進氣系統(tǒng)的功能及組成空氣流量計

一、進氣系統(tǒng)的功能

進氣系統(tǒng)的功用是根據發(fā)動機的工況提供適量的空氣，并根據電控單元的指令完成空氣量的調節(jié)。

二、進氣系統(tǒng)的組成

進氣系統(tǒng)主要由空氣濾清器、空氣流量計或進氣壓力傳感器、進氣溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進氣枝管、怠速閥、節(jié)氣門等組成。

三、空氣流量計的作用

空氣流量計安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門體之間，在L型燃油噴射系統(tǒng)中，它的主要作用是單位時間內吸入受動機氣缸的空氣量轉換成電信號送至ECU,作為決定噴油量和點火正時的基本信號之一。

四、空氣流量計的種類

目前汽車上所用的空氣流量計，主要有卡門旋渦式空氣流量計、熱線式空氣流量計和熱膜式空氣流量計等種。

五、空氣流量計的構造和工作原理

1.熱線式空氣流量計

熱線式空氣流量計構造。

熱線式空氣流量計工作原理如圖2-3-3所示，用鉑絲制成的熱線電阻RH和溫度補償電阻Rx均置于空氣通道中的氣管內，與RA、Ra共同構成橋式電路。RH、Rx阻值均隨溫度變化，當空氣流動時會帶走熱線電阻RH上的熱量，使電橋失去平衡，混合集成電路A使流經Ru的電流加大，這一過程反應為精密電阻RA的壓降變化，并且該電壓信號作為熱線式空氣流量計的輸出電信號送往ECU。設Rk為定值，則當空氣溫度為常數時，流過RH的空氣越多，帶走RH的熱量越多，混合集成電路使Ru通過的電流IH越大，ECU則通過接收到的電壓信號調節(jié)噴油量，以滿足相應情況的混合氣濃度要求。若空氣溫度下降，則會出現與前述情況流量相同的空氣流經R時帶走了更多的熱量，要恢復R的溫度，就需要使IH更大，這會造成ECU的誤判。如果ECU由此判定空氣流量大于前述情況，并供給相應的油量，將造成混合氣體過稀。由于這種影響，Rk也被設計成熱敏電阻，在空氣溫度變化時，Rx也隨之變化，起到溫度補償作用。而混合集成電路A對IH的調節(jié)總是使熱線溫度與吸人的空氣溫度保持100℃的溫差，從而消除空氣溫度的影響，使熱線電流IH成為空氣流量的單一函數。

熱線式空氣流量計長期使用后，會在熱線上積累雜質，為了消除使用中電熱線上附著的膠質積炭對測量精度的影響，為此在流量計上采用燒凈措施解決這個問題。每當發(fā)動機熄火時(或啟動時),ECU自動接通空氣流量計殼體內的電子電路，加熱熱線，使其溫度在1s內升高1000℃。由于燒凈溫度必須非常精確，因此在發(fā)動機熄火4s后，該電路才被接通。

由于熱線式空氣流量計測量的是進氣質量流量，它已把空氣密度、海拔高度等影響考慮在內，因此可以得到非常精確的空氣流量信號。

2.熱膜式空氣流量計

熱膜式空氣流量計的工作原理與熱線式空氣流量計完全相同。只不過熱線電阻用鉑薄膜制成，且將熱膜電阻、補償電阻、精密電阻等鍍在一塊陶瓷片上。空氣質量的大小由熱膜將其轉換為電壓信號傳送給ECU。此種空氣流量計制造成本低，且使發(fā)熱體不直接承受空氣流動所產生的作用力，提高了壽命。

3.卡門旋渦式空氣流量計

卡門旋渦式空氣流量計工作原理如下：當空氣流經渦流發(fā)生器時，在渦流發(fā)生器后面會產生兩列并排的渦流(卡門渦流)。

卡門旋渦的頻率f與空氣流速v有如下關系：

f=St(υ/d)

式中：d——渦流發(fā)生器的外徑；

 St——斯特羅巴爾系數。

合理地設計進氣通道的截面積和渦流發(fā)生器的尺寸，可使發(fā)動機進氣流速范圍的St為一常數。這樣，只要測出卡門旋渦的頻率f，從而可以測量出空氣的流量。

根據卡門旋渦式空氣流量計的結構按照旋渦數的檢測方式不同，可以分為反光鏡檢測方式卡門旋渦式空氣流量計和超聲波檢出方式卡門旋渦式空氣流量計兩種。

1)反光鏡檢測方式卡門旋渦式空氣流量計

此種空氣計量計由反光鏡片、發(fā)光二極管、光電管、渦流發(fā)生器、控制電路等組成。當空氣流過發(fā)生器時其兩側由于產生卡門渦流，空氣壓力會發(fā)生變化，用導壓孔將渦流發(fā)生器產生的變化引向用薄金屬制成的反光鏡表面，使反光鏡產生振動將發(fā)光二極管照射的光反射給光電管，振動光速在光電管中產生基極電流，使該管斷續(xù)的導通或截止，產生與旋渦頻率相對應的電信號，進氣量愈大，脈沖信號的頻率愈高，進氣量愈小，脈沖信號頻率愈低。經整形后送給發(fā)動機ECU。ECU根據該脈沖信號的頻率，檢測進氣量(當然也要經過進氣溫度修正)和基本點火提前角。

2)超聲波檢出方式卡門旋渦式空氣流量計

它由整流器、渦流發(fā)生器、信號發(fā)射器、超聲波發(fā)生器、超聲波接收器控制電路組成。利用卡爾曼旋渦會引起空氣疏密變化，用超聲波發(fā)生器發(fā)出超聲波，并通過發(fā)生器向旋渦的垂直方向發(fā)射超聲波。當有渦流產生時，渦流使超聲波失去部分信號，另一側的超聲波接收器接收到隨空氣疏密變化而變化的超聲波，經信號處理電路處理與整形后，便產生了與旋渦頻率相對應的矩形脈沖信號。將此信號提供給發(fā)動機ECU。

由于卡門旋渦式空氣流量計，沒有可動部件，反應靈敏，測量精度高，所以現在被廣泛采用。在空氣流量計內均裝有進氣溫度傳感器，以便對隨氣溫而變化的空氣密度進行修正，從而正確計算出進氣的質量流量。