楊 勇

中圖分類號:TM93文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1120011-01

一、空氣流量計基本結(jié)構(gòu)及性能特點

空氣計量傳感器按測量空氣流量的方法可以分為兩種:一是直接測量方法傳感器——空氣流量計。二是間接測量方法傳感器——進(jìn)氣歧管壓力傳感器。

直接測量方法傳感器按其測量信號轉(zhuǎn)化形式不同又可分為三種。

1.機(jī)械式空氣流量計,即可動葉片式空氣流量計。其特點是將燃油泵控制開關(guān)、空氣溫度傳感器、CO調(diào)節(jié)器及空氣流量計等功能融為一體,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,但精度較高。不過由于葉片具有彈簧阻力增加了進(jìn)氣阻力,使它對發(fā)動機(jī)在急加速時的響應(yīng)不夠理想,故現(xiàn)在很少使用。

2.卡爾曼渦流式空氣流量計。它是通過采集渦流頻率完成空氣流速測量,主要是通過光電(如豐田車型)和超聲波采集(如韓國現(xiàn)代、日本三菱等)進(jìn)氣渦流,具有進(jìn)氣阻力小、計量準(zhǔn)確的特點,但因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不耐振動且造價高,現(xiàn)已逐步被熱線式空氣流量計取代。

3.熱線式空氣流量計。熱線式空氣流量計按其熱線形又分為三種:

(1)熱絲式——將加熱絲均勻分布在計量通道內(nèi)。熱絲式空氣流量計精度高、分布均勻,可精確計量空氣量,但由于熱絲很細(xì)(0.01～0.05mm)且暴露在空氣中,在空氣高速流動時,空氣中的沙粒很容易擊斷熱絲。

(2)熱膜式——將加熱絲印刷在一塊線路板上,并將線路板固定在空氣通道中間。由于熱絲被固定且受到保護(hù)膜的保護(hù),壽命提高,但由于保護(hù)膜熱傳導(dǎo)較差,影響計量精度。

(3)熱阻式——將加熱絲繞成線圈形式固定在石英玻璃管內(nèi)或暴露在空氣通道內(nèi)。由于熱阻式空氣流量計熱絲被固定,故熱線壽命延長,但由于熱阻面積很小,只能部分采空氣流量,要求空氣通道內(nèi)空氣流速均勻,所以常在進(jìn)氣側(cè)安裝梳流格柵。

二、空氣流量計常見故障分析

(一)葉片式空氣流量計故障分析

1.空氣流量計與節(jié)氣門體連接膠管不密封故障。葉片式空氣流量計集燃油泵開關(guān)、空氣溫度傳感器和C0調(diào)節(jié)等功用于一體,所以空氣流量計與節(jié)氣門體連接用膠管的良好密封是保證正確計算進(jìn)氣量工作的必要條件,一旦膠管密封不嚴(yán)或損壞,常會造成以下故障。發(fā)動機(jī)冷啟動能著車,熱機(jī)后怠速熄火;發(fā)動機(jī)熱啟動著車后,怠速迅速熄火;發(fā)動機(jī)啟動著車,怠速抖動,掛擋時熄火(自動變速器);發(fā)動機(jī)怠速正常(經(jīng)調(diào)CO裝置),加速時混合氣過稀產(chǎn)生回火。

2.葉片式空氣流量計斷線故障。葉片式空氣流量計斷線后,發(fā)動機(jī)一般存有故障碼,內(nèi)容多為下列幾種:

(1)地線斷路。由于地線斷路,造成空氣流量計輸出電壓保持在最高,空氣溫度傳感器也保持在輸出電壓最高,電腦供油過量,CO排放超標(biāo),發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時冒黑煙。(2)供電火線斷路。由于供電火線斷路,空氣流量計始終保持輸出電壓最低,發(fā)動機(jī)怠速可以運轉(zhuǎn),最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速低于2500r/min,加速無力。(3)參考電壓線斷路。由于參考電壓線斷路,使空氣流量計輸出電壓偏高,發(fā)動機(jī)排放C0嚴(yán)重超標(biāo)。(4)燃油泵開關(guān)損壞或開路。發(fā)動機(jī)啟動時燃油泵供油,啟動后,燃油泵繼電器不工作,發(fā)動機(jī)熄火。

3.葉片式空氣流量計調(diào)整故障。葉片式空氣流量計應(yīng)保持葉片及滑道的清潔。在調(diào)整時,通過調(diào)節(jié)空氣旁通道的開度即可調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)CO排放當(dāng)確認(rèn)進(jìn)氣無漏氣及葉片無卡滯現(xiàn)象時,調(diào)節(jié)CO以滿足怠速尾氣排放要求。

(二)卡爾曼渦流式空氣流量計故障分析

卡爾曼渦流式空氣流量計是將經(jīng)過傳感器上端集成電路處理后的信號傳送給電腦,一般是以頻率輸出,故測量輸出電壓一般為2.2-2.8V。當(dāng)空氣流量變化時,電壓始終不變,而輸出的脈沖頻率發(fā)生變化,因此不能根據(jù)測量電壓高低確定流量變化。

此種空氣流量計一般應(yīng)注意以下兩項的檢查。

1.檢查線路電壓——I供電電壓4.5-5.5V,信號電壓2.2-2.8V,空氣溫度傳感器開路時5V,短路時0.1V。

2.檢查進(jìn)氣通道清潔及梳流格柵清潔性?？諝馔ǖ兰笆崃鞲駯挪磺鍧崒⒅苯佑绊懣諝饬鲃拥钠椒€(wěn)性,特別是在發(fā)動機(jī)高速運轉(zhuǎn)時,這些污染將造成空氣產(chǎn)生振動而被記作流量信號,從而影響空氣流量計精度。

(三)熱線式空氣流量計故障分析

熱線式空氣流量計計量方式主要以空氣質(zhì)量為主,一般不受進(jìn)氣溫度影響。另外,由于它在開機(jī)和關(guān)機(jī)時需要自清潔,供電電壓一般為12V,信號參考電壓為5V,輸出信號電壓為0V,3V,4V,5V。

由于現(xiàn)代電控發(fā)動機(jī)ECU具備自學(xué)習(xí)和記憶功能,能對空氣流量計的污染情況進(jìn)行記憶修正(用輸入值反饋信號修正)。因此在對系統(tǒng)進(jìn)行檢測時,要注意檢查空氣流量數(shù)據(jù)變化情況,因為進(jìn)氣道漏氣及節(jié)氣門臟污將造成空氣流量計數(shù)據(jù)失準(zhǔn),時常也會記憶故障碼,所以不能簡1{單憑故障碼判斷空氣流量計是否損壞。

1.節(jié)氣門過臟,氣缸及氣門嚴(yán)重積I炭造成發(fā)動機(jī)ECU記憶空氣流量計故障I及氧傳感器故障,這個故障在大眾系列I車系較多(捷達(dá)、桑塔納和奧迪等)。

之所以這樣,是因為節(jié)氣門過臟后I直接影響了進(jìn)氣通道的截面積,從而使I進(jìn)氣量減少。為了穩(wěn)定發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速,L電腦只能將電動節(jié)氣門開度調(diào)大,以滿足發(fā)動機(jī)怠速工況下對空氣量的需求。電腦一方面接收來自空氣流量計的進(jìn)氣量信號,一方面通過節(jié)氣門開度與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來判斷空氣流量計準(zhǔn)確程度,當(dāng)2個計算差值超過預(yù)設(shè)值時,判斷為流量計失準(zhǔn),便報空氣流量計超值。當(dāng)節(jié)氣門嚴(yán)重污染時,節(jié)氣門勢必開得更大,但此時的實際進(jìn)氣量并未增加,故節(jié)氣門位置傳感器信號值會高于空氣流量計信號值。而同時電腦也會修正空氣流量計差值,但隨著時間的延續(xù),當(dāng)修正值超過電腦預(yù)設(shè)值時,將報流量計失準(zhǔn)故障。因此,應(yīng)適時清潔節(jié)氣門體,以保證空氣流量計的準(zhǔn)確性。

在車輛發(fā)生此類故障后,不要急于更換空氣流量計,應(yīng)首先對進(jìn)氣道、節(jié)氣門、氣缸和氣門進(jìn)行免拆清潔,然后再用專用設(shè)備清除電腦中的故障記憶(故障碼和運行數(shù)據(jù)記錄),并重新運行車輛進(jìn)行初步設(shè)定,故障一般便可排除。

2.空氣流量計進(jìn)氣梳流格柵故障。很多維修人員一般認(rèn)為熱線式空氣流量計有了自潔功能后,熱線部分便不易被污染,應(yīng)該說這個觀點是不對的。原因在于,曲軸箱蒸氣及空氣濾芯若過臟,空氣流量計格柵也易受到污染。由于熱阻式空氣流量計是取中間部分空氣進(jìn)行采樣計算,所以就要求進(jìn)入空氣流量計通道內(nèi)空氣須均勻。而當(dāng)格柵過臟時,因空氣在高速流動時產(chǎn)生擾流,空氣不能被準(zhǔn)確計量,從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)加速時混合空氣過稀產(chǎn)生回火現(xiàn)象。這種情況下就需要正確清潔空氣流量計格柵。

總之,當(dāng)電腦報空氣流量計故障后,不能單一用更換的方法進(jìn)行簡單處理。要進(jìn)行分析,找出影響空氣流量計失準(zhǔn)的原因,才能徹底解決故障,否則故障還會再次發(fā)生,造成返修事故。