第二节　热线式空气流量传感器

一、热线式空气流量传感器结构与工作原理

1.结构

热线式空气流量传感器按其铂金热线安装位置的不同可分为主流测量方式及旁通测量方式两种，如图2-22、图2-23所示。主流测量方式热线式空气流量传感器由铂金热线、温度补偿电阻（冷线）、取样管、控制线路板、防护网及连接器组成。热线是一根直径约为0.07mm的铂金丝，它装在取样管内的支承环上，其阻值随温度变化而变化，当传感器工作时，它能被控制电路提供的电流加热到120℃左右，因此称为热线；取样管由一个热线支承环和两个塑料护套组成，它置于空气流量传感器主空气道的中央，两端有防护网，防护网通过卡箍固定在流量传感器的壳体上；温度补偿电阻（冷线）安装在热线附近，且靠近进气口一侧，当传感器工作时，控制电路向其提供一个电流使其温度始终低于热线温度100℃，这样冷线温度可以起到参考标准的作用，使进气温度的变化不会影响到热线测量进气量的精度；控制线路板上插座与发动机的ECU相连，用于输入信号。

图2-22　热线式空气流量传感器结构（主流测量方式）

图2-23　热线式空气流量传感器结构（旁通测量方式）

旁通测量方式热线式空气流量传感器与主流测量方式热线式空气流量传感器的主要区别在于，它把铂金热线和温度补偿电阻（冷线）安装在旁通气道上，且热线和补偿电阻用铂丝缠绕在陶瓷螺旋管上。

2.工作原理

热线式空气流量传感器的基本原理如图2-24所示。安装在控制电路板上的精密电阻RA和电桥电阻RB与热线电阻RH及温度补偿电阻RK组成了惠斯顿电桥。热线电阻RH放在进气道内，当进气气流流经它时，其热量被流过的空气吸收，使热线变冷，且空气流量增大时，被带走的热量也增加，热线式空气流量传感器就是利用热线与空气之间的这种热传递进行空气流量测定的。

图2-24　热线式空气流量传感器原理

A—混合集成电路；RH—热线电阻；RK—温度补偿电阻；RA—精密电阻；RB—电桥电阻

混合集成电路A控制热线温度，当空气流过该热线时，由于空气带走热量使热线的电阻值发生变化，从而使惠斯顿电桥失去平衡。为了保持该电桥的平衡，必须提高高电压，加大通过热线的电流，进而使热线的温度升高，使原来的电阻值恢复。根据这一原理，通过控制电路，改变惠斯顿电桥的电压和电流，使热线损失的热量与电流加热热线产生的热量相等，并使热线的温度和其电阻值保持一致。这样通过热线电阻的电流便是空气流量的单一函数，也就是热线电流随空气流量的增大而增大，随空气流量的减小而减小。加热电流通过精密电阻RA产生的电压降作为电压输出信号输送给ECU，于是微机便可通过电压降的大小测得空气流量。

精密电阻RA为一个温度系数很低的金属薄电阻；温度补偿电阻RK用来对热线电阻的温度进行参照，使其温度差控制在100℃左右，从而提高测量精度，它与电桥电阻RB的阻值都较高，这样能减少电能的损耗。

热线式空气流量传感器由于热线表面与空气直接接触，在使用一段时间后，热线表面易受空气尘埃沾污，其热辐射能力降低，将会影响传感器的测量精度，因此控制电路设置有“自洁电路”以实现自洁功能。每当发动机熄火后，微机将控制自洁电路接通，将热线加热到1000℃左右，并持续约1s的时间，从而将黏附在热线上的尘埃烧掉。另一种防止热线沾污的方法是将热线的保持温度提高，一般保持温度设在200℃以上，以便烧掉黏附的污物。

二、热线式空气流量传感器检测

新款上海别克轿车采用的空气流量传感器——MAF传感器为热线式空气流量传感器，热线式MAF传感器使用热线电阻式元件，该元件与温度补偿电阻、精密电阻、电桥电阻及环境温度传感器共同组成惠斯顿电桥。热线式MAF传感器为三导线型，安装在进气歧管中，如图2-25所示，其插接器端子如图2-26所示，传感器与ECU的连接电路如图2-27所示。

图2-25　传感器安装位置

图2-26　传感器插接器端子

A—空气流量计信号端子；B—搭铁端子；C—电源电压输入端子

对热线式空气流量传感器进行检测时，应主要检测空气流量传感器的输出信号电压。首先关闭点火开关，拔下传感器连接器。然后将点火开关转至ON，但不启动发动机。用数字万用表电压挡测量空气流量传感器信号端子和搭铁端子间的电压，即A端子与B端子间的电压，应为5V。当传感器输出电压正常时，可用吹风机向此传感器进气口吹风，其信号电压应随吹风量大小的变化而变化，且应符合标准规定值，否则，说明空气流量传感器已损坏，应当更换。