(2)涡流式空气流量传感器的分类及其优缺点
1)涡流式空气流量传感器的分类与应用:根据检测漩涡频率的方式不同,可分为光电检测式和超声波检测式两种。采用光电检测式的有凌志LS400、皇冠3.0轿车等;采用超声波检测式的有现代Hyundai、三菱Mitsubishi吉普车和长风猎豹Cheetah吉普车等。
2)涡流式空气流量传感器的优缺点。
涡流式空气流量传感器的优点:
①其输出信号是与漩涡频率相对应的脉冲数字信号,其响应是所有空气流量传感器中最快的一种,几乎能同步反映空气流速的变化,因此检测精度高。
②无运动部件,进气阻力小,且无磨损、使用寿命长。
涡流式空气流量传感器的缺点:
①其检测的流量为体积流量,需要对空气温度和大气压力进行修正。
②制造成本高,因此,只适用于少数中高档轿车采用。
(3)光电检测涡流式空气流量传感器的结构原理
1)传感器的检测原理:当发动机的进气空气流流过涡流发生器时,发生器两测便会交替的产生漩涡,且进气量越大,漩涡的数量就越多,因此涡流压力变化的频率就越高。
光电检测涡流式流量传感器检测原理如图10所示。
①光电检测涡流式流量传感器把涡流发生器7两测的压力变化,通过导压孔6引向薄金属制成的反光镜3表面,使反光镜3连同张紧1和板簧4一起产生振动。
②振动的反光镜3又将发出二极管(LED),投射的光反射到光敏晶体管2上。由于光敏晶体管2受到光的照射时导通,而无光照射时截止,因些它导通与截止的频率与漩涡流频率成正比。
③光敏品体管2的频率电信号通过信号处理电路转换成方波信号后输入
ECU,
ECU便可计算出涡流频率和进气流量的大小。
2)检测试验数据:利用发动机故障诊断测试系统在皇冠3.0轿车上实测光电检测涡流式流量传感器的输出信号,见表3。
表3中数据表明:当发动机的转速越高,则气缸吸入的进气量越大,进气涡流中漩涡的数量就越多,因此涡流所产生的信号频率也就越高。
ECU根据涡流的频率,即可计算出发动机进气气流的流速和流量。
3)传感器的结构特点:光电检测涡流式流量传感器由涡流发生器8、发光二极管(LED) 1、光敏晶体管6、反光镜2、张紧带3、集成控制电路和进气温度传感器4等组成。
光电检测涡流式流量传感器的结构,如图11所示。
光电检测涡流式流量传感器的内部结构如图12所示。
①传感器的入口设有蜂窝状的整流网棚9,以形成稳定的气流。
②反光镜2采用反光能力较强的金属箔片制成,并用细薄的张紧带3张紧在导压腔的外表面上;镜面上部设有一只发光二极管(LED)1和一只光敏晶体管6,二极管发出的光通过反光镜反射到光敏晶体管上,使其导通,从而完成涡流频率检测。
①涡流发生器1的形状如剖面A----A所示,其前面为三角形,中间为稳流槽,后面呈梯形。试验证明:只要满足比值h/l=0.281的条件,无论涡流发生器是何种形状,均能产生稳定的卡尔曼漩涡。
②在涡流发生器的上部开有一个稳流槽和两个导压孔2,如剖面A----A和B----B所示。稳流槽的作用是使其下游产生稳定的涡流,导压孔则将发生器两测的压力引导到导压腔9中。
涡流发生器1用合成树脂与厚膜集成电路(IC)5封装成一体,集成电路(IC)的作用是将频率的模拟信号转换成数字信号后输给
ECU,为了避免环境温度变化带来检测误差,故采用进气温度传感器进行修正。
4)光电检测涡流式空气流量传感器的检测:图13所示为丰田
雷克萨斯LS400空气流量传感器的电路及其插座的端子。
①电阻和电压检测:电阻和电压检测如图13所示。
②输出信号波形检测:输出信号的波形如图14所示。
a.电阻检测:用万用表测量端子THA和E2之间的电阻,就能符合表4之标准规定,否则应更换空气流量传感器。
b.电压检测:用万用表测量端子THA和E2之间的电压,应能符合表4之标准规定,否则应更换空气流量传感器。
(4)超声波检测涡流式空气流量传感器的结构原理
1)超声波检测涡流式空气流量传感器的结构特点:超声波检测涡流式流量传感器如图15所示。它由三角形柱体3、超声波发生器6、超声波接收器10、集成控制电路2、进气温度传感器9和大气压力传感器1等组成。主空气道7下面的旁通空气道8的功能是调节主空气道的空气流量,以使同一种流量传感器可用于不同排量的发动机。
2)传感器的检测原理:超声波检测涡流式流量传感器原理电路如图16所示。空气流量传感器(AFS)由中间纵向的涡流发生器2、整流网栅1、横向的超声波发生器4、超声波接收器5以及信号处理电路6组成。信号处理电路6的功能是对信号进行整形处理,形成
ECU可以接收的二进制方波信号。
ECU根据漩涡的频率就可以计算出发动机进气气流的流速和进气量。
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