发动机空气流量传感器的检测和诊断课件.ppt

1、北京联合大学机电学院 弋国鹏 1 电控系统部件诊断与检测电控系统部件诊断与检测北京联合大学机电学院 弋国鹏 2 各种传感器及其故障检修各种传感器及其故障检修北京联合大学机电学院 弋国鹏 3传感器作用：传感器信号类别：主信号校正信号附加信号 感知信息的部件，负责向控制单元提供发动机的工作情况和汽车运行状况，从而使控制单元正确管理发动机的运转。发动机电子控制系统发动机电子控制系统-传感器传感器北京联合大学机电学院 弋国鹏 4传感器传感器 提供主信号提供主信号北京联合大学机电学院 弋国鹏 5传感器传感器 提供校正信号提供校正信号北京联合大学机电学院 弋国鹏 6 用于发动机电子控制系统的传感器有：用于

2、发动机电子控制系统的传感器有：空气流量传感器（空气流量传感器（MAFMAF）;进气歧管绝对压力传感器（进气歧管绝对压力传感器（MAPMAP）;曲轴位置传感器（曲轴位置传感器（CKPCKP）;凸轮轴位置传感器（凸轮轴位置传感器（CMPCMP）;发动机冷却液温度传感器（发动机冷却液温度传感器（ECTECT）;进气温度传感器（进气温度传感器（IATIAT）;节气门位置传感器（节气门位置传感器（TPSTPS）;氧传感器氧传感器(O2S);(O2S);爆震传感器（爆震传感器（KSKS）.北京联合大学机电学院 弋国鹏 7 一、空气流量传感器（一、空气流量传感器（MAFMAF）1 1、作用、作用 空气流量传

3、感器（空气流量传感器（MAFMAF）的作用是将单位时间）的作用是将单位时间内吸入发动机气缸的空气量转换成电信号送至内吸入发动机气缸的空气量转换成电信号送至发动机控制模块（发动机控制模块（ECUECU），作为决定喷油量和），作为决定喷油量和点火正时的基本信号之一点火正时的基本信号之一,同时也作为判定节气同时也作为判定节气门位置传感器性能的辅助检测信号门位置传感器性能的辅助检测信号。2 2、分类、分类 按其结构型式和进气量的检测原理可以分为：按其结构型式和进气量的检测原理可以分为：翼板式空气流量传感器（翼板式空气流量传感器（MAFMAF）、）、卡门旋涡式空气流量传感器（卡门旋涡式空气流量传感器（M

4、AFMAF）、）、热线式空气流量传感器（热线式空气流量传感器（MAFMAF）、）、热膜式空气流量传感器（热膜式空气流量传感器（MAFMAF）。）。北京联合大学机电学院 弋国鹏 8(一一)翼板式空气流量传感器（翼板式空气流量传感器（MAFMAF）北京联合大学机电学院 弋国鹏 9 1 1翼板式空气流量传感器结构翼板式空气流量传感器结构 翼板式空气流量传感器（翼板式空气流量传感器（MAFMAF）由翼板部分、）由翼板部分、电位计部分和接线插头三部分组成。电位计部分和接线插头三部分组成。北京联合大学机电学院 弋国鹏 10翼板式空气流量传感器的外型翼板式空气流量传感器的外型北京联合大学机电学院 弋国鹏 1

5、1翼板式空气流量计的内部构造翼板式空气流量计的内部构造北京联合大学机电学院 弋国鹏 12（1 1）翼板式空气流量传感器翼板部分翼板式空气流量传感器翼板部分北京联合大学机电学院 弋国鹏 13翼板式空气流量传感器翼板部分翼板式空气流量传感器翼板部分北京联合大学机电学院 弋国鹏 14(2)(2)翼板式空气流量传感器的电位计部分翼板式空气流量传感器的电位计部分北京联合大学机电学院 弋国鹏 15翼板式空气流量传感器电位计部分翼板式空气流量传感器电位计部分北京联合大学机电学院 弋国鹏 16翼板式空气流量传感器内部电路图解翼板式空气流量传感器内部电路图解北京联合大学机电学院 弋国鹏 17(3)(3)接线插头

6、接线插头北京联合大学机电学院 弋国鹏 18(4)(4)翼板式空气流量传感器（翼板式空气流量传感器（MAFMAF）与发动机控制模块（与发动机控制模块（ECUECU）之间的连接电路）之间的连接电路北京联合大学机电学院 弋国鹏 19 2 2工作原理工作原理 随着进气量的增加，翼板的开启角度也增大，随着进气量的增加，翼板的开启角度也增大，传感器的输出电压传感器的输出电压USUS则随之减小。则随之减小。发动机控制模块是利用发动机控制模块是利用US/UBUS/UB的数值来准确计的数值来准确计算进气量的，因为蓄电池电压算进气量的，因为蓄电池电压UBUB的变化会带来的变化会带来传感器输出电压传感器输出电压US

7、US的变化，从而造成信号的失的变化，从而造成信号的失准。准。通常情况下，传感器的输出电压应从怠速时的通常情况下，传感器的输出电压应从怠速时的大约大约4.5V4.5V到最大负荷时的到最大负荷时的0.5V0.5V，并且在翼板开，并且在翼板开度增大的过程中，传感器的信号输出电压应连度增大的过程中，传感器的信号输出电压应连续变化。续变化。北京联合大学机电学院 弋国鹏 20北京联合大学机电学院 弋国鹏 21北京联合大学机电学院 弋国鹏 22传感器对发动机性能的影响传感器对发动机性能的影响 如果传感器电压过高或过低，会造成混合气浓或如果传感器电压过高或过低，会造成混合气浓或过稀、点火正时过晚或过早，造成发

8、动机的动力过稀、点火正时过晚或过早，造成发动机的动力性、经济性和排放性能下降；如果传感器信号电性、经济性和排放性能下降；如果传感器信号电压连续性不好，会造成发动机加速性不良。压连续性不好，会造成发动机加速性不良。北京联合大学机电学院 弋国鹏 23 第一步：翼板式空气流量传感器输出信号的测第一步：翼板式空气流量传感器输出信号的测试试（1 1）测试所需的仪器设备）测试所需的仪器设备 为提高传感器输出信号测试的准确性，建议使为提高传感器输出信号测试的准确性，建议使用汽车专用示波器。用汽车专用示波器。（2 2）汽车专用示波器的连接）汽车专用示波器的连接 把示波仪的负极检测探针连接到传感器的搭把示波仪的

9、负极检测探针连接到传感器的搭铁线、蓄电池的负极接线或发动机的缸体上。铁线、蓄电池的负极接线或发动机的缸体上。把示波仪的正极检测探针连接到传感器通往把示波仪的正极检测探针连接到传感器通往发动机控制模块（发动机控制模块（ECUECU）的信号输出线上。）的信号输出线上。北京联合大学机电学院 弋国鹏 24（3 3）翼板式空气流量传感器的测试过程）翼板式空气流量传感器的测试过程 动态测试法：就是在发动机运转期间，测试动态测试法：就是在发动机运转期间，测试传感器在怠速、中等负荷、大负荷、急加速和传感器在怠速、中等负荷、大负荷、急加速和急减速工况下的信号电压输出特性，所有测试急减速工况下的信号电压输出特性，

10、所有测试结果应满足传感器的信号特性。结果应满足传感器的信号特性。静态测试法静态测试法 ：就是在打开点火开关，但发动：就是在打开点火开关，但发动机不运行的情况下，测试传感器在各种翼板开机不运行的情况下，测试传感器在各种翼板开度时，传感器的输出电压，测试时用手指或带度时，传感器的输出电压，测试时用手指或带橡皮头的铅笔推翼板，从完全关闭到完全打开，橡皮头的铅笔推翼板，从完全关闭到完全打开，看传感器的输出电压是否满足传感器的信号特看传感器的输出电压是否满足传感器的信号特性。性。北京联合大学机电学院 弋国鹏 25北京联合大学机电学院 弋国鹏 26第二步：翼板式空气流量传感器与发动机控制模第二步：翼板式空

11、气流量传感器与发动机控制模块间电路的测试块间电路的测试主要测量线路的导通性和各管脚的电压特性。主要测量线路的导通性和各管脚的电压特性。北京联合大学机电学院 弋国鹏 27第三步：翼板式空气流量传感器的单件测试第三步：翼板式空气流量传感器的单件测试 所谓传感器的单件测试，就是用万用表测试传感所谓传感器的单件测试，就是用万用表测试传感器中各个电阻的阻值，看是否符合标准。具体电器中各个电阻的阻值，看是否符合标准。具体电阻值的大小可以查询相关技术手册。阻值的大小可以查询相关技术手册。参考电压参考电压信号输出信号输出搭铁搭铁北京联合大学机电学院 弋国鹏 28(二二)卡门旋涡式空气流量传感器（卡门旋涡式空气

12、流量传感器（MAFMAF）北京联合大学机电学院 弋国鹏 291 1、卡门斡旋式空气流量传感器的外型（凌、卡门斡旋式空气流量传感器的外型（凌志志400400）北京联合大学机电学院 弋国鹏 302 2、卡门斡旋式空气流量传感器的安装位置、卡门斡旋式空气流量传感器的安装位置北京联合大学机电学院 弋国鹏 31 3 3卡门斡旋式空气流量传感器的结构和工作卡门斡旋式空气流量传感器的结构和工作原理原理 根据传感器输出信号的形成原理，卡门斡旋式根据传感器输出信号的形成原理，卡门斡旋式空气流量传感器可以分为反光镜式和超声波式空气流量传感器可以分为反光镜式和超声波式两种。两种。北京联合大学机电学院 弋国鹏 32卡

13、门斡旋式空气流量传感器的工作原理（反光镜式）卡门斡旋式空气流量传感器的工作原理（反光镜式）北京联合大学机电学院 弋国鹏 33卡门斡旋式空气流量传感器工作原理卡门斡旋式空气流量传感器工作原理（超声波式）（超声波式）北京联合大学机电学院 弋国鹏 34 4 4、卡门斡旋式空气流量传感器的输出信号特、卡门斡旋式空气流量传感器的输出信号特性性 随着进气量的增大，传感器的输出信号的频率随着进气量的增大，传感器的输出信号的频率不断增大，信号的占空比也发生相应的变化。不断增大，信号的占空比也发生相应的变化。北京联合大学机电学院 弋国鹏 355 5、卡门涡旋空气流量传感器（、卡门涡旋空气流量传感器（MAFMAF

14、）与发动机控制模块（与发动机控制模块（ECUECU）之间的连接电路）之间的连接电路北京联合大学机电学院 弋国鹏 36 第一步、卡门斡旋式空气流量传感器输出信号第一步、卡门斡旋式空气流量传感器输出信号的测试的测试（1 1）检测所需的仪器设备）检测所需的仪器设备 该项测试主要测量的是传感器输出信号的频率该项测试主要测量的是传感器输出信号的频率随发动机单位时间内的进气量变化而变化的规随发动机单位时间内的进气量变化而变化的规律，所以可以使用万用表或示波器。律，所以可以使用万用表或示波器。（2 2）示波器或万用表的连接）示波器或万用表的连接 把示波仪或万用表的负极检测探针连接到传把示波仪或万用表的负极检

15、测探针连接到传感器的搭铁线、蓄电池的负极接线或发动机的感器的搭铁线、蓄电池的负极接线或发动机的缸体上；缸体上；把示波仪或万用表的正极检测探针连接到传把示波仪或万用表的正极检测探针连接到传感器通往发动机控制模块（感器通往发动机控制模块（ECUECU）的信号输出）的信号输出线上。线上。北京联合大学机电学院 弋国鹏 37（3 3）测试过程及结果分析）测试过程及结果分析 在测试时，可以启动发动机，测量不同发动机在测试时，可以启动发动机，测量不同发动机负荷和转速的条件下传感器的输出信号的频率，负荷和转速的条件下传感器的输出信号的频率，也可以用吹风机模拟进气，测量在不同进气量也可以用吹风机模拟进气，测量在

16、不同进气量条件下，传感器的输出信号的频率，看传感器条件下，传感器的输出信号的频率，看传感器的信号输出频率是否满足要求。的信号输出频率是否满足要求。北京联合大学机电学院 弋国鹏 38第二步、卡门斡旋式空气流量传感器与发动机控制第二步、卡门斡旋式空气流量传感器与发动机控制模块之间的电路测试模块之间的电路测试北京联合大学机电学院 弋国鹏 39第三步：卡门斡旋式空气流量传感器的单件测试第三步：卡门斡旋式空气流量传感器的单件测试北京联合大学机电学院 弋国鹏 40(三三)热线式空气流量传感器（热线式空气流量传感器（MAFMAF）北京联合大学机电学院 弋国鹏 411 1、热线式空气流量传感器正面图、热线式空

17、气流量传感器正面图北京联合大学机电学院 弋国鹏 42宝来汽车空气流量传感器宝来汽车空气流量传感器北京联合大学机电学院 弋国鹏 43奔驰轿车空气流量传感器奔驰轿车空气流量传感器北京联合大学机电学院 弋国鹏 44奔驰轿车空气流量传感器奔驰轿车空气流量传感器北京联合大学机电学院 弋国鹏 45NISSANNISSAN轿车空气流量传感器轿车空气流量传感器北京联合大学机电学院 弋国鹏 46SANTANASANTANA轿车空气流量传感器轿车空气流量传感器北京联合大学机电学院 弋国鹏 47北京联合大学机电学院 弋国鹏 48北京联合大学机电学院 弋国鹏 493 3、热线式空气流量传感器的工作原理、热线式空气流量

18、传感器的工作原理北京联合大学机电学院 弋国鹏 50北京联合大学机电学院 弋国鹏 51 4 4热线式空气流量传感器信号输出特点热线式空气流量传感器信号输出特点 该传感器是利用测量热线来测量单位时间内的该传感器是利用测量热线来测量单位时间内的进气量，并根据进气温度的变化进行补偿，随进气量，并根据进气温度的变化进行补偿，随着发动机进气量的增加，传感器输出的电压也着发动机进气量的增加，传感器输出的电压也随之增加，随着进气温度的增加，传感器输出随之增加，随着进气温度的增加，传感器输出电压也随之增加。电压也随之增加。北京联合大学机电学院 弋国鹏 525 5、热线式空气流量传感器、热线式空气流量传感器与发动

19、机控制电脑之间的连接电路与发动机控制电脑之间的连接电路北京联合大学机电学院 弋国鹏 53 第一步、热线式空气流量传感器输出信号的测试第一步、热线式空气流量传感器输出信号的测试 测试所需的仪器设备测试所需的仪器设备 由于该热线式空气流量传感器的输出信号特点是由于该热线式空气流量传感器的输出信号特点是随着进气量的增加，传感器的输出电压是越来越随着进气量的增加，传感器的输出电压是越来越高，所以对该传感器的测试可以使用汽车专用万高，所以对该传感器的测试可以使用汽车专用万用表或汽车专用示波器。用表或汽车专用示波器。测试仪器的连接测试仪器的连接 把万用表或示波器的负极检测探针连接到传感器把万用表或示波器的

20、负极检测探针连接到传感器的搭铁线、蓄电池的负极接线柱或发动机缸体上；的搭铁线、蓄电池的负极接线柱或发动机缸体上；把万用表或示波器的正极探针连接到传感器通往把万用表或示波器的正极探针连接到传感器通往发动机控制模块的信号输出线上发动机控制模块的信号输出线上。北京联合大学机电学院 弋国鹏 54测试方法测试方法（1 1）静态测试法）静态测试法:就是在打开点火开关、发动机不运转的情就是在打开点火开关、发动机不运转的情况下，用吹风机向空气流量传感器吹入不况下，用吹风机向空气流量传感器吹入不同流速和不同温度的空气，看传感器输出同流速和不同温度的空气，看传感器输出电压信号的特性是否满足下列要求：当进电压信号的

21、特性是否满足下列要求：当进气温度不变的情况下，随着进气流速的增气温度不变的情况下，随着进气流速的增加，传感器的输出电压也增加；当进气流加，传感器的输出电压也增加；当进气流速不变的情况下，随着进气温度的增加，速不变的情况下，随着进气温度的增加，传感器的输出电压将下降。传感器的输出电压将下降。北京联合大学机电学院 弋国鹏 55北京联合大学机电学院 弋国鹏 56(2)(2)动态测试法动态测试法 所谓动态测试，就是在发动机运行过程中，测量所谓动态测试，就是在发动机运行过程中，测量不同负荷条件下，空气流量传感器的输出电压，不同负荷条件下，空气流量传感器的输出电压，观察传感器的信号特点是否满足要求。观察传

22、感器的信号特点是否满足要求。北京联合大学机电学院 弋国鹏 57北京联合大学机电学院 弋国鹏 58第二步：热线式空气流量传感器与发动机控第二步：热线式空气流量传感器与发动机控制模块之间连接电路的测试制模块之间连接电路的测试北京联合大学机电学院 弋国鹏 59第三步：热线式空气流量传感器的单件测试第三步：热线式空气流量传感器的单件测试北京联合大学机电学院 弋国鹏 60(四四)热膜式空气流量传感器热膜式空气流量传感器（MAFMAF）北京联合大学机电学院 弋国鹏 61热膜式空气流量计热膜式空气流量计北京联合大学机电学院 弋国鹏 62热膜式空气流量计热膜式空气流量计结构：结构：-热电阻热电阻-温度电阻温度

23、电阻-流量传感器流量传感器工作原理：保持空气流量计中热电阻的工作原理：保持空气流量计中热电阻的 温度恒定温度恒定。由于流经由于流经G70的空气流对热电阻冷却作用不同，因此保持热电阻温的空气流对热电阻冷却作用不同，因此保持热电阻温度恒定所需的电流不同。所以，保持热电阻温度恒定所需的电流值度恒定所需的电流不同。所以，保持热电阻温度恒定所需的电流值就是吸入空气量的对应值。另外，由于在温度不同时就是吸入空气量的对应值。另外，由于在温度不同时,气体的密度也气体的密度也不同，而且冷空气的冷却作用较强，需要空气温度作为修正系数。不同，而且冷空气的冷却作用较强，需要空气温度作为修正系数。北京联合大学机电学院

24、弋国鹏 63信号失效时，控制单元将根据发动机转速信信号失效时，控制单元将根据发动机转速信号、节气门开度信号、进气温度信号等计算号、节气门开度信号、进气温度信号等计算一个固定值来替代。一个固定值来替代。发动机控制单元利用该测量值计算喷发动机控制单元利用该测量值计算喷 油量、油量、点火时刻和废气再循环率。点火时刻和废气再循环率。信号作用：信号作用：信号中断的影响：信号中断的影响：空气流量计故障码：空气流量计故障码：16485/16486/16487不可靠信号、信号过小、信号过大不可靠信号、信号过小、信号过大北京联合大学机电学院 弋国鹏 64检查空气流量计检查空气流量计检查过程：检查过程：1.连接故

25、障诊断仪，读取测量数据。连接故障诊断仪，读取测量数据。（发动机热态，（发动机热态，冷却液温度不低于冷却液温度不低于80度）度）显示组显示组02，显示区，显示区04读取数据块002 屏幕显示 理论值 评价1发动机转速(怠速转速)700-820/min640-760/min2发动机负荷15-25%3喷油时间2.0-4.0ms4进气量 2.0-4.5g/s显示的是空气流量计测得的进气量小于小于2.0g/s：进气管与空气流量计间漏气严重，排除漏气。：进气管与空气流量计间漏气严重，排除漏气。大于大于4.5g/s：发动机有额外负荷，排除负荷（空调、助力转向）：发动机有额外负荷，排除负荷（空调、助力转向）已

26、挂档（自动变速箱），将变速杆置于已挂档（自动变速箱），将变速杆置于P或或N北京联合大学机电学院 弋国鹏 654、检查导线彼此间是否短路。、检查导线彼此间是否短路。如果还未达到规定值：如果还未达到规定值：2、检查空气流量计的供电、检查空气流量计的供电 （插头触点（插头触点2、4与发动机搭铁）。与发动机搭铁）。规定值：规定值：11-15V、4.5-5.5V3、检查空气流量计线束的信号线及、检查空气流量计线束的信号线及 地线（连接地线（连接VAG1598/31)是否断路是否断路 3+274+535+29 导线电阻导线电阻1.5欧姆欧姆北京联合大学机电学院 弋国鹏 66 附加：数字信号输出型热线式空气

27、流量传感器附加：数字信号输出型热线式空气流量传感器（MAFMAF）在有些车型上，如我国上海生产的通用别克轿在有些车型上，如我国上海生产的通用别克轿车，其空气流量传感器也属于热线或热模式，车，其空气流量传感器也属于热线或热模式，但在信号输出电路上增加了新的信号处理单元，但在信号输出电路上增加了新的信号处理单元，使传感器的输出信号不再是模拟信号，而转变使传感器的输出信号不再是模拟信号，而转变成数字信号。成数字信号。北京联合大学机电学院 弋国鹏 67 附加一、快速数字信号输出型热线式空气流量附加一、快速数字信号输出型热线式空气流量传感器（传感器（MAFMAF）的测试）的测试 第一步：传感器输出信号的

28、测试第一步：传感器输出信号的测试（1 1）测试所需仪器设备）测试所需仪器设备 由于该传感器输出信号的特点是随着进气量的由于该传感器输出信号的特点是随着进气量的增加，信号的频率相应的增加，所以对该传感增加，信号的频率相应的增加，所以对该传感器的测试可以使用汽车专用万用表或汽车专用器的测试可以使用汽车专用万用表或汽车专用示波器示波器 。（2 2）测试仪器的连接）测试仪器的连接 把万用表或示波器的负极检测探针连接到传感把万用表或示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁线、蓄电池的负极接线柱或发动机缸器的搭铁线、蓄电池的负极接线柱或发动机缸体上；把万用表或示波器的正极探针连接到传体上；把万用表或示波器的

29、正极探针连接到传感器通往发动机控制模块的信号输出线上。感器通往发动机控制模块的信号输出线上。北京联合大学机电学院 弋国鹏 68北京联合大学机电学院 弋国鹏 69（3 3）测试过程及结果分析）测试过程及结果分析 在不同的载荷和转速条件下，测试传感器的输在不同的载荷和转速条件下，测试传感器的输出信号的频率是否满足要求：即随着进气量的出信号的频率是否满足要求：即随着进气量的增加，传感器输出信号的频率也随之增加。增加，传感器输出信号的频率也随之增加。北京联合大学机电学院 弋国鹏 70北京联合大学机电学院 弋国鹏 71第二步：传感器与发动机控制模块第二步：传感器与发动机控制模块之间连接电路的测试之间连接

30、电路的测试北京联合大学机电学院 弋国鹏 72第三步：传感器的单件测试第三步：传感器的单件测试北京联合大学机电学院 弋国鹏 73 附件二、慢速数字信号输出型热线式空气流量附件二、慢速数字信号输出型热线式空气流量传感器（传感器（MAFMAF）的测试）的测试 第一步：传感器输出信号的测试第一步：传感器输出信号的测试（1 1）测试所需仪器设备）测试所需仪器设备 由于该传感器输出信号的特点是随着进气量的由于该传感器输出信号的特点是随着进气量的增加，信号的频率相应的增加，所以对该传感增加，信号的频率相应的增加，所以对该传感器的测试可以使用汽车专用万用表或汽车专用器的测试可以使用汽车专用万用表或汽车专用示波

31、器示波器 。（2 2）示波器的连接）示波器的连接 把万用表或示波器的负极检测探针连接到传感把万用表或示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁线、蓄电池的负极接线柱或发动机缸器的搭铁线、蓄电池的负极接线柱或发动机缸体上；把万用表或示波器的正极探针连接到传体上；把万用表或示波器的正极探针连接到传感器通往发动机控制模块的信号输出线上。感器通往发动机控制模块的信号输出线上。北京联合大学机电学院 弋国鹏 74（3 3）测试过程及结果分析）测试过程及结果分析 在不同的载荷和转速条件下，测试传感器的输在不同的载荷和转速条件下，测试传感器的输出信号的频率是否满足要求：即随着进气量的出信号的频率是否满足要求：即随着进气量的增加，传感器输出信号的频率也随之增加。增加，传感器输出信号的频率也随之增加。北京联合大学机电学院 弋国鹏 75北京联合大学机电学院 弋国鹏 76第二步：传感器与发动机控制模块第二步：传感器与发动机控制模块之间连接电路的测试之间连接电路的测试