任务一  空气流量传感器

汽车传感器是汽车计算机系统的关键组成部分，它们通过收集、转换和传输数据，帮助ECU对发动机和车辆的各种工况进行实时控制，从而提高车辆的燃油效率、安全性、驾驶辅助和乘坐舒适性。随着汽车技术的不断发展，传感器的应用将更加广泛和深入。

任务引入

一辆别克威朗轿车，车辆出现发动机加速不畅，动力不足和怠速不稳，甚至熄火等现象，疑似该车空气流量传感器出现故障。针对该故障，请你结合相关知识完成本项检修任务。

一、空气流量传感器的类型、作用

空气供给系统主要由空气滤清器、进气歧管压力传感器或空气流量传感器、节气门、节气门位置传感器、进气总管、进气歧管等组成，主要作用是为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量。其中空气流量传感器，也称空气流量计，如图2-1所示，其通常安装在空气滤清器和节气门之间的进气管上，是电喷发动机的重要传感器之一。它通过将吸入的空气流量转换成电信号并送至ECU，ECU根据传入的电信号，依据程序和存储的数据进行运算，最终决定喷油器将要喷射的油量，从而调节混合气当中空气和汽油的比例。空气流量传感器作为决定喷油的基本信号之一，是测定吸入发动机的空气流量的传感器。电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种类型，常见的空气流量传感器按其结构可分为叶片（翼板）式、量芯式、热线式、热膜式、卡门涡旋式。空气供给系统按进气测量方式不同可分为L型和D型。L形：用空气流量传感器检测进气量；D形：用进气歧管绝对压力传感器检测进气量。

图2-1  空气流量传感器

二、空气流量传感器的工作原理

（一）压力型（D形）进气压力传感器（MAP）

MAP进气压力传感器可以根据压力传感器测量的进气歧管内的绝对压力，结合发动机转速，推算出进气流量，从而确定燃油喷射量。

特点：采用间接测量方式的汽油喷射系统结构简单，进气阻力小，但测量精度低，受外界条件影响大，需要对大气压力和进气温度进行修正。

（二）流量型（L形）空气流量传感器（MAF）

MAF空气流量传感器的工作原理是在惠斯通电桥电路中设置一个热线，空气流过时会带走热线的热量，热线冷却后温度和电阻会随之下降，从而导致电桥电路中的电压发生变化，为了维持热线温度与空气温度之间的温差，就必须给热线通过一定量的电流，该电流与通过空气流量计的空气质量及流量存在一定的比例关系，检测出该电流就可检测出此时通过空气流量计的空气质量流量的大小。空气流量传感器可分为热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器，两者工作原理相同。

特点：测量精度高，反应速度快。无须进行大气压力和温度修正。

热膜式空气流量计（见图2-2），将热线、温度补偿电阻和精密电阻用薄膜工艺镀在一块陶瓷上，其结构简单，抗污能力强，成本低廉，应用比较广泛。

图2-2  热膜式空气流量计

热线式空气流量计（见图2-3）的进气道内有取样管，取样管上装有一根极细的铂丝热线。空气流经过采样管时，热线被冷却，其电阻值也随之减小，使电压产生变化，该电压信号传递给ECU，用来表示通过进气道的空气量。

图2-3  热线式空气流量计

（三）热线式空气流量计的常见故障

以别克威朗L3G型为例，其热线式空气流量计常见的故障分为3种。

热线污染。热线散热下降，导致空气流量计信号电压下降，会使喷油器喷油量减小，从而使发动机怠速不稳、动力不足。

热丝断路。传感器无信号输出，会导致发动机怠速不稳易熄火。

温度补偿电阻接触不良。空气流量计信号电压不准确，使发动机油耗过高或运转不正常。

三、测量范围及精度要求

当规定发动机所吸入的空气、混合气的空燃比（A/F）的控制精度为±1.0时，系统的允许误差为±6%～7%，将此允许误差分配至系统的各构成部件上时，空气流量传感器所允许的误差为±2%～3%。汽油发动机所吸进空气流量的最大值与最小值之比（max/min）在自然进气系统中为40～50，在带增压的系统中为60～70，在此范围内的，空气流量传感器应能保持±2%～3%的测量精度。

四、热线式空气流量计的注意事项

（一）安装与使用前的准备工作

在安装和使用热线式空气流量计之前，需要做好以下准备工作。

1．检查设备完整性

确认空气流量计及其配件完整无缺，所有必需的连接件、线缆等都齐全。

2．阅读操作手册

仔细阅读并理解流量计的操作手册，包括热线式空气流量计的工作原理、功能特性及操作方法。

3．准备安装工具

准备所需的安装工具，确保在安装过程中能顺利完成各项操作。

（二）流量计的正确使用与维护

为确保热线式空气流量计的准确性和稳定性，需要正确使用并定期维护。

1．正确安装

按照操作手册的指示正确安装流量计，避免安装位置不当或安装松动导致测量误差。

2．避免干扰

避免流量计附近存在可能影响其测量精度的电磁干扰或热源。

3．定期清洁

定期清洁流量计的探头和外壳，确保其表面无灰尘、油污等污染物。

（三）注意事项与安全规范

在使用热线式空气流量计时，需要注意以下事项并遵守安全规范。

1．防止过载

避免空气流量超过流量计的测量范围，以防止过载损坏。

2．避免振动

尽量将流量计安装在振动较小的位置，以减少振动对测量精度的影响。

3．安全操作

在操作过程中，确保电源已关闭，并遵循相关的安全操作规程。

（四）流量计的校准与检测方法

为保证热线式空气流量计的测量精度，需要定期进行校准和检测。

1．校准方法

按照操作手册的指示进行校准，通常包括零点校准和量程校准。

2．周期检测

根据使用频率和环境条件，设定合理的检测周期，如每季度或每年检测一次。

（五）常见问题诊断及解决措施

当热线式空气流量计出现故障或测量不准确时，需要进行问题诊断并采取相应措施。

1．无信号输出

检查电源和连接线是否完好，确保传感器探头无损坏。

2．测量误差大

检查流量计的安装位置和周围环境是否存在干扰因素，重新进行校准。

（六）数据分析与处理流程

对热线式空气流量计的数据进行分析和处理，有助于了解空气流量的变化趋势和异常情况。

1．数据采集

定期记录流量计的测量数据，确保数据的准确性和完整性。

2．数据分析

利用数据分析工具对采集到的数据进行处理和分析，识别异常值和趋势。

（七）设备保养与更换建议

为保证热线式空气流量计的长期稳定运行，需要定期保养并根据情况考虑更换。

1．定期保养

按照操作手册的指示进行定期保养，包括清洁、润滑等。

2．更换建议

当流量计出现严重故障或测量精度无法满足要求时，应考虑更换新的流量计。

（八）应对突发状况的措施

在使用热线式空气流量计时，可能会遇到一些突发状况，需要采取相应的应对措施。

1．电源故障

电源故障时应立即关闭流量计并检查电源线路，确保安全后重新通电。

2．数据异常

当发现数据异常时，应暂停使用流量计并进行检查，确认问题原因后再进行相应处理。

综上所述，正确安装和使用热线式空气流量计、定期进行校准和维护、注意安全和规范的操作及正确处理突发状况，都是确保流量计准确测量和稳定运行的关键。

五、任务实施

（一）实施方案

1．作业准备

使用万用表时，不要将红黑表笔接反。

设备器材：热线式空气流量传感器、常用工具（一套）、万用表。

耗材：干净抹布。

2．学生分组

以6～8人为一组，选出组长并进行任务分配，填入表2-1中。

表2-1　小组概况及分工情况表

（二）操作步骤

空气流量传感器的检测步骤见表2-2。

表2-2  空气流量传感器的检测步骤

请结合检测结果，将对故障的判断填入表2-3中。

表2-3　故障判断表

（三）任务评价（每组一份）

将小组成员评价分数填入表2-4中。

表2-4　任务评价表