热膜电阻通电后产生热量,气流通过热膜电阻时,热膜电阻的热量被冷却,控制热膜电阻上的电流,可以保持热膜电阻上的温,度恒定。这样控制电流与进气量有着相应的比例关系,即气流可以改变空气流量计的输出电压,信号电压输入电控单元ECU后,ECU便可根据信号电压的高低计算空气流量的大小。热膜式空气流量计输出信号在0-5V间变化。桑塔纳3000型使用的空气流量计即为热膜式空气流量计,桑塔纳3000电路空气流量计接线图和插头端子如图4所示。
(4)热阻式—将加热丝绕成线圈形式固定在石英玻璃管内或暴露在空气通道内。由于热阻式空气流量计热丝被固定,故热线寿命延长,但由于热阻面积很小,只能部分采空气流量,要求空气通道内空气流速均匀,所以常在进气侧安装梳流格栅。
热丝式、热膜式与热阻式空气流量传感器的响应速度很快,能在几毫秒时间内反映出空气流量的变化,因此其测量精度不会受到进气气流脉动的影响(气流脉动在发动机大负荷、低转速运转时最为明显),此外还具有进气阻力小、无磨损部件等优点。热膜式传感器热膜的面积远比热线大,并与热电阻制作在一起,因此不会因沾染污物而影响测量精度。
由于热膜式和热阻式空气流量计均是部分采集空气计量空气量,故精度较热丝式较差。另外,热丝式、热膜式和热阻式空气流量计还都易受空气中水分及灰尘的污染,所以在控制电路上都做了专门的设计,每次打开点火开关或关闭点火开关后,流量计中的热丝会由电路提供瞬时大电流加热,使热丝瞬间产生高温(700-1000℃),烧掉污染在热丝、热膜或热阻表面的杂质,保持空气流量计测量精度。
2.数字信号型空气流量计原理及检测
1)卡门旋涡空气流量计分为2种,一种为光电式,一种为超声波式。它是通过采集涡流频率完成空气流速测量,主要是通过光电(如丰田车型)和超声波采集(如韩国现代、日本三菱等)进气涡流,具有进气阻力小、计量准确的特点,但因其结构复杂、不耐振动且造价高,现已逐步被热线式空气流量计取代。
光电式是指在产生卡门旋涡的过程中,旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化,通过导孔作用在金属箔上,从而使其振动,发光二极管的光照在振动的金属箔上时,光敏三极管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光,其输出经解调得到代表空气流量的频率信号。
超声波式是指卡门涡流发生器下游管路两侧相对安装超声波发射探头和接收探头。因卡门涡流对空气密度的影响,就会使超声波从发射探头到接收探头的时间较无旋涡变晚而产生相位差。对此相位信号进行处理,就可得到旋涡脉冲信号。