一、氣體流量傳感器工作原理

 

氣體流量傳感器（熱線(xiàn)式空氣質(zhì)量流量）是電噴發(fā)動(dòng)機的重要傳感器之一。它將吸入的空氣流量轉換成電信號送至電控單元(ECU），作為決定噴油的基本信號之一，是測定吸入發(fā)動(dòng)機的空氣流量的傳感器。

 

熱線(xiàn)式空氣質(zhì)量流量（MAF）傳感器電路由傳感器、控制模塊及將上述二者連接起來(lái)的導線(xiàn)構成。傳感器向動(dòng)力控制模塊（ECM）輸出直流電壓信號，其幅度正比于發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣量。

 

熱線(xiàn)式空氣流量傳感器的基本結構由感知空氣流量的鉑熱線(xiàn)（電熱絲）、根據進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正的溫度補償電阻（冷線(xiàn)）、控制熱線(xiàn)電流并產(chǎn)生輸出信號的控制線(xiàn)路板以及空氣流量傳感器的殼體等元件組成。

 

打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后，鉑熱線(xiàn)通電并產(chǎn)生熱量，當氣流通過(guò)這根線(xiàn)時(shí)，熱線(xiàn)的冷卻與進(jìn)氣量相應。ECM通過(guò)控制流過(guò)熱線(xiàn)的電流來(lái)保持熱線(xiàn)溫度恒定，這樣電流與進(jìn)氣量成比例，而ECM通過(guò)檢測通電電流就可以測得當前的進(jìn)氣量。

 

 

MAF傳感器的工作原理示意效果

 

上圖為MAF傳感器的工作原理示意效果，在實(shí)際空氣流量計，鉑熱線(xiàn)并入了惠斯頓橋式電路。如下圖所示?；菟诡D橋式電路具有這樣的特性：當沿著(zhù)對角線(xiàn)的電阻值相等（[Ra+R3]·R1=Rh·R2）時(shí)，A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位相等。

 

 

橋式電路的特性

 

當熱線(xiàn)（Rh）被吸入的空氣冷卻時(shí)，電阻值降低導致A點(diǎn)、B點(diǎn)產(chǎn)生電位差。運算放大器檢測到電位差并且施加電壓給電路（增加熱線(xiàn)（Rh）電流）。這樣熱線(xiàn)（Rh）溫度上升使熱線(xiàn)阻值增大，直到A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位相等（A、B電壓升高）。

 

通過(guò)利用這種橋式電路的特性，空氣流量計就可以通過(guò)檢測B點(diǎn)電壓來(lái)測量進(jìn)氣量。

 

放大器的作用是，把大氣溫度和熱線(xiàn)電阻的溫度進(jìn)行比較，然后通過(guò)三極管進(jìn)行調節，使熱線(xiàn)電阻的溫度保持高于大氣溫度100℃（由車(chē)型而定）的目標。

 

 

在此系統中，由于使用了熱敏電阻（Ra），熱線(xiàn)（Rh）的溫度可持續地保持在比進(jìn)氣溫度更高的恒定溫度上（一般為100℃，由車(chē)型而定）。而且，即使進(jìn)氣溫度是變化的，也能將進(jìn)氣的質(zhì)量精確地測量出，所以ECM就沒(méi)有必要為了進(jìn)氣溫度而來(lái)校正燃油噴射時(shí)間。

 

此外，因處于高海拔，空氣密度較小，與處于海平面處、相同容積的空氣做比較，則其冷卻能力也較小。其結果是熱線(xiàn)的冷卻量降低。既然探測到的進(jìn)氣質(zhì)量也將降低，所以不須要采用高海拔補償校正。

 

二、氣體流量傳感器類(lèi)型

 

電子控制汽油噴射系統的空氣流量傳感器有多種型式，常見(jiàn)的空氣流量傳感器按其結構型式可分為葉片（翼板）式、量芯式、熱線(xiàn)式、熱膜式、卡門(mén)渦旋式等幾種。

 

翼板式(葉片)空氣流量傳感器：

 

 

翼板式空氣流量傳感器常用于德囯BSCH傳統的L型燃油嘖射系統，具體車(chē)型有豐田凱美瑞、大霸王、馬自達MPV等。目前采用的翼板式空氣流量傳感器有兩種型式，其最大的區別就在于大多數車(chē)型的翼板式空氣流量傳感器是按“進(jìn)氣量增加，信號電壓也增大”的信號特點(diǎn)來(lái)工作的而安裝 BOSCH翼板式空氣流量傳感器的車(chē)系，其空氣流量傳感器卻按著(zhù)相反的信號特點(diǎn)運行即進(jìn)氣量越大,信號電壓越低

 

量芯式空氣流量傳感器：

 

 

熱膜式空氣流量傳感器：

 

 

該流量計采用等溫熱線(xiàn)的方式，如圖1所示。圖中RH 、RK 、RA 、RB 組成惠斯頓電橋的四個(gè)臂，將熱線(xiàn)RH （通常以鉑絲制成）與溫度補償電阻RK （冷線(xiàn)）同置于所測量的通道中，使RH 與氣流的溫差維持在一個(gè)水平（通常是100ºC或150ºC）。

 

卡門(mén)渦旋式空氣流量傳感器：

 

 

卡門(mén)渦旋式空氣流量傳感器的結構和工作原理如圖11 所示。在進(jìn)氣管道正中間設有一流線(xiàn)形或三角形的渦流發(fā)生器， 當空氣流經(jīng)該渦流發(fā)生器時(shí)， 在其后部的氣流中會(huì )不斷產(chǎn)生一列不對稱(chēng)卻十分規則的被稱(chēng)為卡門(mén)渦流的空氣渦流。 根據卡門(mén)渦流理論，這個(gè)旋渦行列是紊亂地依次沿氣流流動(dòng)方向移動(dòng)， 其移動(dòng)的速度與空氣流速成正比， 即在單位時(shí)間內通過(guò)渦流發(fā)生器后方某點(diǎn)的旋渦數量與空氣流速成正比。因此， 通過(guò)測量單位時(shí)間內渦流的數量就可計算出空氣流速和流量

 

三、氣體流量傳感器應用

 

氣體流量傳感器應用廣泛，極大的影響著(zhù)社會(huì )各行各業(yè)的發(fā)展。如工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節約能源、促進(jìn)科技的發(fā)展等方面起著(zhù)重要作用。

 

如今，氣體流量傳感器種類(lèi)比較多，有節流式、容積式、渦街式、電磁式、熱式、超聲波式等若干種。多數是采集流體的溫度、壓力等信號，再換算成流量。但由于氣體流動(dòng)狀態(tài)不穩定，使氣體流量傳感器的流量測量準確性受到影響。而由美國的科學(xué)家發(fā)明的插入式氣體流量傳感器，為流量的測量帶來(lái)了一場(chǎng)革命，實(shí)現了直接測量流體質(zhì)量流量的目的。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， 氣體流量傳感器變得體積小，低成本，穩定性好，功耗低，可被批量制造。

 

以上就是小編給大家講解關(guān)于氣體流量傳感器工作原理、類(lèi)型和應用的全部?jì)热?，目前國內在這方面的技術(shù)還不太成熟，多數靠著(zhù)國外進(jìn)口，但是小編相信隨著(zhù)科技的進(jìn)步，國內的氣體流量傳感器必能取代進(jìn)口的氣體流量傳感器。

 

 

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