jìn)行了分析之后,決定首先檢查空氣流量傳感器。如圖3所示,在傳感器的D和E端子間施加蓄電池電壓,然后用萬(wàn)用表測(cè)量B和D端子間的電壓,電壓值為1.57V,而標(biāo)準(zhǔn)值為1.6±0.5V,電壓值在規(guī)定的范圍內(nèi)。給傳感器的進(jìn)氣口吹風(fēng),同時(shí)測(cè)量B、D端子間的電壓,隨著吹風(fēng)量的變化,電壓值在2.1～3.4V間變化,而標(biāo)準(zhǔn)值為2～4V,電壓值也在規(guī)定的范圍內(nèi)。接下來(lái)檢查空氣流量傳感器的自潔功能,將傳感器重新安裝好后,拆下流量傳感器的防塵網(wǎng),起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并加速到2500r/min以上。然后將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火,如果空氣流量傳感器自潔功能正常的話,發(fā)動(dòng)機(jī)熄火5秒后,可以從流量計(jì)進(jìn)氣口處看到熱線發(fā)出亮光(加熱溫度1000℃左右)。但該車在熄火后,熱線沒(méi)有發(fā)亮的現(xiàn)象,再仔細(xì)觀察一下熱線,發(fā)現(xiàn)熱線上積有灰塵,表明該車空氣流量傳感器的自潔功能失效了,使得熱線上的灰塵無(wú)法被燒除。由于積有灰塵,影響了熱線的散熱,當(dāng)空氣流過(guò)空氣流量傳感器時(shí),帶走的熱量要比正常情況少。那么,空氣流量傳感器所測(cè)得的進(jìn)氣量就要小于實(shí)際進(jìn)氣量,而發(fā)動(dòng)機(jī)ECU是根據(jù)空氣流量傳感器所測(cè)得的進(jìn)氣量來(lái)決定噴油量的,所以實(shí)際噴油量也比正常噴油量少,導(dǎo)致混合氣過(guò)稀,造成汽車加速無(wú)力、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。4.空氣流量傳感器造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的原因已經(jīng)找到了,是空氣流量傳感器自潔功能失效。從空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)和電路圖分析,發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后,ECU就產(chǎn)生一個(gè)自清信號(hào),然后通過(guò)ECU和傳感器間的連接導(dǎo)線,把信號(hào)傳給空氣流量傳感器。傳感器收到信號(hào)后,其內(nèi)部的混合集成電路會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火約5秒后,給熱線提供約1秒鐘的電流,把熱線加熱到約1000℃左右,把粘附在熱線上的灰塵燒掉,實(shí)現(xiàn)熱線的自潔功能。所以,發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、空氣流量傳感器、連接導(dǎo)線這三者均可能有故障。檢查發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的12號(hào)端子和空氣流量傳感器的F端子連接導(dǎo)線的導(dǎo)通情況,結(jié)果是斷路,導(dǎo)線斷路使發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)出的自清信號(hào)無(wú)法傳到空氣流量傳感器,自潔功能也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。將該導(dǎo)線修復(fù)后,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),然后熄火,這個(gè)時(shí)候能夠從空氣流量傳感器入口處看到熱線發(fā)出亮光,隨著熱線上的灰塵被燒掉,空氣流量傳感器恢復(fù)正常,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的故障也就排除了。四、適當(dāng)降低空氣流量,保持病員的安全筆者在對(duì)熱線式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制電路以及檢測(cè)方法進(jìn)行了了解和分析,對(duì)空氣流量傳感器和控制線路進(jìn)行檢測(cè)后,終于把故障點(diǎn)找到,并把發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的故障排除了。在維修過(guò)程中,筆者深深的感受到,在對(duì)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行維修時(shí),不能單憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行維修,必須借助維修資料和檢測(cè)儀器,對(duì)相應(yīng)車型的電控系統(tǒng)和傳感器的結(jié)構(gòu)原理、檢測(cè)方法有足夠的了解后,維修起來(lái)才能事半功倍。當(dāng)空氣質(zhì)量增大時(shí),由于其帶走的熱量增多,為保持熱線溫度,集成電路應(yīng)使熱線RH通過(guò)的電流增大;反之,則應(yīng)減少。這樣,