b) 热线式空气流量计工作原理
如图5所示,在空气通道中放置热线电阻RH,由于其热量被空气吸收,热线本身变冷。热线周围通过的空气质量流量越大,被带走的热量也将增加。热线式空气流量计就是利用热线与空气之间这种热传递现象进行空气质量流量测量的。 其工作原理是将热线温度与吸入空气温度差保持在100 ℃,热线温度由混合集成电路控制,当空气质量流量增大时,由于空气带走的热量增多,为保持热线温度,混合集成电路使热线RH通过的电流增大,反之,则减少。这样,就使得通过热线RH的电流与空气质量流量成单一函数关系,亦即热线电流IH随空气质量流量增大而增大,随空气质量流量减小而减小。热线加热电流IH在50~120mA之间变化,热线加热电流的输出信号为电桥电路上的精密电阻RA上的电压降。为了减少电损耗,温度补偿电阻RK和电桥电阻RB的电阻值一般都较高,通过其上的电流仅为几毫安。
(3) 热膜式空气流量计
热膜式空气流量计的结构和工作原理与热线式空气流量计基本相同,如图6所示,只是将发热体由热线改为了热膜,热膜是由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成的。这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力,增加了发热体的强度,提高了空气流量计的可靠性。
(4) 卡门涡旋式空气流量计
这种传感器是基于卡门涡旋理论,利用超声波或光信号测量空气流量的。图7是光学检测方式;图8是超声波检测方式。所谓卡门涡旋,是在进气道中央设置一锥体状的涡旋发生器,当空气流过发生器时,其后方就会不断地产生一定规律的涡旋,测出涡旋的频率f值,即可感知空气流速v的大小。v=5df (d为涡旋发生器的直径),再将空气通道的有效截面积与空气流速v相乘,就可感知道空气的体积流量 。
光学检测式空气流量计是将涡旋发生器两侧的压力变化,通过导压孔引向薄金属制成的反光镜表面,使反光镜产生震动,反光镜震动时将发光管投射的光反射给光电管,对反光信号进行检测,即可求得涡旋频率f。
超声波检测式空气流量计是在空气流动的垂直方向安装一个超声波发生器,当超声波垂直穿越涡旋气流时,由于涡旋造成的空气密度变化的影响,致使到达对面接收器的超声波的时间会发生变化,利用这一变化即可求出涡旋的频率。
3、空气流量计的维护与检修
(1) 空气流量计的日常维护
尽管空气流量计属于精密电控元件范畴,但只要确保在清洁的环境下工作,一般情况
下均不会发生故障。因此,日常的维护保养十分重要,除经常维护进气系统清洁外,还必须经常检查进气管是否破裂、漏气,空气滤清器是否堵塞、损坏,经常清洗和按规定更换空气滤清器滤芯。在清洗车辆时,对精密电控元件要注意保护,尤其要注意防潮以免电控部分腐蚀、短路,如被水湿,要立即吹干。