空气流量传感器
功能:空气流量计是最重要的传感器之一,用来检测吸入空气质量或体积。吸入空气的质量或体积的信号用于计算基准喷射时间和基准点火提前角。
安装位置:装在空气滤清器和节气门之间的进气管上,以便测量进入发动机气缸的所有空气流量,并转换成电压信号送给发动机控制单元ECU。
类型:质量型和体积型
1)质量型:热线(膜)式空气流量计
构造:
下图质量型空气流量计是安装在进气道上的插入型,它使一部分气流进入检测区域。用作传感器的一条铂热线和热敏电阻被安放在检测区域,通过直接测量进气质量,检测精度可以提高,并且几乎没有进气阻力。而且,由于没有使用专门的机械,这种流量计有很好的耐久性。图示的空气流量计也有一个嵌入式进气温度传感器。
工作原理:
使用一组电热丝感知组件以判断进入发动机的空气量。空气流过电热丝造成降温,电热丝保持在一定的温度,高于由冷却丝所测得的周围温度。保持电热丝温度所需的电流与空气质量的流量成正比,MAF传感器然后输出一个与空气质量流量成正比的模拟电压信号到ECM。
内部电路:
如图所示:空气流量计热线并入桥式电路。桥式电路具有这样的特性:当沿着对角线的阻值相等([Ra+R3]·R1=Rh.R2)时,A点和B点的电位相等。当热线(Rh)被吸入的空气冷却时,电阻值降低导致A点、B点产生电位差。运算放大器检测到电位差并且施加电压给电路(增加热线(Rh)电流)。这样热线(Rh)温度上升使热线阻值增大,直到A点和B点的电位相等(A、B电压升高)。通过利用这种桥式电路的特性,空气流量计就可以通过检测B点电压来测量进气量。
2)体积型:
A.叶片式流量计:
叶片式空气流量计由许多零件组成。当空气从空气滤清器流入空气流量计,气流推动计量板,当计量板压力与计量板回位弹簧力相等时,计量板就平衡在某一个位置。与计量板轴向连接的电位计将吸入空气量转化成可以发送给发动机ECM的电压信号。
B.光学卡门旋涡式:
通过光电直接感应吸入空气量,这既简化了进气道的构造,也减少了吸入空气阻力。如果将一个物体放在气流通道内,在物体进气口便产生一个或多个涡流(卡特曼涡流),由于产生的卡特曼涡流的频率与空气流速成比例,气流容积就可通过测量涡流频率来计算。涡流是这样被检测的:通过把涡流的压力变化引向金属箔膜制成的反光镜表面,利用一对光敏付(发光二极管和光电晶体管)来检测反光镜的振动。
空气流量计各类型优缺点如下表所示:
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