空氣流量計的工作原理
·空氣供給系統組成:空氣計量裝置(空氣流量計或進氣壓力傳感器)、怠速控制閥、補充空氣閥、慣性增壓進氣系統、節氣門位置傳感器、進氣溫度傳感器等(后兩個傳感器在下講介紹)
·空氣供給系統功用:供給與發動機負荷相適應的清潔空氣,直接和間接計量空氣質量,與噴油器噴出的汽油形成最佳混合氣。
·較早期空氣供給系統(L-Jetronic系統)
·現在用空氣供給系統(D-Jetronic系統)
1.翼片式空氣流量計
(1)主要件功能
·緩沖片:緩沖室內空氣對緩沖片的阻尼作用,使翼片轉動平穩
·旁通空氣調節螺釘:調節怠速時旁通空氣量的大小,從而調節怠速混合氣的成分
·電位計:將翼片轉動的角度轉換為電信號
(2)工作原理
·翼片全關時,沒有進氣量,產生電壓信號最強
·翼片打開時,進氣量由小變大,產生電壓信號有強變弱
·翼片全開時,進氣量最大,產生電壓信號最弱
(3)控制電路
·下圖為早期凌志ES300發動機翼片式空氣流量計,集成有三個元件
·空氣流量計:VC(電源)、VS(空氣流量信號)、E2(接地)
·進氣溫度傳感器:THA(溫度信號)、E1(接地)
·燃油泵開關
| 2.卡門漩渦式空氣流量計 (1)光電式 1)結構與原理 ·卡門漩渦原理:流體流過渦流發生體時,流體會產生系列漩渦,且漩渦頻率與流體流速成正比。 ·光電式傳感器:由發光二極管、振動反光鏡、光敏三極管組成。漩渦頻率通過壓力孔使振動反光鏡振動,光敏三極管接受因振動產生變化的光能,轉化為脈沖電壓信號,該脈沖信號與漩渦頻率成正比 |
| 2)控制電路 ·圖中某款車型卡門漩渦式空氣流量計,集成有二個元件 ·空氣流量計:V1(電源)、V2(空氣流量信號)、E(接地) ·進氣溫度傳感器:ATS(溫度信號)、E1(接地)
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| (2)超聲波式(視頻) 1)結構與原理 ·卡門漩渦原理:同上述 ·超聲波式傳感器:由超聲波發射器、超聲波接受器組成。漩渦頻率使超聲波發射器產生的超聲波發生變化,超聲波接受器接受該超聲波轉化為脈沖電壓信號,該脈沖信號與漩渦頻率成正比 |
| 2)流量計接口 ·圖中卡門漩渦式空氣流量計集成有三個元件 ·空氣流量計 ·進氣溫度傳感器 ·大氣壓力傳感器 |
| 3.熱線式空氣流量計 (1)組成 ·一般還帶有自潔電路:熄火后自動加熱帕絲1000°C維持1s,燒掉帕絲上的灰塵 |
| (2)工作原理(視頻) ·控制電路自動控制電橋平衡 ·當進氣量越大,因進氣的散熱使帕熱絲電阻減小,電橋平衡受到破壞。控制電路自動增大電流,增大帕熱絲電阻使電橋重新恢復平衡。因電路中電流的增大,使精密電阻的電位增大。該電位與進氣量成正比,作為進氣量信號電壓傳輸給發動機ECU |
(3)控制電路 ·下圖為凌志LS400發動機熱線式空氣流量計原車電路圖 ·空氣流量計:VG(空氣流量信號)、EVG(接地)
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| 4.熱膜式空氣流量計 (1)組成及原理 ·工作原理:與熱線式相同 ·熱膜:帕金屬片固定在樹脂薄膜上。優點是提高可靠性和耐用性,不粘附灰塵 |
| (2)控制電路 ·圖為桑塔納2000AJR發動機熱膜式空氣流量計原車電路圖 ·空氣流量計:端子2(電源12V)、端子4(參考電壓5V)、端子5和3(空氣流量信號與接地) |
·(視頻)
·進氣歧管壓力越高(真空度越低)→硅膜片變形越大→應變電阻變化越大→電信號放大輸出給發動機ECU
(3)控制電路
·圖為皇冠3.0轎車2JZ-GE發動機進氣壓力傳感器電路圖
·進氣壓力傳感器:端子VCC(電源5V)、端子PIM(進氣壓力信號電壓)、端子E2(傳感器接地)
2.真空膜盒型
(1)結構
·歧管真空度低
(2)工作原理
·電感式傳感器(線性變化壓差變壓器):進氣歧管壓力變化→鐵芯移動→輸出信號電壓變化→輸送給發動機ECU
·(視頻)
1)特點
·怠速時,節氣門完全關閉,怠速進氣量由怠速控制閥控制的旁通空氣道提供
2)怠速控制閥的類型
·步進電機型
·旋轉電磁閥型
·占空比控制電磁閥型
·開關控制電磁閥型
(2)節氣門直動式
·怠速進氣量由節氣門較小的開度提供,不設旁通空氣道。節氣門在怠速狀態的開度大小由發動機ECU通過怠速電機控制
2.步進電機型怠速控制閥
(1)組成
(2)步進工作原理
·定子相線按1-2-3-4順序搭鐵,定子N極逆時針移動,轉子逆時針步進
·定子相線按1-4-3-2順序搭鐵,定子N極順時針移動,轉子順時針步進
·轉子轉動一圈分為4個步級進行,每級步進90°
(3)工作過程(視頻)
·轉子八對磁極
·定子A、B各16個爪極,定子線圈A的兩組線圈與定子線圈B的兩組線圈反極性,定子共分為32個磁極爪
·步進一個爪極轉角11.25°,步進32步轉子轉一圈,豐田車系步進電機0~125步
(4)定子繞組控制電路
·定子輸入脈沖:
(5)步進電機怠速控制閥控制電路
3.占空比控制電磁閥型
(1)工作原理(視頻)
·是一個比例電磁閥:占空比大,驅動電流大,電磁吸力大,怠速控制閥開度大
(2)占空比控制電磁閥型怠速控制閥控制電路
·(視頻)
·提高冷起動怠速,加快暖機預熱過程,增加暖機過程中所需的空氣量,也稱高怠速控制
·發動機完成暖機后,通過輔助空氣閥的空氣被自動切斷,恢復正常怠速
·現代發動機集中管理系統,高怠速控制由怠速控制閥完成
2.石臘式補充空氣閥
(1)怠速狀態
(2)熱起后狀態
·當冷卻液溫度>80℃時,閥門完全關閉
3.雙金屬片式補充空氣閥(視頻)
(1)怠速狀態
·雙金屬片的動作由加熱線圈通電時間或發動機水溫決定
·當水溫<-20℃時,閥門全開
·當水溫>60℃時,閥門全閉
(2)熱起后狀態
·(視頻)
·功用:利用進氣氣流慣性所形成的壓力波來提高充氣效率
2.控制電路及工作過程(視頻)
(1)發動機中低速時:ECU控制VSV斷電關閉,IACV關閉,脈動壓力波傳遞長度增大,形成低速慣性增壓效果
(2)發動機高速時:ECU控制VSV通電打開, IACV打開,脈動壓力波傳遞長度縮短,形成高速慣性增壓效果
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