第三節 流量傳感器

一、怎樣檢測熱線（熱膜）式空氣流量傳感器

如何準確有效地檢測空氣流量傳感器是好是壞還是信號偏差，下面以實例進行說明。一輛大眾車系的轎車怠速不穩，加速不良，懷疑熱膜式空氣流量傳感器信號有問題。可以在發動機運轉的狀況下拔下空氣流量傳感器的插頭，觀察發動機的變化情況，將會出現以下三種情況：

1）故障消失。說明此空氣流量傳感器信號有偏差，并沒有損壞，電控單元一直按有偏差的錯誤信號進行控制噴油。由于空燃比失調，發動機燃燒不正常，將會出現發動機轉速不穩或動力不良現象。當拔下空氣流量傳感器插頭時，電控單元檢測不到進氣信號，便會立即進入失效保護功能，以節氣門位置傳感器信號替代空氣流量傳感器信號，使發動機繼續以替代值進行工作。如果拔下空氣流量傳感器插頭，故障消失，正好說明了拔插頭前信號不正確，拔插頭后信號正確，故障消失。

在插頭的信號端測量動態信號電壓，怠速工況下，標準電壓為0.8～1.4V；加速到全負荷時，電壓信號可接近4V。此車實測值，怠速時為0.3V，加速到滿負荷時只有3V。由此可以確認，空氣流量傳感器有問題，信號電壓整體偏低，故障原因有兩種可能：零件質量問題，應更換；臟污問題，只要用清洗劑清洗即可恢復。

2）故障依舊。說明此空氣流量傳感器早已損壞或線路不良，造成電控單元根本沒收到信號或收到的是超值信號，電控單元確認空氣流量傳感器信號不良，進入到失效保護功能，同時將故障碼存入存儲器，故障指示燈閃爍（指裝有指示燈的發動機）。此時拔下空氣流量傳感器插頭與不拔插頭結果是一樣的，故障現象不會發生變化。那么當前的故障不應是流量傳感器信號不良所影響的，而是由其他原因所致。當真正的原因找到后，務必更換空氣流量傳感器。

3）故障現象稍有變化。說明此空氣流量傳感器是好的，拔下空氣流量傳感器插頭前，電控單元根據空氣流量傳感器信號進行控制，噴油量準確，發動機各工況均好；當拔下空氣流量傳感器插頭時，電控單元根據節氣門位置傳感器信號進行控制，噴油量有差異（可從數據流中讀出這微小的變化值），發動機工況相對稍差。

技巧點撥 依據拔掉空氣流量傳感器插頭后的不同現象，可以判斷傳感器或是相關連接部件及線路的相關故障，這是最快捷、簡單的一種方法。

二、怎樣檢測大眾新型熱膜式空氣流量傳感器

大眾直噴發動機使用的是第6代熱膜式空氣流量傳感器（HFM6），如圖1-21所示。

（1）工作過程 空氣流量傳感器的傳感元件處在發動機吸入的空氣中，一部分空氣流經該傳感器的旁通氣道，其內有傳感器ECU，該ECU上集成有一個加熱電阻和兩個溫度傳感器。這兩個溫度傳感器用來識別空氣的流動方向為：吸入的空氣首先經過溫度傳感器1，如圖1-22所示；從關閉的氣門處回流的空氣首先經過溫度傳感器2，如圖1-23所示；兩溫度傳感器與加熱電阻共同作用，發動機ECU即可計算出吸入空氣中的氧含量。

（2）信號應用 發動機ECU用空氣流量傳感器信號來計算充氣系數（容積效率）。根據充氣系數，再考慮到λ值和點火時刻，ECU即可計算出發動機轉矩。

（3）信號中斷的影響 當空氣流量傳感器信號中斷后，發動機ECU會計算出一個替代值。

（4）HFM6的檢測 大眾新邁騰1.8TSI發動機使用的是第6代熱膜式空氣流量傳感器G70（HFM6），用以測量發動機的進氣量。圖1-24所示為傳感器的插頭，圖1-25所示為該傳感器與發動機ECUJ623的連接電路。

1）熱膜式空氣流量傳感器各插頭端子的說明：①T5h/5為空氣流量傳感器信號線，電壓在0～5V之間變化；②T5h/4為搭鐵線，在車身線束B702中；③T5h/3為電源線，打開點火開關時，由點火開關15號線J527向轉向柱電子裝置ECU提供電源信號，再向J519提供電源號，J519向J329提供電源使繼電器吸合，并經熔絲SC22（5A）向空氣流量傳感器提供蓄電池電壓；④T5h/2為進氣溫度傳感器信號線，溫度低時電壓高，溫度高時電壓低，例如，在20℃時電壓在0.5～3V之間；⑤T5h/1為電源信號線，由發動機ECU J623提供5V參考電壓。

2）檢測電源電壓。關閉點火開關，拆下空氣濾清器，再打開點火開關，即置于ON位置，不起動發動機；用萬用表的電壓檔測量空氣流量傳感器插頭中的T5h/3端子（正信號線）與T5h/4搭鐵線端子（負信號線）之間的電壓值，該電壓值即為蓄電池電壓；然后用萬用表測量插頭T5h/5端子與T5h/4搭鐵線端子間的電壓值，該電壓的標準值應為5V，如圖1-26所示。

3）檢測信號電壓。關閉點火開關，拆下空氣濾清器，再打開點火開關，即置于ON位置，不起動發動機；用萬用表的電壓檔測量空氣流量傳感器插頭中的T5h/1端子（正信號線）與T5h/5端子（負信號線）之間的電壓值；將“+”表筆插入空氣流量傳感器5號端子線束中，“-”表筆插入3號端子的線束中，然后用電吹風（冷風檔）向空氣流量傳感器入口處吹氣，觀察信號電壓的變化情況。若信號電壓不發生變化，則說明空氣流量傳感器失效，應予以更換。信號電壓的標準值為2.0～4.0V。

4）用診斷儀檢測數據流。用VAS5052診斷儀檢測空氣流量傳感器信號，其操作步驟為：輸入地址碼01進入發動機測試狀態，輸入08讀取測量數據組，輸入組號02讀取基本功能數據；顯示區域4即為進氣流量，其標準值為2.0～4.5g/s；若小于2.0g/s，則說明進氣系統有泄漏；若大于4.5g/s，則說明發動機負荷太大。偏離標準值的原因可能是空氣流量傳感器或其線路發生故障。如果空氣流量傳感器有故障，則會出現故障碼00553-G70—空氣流量傳感器線路搭鐵斷路或短路。

技巧點撥 第6代熱膜式空氣流量傳感器（HFM6）的特點是：帶有回流識別的微型傳感元件；具有溫度補償的信號處理功能；測量精度高；傳感器穩定性好。

三、怎樣檢測大眾改進型熱膜式空氣流量傳感器

大眾CC、新款帕薩特1.8TSI以及2012款邁騰發動機使用的是改進型三線（取消了進氣溫傳感器）熱膜式空氣流量傳感器G70，以測量發動機的進氣量。圖1-27所示為該傳感器與發動機ECU J623的連接電路。

（1）熱膜式空氣流量傳感器各插頭端子的說明

1）T5d/1為空氣流量傳感器信號線端子，由發動機ECU J623提供電壓為5V。

2）T5d/2為空氣流量傳感器搭鐵線端子。

3）T5d/3電源線端子，打開點火開關時，由點火開關15號線向J519提供電源信號，J519向J329提供電源使繼電器吸合，并經熔絲SC16（10A）向空氣流量傳感器提供蓄電池電壓。

（2）檢測傳感器的電源電壓及信號電壓

1）檢測電源電壓。關閉點火開關，拆下空氣濾清器，再打開點火開關，即置于ON位置，不起動發動機；用萬用表的電壓檔測量空氣流量傳感器插頭中的T5d/1端子（正信號線）與搭鐵線端子之間的電壓，該電壓值應為5V；然后用萬用表測量空氣流量傳感器插頭T5d/3端子與搭鐵（或車身）間的電壓，該電壓應為蓄電池電壓（如無電源，則檢測熔絲SC16）。

2）檢測信號電壓。用萬用表“+”表筆插入空氣流量傳感器T5d/1號端子線束中，“-”表筆插入T5d/2號端子的線束中。然后用電吹風（冷風檔）向空氣流量傳感器入口吹氣，觀察信號電壓的變化值。若信號電壓不變化，說明空氣流量傳感器失效，應更換。

（3）檢測線束導通性（斷路） 關閉點火開關，拔下空氣流量傳感器的插頭，再拔下發動機ECU J623的線束插接器；用萬用表檢測空氣流量傳感器插頭T5d/1端子與J623插接器的T94/23端子間的電阻值，標準值應小于1Ω；用萬用表檢測空氣流量傳感器插頭T5d/2端子與J623插接器的T94/65端子間的電阻值，標準值應小于1Ω。

技巧點撥 改進型空氣流量傳感器取消了進氣溫度傳感器，采用電源、信號、搭鐵三線，其線路結構簡單，功能強大。

四、怎樣檢測別克君威轎車空氣流量傳感器

2009款上海別克君威轎車采用的MAF傳感器為熱線式空氣流量傳感器，該傳感器使用熱線電阻式元件，此元件與溫度補償電阻、精密電阻、電橋電阻及環境溫度傳感器共同組成惠斯通電橋。熱線式空氣流量傳感器為三導線型傳感器，安裝在進氣管中，外形如圖1-28所示，其插接器端子如圖1-29所示，傳感器與ECU的連接電路圖如圖1-30所示。

對熱線式空氣流量傳感器進行檢測時，應主要檢測空氣流量傳感器的輸出信號電壓。首先關閉點火開關，拔下傳感器插接器；然后將點火開關轉至ON，但不起動發動機；用數字萬用表電壓檔測量空氣流量傳感器信號端子和搭鐵端子之間的電壓，即A端子與B端子間的電壓，該電壓應為5V；當傳感器輸出電壓正常時，可用吹風機向此傳感器進氣口處吹風，其信號電壓應隨吹風量大小的變化而變化，且應符合標準規定值范圍，否則說明空氣流量傳感器已損壞，應當予以更換。

技巧點撥 熱線電阻元件被加熱到環境溫度以上，當進入節氣門體內的空氣流經MAF傳感器時，部分熱量被帶走，空氣流量越大，帶走的熱量越多。為使MAF傳感器的熱線電阻元件的溫度與環境溫度的數值保持恒定不變，便需要額外的電阻來加熱熱線電阻元件。MAF傳感器通過測量該電流的電壓降來確定空氣流量的大小。由于空氣流量傳感器的輸出信號被轉換成頻率，所以PCM接收到的MAF傳感器信號分辨率高，性能好。

五、有的發動機為何同時安裝MAF和MAP

在發動機管理系統中，進氣量信號作為一級負荷信號，具有非常重要的作用。根據檢測進氣量的方式不同，空氣流量傳感器分為D型（即壓力型）和L型（即流量型）兩種類型，D型是利用壓力傳感器檢測進氣歧管內的絕對壓力，測量方法屬間接測量；L型是利用流量傳感器直接測量吸入進氣管的空氣流量，測量方法屬直接測量。目前，應用比較廣泛的測量進氣量的傳感器是進氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）和熱膜式空氣流量傳感器（MAF），其特點見表1-5。一般來說，測量進氣量只需采用一種傳感器即可，但是現在很多車型的發動機上同時安裝有MAP和MAF，這讓很多汽車維修人員感到困惑，測量空氣量為什么要同時安裝兩種類型的傳感器呢？下面從發動機控制策略方面來加以探討。

1.有利于精確控制噴油量

對于采用單供油管路且非直噴技術的發動機（如科魯茲轎車LDE發動機），可提高噴油量的控制精度。在理論上，噴油器的噴油量主要取決于噴油器噴孔的大小、燃油壓力、進氣歧管壓力、噴油時間等4個因素（不考慮燃油密度等因素）。

目前，車輛控制噴油量都是通過控制噴油時間來實現的，對于噴油器結構一定的控制系統，噴孔的大小是固定不變的，要想使噴油量僅僅取決于噴油時間，必須要使燃油壓力、進氣歧管壓力為定值，或使兩者之間存在某一固定關系（燃油壓力與進氣歧管壓力反映噴油器兩端的壓差，對噴油量影響很大）。因此，對于雙供油管路（帶回油管），在供油系統中裝備油壓調節器使燃油壓力與進氣歧管壓力之差恒定不變（一般為300kPa）是非常重要的，只有這樣才能減少變量，使噴油量僅僅取決于噴油器的通電時間（即噴油時間）。

對于單供油管路（圖1-31），供油管路中不裝油壓調節器（有的車型維修手冊中注明油壓調節器在油箱內，這里指的油壓調節器與雙供油管路中的油壓調節器作用是不一樣的，因為單供油管路的油壓在發動機不同工況下是恒定不變的，大約在350kPa，應稱之為限壓閥更為合適），燃油壓力與進氣歧管壓力不存在固定關系，因此在噴孔大小固定不變、燃油壓力恒定的情況下，要想使噴油量僅僅取決于噴油時間，還必須要考慮進氣歧管壓力這一變量。

因此，在單供油管路的車型上安裝MAF的同時還裝有MAP，把MAP信號送入ECU，ECU在確定噴油量時，MAP信號作為修正信號對噴油量進行修正，以便精確控制噴油量。另外，有些車型雖然是單供油管路，但只裝有MAF，如卡羅拉轎車1ZR發動機，ECU可通過MAF信號轉換成MAP來進行噴油量修正，但這樣的控制精度低于另外再單獨設置MAP的發動機。

此外，在發動機起動時，由于發動機轉速低且波動較大，導致MAF的信號不準確，因此，MAP在發動機冷起動時也被用來檢測負荷狀態。

2.有利于精確控制排氣再循環量

對于采用機外排氣再循環的車輛（排氣再循環分為機內循環和機外循環，機內循環是通過改變配氣相位實現的），可提高排氣再循環量的控制精度，如采用BOSCH MED7發動機管理系統的相關車型（高爾夫、奧迪等）和通用公司部分車型（君威、陸尊等），在這些車上，ECU通過MAF測量吸入的新鮮空氣的質量，計算出相應的進氣歧管壓力。當排氣再循環系統把排氣送入進氣系統時，就增加了進氣的質量并且使進氣歧管的壓力上升，MAP測量出這一壓力信號并把相應的電壓信號發送給ECU。MAF反映的是新鮮空氣的質量，MAP反映的是新鮮空氣+再循環廢氣的質量。因此，當ECU獲得MAF和MAP信號后，通過比較計算就可以獲得進入系統的廢氣量，其原理如圖1-32所示，從而便于發動機對充氣模式和氮氧化合物的控制。

3.有利于系統控制和故障判別

MAF和MAP信號都可以用來檢測進氣量，可以相互作為備用信號。同時，ECU在接收到這兩個信號后，可以進行信號比對，如果ECU發現兩者之間的差異過大，可以存儲出錯記錄，車輛繼續運行時，還可以再通過節氣門開度和轉速信號進行監測，合理地檢查會判斷出到底是哪個傳感器有問題，直到ECU能清楚地判斷哪個傳感器出錯時，便會記錄下相應的故障碼。同時安裝MAF和MAP為發動機管理系統的控制和故障判別帶來了設計冗余，保證了可靠性。

通過上述分析可知，在發動機上同時安裝MAF和MAP，對于具有單供油管路或機外排氣再循環技術特征的發動機而言是非常必要的。

技巧點撥 同時安裝MAF和MAP的發動機的目的是有利于精確控制噴油量、有利于精確控制排氣再循環量、有利于系統控制和故障判別。