《车辆传感器》实验指导书
《车辆传感器》实验指导书
实验一曲轴位置传感器的实验1、实验目的1）掌握曲轴位置传感器在燃油喷射系统中的作用2）掌握曲轴位置传感器的类型、组成、工作原理3）掌握曲轴位置传感器的检测2、实验原理以捷达GT、捷达GTX、桑塔纳2000GSi型轿车曲轴位置传感器为例，该传感器为磁感应式。该传感器用螺钉固定在发动机左侧后下端缸体上，如图1所示。该传感器由永磁铁、线圈和连接器插头、信号转子组成。线圈为信号线圈，永磁铁上带有一个磁头，磁头与信号转子相对安装。在信号转子的圆周上均匀制有58个凸齿、57个小齿缺和一个大齿缺，大齿缺输出基准信号为1、4缸上止点前一定角度。大齿缺占的弧度等于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度。每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角均为3°，大齿缺占的曲轴转角为15°。ECU缺2齿作为参考信号6356J发动机搭铁脉冲轮E汽缸体传感器G28图1发动机转速传感器位置图图2发动机转速传感器接线图3、实验内容主要实验设备与工具：1）桑塔纳2000型仿真电路学生实验台。2）曲轴位置传感器。3）万用表：示波器等。由指导教师结合演示实验台模型，重点阐述曲轴位置传感器组成、类别、功能和原理，观察曲轴位置传感器的位置和工作原理。4、实验要求1）预习实验指导书，了解实验内容、明确实验原理、实验步骤。2）认真观察实验模型或实物，积极思考，踊跃的提出问题并努力回答问题。3）熟悉微机控制点火系统中各个传感器与中央处理单元的电气联接关系。4）结合实验设备的具体情况，完成思考题。2
2 实验一 曲轴位置传感器的实验 1、实验目的 1) 掌握曲轴位置传感器在燃油喷射系统中的作用 2) 掌握曲轴位置传感器的类型、组成、工作原理 3) 掌握曲轴位置传感器的检测 2、实验原理 以捷达 GT、捷达 GTX、桑塔纳 2000GSi 型轿车曲轴位置传感器为例，该传感器为磁感应 式。该传感器用螺钉固定在发动机左侧后下端缸体上，如图 1 所示。 该传感器由永磁铁、线圈和连接器插头、信号转子组成。线圈为信号线圈，永磁铁上带 有一个磁头，磁头与信号转子相对安装。在信号转子的圆周上均匀制有 58 个凸齿、57 个小 齿缺和一个大齿缺，大齿缺输出基准信号为 1、4 缸上止点前一定角度。大齿缺占的弧度等 于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度。每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角均为 3°，大齿缺 占的曲轴转角为 15°。 图 1 发动机转速传感器位置图 图 2 发动机转速传感器接线图 3、实验内容 主要实验设备与工具： 1）桑塔纳 2000 型仿真电路学生实验台。 2）曲轴位置传感器。 3）万用表；示波器等。 由指导教师结合演示实验台模型，重点阐述曲轴位置传感器组成、类别、功能和原理， 观察曲轴位置传感器的位置和工作原理。 4、实验要求 1）预习实验指导书，了解实验内容、明确实验原理、实验步骤。 2）认真观察实验模型或实物，积极思考，踊跃的提出问题并努力回答问题。 3）熟悉微机控制点火系统中各个传感器与中央处理单元的电气联接关系。 4）结合实验设备的具体情况，完成思考题
5、实验步骤（1）电阻检测关闭点火开关，拔下传感器连接器插头，按图2进行，检测2号与3号端子间电阻，阻值应为500～1000Q。若阻值无穷大，线圈断路，应更换传感器。检测2、3号端子与1号端子之间的电阻，阻值应为无穷大，否则应更换传感器。（2）传感器与ECU之间的连线检测分别检测2号与63号、3号与56号端子间的电阻值，应不超过1.52，否则进行维修。（3）信号检测1）数字万用表检测将红、黑表笔分别连接传感器的2号与3号线或ECU的56号、63号信号线，选择交流电压档位。起动发动机，有电压数值显示，随着发动机转速的升高电压值也相应的升高。2）示波器检测TimeVoltsTimerdiv1、4缸上止点5msVoitsid5V250125Oz1PanelPrintGOCursors图3曲轴位置传感器输出信号将示波器的连接线分别连接传感器的2号与3号线或ECU的56号、63号信号线，起动发动机，应出现图3所示的波形。6、实验报告1）绘制桑塔纳2000GSi型轿车曲轴位置传感器与ECU连接电路图；2）在认真完成实验的基础上记录实验数据、现象，由学生写出实验报告，并完成思考题。7、思考题1）曲轴位置传感器本身或线路损坏时，发动机会产生哪些故障现象？2）曲轴位置传感器功用是什么？3）曲轴位置传感器按工作原理分为儿种？4）电磁感应式曲轴位置传感器输出信号有什么特点？5）曲轴位置传感器的安装位置有几种情况？3
3 5、实验步骤 （1）电阻检测 关闭点火开关，拔下传感器连接器插头，按图 2 进行，检测 2 号与 3 号端子间电阻，阻 值应为 500～1000Ω。若阻值无穷大，线圈断路，应更换传感器。检测 2、3 号端子与 1 号 端子之间的电阻，阻值应为无穷大，否则应更换传感器。 （2）传感器与 ECU 之间的连线检测 分别检测 2 号与 63 号、3 号与 56 号端子间的电阻值，应不超过 1.5Ω，否则进行维修。 （3）信号检测 1）数字万用表检测 将红、黑表笔分别连接传感器的 2 号与 3 号线或 ECU 的 56 号、63 号信号线，选择交流 电压档位。起动发动机，有电压数值显示，随着发动机转速的升高电压值也相应的升高。 2）示波器检测 图 3 曲轴位置传感器输出信号 将示波器的连接线分别连接传感器的 2 号与 3 号线或 ECU 的 56 号、63 号信号线，起动 发动机，应出现图 3 所示的波形。 6、实验报告 1） 绘制桑塔纳 2000GSi 型轿车曲轴位置传感器与 ECU 连接电路图； 2）在认真完成实验的基础上记录实验数据、现象，由学生写出实验报告，并完成思考 题。 7、思考题 1）曲轴位置传感器本身或线路损坏时，发动机会产生哪些故障现象? 2）曲轴位置传感器功用是什么？ 3）曲轴位置传感器按工作原理分为几种？ 4）电磁感应式曲轴位置传感器输出信号有什么特点？ 5）曲轴位置传感器的安装位置有几种情况？
实验二凸轮轴位置传感器的实验1、实验目的1）掌握凸轮轴位置传感器在燃油喷射系统中的作用2）掌握凸轮轴位置传感器的类型、组成、工作原理3）掌握凸轮轴位置传感器的检测2、实验原理ECU根据凸轮轴位置传感器信号，能对基准气缸正在进行的工作过程及活塞所处位置作出判断，并结合曲轴位置传感器信号，就能保证发动机喷油和点火的正时及顺序。以捷达GT、捷达GTX、桑塔纳2000GSi型轿车凸轮轴位置传感器为例，该传感器为霍尔式，如图1所示，该传感器安装在凸轮轴前端。凸轮轴位置传感器由有一个半周脉冲环的霍尔传感器转盘和霍尔传感器组成，霍尔传感器转盘同凸轮轴一同转动，霍尔传感器固定在机体上。当脉冲环接近霍尔传感器时，凸轮轴位置传感器输出高电位，当脉冲环离开霍尔传感器是，凸轮轴位置传感器输出低电位。凸轮轴转一周，高低电位各占180°。3、实验内容主要实验设备与工具：万用表、凸轮轴位置传感器、桑塔纳2000型仿真电路学生实验台。以捷达GT、捷达GTX、桑塔纳2OOOGSi型轿车凸轮轴位置传感器为例进一步讲解凸轮轴位置传感器的类型、组成、工作原理；通过万用表检测凸轮轴位置传感器。4、实验要求1）预习实验指导书，了解实验内容、明确实验原理、实验步骤。2）认真观察实验模型或实物，积极思考，踊跃的提出问题并努力回答问题。3）结合实验设备的具体情况，完成思考题。5、实验步骤（1）数字万用表检测拔下连接插头，打开点火开关，检测1号线（电源线）与搭铁之间为5V，2号线（信号线）与搭铁之间为5V或0V：关闭点火开关，检测3号线（搭铁线）与搭铁之间的阻值小于1.52：否则如图2所示，检测1与62、2与76、3与67之间的阻值应小于1.5Q。凸轮轴正时齿轮J220K62霍尔传感器转盘霍尔传感器接线口图1凸轮轴位置传感器图2凸轮轴位置传感器接线图（2）示波器检测将示波器的红表笔连接传感器的2号线，黑表笔连接搭铁，起动发动机应出现图3所4
4 实验二 凸轮轴位置传感器的实验 1、实验目的 1) 掌握凸轮轴位置传感器在燃油喷射系统中的作用 2) 掌握凸轮轴位置传感器的类型、组成、工作原理 3) 掌握凸轮轴位置传感器的检测 2、实验原理 ECU 根据凸轮轴位置传感器信号，能对基准气缸正在进行的工作过程及活塞所处位置作 出判断，并结合曲轴位置传感器信号，就能保证发动机喷油和点火的正时及顺序。 以捷达 GT、捷达 GTX、桑塔纳 2000GSi 型轿车凸轮轴位置传感器为例，该传感器为霍尔 式，如图 1 所示，该传感器安装在凸轮轴前端。凸轮轴位置传感器由有一个半周脉冲环的霍 尔传感器转盘和霍尔传感器组成，霍尔传感器转盘同凸轮轴一同转动，霍尔传感器固定在机 体上。当脉冲环接近霍尔传感器时，凸轮轴位置传感器输出高电位，当脉冲环离开霍尔传感 器是，凸轮轴位置传感器输出低电位。凸轮轴转一周，高低电位各占 180°。 3、实验内容 主要实验设备与工具：万用表、凸轮轴位置传感器、桑塔纳 2000 型仿真电路学生实验 台。以捷达 GT、捷达 GTX、桑塔纳 2000GSi 型轿车凸轮轴位置传感器为例进一步讲解凸轮轴 位置传感器的类型、组成、工作原理；通过万用表检测凸轮轴位置传感器。 4、实验要求 1）预习实验指导书，了解实验内容、明确实验原理、实验步骤。 2）认真观察实验模型或实物，积极思考，踊跃的提出问题并努力回答问题。 3）结合实验设备的具体情况，完成思考题。 5、实验步骤 （1）数字万用表检测 拔下连接插头，打开点火开关，检测 1 号线（电源线）与搭铁之间为 5V，2 号线（信 号线）与搭铁之间为 5V 或 0V；关闭点火开关，检测 3 号线（搭铁线）与搭铁之间的阻值小 于 1.5Ω；否则如图 2 所示，检测 1 与 62、2 与 76、3 与 67 之间的阻值应小于 1.5Ω。 图 1 凸轮轴位置传感器 图 2 凸轮轴位置传感器接线图 （2）示波器检测 将示波器的红表笔连接传感器的 2 号线，黑表笔连接搭铁，起动发动机应出现图 3 所
示的波形。当凸轮轴位置传感器上升沿出现时，ECU判定当前第四缸活塞处于排气行程，此时根据曲轴位置传感器信号，当活塞行至上止点64°时ECU发出喷油信号，是第四缸喷油器喷油。同样，同步信号上升沿的出现，还标志着第一缸活塞处于压缩行程，此时ECU根据发动机的负荷和转速等信号，在活塞上行至压缩上止点前的适当时刻，发出点火信号，给一、四缸同时点火，由于一缸的压力大需要的击穿电压高、四缸的压力低产生的击穿电压低，所以一缸产生的是有效活，四缸产生的是废火。同理，凸轮轴位置传感器的下降沿出现时，1、4缸活塞的工作行程正好相反。TimeVoltsTimeidiv50msVoitsidiy5V五DC100110rezenPrintGOPanelCursors:图3凸轮轴位置传感器输出信号6、实验报告1）绘制案塔纳2000GSi型轿车凸轮轴位置传感器与ECU连接电路图，分析工作原理：2）在认真完成实验的基础上记录实验数据、现象，由学生写出实验报告，并完成思考题。7、思考题1）凸轮轴/曲轴位置传感器起什么作用？2）凸轮轴有哪几种类型？各有什么优缺点？3）凸轮轴位置传感器又能叫作同步信号传感器吗？4）凸轮轴位置传感器安装在什么位置？，用于产生什么信号？5）气缸判别信号是凸轮轴位置传感器产生的信号吗？实验三空气流量传感器的实验1、实验目的1）了解空气流量传感器的结构与安装位置；2）掌握空气流量传感器的工作原理；3）熟悉空气流量传感器对发动机工作性能的影响：4）掌握空气流量传感器的检测方法：电阻测试、电压测试、波形测试5
5 示的波形。 当凸轮轴位置传感器上升沿出现时，ECU 判定当前第四缸活塞处于排气行程，此时根据 曲轴位置传感器信号，当活塞行至上止点 64°时 ECU 发出喷油信号，是第四缸喷油器喷油。 同样，同步信号上升沿的出现，还标志着第一缸活塞处于压缩行程，此时 ECU 根据发动机的 负荷和转速等信号，在活塞上行至压缩上止点前的适当时刻，发出点火信号，给一、四缸同 时点火，由于一缸的压力大需要的击穿电压高、四缸的压力低产生的击穿电压低，所以一缸 产生的是有效活，四缸产生的是废火。同理，凸轮轴位置传感器的下降沿出现时，1、4 缸 活塞的工作行程正好相反。 图 3 凸轮轴位置传感器输出信号 6、实验报告 1） 绘制桑塔纳 2000GSi 型轿车凸轮轴位置传感器与 ECU 连接电路图，分析工作原理； 2）在认真完成实验的基础上记录实验数据、现象，由学生写出实验报告，并完成思考 题。 7、思考题 1）凸轮轴/曲轴位置传感器起什么作用？ 2）凸轮轴有哪几种类型？各有什么优缺点？ 3）凸轮轴位置传感器又能叫作同步信号传感器吗？ 4）凸轮轴位置传感器安装在什么位置？ ，用于产生什么信号？ 5）气缸判别信号是凸轮轴位置传感器产生的信号吗？ 实验三 空气流量传感器的实验 1、实验目的 1) 了解空气流量传感器的结构与安装位置； 2) 掌握空气流量传感器的工作原理； 3) 熟悉空气流量传感器对发动机工作性能的影响； 4) 掌握空气流量传感器的检测方法：电阻测试、电压测试、波形测试
2、实验原理空气流量计AFM（AirFlowMeter，AFM）是进气歧管空气流量计（ManifoldAirFlowMeter，MAFM）的简称，又称为空气流量传感器（AirFlowSensor，AFS），其功用是检测发动机进气量大小，并将进气量信息转换成电信号输入电控单元（ECU）以供计算确定喷油量。进气量信号是电控单元精确计算喷油量的主要依据，如果空气流量计发生故障，电控单元将启动备用模式，把空气流量值设定在5g/s，同时记录故障代码。此时将造成怠速不稳、发动机喘抖、急速游车、急速转速偏高、燃油脉宽增加、行驶费油、点火推、尾气排放恶劣等。在多点燃油喷射系统中，根据检测进气量的方式不同，空气流量计又分为“D”型（即压力型）和“L”型（即空气流量型）两种类型。字母“D”是德文“Druck（压力）”的第一个字母，是利用压力传感器检测进气歧管内的绝对压力，测量方法属于间接测量法。控制系统利用检测到的绝对压力与发动机的转速来计算吸入气缸的空气量，文称为速度/密度型燃油喷射控制系统。由于空气在进气歧管内流动时会产生压力波动，发动机急速（节气门关闭）时的进气量与汽车加速（节气门全开）时的进气量之差可达40倍以上，进气气流的最大流速可达80m/s，因此，“D”型燃油喷射系统的测量精度不高，但控制系统的制造成本较低。字母“L”是德文“Luftmengen（空气）”的第一个字母，是利用流量传感器直接测量吸入进气管的空气流量。由于采用直接测量的方法，因此进气量的测量精度较高，控制效果优于“D”型燃油喷射系统。当前各车型采用的“L”型传感器分为体积流量型（如翼板式、量芯式、涡流式）传感器和质量流量型（如热线式和热膜式）传感器。质量流量型传感器工作性能稳定、测量精度高、使用效果好，但制造成本相对“D”型要高。由于热膜式空气流量传感器内没有运动部件，因此没有流动阻力，而且使用寿命远远高手热线式流量传感器。1）热膜式空气流量传感器的结构特点桑塔纳2000GSi型轿车采用的热膜式空气流量传感器的结构如图1所示。在传感器内部的进气通道上设有一个矩形护套（相当与取样管），热膜电阻设在护套中。为了防止污物沉积到热膜电阻上影响测量精度，在护套的空气入口一侧设有空气过滤层，用以过滤空气中的污物。为了防止进气温度变化使测量精度受到影响，在热膜电阻附近的气流上游设有铂金属膜式温度补偿电阻，如图2所示。温度补偿电阻和热膜电阻与传感器内部控制电路连接，控制电路与线束连接器插座连接，线束插座设在传感器壳体中部。与热丝式流量传感器相比，热膜电阻的阻值较大，所以消耗电流较小，使用寿命较长。但是，由于其发热元件表面制作有一层绝缘保护薄膜，存在辐射热传导作用，因此响应特性稍差。(b)图1热膜式空气质量计6
6 2、实验原理 空气流量计 AFM（Air Flow Meter，AFM）是进气歧管空气流量计（Manifold Air Flow Meter，MAFM）的简称，又称为空气流量传感器（Air Flow Sensor，AFS），其功用是检测 发动机进气量大小，并将进气量信息转换成电信号输入电控单元（ECU）以供计算确定喷油 量。进气量信号是电控单元精确计算喷油量的主要依据，如果空气流量计发生故障，电控单 元将启动备用模式，把空气流量值设定在 5g/s，同时记录故障代码。此时将造成怠速不稳、 发动机喘抖、怠速游车、怠速转速偏高、燃油脉宽增加、行驶费油、点火推迟、尾气排放恶 劣等。 在多点燃油喷射系统中，根据检测进气量的方式不同，空气流量计又分为“D”型（即 压力型）和“L”型（即空气流量型）两种类型。字母“D”是德文“Druck（压力）”的第 一个字母，是利用压力传感器检测进气歧管内的绝对压力，测量方法属于间接测量法。控制 系统利用检测到的绝对压力与发动机的转速来计算吸入气缸的空气量，又称为速度/密度型 燃油喷射控制系统。由于空气在进气歧管内流动时会产生压力波动，发动机怠速（节气门关 闭）时的进气量与汽车加速（节气门全开）时的进气量之差可达 40 倍以上，进气气流的最 大流速可达 80m／s，因此，“D”型燃油喷射系统的测量精度不高，但控制系统的制造成本 较低。字母“L”是德文“Luftmengen（空气）”的第一个字母，是利用流量传感器直接测量 吸入进气管的空气流量。由于采用直接测量的方法，因此进气量的测量精度较高，控制效果 优于“D”型燃油喷射系统。当前各车型采用的“L”型传感器分为体积流量型（如翼板式、 量芯式、涡流式）传感器和质量流量型（如热线式和热膜式）传感器。质量流量型传感器工 作性能稳定、测量精度高、使用效果好，但制造成本相对“D”型要高。由于热膜式空气流 量传感器内没有运动部件，因此没有流动阻力，而且使用寿命远远高于热线式流量传感器。 1）热膜式空气流量传感器的结构特点 桑塔纳 2000GSi 型轿车采用的热膜式空气流量传感器的结构如图 1 所示。 在传感器内部的进气通道上设有一个矩形护套（相当与取样管），热膜电阻设在护套中。 为了防止污物沉积到热膜电阻上影响测量精度，在护套的空气入口一侧设有空气过滤层，用 以过滤空气中的污物。为了防止进气温度变化使测量精度受到影响，在热膜电阻附近的气流 上游设有铂金属膜式温度补偿电阻，如图 2 所示。温度补偿电阻和热膜电阻与传感器内部控 制电路连接，控制电路与线束连接器插座连接，线束插座设在传感器壳体中部。与热丝式流 量传感器相比，热膜电阻的阻值较大，所以消耗电流较小，使用寿命较长。但是，由于其发 热元件表面制作有一层绝缘保护薄膜，存在辐射热传导作用，因此响应特性稍差。 图 1 热膜式空气质量计
（a）结构图（b）剖视图1-控制电路2-通往发动机3-热膜4-上流温度传感器5-金属护网过滤层温补电阻热膜电阻图2热膜式空气流量传感器内部元件示意图2）热膜式空气流量传感器测量原理通过控制发热元件温度T，与空气温度T。之差为一恒定值，就可根据发热元件的加热电流I求得空气气流的质量流量Q。在热丝式与热膜式流量传感器中，采用了恒温差控制电路来实现流量检测。恒温差控制电路如图3所示，发热元件电阻R和温度补偿电阻（进气温度传感器）R，分别连接在惠斯登电桥电路的两个臂上。当发热元件的温度高于进气温度时，电桥电压才能达到平衡，并由具有电流放大作用的控制电路A控制加热电流（50-120mA）来保持发热元件温度TH与温度补偿电阻温度TT之差保持恒定（即△T=TT=120℃）。当空气气流经发热元件使其受到冷却时，发热元件温度降低，阻值减小，电桥电压失去平衡，控制电路将增大供给发热元件的电流，使其温度保持高于温度补偿电阻温度120℃。电流增量的大小，取决于发热元件受到冷却的程度，即取决于流过传感器的空气量。当电桥电流增大时，取样电阻R，上的电压就会升高，从而将空气流量的变化转换为电压信号U。的变化。输出电压与空气流量之间近似于4次方根的关系。信号电压输入ECU后，ECU便可根据该信号的高低计算出空气质量流量Q，的大小UccOa)b)图3热膜式空气流量传感器电路原理1
7 （a）结构图（b）剖视图 l-控制电路 2-通往发动机 3-热膜 4-上流温度传感器 5-金属护网 图 2 热膜式空气流量传感器内部元件示意图 2）热膜式空气流量传感器测量原理 通过控制发热元件温度ＴH与空气温度ＴG之差为一恒定值，就可根据发热元件的加热电 流 I 求得空气气流的质量流量ＱM。在热丝式与热膜式流量传感器中，采用了恒温差控制电 路来实现流量检测。 恒温差控制电路如图 3 所示，发热元件电阻 RH和温度补偿电阻（进气温度传感器）ＲT 分别连接在惠斯登电桥电路的两个臂上。当发热元件的温度高于进气温度时，电桥电压才能 达到平衡，并由具有电流放大作用的控制电路 A 控制加热电流（50-120mA）来保持发热元件 温度ＴH 与温度补偿电阻温度ＴT 之差保持恒定（即△T=ＴH-ＴT=120℃）。 当空气气流经发热元件使其受到冷却时，发热元件温度降低，阻值减小，电桥电压失去 平衡，控制电路将增大供给发热元件的电流，使其温度保持高于温度补偿电阻温度 120℃。 电流增量的大小，取决于发热元件受到冷却的程度，即取决于流过传感器的空气量。当电桥 电流增大时，取样电阻ＲS上的电压就会升高，从而将空气流量的变化转换为电压信号ＵS 的变化。输出电压与空气流量之间近似于 4 次方根的关系。信号电压输入 ECU 后，ECU 便可 根据该信号的高低计算出空气质量流量ＱM的大小。 图 3 热膜式空气流量传感器电路原理
a）电路连接b）电桥电路当发动机急速或空气为热空气时，因为急速时节气门关闭或接近全闭，所以空气流速低，空气量少：又因空气温度越高，空气密度越小，所以在体积相同的情况下，热空气的质量小，因此发热元件受到冷却的程度小，阻值减小幅度小，保持电桥平衡需要的电流小，如图4a所示，故取样电阻上的信号电压低。控制单元ECU根据信号电压即可计算出空气量，捷达AT、GTX型轿车急速时的空气流量标准值为2.0-5.0g/s。当发动机负荷增大或空气为冷空气时，因为节气门开度增大空气流速加快使空气流量增大：而冷空气密度大，在体积相同的情况下冷空气质量大，所以发热元件受到冷却的程度增大，阻值减小幅度大，保持电桥平衡需要的电流增大，如图4b)所示，因此当发动机负荷增大时，信号电压升高。C00OoCSQo0OOOOOQ0000O00Cb)a)图4热膜式空气流量传感器测量原理a）急速或热空气时b）负荷增大或冷空气时3）温度补偿原理当进气温度变化时，发热元件的温度就会发生变化，测量进气量的精度就会受到影响。设置温度补偿电阻（温度传感器）后，从电桥电路上就可以看出，当进气温度降低使发热元件上的电流增大时，为了保持电桥平衡，温度补偿电阻上的电流相应增大，以保证发热元件温度与温度补偿电阻温度之差保持恒定，使传感器测量精度不受进气温度变化的影响。3、实验内容主要实验设备与工具：桑塔纳2000型仿真电路学生实验台、空气流量传感器，万用表一个、导线。由指导教师结合空气流量计实物、教学挂图、桑塔纳2000型仿真电路学生实验台等讲解空气流量计的结构与工作原理，检测方法（电阻测试、电压测试、数据流测试），工艺流程，技术规范。4、实验要求1）预习实验指导书，了解实验内容、明确实验原理、实验步骤。2）认真观察实验模型或实物，积极思考，踊跃的提出问题并努力回答问题。3）熟悉热模式空气流量传感器与ECU连接电路图。8
8 a）电路连接 b）电桥电路 当发动机怠速或空气为热空气时，因为怠速时节气门关闭或接近全闭，所以空气流速低， 空气量少；又因空气温度越高，空气密度越小，所以在体积相同的情况下，热空气的质量小， 因此发热元件受到冷却的程度小，阻值减小幅度小，保持电桥平衡需要的电流小，如图 4a 所示，故取样电阻上的信号电压低。控制单元 ECU 根据信号电压即可计算出空气量，捷达 AT、GTX 型轿车怠速时的空气流量标准值为 2.0-5.0g/s。 当发动机负荷增大或空气为冷空气时，因为节气门开度增大空气流速加快使空气流量增 大；而冷空气密度大，在体积相同的情况下冷空气质量大，所以发热元件受到冷却的程度增 大，阻值减小幅度大，保持电桥平衡需要的电流增大，如图 4b)所示，因此当发动机负荷增 大时，信号电压升高。 图 4 热膜式空气流量传感器测量原理 a）怠速或热空气时 b）负荷增大或冷空气时 3）温度补偿原理 当进气温度变化时，发热元件的温度就会发生变化，测量进气量的精度就会受到影响。 设置温度补偿电阻（温度传感器）后，从电桥电路上就可以看出，当进气温度降低使发热元 件上的电流增大时，为了保持电桥平衡，温度补偿电阻上的电流相应增大，以保证发热元件 温度与温度补偿电阻温度之差保持恒定，使传感器测量精度不受进气温度变化的影响。 3、实验内容 主要实验设备与工具：桑塔纳 2000 型仿真电路学生实验台、空气流量传感器，万用表 一个、导线。 由指导教师结合空气流量计实物、教学挂图、桑塔纳 2000 型仿真电路学生实验台等讲 解空气流量计的结构与工作原理，检测方法（电阻测试、电压测试、数据流测试），工艺流 程，技术规范。 4、实验要求 1） 预习实验指导书，了解实验内容、明确实验原理、实验步骤。 2） 认真观察实验模型或实物，积极思考，踊跃的提出问题并努力回答问题。 3） 熟悉热模式空气流量传感器与 ECU 连接电路图
4）结合实验设备的具体情况，完成思考题。5、实验步骤（1）桑塔纳2000Gsi轿车AJR型发动机热膜式空气流量传感器电路图5所示为桑塔纳2000Gsi轿车ARJ型发动机热膜式空气流量传感器电路，1脚空，2脚为12V，3脚为ECU内搭铁，4脚为5V参考电压，5脚为传感器信号。在怠速时5脚电压为1.4V，急加速时电压为2.8V。（2）桑塔纳2000Gsi轿车AJR型发动机热膜式空气流量传感器电阻的测量线束导通性测试：将数字万用表旋转到电阻挡，按电路图找到空气流量传感器图形下面的针脚号与ECU信号测试端口图相应的针脚号，分别测试空气流量传感器3、4、5号针脚对应至电控单元12、11、13号针脚的电阻，所有电阻都低于0.5Q。线束短路性测试：将数字万用表设置在电阻200KQ挡，测量空气流量传感器针脚2与电控单元针脚11、12、13之间电阻应为。测量空气流量传感器针脚：3-11、13：4-12-135-11、12之间电阻均应为8。（3）桑塔纳2000Gsi轿车AJR型发动机热膜式空气流量传感器电压的检测电源电压检测：打开点火开关，将数字万用表设置在直流电压20V挡，红色表针置于空气流量传感器针脚2，黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体，打开起动机时应显示12V：红色表针置于空气流量传感器针脚4，黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体，应显示5V。?ECU122113燃油泵Y继电器空脚1451R空气流量计图5空气流量计的连接电路信号电压测量：信号电压测量分单件测量和就车测量。①单件检测。取一空气流量传感器总成部件，将蓄电池电压施加在空气流量传感器电器插座针脚2上，将5V电压施加在空气流量传感器电器插座针脚4上，将数字方用表设置在直流电压20V挡，测量空气流量传感器电器插座针脚3和针脚5，应由1.5V左右的电压：使用电吹风从空气流量传感格栅一段向空气流量传感器吹入冷空气或加热的空气，测量空气流量传感器电器插座针脚3和针脚，电压应顺势上升至2.8V回落。若不能满足上述条件，可以判定空气流量传感器有故障。②就车检测。起动发动机至工作温度，将数字方用表设置在直流电压20V挡，测量空气流量传感器针脚5的反馈信号，红色表针置手空气流量传感器针脚5，黑色表针置手空气流量传感器针脚3、蓄电池负极或进气歧管壳体，急速时应显示电压1.5V左右；急踩加速踏板时应显示2.8V变化。若不符合上述变化，或电压反而下降，则在电源电压与参考电压完好的前提下，可以判定空气流量传感器损坏，必须进行更换。9
9 4） 结合实验设备的具体情况，完成思考题。 5、实验步骤 （1）桑塔纳 2000Gsi 轿车 AJR 型发动机热膜式空气流量传感器电路 图 5 所示为桑塔纳 2000Gsi 轿车 ARJ 型发动机热膜式空气流量传感器电路，1 脚空，2 脚为 12V，3 脚为 ECU 内搭铁，4 脚为 5V 参考电压，5 脚为传感器信号。在怠速时 5 脚电 压为 1.4V，急加速时电压为 2.8V。 （2）桑塔纳 2000Gsi 轿车 AJR 型发动机热膜式空气流量传感器电阻的测量 线束导通性测试：将数字万用表旋转到电阻挡，按电路图找到空气流量传感器图形下面 的针脚号与 ECU 信号测试端口图相应的针脚号，分别测试空气流量传感器 3、4、5 号针脚 对应至电控单元 12、11、13 号针脚的电阻，所有电阻都低于 0.5Ω。 线束短路性测试：将数字万用表设置在电阻 200KΩ挡，测量空气流量传感器针脚 2 与 电控单元针脚 11、12、13 之间电阻应为∞。测量空气流量传感器针脚：3-11、13；4-12-13； 5-11、12 之间电阻均应为∞。 （3）桑塔纳 2000Gsi 轿车 AJR 型发动机热膜式空气流量传感器电压的检测 电源电压检测：打开点火开关，将数字万用表设置在直流电压 20V 挡，红色表针置于 空气流量传感器针脚 2，黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体，打开起动机时应显 示 12V；红色表针置于空气流量传感器针脚 4，黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳 体，应显示 5V。 图 5 空气流量计的连接电路 信号电压测量：信号电压测量分单件测量和就车测量。 ①单件检测。取一空气流量传感器总成部件，将蓄电池电压施加在空气流量传感器电器 插座针脚 2 上，将 5V 电压施加在空气流量传感器电器插座针脚 4 上，将数字万用表设置在 直流电压 20V 挡，测量空气流量传感器电器插座针脚 3 和针脚 5，应由 1.5V 左右的电压； 使用电吹风从空气流量传感格栅一段向空气流量传感器吹入冷空气或加热的空气，测量空气 流量传感器电器插座针脚 3 和针脚，电压应顺势上升至 2.8V 回落。若不能满足上述条件， 可以判定空气流量传感器有故障。 ②就车检测。起动发动机至工作温度，将数字万用表设置在直流电压 20V 挡，测量空 气流量传感器针脚 5 的反馈信号，红色表针置于空气流量传感器针脚 5，黑色表针置于空气 流量传感器针脚 3、蓄电池负极或进气歧管壳体，怠速时应显示电压 1.5V 左右；急踩加速 踏板时应显示 2.8V 变化。若不符合上述变化，或电压反而下降，则在电源电压与参考电压 完好的前提下，可以判定空气流量传感器损坏，必须进行更换
实验报告6、1）绘出热模式空气流量传感器与ECU连接电路图2）在认真完成实验的基础上，由学生写出实验报告，并完成思考题。7、思考题1）空气流量传感器有哪些类型？2）空气流量传感器的功用是什么？3）热线式空气流量传感器、热模式空气流量传感器工作原理是什么？4）翼片式、量芯式、热线式空气流量传感器均属于体积流量型传感器。5）对于热线式空气流量传感器来说，当进气量从小到大的变化过程中，信号电压如何变化？6）翼片式空气流量传感器的进气量越大，叶片的偏转角度增大？减少？10
10 6、实验报告 1）绘出热模式空气流量传感器与 ECU 连接电路图, 2）在认真完成实验的基础上，由学生写出实验报告，并完成思考题。 7、思考题 1）空气流量传感器有哪些类型？ 2）空气流量传感器的功用是什么？ 3）热线式空气流量传感器、热模式空气流量传感器工作原理是什么？ 4）翼片式、量芯式、热线式空气流量传感器均属于体积流量型传感器。 5） 对于热线式空气流量传感器来说，当进气量从小到大的变化过程中，信号电压如何 变化？ 6）翼片式空气流量传感器的进气量越大，叶片的偏转角度增大？减少？