汽车进气系统各传感器的原理和结构经典课件
一、卡门涡流空气流量传感器
空气流量传感器用于流量型汽油喷射系统，它的作用是将单位时间内吸入气缸的空气量转换成电信号送至ECU，作为决定喷油量和点火正时的基本信号之一。按其结构形式和进气量的检测原理可以分为以下四种：翼板式空气流量传感器、卡门涡旋式空气流量传感器、量芯式空气流量计、热线式空气流量传感器、热膜式空气流量传感器。
卡门涡流空气流量计：分为反光镜式和超声波式
1、反光镜式空气流量传感器
（1）结构
反光镜式空气流量计
反光镜式空气流量传感器通常与空气滤清器外壳安装成一体，其结构如上图所示。在进气管道中间设有流线型或三角形的涡旋发生器，当空气流经涡流发生器时，在其后部的气流中会不断产生不对称却十分规则的被称为卡门涡流的空气涡流。根据卡门涡流理论，这个旋涡行列是紊乱的依次沿气流流动方向移动，其移动的速度与空气流速成正比，即在单位时间内通过涡流发生器后方某点的涡流
数量与空气流速成正比。因此，通过测量单位时间内涡流的数量就可计算出空气流速，再将空气通道的有效截面与空气流速相乘，就可以知道吸入空气的量。（2）工作原理
汽车的传感器
（反光镜检测式）工作原理
测量单位时间内旋涡数量的方法有反光镜检测式和超声波检测两种。如图所示是反光镜检测式卡门涡旋式空气流量传感器的工作原理图，其内只有一只发光二极管和一只光电晶体管。发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光电晶体管上，使光电晶体管导通，输出电流信号，再转换成电压信号。反光镜安装在一个很薄的金属上。涡旋发生器由于发生旋涡而产生的压力变化通过压力导向孔导至金属上，在进气气流旋涡的压力作用下金属震动，其振动频率与单位时间内产生的旋涡数量相同。由于反光镜随一同振动，因此被反射的光束也以相同的频率变化，致使光电晶体管也随光束以同样的频率导通、截止。进气流速越大，涡旋强度也越大，光敏电压信号的频率夜高，反之频率低。ECU根据所接收的电压信号的频率低来判断进气流量的大小，然后再向喷油器发出喷油指令。
（3）传感器的测试
以丰田凌志LS400轿车1UZ-FE发动机用反光镜检出式空气流量传感器为例。
该传感器与ECU的连接电路
菱志LS400 反光镜式空气流量传感器与ECU的连接电路图
1）传感器电阻检测
点火开关置“OFF”，拔下空气流量传感器的导线连接器，用万用表电阻档测量传感器上“THA”与“E2”端子之间的电阻，其标准值如表所示。如果电阻值不符合标准值，则更换空气流量传感器。
2）空气流量传感器的电压检测
插好此空气流量传感器导线连接器，用万用表电压档检测发动机ECU端子THA-E2、KS-E1、VC-E1间的电压，其标准电压值见表所示。若电压不符合要求，则应检查传感器与ECU间的线路连接情况。如果
线束连接良好，则应拔下传感器连接器插头并使点火开关位于”ON“，检查线束侧接头VC与E1和信号输入端子KS 与E1间的电压，如果电压都为4.5V-5.5V之间，说明ECU工作正常，应更换空气流
量传感器；如果电压不在规定范围内，说明ECU存在故障，应更换ECU。VC与E1和信号KS与E1间电压检查，如图所示。
3）流量计的检测
①用电压表测量
VC—5V
KS—KEY-ON：5V
怠速KS：2—3V
加速稍有变化
THA—20℃（2—3V）
②测频率
KEY—ON    零HZ
怠速  50—60HZ
加速频率增高
低于50HZ，造成混合气稀，检查导压孔是否堵塞，否则更换。
高于60HZ（实测100HZ），会造成混合气浓，应更换流量计。
故障举例：凌志400行驶了13万Km，行使途中出现急加速失灵，行驶无力，车速只能维持在60km/h左右，发动机故障灯亮起。
故障排除：此车采用卡门蜗旋式反光镜式空气流量传感器。调取故障码，显示空气流量传感器故障。拔下空气流量传感器插头，打开点火开关，测量线路均正常。重新启动发动机，发现信号线没有输出电压，
故怀疑空气流量传感器损坏。更换新的空气流量传感器后故障排除。
2 超声波式空气流量计
（超声波检测式）工作原理
（1）如图所示，超声波检测方式的工作原理是利用卡门涡旋引起的空气密度变化进行测量。空气流动方向的垂直方向安装超声波信号发生器，在其对面安装超声波接收器。从信号发生器发出的超声波因受
卡门涡旋造成的空气密度变化的影响，到达接收器时有的变早，有是变晚，而测出其相为差，利用放大器使之形成矩形波，则矩形波的脉冲频率即为卡门涡旋的频率。利用放大器使之形成矩形波，则矩形波的脉冲频率即为卡门漩涡的频率。