汽车用传感器第三章空气流量传感器讲述.ppt

第3章 空气流量传感器 3.0 概述 叶片式空气流量计 涡轮式空气流量计 热线式空气流量计 3.4.4 减速时的流量测试能力 配有涡轮增压发动机特别是装有中间冷却器的进气系统，由于节气门上游的管路比较长，所以在急减速时，因水锤现象产生气柱振动。 在急减速时进气管压力传感器与热丝式空气流量传感器的输出变化情况如图所示。 上游设置空气流量 传感器无法测量这类 减速时的进气量。 设置在节气门下游 的进气压力传感器可 输出发动机减速信号。 3.4.5 脉动气流的测定功能 发动机在节气门全开状态下运转，进气是脉动气流，要想精确的测定此时气流，要求传感器的响应性能好。 卡曼涡旋式和热丝式空气流量传感器具有相应的功能。 3.4.6 管道阻力（压力损耗） 进气压力传感器最低； 其次是热丝式； 再次是卡曼涡旋式； 最后是动片式。 3.4.7 湿度的影响 目前的空气流量传感器，基本上都是设法对吸气温度及大气压的变化分别加以修正，但都忽略了湿度的影响。 相对干燥空气，计算 水蒸气部分压力的误差 如右图所示。 （1）湿度高，误差大； （2）温度高，误差大； 3.4.8 综合比较 直接测量式/间接测量式； 体积流量计/质量流量计（热丝式：空气的导热率、粘度率等几乎不随压力发生变化，误差小）； * * 电子控制燃油喷射装置的控制系统就是要根据各种传感器信息，控制喷油器的动作，以实现在各种进气状态下，总能保证达到最佳空燃比。 空气流量传感器，也称空气流量计，是电喷发动机的重要传感器之一。它将吸入的空气流量转换成电信号送至电控单元(ECU)，作为决定喷油的基本信号之一。是测定吸入发动机的空气流量的传感器。 种类（按传感器的特征） （1）L型：直接监测进气量的流量传感器； ①直接测量空气体积流量的传感器 ，如叶片式空气流量传感器、卡门涡流式空气流量传感器； ②直接测量空气质量流量的传感器，如热线式空气流量传感器、热膜式空气流量传感器。 特点：L型控制方式采用的L型传感器能够适应汽车使用的苛刻条件；但对踏油门时出现的流量急剧变化的响应要求及在传感器前后进气歧管形状所引起的不均匀气流中的高精度监测要求较高。 （2）D型：间接计量进气量的流量传感器； 根据歧管负压与发动机转速间接计量进气量。如：进气管半导体压力传感器。 特点：D型控制方式中的微机ROM内，预先储存着以发动机转速和进气管内的压力为参数的的各种状态下的进气量，微机根据所测的各运转状态下的进气压力与转速，参照ROM所记忆的进气量，可以算出燃油量 。 该传感器的内容在第4章介绍。 3.1 动片式空气流量传感器 3.1.1动片式空气流量传感器结构 该传感器装在汽油发动机上，安装于空气滤清器与节气门之间，其功能是检测发动机的进气量，并把检测结果转换成电信号，再输入微机中。 结构：由空气流量计与电位计两部分组成，见图。 工作过程： 由空气滤清器吸入的空气冲向动片，动片转到进气量与回位弹簧平衡的位置处停止（动片的开度与进气量成成正比）。在动片的转动轴还装有电位计，电位计的滑动臂与动片同步转动，利用滑动电阻的电压降把测量片的开度转换成电信号，然后输入到控制电路中。 电位计上设有燃油泵触点，当发动机工作时，动片张开一定角度，触点闭合，燃油泵工作。 电位计的内部电路与输出特性如下图所示： 进气量与电压的关系有两种：电压比检测和电压值监测 。 电压比检测： 可以减少因电压变化引起的误差 电压值检测： 进气量=电位计滑动引起的电压变化（VS-E2） 两种检测方法特性对比： 电压比检测：输出特性为折线 电压值监测：输出特性为直线 Q≒1/VS 3.1.2 动片式空气流量传感器的测试原理 原理图如右图所示。 （P2-P1）可看成定值， 所以Q∝A，为了消除 蓄电池电压UB变化对 测试值影响，将US/UB 作为传感器的输出。 由于输出US/UB的值与体积流量Q成函数关系，所以采用进气温度传感器修正空气密度ρ随温度产生的变化，采用大气压传感器对高原行车引起的变化加以修正。 输出特性：如右图 量化误差：为了把信号输入 到微机中，还要利用AD变换 器把信号作数字化处理，将此 时最低位所示的空气流量称为 量化误差。进气量越大，量化 误差越大。 特点： 测量范围受到制约； 电位计的触头要保证长期使用的可靠性； 为了使响应特性稳定，需增设阻尼结构，从而造成体积增大、重量增加，而且响应性能偏低。 3.2 卡曼涡旋式空气流量传感器 相比较动片式空气流量传感器，扩展了测量范围，取消了滑动触点，体积小巧，重量轻； 涡旋的检测方法、电子控制电路与检测精度根本无关，抗干扰性强； 传感器输出的是数字信号（频率），向控制系统（ECU）输入信号时，可以省去AD转换器； 优点： ①测试精度高，可以