凌志LS400型轿车空气流量传感器的检测

    凌志LS400型轿车IUZ-FE型发动机,采用卡门涡旋式空气流量传感器。该空气流量传感器是测定吸入发动机的空气流量的传感器。电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气,必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量,以此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或线路出现故障,ECU得不到正确的进气量信号,就不能正常地进行喷油量的控制,将造成混合气过浓或过稀,使发动机运转不正常。

   1、卡门涡旋式空气流量传感器的工作原理

    卡门涡旋式空气流量传感器通常与空气滤清器外壳安装成一体,其结构图如图1所示。在进气管道中间设有流线形或三角形的涡流发生器,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。

    测量单位时间内旋涡数量的方法有反光镜检出式和超声波检出式2种。图2所示是反光镜检出式卡门涡旋式空气流量传感器的工作原理图,其内有一只发光二极管和一只光敏三极管。发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光敏三极管上,使光敏三极管导通,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簧片上。涡旋发生器由于发生旋涡而产生的压力变化通过压力基准孔导至金属簧片上,在进气气流旋涡的压力作用下金属簧片振动,其振动频率与单位时间内产生的旋涡数量相同。由于反光镜随簧片一同振动,因此被反射的光束也以相同的频率变化,致使光敏三极管也随光束以同样的频率导通、截止。进气流速越大,涡流强度也越大,光敏电压信号的频率越高,反之频率低。ECU根据所接收到的电压信号的频率高低来判别进气流量的大小,然后再向喷油器发出喷油指令。

    2、涡旋式空气流量传感器的检测

    凌志LS400型轿车IUZ-FE型发动机用反光镜检出式空气流量传感器。该传感器与ECU的连接电路如图3所示。

    (1)电阻检测

    点火开关置OFF档,拔下空气流量传感器的导线连接器,用万用表电阻档测量该传感器上THA与El端子之间的电阻,其标准值如表1所示。如果电阻值不符合标准值,则应更换空气流量传感器。

表1 THA-E1端子间的电阻

标准电阻/kΩ

温度/℃

10.0-20.0

20

4.0-7.0

0

2.0-3.0

20

0.9-1.3

40

0.4-0.7

60

    (2)空气流量传感器的电压检测

    插好此空气流量传感器的导线连接器,用万用表电压档检测发动机ECU端子THA-E1、VC-E1、KS-E1间的电压,其标准值如表2所示。若电压不符合要求,则按图4进行故障诊断。

表2 ECU各端子间的电压

端子

电压/V

条件

THA-E1

0.5-3.4

3.5-5.5

怠速、进气温度20℃

点火开关ON

KS-E1

2.0-4.0(脉冲发生)

怠速

VC-E1

4.5-5.5

点火开关ON

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