热模式空气流量计的故障诊断.docx

1、热膜式空气流量计的故障诊断摘 要 本文主要介绍了热膜式空气流量计的作用、结构及工作原理，阐述了热膜式空气流量计故障的诊断与检测方法，并且列举了热膜式空气流量计故障诊断案例1例。关键词 空气流量计，故障诊断，检测 1 热膜式空气流量计的作用空气流量计（MAF）用以直接测量发动机运转时吸入的空气量，并转变成电信号送给发动机ECM。此信号用于计算所有与转速和负荷有关的功能。 2 热膜式空气流量计的结构空气流量计装在空气滤清器后面，主要由防护网、采样管、热膜电阻、温度补偿电阻和控制电路组成。热膜电阻和温度补偿电阻安装在进气管道中，控制电路板安装在流量计下方。进气管连接侧的防护网用于防止回火和脏物进入空

2、气流量计。其构造如图1所示。图1 热膜式空气流量传感器结构图 3 热膜式空气流量计工作原理热膜式空气流量计工作原理如2图所示。热膜电阻（发热体）RH和进气温度计（又称温度补偿电阻）RK与精密电阻RA、电桥电阻RB共同构成惠斯登电桥。集成电路A用于控制热膜电阻电流，使进气温度与热膜温度相差100。RH和RK均置于进气通道中的取气管内。发动机工作进气时，热膜电阻RH通电产生热量被进气空气流吸收带走，因而热膜温度下降。空气流量越大，热膜损失的热量越多，要保持进气温度（RK的温度）与热膜温度（RH的温度）相差100，集成电路A将根据进气温度和空气流量的大小，加大或减小通过热膜电阻RH的电流，使两者温度

3、差保持恒定。当热膜电阻的电流通过精密电阻RA时，便在RA上产生电压降，此电压降随着热膜电阻通过的电流（亦即空气量）的变化而变化，这样就可以根据其输出电压U0，检测出空气流量。怠速工况时，空气流量较小，传感器输出电压较低，大负荷时空气流量大，输出电压较高。空气流量计向ECU提供一个0.34.5V的电压信号。 图2 热膜式空气流量传感器电路原理图RK温度补偿电阻 RH热膜电阻 RA精密电阻 RB电桥电阻 4 热膜式空气流量计故障诊断及检测4.1 进气系统外观检查及故障码读取观察进气系统的真空软管无松动、老化、脱接，检查空气流量计插头无松脱情况下，用解码器进行读码，有故障码，则需检修空气流量计及其线

4、路，如果没有故障码，则读取数据流进行分析。4.2 空气流量数据流分析怠速时正常显示数值：2.04.0g/s。随着节气门开度增大，进气量随着增大。有些车型当车速达到120KM/h时，进气量达60 g/s。在节气门控制部件故障引起的紧急运行状态下，发动机以高怠速运转，此时进气量显示有4.55.5g/s。如果发动机控制单元识别出空气流量计有故障，则用节气门电位计的代替值显示出来。怠速时空气流量小于2.0g/s，主要原因有：在进气歧管和空气流量计之间有未计量空气量，或空气流量计及其线路故障。怠速时空气流量大于4.0g/s，主要原因有：驾驶换挡选择或发动机由于辅助设备而增加负荷，或空气流量计及其线路故障

5、。如果在不同工况时该参数值没有变化或与标准有很大差异，说明空气流量计有故障。当电控单元识别出故障码时，或数据流显示异常时需要对空气流量计及其线路进行检测。4.3 空气流量计波形分析热膜式空气流量计是一个模拟输出电压信号传感器，当空气流量增大时，输出电压也随之升高，如图3所示。检测空气流量计电压输出信号的方法如下：（1）检查发动机真空度应在2080kPa范围内。（2）关闭所有附属电气设备。（3）起动发动机，并使其怠速运转，怠速稳定后，测量空气流量计输出电压信号（如图3波形所示）。做加速和减速试验，应有类似图3中的波形出现。（4）空气流量计输出电压从怠速时超过0.2V升至节气门全开时4V以上，当全

6、减速时输出电压应比怠速时的电压稍低些。如有差异，则空气流量计有故障。图3 热膜式空气流量计波形图4.4 空气流量计电阻及电压测试空气流量计电路如图4所示。（1）电源电压测试：打开点火开关，将数字万用表调至直流20V档，红色表针置于空气流量计针脚2，黑色表针置于发动机进气歧管壳体，起动发动机时应显示12V；红色针表置于空气流量计针脚4，黑色表针置于发动机进气歧管壳体，应显示5V。在实际检测中，拔下传感器插头，打开点火开关，测量2号端子与接地间电压，起动发动机时应显示12V。图4 空气流量计电路图针脚1-空 针脚2-12V供电 针脚3-ECU内部搭铁 针脚4-5V参考文献针脚5-信号电压 在怠速时

7、5脚电压为1.4V；急加速时为2.8V。（2）线束导通性测试：将数字万用表设置在电阻200档，找到空气流量计下面的针脚号与ECU信号测试端口针脚号，分别测试空气流量计3、4、5号针脚对应电控单元12、11、13号针脚的电阻，所有电阻都应低于1。（3）线束短路性测试：将数字万用表分别测量各线束间的电阻，相连导线电阻应当小于1，不相连导线电阻应为正常。（4）信号电压测试：分单件测试和就车测试两部分，单件测试：取一个空气流量计组成部件，将12V点压或蓄电池电压施加在空气流量计电器插座针脚2上，将5V电压施加在空气流量计电器插座针脚4上，将数字万用表调至直流20V档，测量空气流量计插座针脚3和针脚5，

8、应有1.5V左右电压，用吹风机从空气流量计隔栅端向空气流量计吹入冷空气或热的空气，测量空气流量计插座针脚3和针脚5，电压应瞬间上升至2.8V回落。不能满足上述条件，可以判定空气流量计有故障。就车测试：起动发动机至工作温度，将数字万用表调至直流20V档，测量空气流量计针脚5的放开信号，红表针置于空气流量计针脚5，在黑表针置于空气流量计针脚3，怠速时应显示电压1.5V左右；急加速应显示2.8V变化。若不符上述要求，在电源电压与参考电压完好的前提下，可以确定空气流量计已损坏，需要更换。 5 故障案例故障现象：一辆帕萨特B5 GSI轿车，行驶中缓慢加速时发动机工作正常，但急加速时发动机加不上油，还伴有

9、“回火”现象。使车辆在原地慢慢加热，发动机转速上升到4200r/min,然后回到3500r/min，继续加油，转述回升到4200r/min，然后又跌落到3500r/min，如此反复，即发动机35004200r/min之间“游车”。急加油发动机反应迟缓，转速上升至4500r/min后就加不上油了，还伴有“回火”现象，感觉好像油泵供油不足或是进气系统漏气。故障诊断：接上燃油压力表，测量燃油系统压力正常，说明油泵工作正常。怀疑燃油滤清器堵塞，但更换新的燃油滤清器后工作现象依旧。检查进气系统管道，没有漏气现象。连接X431解码器读取故障码，显示发动机有5个故障码，即：“00561-混合气调整值超过调整

10、极限”、“01249-1缸喷油器 N30断路或短路”、“01250-2缸喷油器 N31断路或短路”、“01251-3缸喷油器 N32断路或短路”、“01252-4缸喷油器 N33断路或短路”，均为偶发性故障。用仪器清除故障码后再次起动发动机检测，“00561”号故障码仍然存在。查阅资料，引起该故障的可能原因有：（1）燃油压力过低；（2）喷油器堵塞或失效；（3）空气流量计G70有故障；（4）活性碳罐电磁阀N80卡死；（5）至三元催化转化器的排气管路堵塞。进入发动机数据块002组，观察各传感器的数据显示（显示内容包括发动机转速、发动机负荷、喷油脉宽、空气质量流量），主要观察喷油脉宽和空气质量流量数

11、据。经观察，怠速时的数据正常（喷油脉宽为2.005.00ms,空气质量流量为2.04.0g/s)，加速一段时间后再回到怠速转速，发现空气流量计的数据有时超过范围。清洗喷油器和节气门。检查火花塞和高压线，都正常；检查活性碳罐电磁阀N80及排气管道，也正常。看来故障是由空气流量计G70引起的。检测电源电压，及线束导通性测试均正常。更换空气流量计，匹配节气门控制单元，故障彻底排除。总结空气流量计是发动机重要传感器之一，它的数值牵涉到很多其它传感器数值，一旦空气流量计产生故障，有多个参数随之变化，因此在判断空气流量计故障时，就要参考多个参数，使用多种检测方法综合判断，才能准确确定空气流量计的故障。并且在日常维修保养工作中，应重视空气滤清器的保养，应定期清洁或更换空气滤清器，保持新的空气流进MAF。参考文献1冯渊.汽车电子控制技术M.北京：机械工业出版社，20112郭彬.汽车传感器与检测技术M.北京大学出版社，20103陈家瑞.汽车构造M.北京：人民交通出版社，20064贺建波、贺展开.汽车传感器的检测M.机械工业出版社，2005