检修翼板式空气流量传感器故障的信息采集方法

1.翼板式空气流量传感器结构

如图3-2所示，翼板式空气流量传感器由翼板部分、电位计部分和接线插头三部分组成。

（1）翼板部分 如图3-3所示，翼板由测量板和缓冲板构成，两者铸成一体。翼板转轴安装在空气流量传感器的壳体上，转轴一端有螺旋式回位弹簧。回位弹簧的弹力与吸入空气气流对测量板的推力平衡时，翼板即处于稳定位置。测量板随空气流量的变化在空气主通道内偏转，同时，缓冲板在缓冲室内偏转，缓冲室对翼板起阻尼作用。当发动机吸入空气量急剧变化和气流脉动时，可以减小翼板的脉动，使翼板运转平稳，从而使空气流量传感器的输出电压稳定。

怠速时的空燃比，因发动机、燃油喷射装置和系统的不同，会出现若干偏差，因此需要通过调整旁通空气道的面积，使空气流量传感器的输出与目标值一致。因此，在旁通空气道一侧设有可以改变旁通空气量的CO调整螺钉，以便调整空气流量传感器的输出特性。

图3-2 翼板式空气流量传感器的结构

注意：翼板式空气流量传感器中的CO调整螺钉是为传感器的制造厂家设计的，主要用于出厂时调整传感器的输出特性。在传感器出厂时，该调整螺钉多被密封。在汽车维修过程中，通常情况下不用进行调整。应首先检查控制系统中各相关传感器的信号和发动机电子控制单元的控制功能，在必须调整时，将密封堵塞取下，调整好后，再重新密封。

（2）电位计部分 如图3-4所示为翼板式空气流量传感器的电位计结构示意图，电位计在空气流量传感器壳体上方，内有平衡配重、回位弹簧、调整齿圈和印刷电路板等。螺旋回位弹簧的一端固定在翼板转轴上，另一端固定在调整齿圈上。调整齿圈被一卡簧定位，且调整齿圈上有刻度标记，改变调整齿圈的固定位置，可调整回位弹簧的预紧力，使用中用以调整空气流量传感器的输出特性和稳定性。翼板转轴上端固装着平衡配重和滑臂，随翼板一起动作，滑臂上的触点与印刷电路板上的镀膜电阻接触，并在其上滑动。

图3-3 翼板部分的结构

印刷电路板采用陶瓷基镀膜工艺制成，其结构如图3-5所示。可变电阻的中央抽头是与翼板轴联动的滑臂，滑臂与接线插头用导线连接，则接线插头为电压信号输出端。燃油泵继电器控制触点受翼板转轴的控制，当翼板处于静止位置时，燃油泵继电器控制触点被顶开；当翼板偏转时，触点闭合。热敏电阻安装在空气流量传感器主空气道进气口上，用两根导线与电位计部分的接线插头E₂（Earth接地）和THA（Thermometer of Air进气温度传感器）相连，能根据进气温度输出电压信号。

图3-4 电位计部分的结构

图3-5 电路板的结构

（3）接线插头 如图3-6所示，翼板式空气流量传感器的接线插头一般有七个管脚。但也有的传感器取消了电位计部分的燃油泵控制触点开关，其接线插头就变为五个管脚。

2.翼板式空气流量传感器工作原理

如图3-7所示，空气通过空气流量传感器主通道时，翼板将受到吸入空气气流的压力及回位弹簧的弹力控制，空气流量增大，则气流压力增大，使翼板偏转，翼板转角增大，直到两力平衡为止。与此同时，电位计中的滑臂与翼板转轴同轴偏转，使接线插头“V_C”（Car-dinal Voltage参考电压）端子与“V_S”（Signal Voltage信号电压）端子间的电阻减小，U_S电压值降低，发动机电子控制单元（ECU）根据空气流量传感器送入的U_S/U_B的信号，感知空气流量的大小。

从图3-8中可以看出的电压U_S/U_B比值与空气流量成反比，且线性下降。当吸入的空气流量减小时，翼板转角减小，接线插头“V_C”与“V_S”间的电阻值增大，U_S电压值上升，则U_S/U_B的电压比值随之增大。

使用U_S/U_B电压比作为空气流量传感器的输出信号，其目的在于：当加给电位计的电源电压U_B（Battery Voltage）发生变化时，因信号U_S与U_B成比例变化，所以U_S/U_B仍保持不变，即不受电源电压的影响，这就确保了空气流量传感器的测量准确。(www.xing528.com)

图3-6 翼板式空气流量传感器接线插头（丰田车）

图3-7 翼板式空气流量传感器工作原理

图3-8 U_S/U_B比值与空气流量（翼板转角）的关系

3.翼板式空气流量传感器的实际应用

德国BOSCH传统的L型燃油喷射系统及一些中档车型均采用翼板式空气流量传感器，如丰田佳美、大霸王、马自达MPV等。目前采用的翼板式空气流量传感器有两种型式，其最大的区别就在于大多数车型的翼板式空气流量传感器是按着“进气量增加，信号电压也增大”的信号特点来工作的。然而很多安装BOSCH翼板式空气流量传感器的车系，如丰田车，其空气流量传感器却按着相反的模式运行，即进气量越大，信号电压越低。

这两种类型的空气流量传感器实质上都是一个电位计，能告诉发动机电子控制单元空气感知板的位置。当发动机加速时，更多的空气流经翼板式空气流量传感器，进气感知板被推开一定的角度，该角度与进气量的大小成正比。翼板式空气流量传感器都包含一个连接到感知板轴的连接器，上面安装有一个滑动电阻，滑动电阻的滑动触点与感知板的轴刚性连接，同轴转动。

空气流量传感器是一个很重要的传感器，因为发动机电子控制单元用这个传感器发出的电压信号来计算发动机的负荷，进而控制燃油喷射量、点火正时、怠速控制、尾气排放等。一个带有故障的翼板式空气流量传感器会造成发动机反应迟钝、怠速过低或运转不稳，以及其他驱动力和排放方面的问题。

4.翼板式空气流量传感器与发动机电子控制单元的连接电路

图3-9所示为翼板式空气流量传感器与发动机电子控制单元（ECU）之间的连接电路，其核心线路主要是三根，一根接线（端子V_B）是向电阻的一端提供工作电压，一根接线（端子E₂）是向电阻的另一端提供搭铁信号，第三根接线（端子V_S）连接到传感器的滑动触点，向发动机电子控制单元提供电压信号。通过滑动触点感知滑动电阻上的任何一点的电压值，都与空气感知板转过的角度有关。由急加速引起的空气感知板的过度转动就是向发动机电子控制单元提供应进行加速加浓的信号。

图3-9 翼板式空气流量传感器与ECU之间的连接电路

注意：丰田翼板式空气流量传感器有两种：1型传感器和2型传感器，它们的主要区别在于电路性质。

1型传感器在发动机电子控制单元内设置了一个恒定的电压电路，在传感器V_C端子上施加有恒定的5V电压（图3-10），使得进气量增加时，电压下降。

图3-10 丰田PREVIA（大霸王）车2TZ-FE发动机翼板式空气流量传感器原理图

2型传感器由蓄电池通过V_B端子供电，当进气量增加时，V_S电压上升。