(2)渦流式空氣流量傳感器的分類及其優缺點
1)渦流式空氣流量傳感器的分類與應用:根據檢測漩渦頻率的方式不同,可分為光電檢測式和超聲波檢測式兩種。采用光電檢測式的有凌志LS400、皇冠3.0轎車等;采用超聲波檢測式的有現代Hyundai、三菱Mitsubishi吉普車和長風獵豹Cheetah吉普車等。
2)渦流式空氣流量傳感器的優缺點。
渦流式空氣流量傳感器的優點:
①其輸出信號是與漩渦頻率相對應的脈沖數字信號,其響應是所有空氣流量傳感器中最快的一種,幾乎能同步反映空氣流速的變化,因此檢測精度高。
②無運動部件,進氣阻力小,且無磨損、使用壽命長。
渦流式空氣流量傳感器的缺點:
①其檢測的流量為體積流量,需要對空氣溫度和大氣壓力進行修正。
②制造成本高,因此,只適用于少數中高檔轎車采用。
(3)光電檢測渦流式空氣流量傳感器的結構原理
1)傳感器的檢測原理:當發動機的進氣空氣流流過渦流發生器時,發生器兩測便會交替的產生漩渦,且進氣量越大,漩渦的數量就越多,因此渦流壓力變化的頻率就越高。
光電檢測渦流式流量傳感器檢測原理如圖10所示。
①光電檢測渦流式流量傳感器把渦流發生器7兩測的壓力變化,通過導壓孔6引向薄金屬制成的反光鏡3表面,使反光鏡3連同張緊1和板簧4一起產生振動。
②振動的反光鏡3又將發出二極管(LED),投射的光反射到光敏晶體管2上。由于光敏晶體管2受到光的照射時導通,而無光照射時截止,因些它導通與截止的頻率與漩渦流頻率成正比。
③光敏品體管2的頻率電信號通過信號處理電路轉換成方波信號后輸入
ECU,
ECU便可計算出渦流頻率和進氣流量的大小。
2)檢測試驗數據:利用發動機故障診斷測試系統在皇冠3.0轎車上實測光電檢測渦流式流量傳感器的輸出信號,見表3。
表3中數據表明:當發動機的轉速越高,則氣缸吸入的進氣量越大,進氣渦流中漩渦的數量就越多,因此渦流所產生的信號頻率也就越高。
ECU根據渦流的頻率,即可計算出發動機進氣氣流的流速和流量。
3)傳感器的結構特點:光電檢測渦流式流量傳感器由渦流發生器8、發光二極管(LED) 1、光敏晶體管6、反光鏡2、張緊帶3、集成控制電路和進氣溫度傳感器4等組成。
光電檢測渦流式流量傳感器的結構,如圖11所示。
光電檢測渦流式流量傳感器的內部結構如圖12所示。
①傳感器的入口設有蜂窩狀的整流網棚9,以形成穩定的氣流。
②反光鏡2采用反光能力較強的金屬箔片制成,并用細薄的張緊帶3張緊在導壓腔的外表面上;鏡面上部設有一只發光二極管(LED)1和一只光敏晶體管6,二極管發出的光通過反光鏡反射到光敏晶體管上,使其導通,從而完成渦流頻率檢測。
①渦流發生器1的形狀如剖面A----A所示,其前面為三角形,中間為穩流槽,后面呈梯形。試驗證明:只要滿足比值h/l=0.281的條件,無論渦流發生器是何種形狀,均能產生穩定的卡爾曼漩渦。
②在渦流發生器的上部開有一個穩流槽和兩個導壓孔2,如剖面A----A和B----B所示。穩流槽的作用是使其下游產生穩定的渦流,導壓孔則將發生器兩測的壓力引導到導壓腔9中。
渦流發生器1用合成樹脂與厚膜集成電路(IC)5封裝成一體,集成電路(IC)的作用是將頻率的模擬信號轉換成數字信號后輸給
ECU,為了避免環境溫度變化帶來檢測誤差,故采用進氣溫度傳感器進行修正。
4)光電檢測渦流式空氣流量傳感器的檢測:圖13所示為豐田
雷克薩斯LS400空氣流量傳感器的電路及其插座的端子。
①電阻和電壓檢測:電阻和電壓檢測如圖13所示。
②輸出信號波形檢測:輸出信號的波形如圖14所示。
a.電阻檢測:用萬用表測量端子THA和E2之間的電阻,就能符合表4之標準規定,否則應更換空氣流量傳感器。
b.電壓檢測:用萬用表測量端子THA和E2之間的電壓,應能符合表4之標準規定,否則應更換空氣流量傳感器。
(4)超聲波檢測渦流式空氣流量傳感器的結構原理
1)超聲波檢測渦流式空氣流量傳感器的結構特點:超聲波檢測渦流式流量傳感器如圖15所示。它由三角形柱體3、超聲波發生器6、超聲波接收器10、集成控制電路2、進氣溫度傳感器9和大氣壓力傳感器1等組成。主空氣道7下面的旁通空氣道8的功能是調節主空氣道的空氣流量,以使同一種流量傳感器可用于不同排量的發動機。
2)傳感器的檢測原理:超聲波檢測渦流式流量傳感器原理電路如圖16所示。空氣流量傳感器(AFS)由中間縱向的渦流發生器2、整流網柵1、橫向的超聲波發生器4、超聲波接收器5以及信號處理電路6組成。信號處理電路6的功能是對信號進行整形處理,形成
ECU可以接收的二進制方波信號。
ECU根據漩渦的頻率就可以計算出發動機進氣氣流的流速和進氣量。