第二章 发动机系统应用的传感器
第一节 空气流量传感器
空气流量传感器也叫空气流量计，有5种类型：热膜式空气流量计、热线式空气流量计、翼片式空气流量计、量芯式空气流量计和卡门涡流式空气流量计。其中后三种属于体积空气流量计，已经淘汰。热线式空气流量计部分车还在采用；热膜式空气流量计应用最广泛。本节主要讲解热膜和热线这两种空气流量计。
一、空气流量传感器的作用
1. 作用机理
空气流量传感器安装在空气滤清器和节气门体之间，用于检测发动机的进气量，是电控系统基本控制参数的来源之一，是电控发动机的重要元件。
空气流量传感器的作用是检测发动机进气量的大小，并将进气量信息通过电路的连接转化为电信号输入给ECU，以供ECU确定喷油量和点火时间。空气流量传感器获得的进气量信号是ECU进行喷油控制的主要依据，如果其损坏或其电路连接出现故障，则会使发动机的进气量测量不准确，使进入气缸的混合气过浓或过稀，从而导致ECU无法对喷油量进行准确的控制，导致发动机不能正常运转，尾气排放超标。
2. 作用目的
讲述空气流量传感器之前，我们先了解一下空燃比。
为了使1kg燃料充分燃烧，内燃机需要14.7kg的空气。这种燃料相对于空气的比例在技术上表示为理想空燃比。为了使发动机控制单元能够在各种运行状态下设定正确的空燃比，需要关于进气的准确信息。在理想状态时，空燃比的λ值为1。只有在理想状态时，废气中的有害物质才可能被三元催化转化器几乎全部清除。
（1）浓混合气 在浓混合气（λ＜1）时，废气中含有过多一氧化碳（CO）和未燃烧的碳氢化合物（HC）。例如，1.2kg燃油∶14.7kg空气。
（2）稀混合气 在稀混合气（λ＞1）时，废气中含有过多的氮氧化物（NOx）。例如，0.8kg燃油∶14.7kg空气。
准确测量吸入空气质量的目的在于，将空燃比控制在λ=1的范围内，并降低和清除废气中所含的有害物质。图2-1为空燃比示意图。
图2-1 空燃比示意图
二、空气流量传感器的类型
根据进气量检测方式的不同，空气流量计可分为体积式和质量式2种。其中体积式的又分为叶片式、卡尔曼涡流式和量芯式；质量式的分为热线式和热膜式，奔驰、宝马、大众等很多车使用热膜式空气流量计。
早期的发动机燃油喷射系统分为D型（压力型）和L型（空气流量型）2种。
1. D型燃油喷射系统
无空气流量传感器。图2-2为D型燃油喷射系统基本控制构架。
图2-2 D型燃油喷射系统基本控制构架
D型发动机燃油喷射系统（图2-3）利用检测进气歧管内的绝对压力来计算吸入气缸的空气量，所用的传感器是进气歧管绝对压力传感器，可间接监测空气流量。
图2-3 D型燃油喷射系统
2. L型燃油喷射系统
有空气流量传感器。图2-4为L型燃油喷射系统基本控制构架。
图2-4 L型燃油喷射系统基本控制构架
L型发动机燃油喷射系统（图2-5）采用直接测量的方法，即利用空气流量传感器直接测量吸入进气管的空气流量。L型传感器又分为体积流量型传感器和质量流量型传感器2种。
图2-5 L型燃油喷射系统
三、空气流量传感器维修
（一）热膜式空气流量传感器
1. 热膜式空气流量传感器结构
热膜式空气流量计固定在通向进气消音器的进气软管上，是一个组合式传感器。热膜式空气流量计获取实际空气量，不受空气压力影响。结合其他传感器，发动机控制单元计算出喷射的燃油量。有一个进气温度传感器集成在热膜式空气流量计内，该传感器用于测量废气涡轮增压器之前的进气温度。
热膜式空气流量传感器（图2-6～图2-8）的发热体是热膜。热膜由发热金属铂固定在薄的树脂膜上制成，其制作方法首先是在氧化铝陶瓷基片上采用蒸发工艺淀积金属薄膜，然后通过光刻工艺制作成梳状图形电阻，将电阻值调节到设计要求的阻值后在其表面覆盖一层绝缘保护膜，再引出电极引线。
图2-6 热膜式空气流量传感器结构
图2-7 热膜式空气流量传感器样式结构
1—热膜式空气流量传感器；2—插头
图2-8 热膜式空气流量传感器内部结构
1—热膜式空气流量传感器；2—进气温度传感器；3—插头
2. 热膜式空气流量传感器工作原理
（1）基本原理 热膜式空气流量传感器在12V的电压下运行。进气温度传感器由发动机控制系统提供5V电压，由一个电子分析装置对热膜式空气流量传感器内的测量数据进行分析，由此可以准确记录流过空气的质量及其流动方向（仅能记录部分空气质量，全部空气质量依校准结果进行确定）。
热膜式空气流量传感器工作过程中，当空气气流流经发热元件并使其受到冷却时，发热元件即热膜电阻温度降低，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一个固定值。
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，信号取样电阻上的电压就会升高，从而将空气流量的变化转化为电压信号的变化。信号电压输入ECU后，ECU可根据信号电压的高低计算出空气流量的大小。
热膜式空气流量传感器的热膜电阻、温度补偿电阻、精密电阻、信号取样电阻在电路板上以惠斯通电桥的方式连接。
在热膜式空气流量传感器中，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2-9所示，发热元件电阻RH和温度补偿电阻RT（温度补偿电阻见图2-6，其实是个进气温度传感器）分别连接在惠斯通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控制加热电流（50～120mA）来使发热元件温度TH与补偿电阻温度升之差保持恒定。
（2）工作特性 热膜式空气流量计具有一个以频率设码的输出信号。传感器的设计可以识别出回流（进气管内的动态脉动），并可以在数值和流动方向上进行处理。
空气质量的信号品质取决于温度。要准确确定空气质量，需要有高精度。因此，发动机控制单元所接收到的空气质量信号必须通过进气温度传感器信号进行修正。
图2-9 热膜式空气流量传感器电路原理
RT—温度补偿电阻（进气温度传感器）；RH—发热元件（热膜）电阻；Rs—信号取样电阻；R1，R2—精密电阻；Ucc—电源电压；Us—信号电压；1—控制电路
当空气气流流经发热元件并使其受到冷却时，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上的电压就会上升，从而将空气流量的变化转化为电压信号Us的变化（图2-10）。信号电压输入ECU后，ECU可根据信号电压的高低计算出空气质量的大小。
图2-10 空气流量传感器特性
热膜式空气流量计参数见表2-1。
表2-1 热膜式空气流量计参数
（3）工作过程 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，或因空气温度越高，空气密度越小，所以在体积相同的情况下，发热元件受到冷却的程度小，阻值减小的幅度小，电桥平衡需要的电流小，因此信号取样电阻上的信号电压低，ECU根据信号电压即可计算出空气量。
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，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，因此当发动机负荷增大时，信号电压升高。
3. 热膜式空气流量传感器故障判断
空气流量计故障会导致发动机怠速不稳，加速不良，检查如下。
发动机运转时，拔下空气流量计的插头，如果故障消失，说明此空气流量计信号有偏差，并没有损坏，电控单元一直按照有偏差的错误信号进行喷油控制。由于混合比失调，发动机燃烧不正常，将会出现发动机转速不稳或动力不良现象。当拔下空气流量计插头时，电控单元检测不到进气信号便会立即进入失效保护功能，以节气门位置传感器信号替代空气流量计信号，使发动机继续以替代值进行工作。拔下空气流量计插头，故障消失，正是说明了拔插头前信号不正确，拔插头后信号正确，因此故障消失。
在插头的信号端测量动态信号电压，怠速工况下，电压为接近1.4V；加速到全负荷时，电压信号可接近4V。如果不在该范围，空气流量计本身损坏。个别也有脏污所导致，清洗即可。
发动机运转时，拔下空气流量计的插头，如果故障依旧，说明主要原因是该空气流量计损坏（相关线路也会导致该故障），造成发动机控制单元无法接收到空气流量计信号，电控单元确认空气流量计信号不良，进入失效保护功能，同时将故障码存入存储器。
发动机运转时，拔下空气流量计的插头，故障现象稍有变化，说明空气流量计是良好的。拔下空气流量计插头前，电控单元根据空气流量计信号进行控制，喷油量准确，发动机各工况均良好；当拔下空气流量计插头时，发动机控制单元根据节气门位置传感器信号进行控制，喷油量有微小差异，发动机工况相对稍差。
4. 热膜式空气流量传感器电路
用万用表检测和识别空气流量计电路。空气流量传感器信号有2种，一种是电压变化的，一种是脉冲式的。测试过程不要拔下传感器插头。热膜式空气流量传感器插头见图2-11。
图2-11 热膜式空气流量计插接器插头
（1）传感器负极检测和识别 万用表黑表笔接车身搭铁，红表笔分别接传感器里面的几根线，测得电压最低的那根线，即是传感器的负极。
（2）传感器正极检测和识别 万用表黑表笔接刚才找到的传感器负极线，红表笔分别接除传感器负极之外的线，找到一根5V的线，这根线就是传感器正极。
（3）传感器信号线检测和识别 万用表黑表笔连接上述找到的传感器负极线，红表笔分别接除传感器负极之外的线，测试过程中启动汽车，不断地加速、减速；观察在此过程中哪一根线的电压会发生变化，会随加减速而发生电压变化的那根线就是传感器信号线。
如果用以上方法找不到信号线，那就用LED试灯，试灯负极接传感器负极线，试灯另外一端接传感器上除传感器负极外的其他线，看试灯是否会闪烁，找到闪烁的那根线就是信号线。
（4）关联电路图 大众某车型空气流量传感器关联电路见图2-12。
图2-12 大众某车型空气流量传感器关联电路
G70—质量式空气流量计；G79—油门踏板位置传感器1；G83—散热器出口处的冷却液温度传感器；G185—油门踏板位置传感器2；J623—发动机控制单元；T2bz—2芯插头；T5f—5芯插头；T6q—6芯插头；T94—94芯插头
5. 热膜式空气流量传感器检测
（1）电阻检测 电阻测试主要是检测线束的导通性，以确认线束通畅情况，有无断路短路，插接器是否牢靠，各信号传递是否无干扰。在实际测量中，由于种种原因会导致误差，所以这些数值均为约数，不作为标准值。
线束导通性测试。关闭点火开关，拔下传感器插头与电控单元插接器，使用数字万用表分别测量各线束间的电阻，分别测试空气流量计3、4、5号针脚对应至电控单元12、11、13号针脚的电阻，这些电阻值应低于5Ω。
线束短路性测试。将数字万用表设置在电阻200kΩ挡，测量空气流量计针脚2与电控单元针脚11、12、13之间的电阻，应为∞。测量空气流量传感器针脚与电控单元针脚（3-11、13；4-12、13；5-11、12）之间电阻均应为∞。表2-2为空气流量传感器插头针脚参数。
表2-2 空气流量传感器插头针脚参数
（2）电压检测 电压测试有电源电压测试和信号电压测试2部分，其中信号电压测试是确定空气流量传感器是否失效的主要依据。
电源电压测试。打开点火开关，测量2号针脚与接地间电压，启动起动机时应显示12V。
具体方法：将数字万用表设置在直流电压20V挡，红表笔置于空气流量计针脚2，黑表笔置于电瓶负极或其他车身搭铁，启动起动机时应显示12V左右的电压。
红表笔置于空气流量计针脚4，黑表笔置于电瓶负极或其他车身搭铁，应显示5V左右电压。
信号电压测试。启动发动机并使其达到工作温度，将数字万用表设置于直流电压20V挡，测量信号反馈电压。
具体方法：红表笔置于空气流量计针脚5，黑表笔置于空气流量计针脚3、电瓶负极或进气歧管壳体，怠速时应显示电压1.5V左右，急加速电压应变化到2.8V。如果不符合上述变化，或电压反而下降，在电源电压与参考电压完好的前提下，可以断定空气流量计损坏。
6. 热膜式空气流量传感器更换
（1）拆卸空气流量传感器
将插头1从空气流量传感器上脱开。
将两个螺钉从空气滤清器壳的导向件2上旋出，并将空气流量计小心地取出。
以上步骤见图2-13。
图2-13 拆卸空气流量传感器
（2）安装空气流量传感器 按照与拆卸相反顺序进行安装。同时注意以下事项。
必须使用原装空气滤清器滤芯。如果空气滤清器滤芯被严重污染或渗透，污物颗粒和液体可能会进入到空气流量计中，并导致所测量的空气质量值错误。这将导致功率不足，因为所计算的喷射量变小了。
检查连通至空气滤清器滤芯的进气通道上是否有污物。如果发现有污物，请将其从空气滤清器壳（上、下部件）上清除掉（必要时通过清洗或抽吸的方式进行清洁）。
7. 第六代热膜式空气流量计
（1）第六代热膜式空气流量计（HFM6）结构 大众汽车使用的第六代热膜式空气流量计（HFM6）由测量管和传感器电子单元及传感器元件组成。通过测量分流（旁路）中的空气来测量空气质量。通过其特殊的结构，空气流量计可以测量吸入及回流的空气质量，见图2-14。
图2-14 热膜式空气流量计结构
与早期的空气流量计比较，HFM6将数字信号传递给发动机控制单元，更能准确、稳定地分析。早些时候发动机控制单元接收到的是一个模拟信号，随着元器件的老化，过渡电阻会使信号失真。
（2）工作原理 新空气流量计与以往型号一样按照热力测量原理工作。功能部件主要由具有回流识别功能的微型机械式传感器元件和进气温度传感器、一个具有数字信号处理功能的传感器电子单元和一个数字接口组成，见图2-15。
图2-15 热膜式空气流量传感器传感元件
旁路通道。与以往的型号HFM5相比，空气流量计HFM6的旁路通道在流动性方面进行了优化。用于空气质量测量的空气分流在阻流边后面被吸入旁路通道。
如图2-16所示，通过传感器元件粘贴和密封，旁路通道完全与传感器电子单元隔离。此外，传感器元件使用了更坚固的材料。这一措施提高了传感器的稳定性。
图2-16 热膜式空气流量传感器传感元件旁路通道（一）
如图2-17所示，通过阻流边的构造在其后产生负压，在这个负压的作用下，空气分流被吸入旁路通道，以进行空气质量测量。迟缓的污粒跟不上这种快速的运动，通过分离孔被重新导入到进气中。这样，测量结果不会因污粒而失真，传感器元件也不会因其而损坏。
图2-17 热膜式空气流量传感器传感元件旁路通道（二）
传感器元件。传感器元件位于传感器电子单元旁边，并伸入用于空气质量测量的空气分流内。在传感器元件上有1个热电阻、2个与温度相关的电阻R1和R2以及1个进气温度传感器，见图2-18。
图2-18 热膜式空气流量传感器传感元件工作原理
维修图解
传感器元件在中间通过热电阻被加热到高于进气温度120℃。
功能示例：进气温度30℃，热电阻被加热至120℃，测得温度为120℃+ 30℃=150℃。
由于与热电阻之间的间距，传感器至边缘的温度逐渐降低。电子模块通过R1和R2的温度差识别出进气空气质量和流向。
进气门关闭时，吸入的空气受其阻碍回流到空气流量计。如果回流未被识别出来，则测量结果就会出错。
如图2-19所示，回流的空气碰到传感器元件，先流过与温度相关的电阻R2，接下来流过热电阻，然后流过与温度相关的电阻R1。电子模块通过R1和R2的温度差识别出回流空气质量和流向。
图2-19 热膜式空气流量传感器传感元件回路识别
如图2-20所示，空气流量计的传感器元件耸立在发动机吸入的气流中。一部分空气流经空气流量计的旁通气道，旁通气道内有传感器电子装置，该电子装置上集成有1个加热电阻和2个温度传感器，这2个温度传感器用来识别空气的流动方向：吸入的空气首先经过温度传感器1；从关闭的气门回流的空气首先经过温度传感器2和加热电阻，发动机控制单元就可计算出吸入空气中的氧含量。
图2-20 热膜式空气流量传感器传感元件识别工作过程
（3）空气流量计诊断 数字信息相对于模拟线路连接来说，对干扰不敏感。发动机控制单元需要进气空气质量用于准确地计算与负荷有关的功能。在空气流量计失灵时，发动机控制单元将会使用一个在其内预设的替代空气流量计。
空气流量计向发动机控制单元传递一个包含被测空气质量的数字信号（频率）。发动机控制单元通过周期长度来识别测得的空气质量，见图2-21。
图2-21 热膜式空气流量传感器波形
空气进气温度传感器内置在质量式空气流量传感器中，传感器检测空气进气温度并转换为ECU信号。该温度传感器单元利用了一个对温度变化敏感的热敏电阻，该热敏电阻的电阻值随温度的升高而降低。
进气温度（IAT）传感器是一个测量进入发动机的空气温度的可变电阻器。发动机控制单元向进气温度传感器信号电路提供5V电压，并向低电平参考电压电路提供搭铁。
（4）HFM6电路检查
热膜式空气流量计各插头端子的说明
● T5h/5为空气流量计信号线，电压在0～5V之间变化。
● T5h/4为搭铁线，在车身线束B702中。
● T5h/3为电源线，打开点火开关时，由点火开关15号线J527向转向柱电子装置电控单元提供电源信号，再向J519提供电源号，J519向J329提供电源使继电器吸合，并经熔丝SC22（5A）向空气流量计提供蓄电池电压。
● T5h/2为进气温度传感器信号线，温度低时电压高，温度高时电压低，如在20℃时电压在0.5～3V之间。
● T5h/1为电源信号线，由发动机电控单元J623提供5V参考电压。
检测电源电压
● 关闭点火开关，拆下空气滤清器，再打开点火开关，即置于ON位置，不启动发动机。
● 用万用表的电压挡测量空气流量计插头中的T5h/3端子（正信号线）与T5h/4搭铁线端子（负信号线）之间的电压值，该电压值为蓄电池电压。
● 然后用万用表测量插头T5h/5端子与T5h/4搭铁线端子间的电压值，该电压的标准值应为5V。
HFM6与ECU的连接电路见图2-22。
图2-22 HFM6与ECU的连接电路
G70—空气流量计；G299—进气温度传感器；J623—发动机电控单元
检测信号电压。关闭点火开关，拆下空气滤清器，再打开点火开关，即置于ON位置，不启动发动机；用万用表的电压挡测量空气流量计插头中的T5h/1端子（正信号线）与T5h/5端子（负信号线）之间的电压值；将“+”表笔插入空气流量计5号端子线束中，“-”表笔插入3号端子的线束中，然后用电吹风（冷风挡）向空气流量计入口处吹气，观察信号电压的变化情况。如果信号电压不发生变化，则说明空气流量计失效，应予以更换。信号电压的标准值为2.0～4.0V。
用诊断仪检测数据流。用故障诊断仪检测空气流量计信号，读取基本功能数据。显示区域进气流量，其标准值为2.0～4.5g/s。如果小于2.0g/s，则说明进气系统有泄漏；如果大于4.5g/s，则说明发动机负荷太大。偏离标准值的原因可能是空气流量计或其线路发生故障。如果空气流量计有故障，则会出现故障码00553（空气流量计G70线路搭铁断路或短路）。
（二）热线式空气流量传感器
1. 热线式空气流量传感器类型和结构
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2种。
（1）主流测量方式热线式空气流量计 主流测量方式，其热线电阻安装在主通气道中。这种方式的热线式空气流量计由铂金热线电阻、温度补偿电阻（冷线）、取样管、控制电路板、防护网及插接器组成，见图2-23。热线是一根铂金丝，它装在取样管内的支承环上，其阻值随温度变化而变化。
图2-23 主流测量方式热线式空气流量计
（2）旁通测量方式热线式空气流量计 旁通测量方式，其热线电阻安装在旁通气道中。这种方式的热线式空气流量计与主流测量方式的热线式空气流量计的结构基本相同，主要区别在于前者把热线和补偿电阻用铂丝缠绕在陶瓷螺旋管上，且把铂金热线和温度补偿电阻安装在旁通气道上，见图2-24。
图2-24 旁通测量方式热线式空气流量计
2. 热线式空气流量传感器原理
（1）基本原理 空气质量的信号品质取决于温度。要准确确定空气质量，需要有高精度。因此，发动机控制单元所接收到的空气质量信号必须通过外部进气温度传感器进行修正。
安装在控制电路板上的精密电阻和热线电阻及温度补偿电阻组成了惠斯通电桥。热线电阻放在进气道内，当进气气流流经它时，其热量被流过的空气吸收，使热线温度降低，且空气流量增大时，被带走的热量也增加，热线式空气流量计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。
（2）工作特性 热线电阻RH以铂丝制成，RH和温度补偿电阻RK均置于空气通道中的取气管内，与RA、RB共同构成桥式电路。RH、RK阻值均随温度变化。当空气流经RH时，使热线温度发生变化，电阻减小或增大，使电桥失去平衡，如果要保持电桥平衡，就必须使流经热线电阻的电流改变，以恢复其温度与阻值，精密电阻RA两端的电压也相应变化，并且该电压信号作为热线式空气流量计输出的电压信号输送给发动机控制单元，见图2-25。
图2-25 热线式空气流量传感器电路原理
3. 热线式空气流量传感器电路
由于热线安装在进气管路中，在使用一段时间后，热线表面会受空气中灰尘的沾污，从而引起空气流量传感器输出信号的偏差，使其测量精度降低。为消除这些问题，传感器在集成电路中设置了一个热线自清洁电路。
结合图2-26，进行电路说明。
图2-26 热线式空气流量计电路
发动机转速超过1500r/min时，每次关闭发动机时，控制电脑ECU便控制着电路给热线输送一极限电压值，使热线迅速加热到可以清除其上脏物的温度，从而达到自清洁作用，因此，在热线式空气流量传感器导线连接器端子中，有一个由ECU输入自清洁信号的端子F。
热线式空气流量传感器连接器有5端子和6端子两种。由于热线式空气流量传感器的热线所需电流较大，其电源的供给是不通过ECU的，而是直接取自于蓄电池，因此，接线端子中有蓄电池供电端子E，同时也相应地增设了不通过ECU内部的搭铁端子，用它作为热线加热电路的搭铁端子C。
热线式空气流量传感器除上述搭铁端子外，还另有一个搭铁端子是通过控制电脑ECU内部来搭铁的，它是传感器内部集成电路的搭铁端子D。
A端子为调整一氧化碳的可变电阻输出端子（电位计的信号输出端）。在早期没有安装氧传感器的发动机上，该电位计用于调整怠速时可燃混合气的空燃比，从而进一步控制怠速时的一氧化碳排放浓度，与怠速混合气调整螺钉联动，输出高电压，ECU便稍微增加喷油量，混合气变浓，怠速较为稳定，废气中的一氧化碳含量会有所增加。相反，喷油量则减少，混合气变稀，废气中的一氧化碳含量有所减少。
4. 热线式空气流量传感器检测
（1）检测说明 检查是一种检测方法，不特定指某一款车型，各种车型的传感器插头端子设置有所不同，而且因车型的不同，热线式空气流量传感器的检测数据有所差异，但是检测方法基本相同。无论是怎样的检测，如果怀疑空气流量传感器有故障，则首先要拆下进行直观的检查：检查其护网有无阻塞或破裂，并从出口处观察铂丝热线是否堵塞、脏污、折断，并检查空气滤清器的质量和使用情况。
（2）检测方法
传感器输出电压。在关闭点火开关的前提下，拔下空气流量传感器的导线连接器，并拆下空气流量传感器总成，进行单体测量。测量输出信号之前，需在传感器蓄电池电压输入端子E与搭铁端子D之间加蓄电池电压（蓄电池正极接E、负极接D），如图2-26所示。
静态检测。将蓄电池的正极与E端相连，负极与D相连，并将万用表置于10V直流电压挡，测量端子B和D之间的电压，其标准电压值为（1.6±0.5）V。如其电压值不符，则须更换空气流量传感器。见图2-27。
图2-27 静态检测
动态检测。保持上述“静态检测”接线方式不变，用电风扇向空气流量计吹入空气，用万用表电压挡测量端子B和D之间的电压，其电压值应升到2～4V（大约值）。如其电压值不符，则须更换空气流量传感器。见图2-28。
图2-28 动态检测
在路检测
● 接通点火开关，不启动发动机，测量插座内E端子与D端子之间的电压应为12V左右。
● 如果测量E端子和D端子之间无电压，而E端子和C端子之间电压为12V，则说明D端子接触不良。应检查D端子到发动机控制单元的导线或搭铁线是否良好。
●检测B-D端子间电压，应为1.6V左右；启动发动机，测量B-D端子间电压，应为2～4V。
5. 热线式空气流量传感器故障判断
某君威轿车采用的热线式空气流量计使用热线电阻式元件，此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通电桥。热线式空气流量计为三导线型传感器，安装在进气管中。
空气流量（MAF）传感器和进气温度（IAT）传感器集成在一起。质量式空气流量传感器测量进入发动机的空气量。在符合发动机转速和负载条件下，发动机控制模块（ECM）利用质量式空气流量传感器信号提供正确的燃油输送量。空气流量/进气温度传感器具有点火电压、空气流量传感器搭铁、空气流量传感器信号、进气温度传感器信号及进气温度低电平参考电压的电路。发动机控制模块向空气流量传感器信号电路上的空气流量传感器提供5V电压。传感器根据流过传感器孔的进气流量，利用电压产生频率。
空气流量传感器发生故障，会生成故障码P0100［空气流量（MAF）传感器电路］、P0102［空气流量（MAF）传感器电路频率过低］和P0103［空气流量（MAF）传感器电路频率过高］。
对热线式空气流量计进行检测时，应主要检测空气流量计的输出信号电压。首先关闭点火开关，拔下传感器插接器；然后将点火开关转至ON位置，但不启动发动机；用万用表电压挡测量空气流量计信号端子和搭铁端子之间的电压，即1端子与2端子间的电压，该电压应为5V；当该空气流量计输出电压正常时，可用电吹风向该空气流量计进气口处吹风，其信号电压应随吹风量大小的变化而变化，而且应符合标准规定值范围，否则说明空气流量计已损坏，需要更换。图2-29为热线式空气流量计与发动机电控单元的连接电路。
图2-29 热线式空气流量计与发动机电控单元的连接电路
（三）量芯式空气流量传感器
1. 量芯式空气流量传感器的结构
量芯式空气流量传感器由翼片式空气流量传感器改进而成，它具有进气阻力小、计量精度高和工作性能可靠等优点，不是主流流量传感器，很少车上使用这种传感器，主要由量芯、电位计、进气温度传感器和线束插接器等组成。它的进气量测量部件由一个椭球形量芯构成，安装在进气道内，并可以沿着进气道移动，也就是量芯代替了翼片式传感器的翼片。电位计滑动臂的一端与量芯连接，另一端是滑动触点，当量芯移动时，触点可以在印制电路板的滑动电阻上移动。量芯式传感器没有旁通进气道，也没有怠速混合气调整螺钉。而发动机怠速时，混合气的浓度由电子控制单元根据氧传感器的反馈信号进行空燃比的调节。
2.量芯式空气流量传感器的工作原理
发动机ECU向空气流量传感器的VC端输入一个不变的5V电压，量芯在进气气流的推动下向后移动，导致电压输出端VS输出一个可变电压，并把VS的电压信号输入ECU，因进气量与VS的电压变化值成正比，所以可测得进气量大小。进气温度传感器把进气温度信号也输入ECU，用于修正进气量，ECU按最佳比例控制空燃比，使发动机在任何工况下都能正常工作。
（四）翼片式空气流量传感器
1. 翼片式空气流量传感器结构
翼片式空气流量传感器又称活门式空气流量传感器，是利用力矩平衡原理和电位器原理开发研制的机械式传感器，已生产使用多年，具有结构简单、价格便宜、可靠性高的优点，广泛用于丰田皇冠、佳美、子弹头、马自达等轿车的燃油喷射系统中。它主要由翼片、电位计和接线端子3部分组成，见图2-30。
图2-30 翼片式空气流量传感器
（1）翼片 翼片式空气流量传感器的翼片包括在主空气道内旋转的测量翼片和缓冲翼片，两者铸成一体。缓冲翼片在缓冲室内偏转，对测量翼片起阻尼作用，当发动机吸入的空气量急剧变化和气流脉动时，减小翼片的脉动。
（2）电位计 电位计位于空气流量传感器上壳体上方，内有平衡配重、滑臂、复位弹簧、调整齿圈和印制电路板等。
（3）接线端子 翼片式空气流量传感器的接线插头共有7个接线端子，有些轿车的传感器取消了燃油泵控制触点，其接线插头为5个接线端子，在插头护套上一般都标有接线端子名称。
2. 翼片式空气流量传感器工作原理
当空气通过传感器的主通道时，翼片将受吸入空气气流的压力和复位弹簧的弹力共同作用，节气门开度增大时，空气流量增大，气流压力将增大，此压力作用在翼片上使其偏转，令其转角α逐渐增大，直到气流的压力和复位弹簧的弹力平衡。与此同时，电位计的滑臂与翼片转轴同轴旋转，使接线端子VC与Vo之间的电阻减小，使其分压电压Uo的值降低。当吸入空气的流量减小时，翼片转角α减小，接线端子VC与Vo之间的电阻增大，Uo电压值升高。这样，发动机电控单元（ECU）就可根据空气流量传感器输出的Uo/UB的信号大小感知空气流量的大小。Uo/UB的电压比值与空气流量成反比。翼片式空气流量传感器电路原理见图2-31。
图2-31 翼片式空气流量传感器电路原理
3. 翼片式空气流量传感器的检查
（1）故障影响 翼片式空气流量传感器出现故障会使电控单元接收错误的进气量信号，从而导致混合气的空燃比过大或过小，使混合气过稀或过浓，影响发动机的正常运转。
翼片式空气流量传感器常见故障有翼片摆动卡滞、电位计滑动触点磨损或腐蚀而使滑动电阻片与触点接触不良及油泵触点接触不良导致的电动燃油泵供油不稳等。
（2）检查与测量 对空气流量传感器进行检测时，首先应检测其机械部分工作是否良好。可用手拨动翼片，使其转动，检查翼片是否运转自如，复位弹簧是否良好，如果触点无磨损，翼片摆动平衡、无卡滞和破损，说明其机械部分完好。然后检测传感器的空气流量计各端子与搭铁间电阻、油泵触点与搭铁间电阻、进气温度传感器与搭铁端子的电阻和信号输出电压。检测方法如下。
检测电动燃油泵电阻。用万用表测量电动燃油泵两信号端子间的电阻值，翼片关闭时应为∞，翼片开启后任一位置都应为0，否则说明有故障。
检测流量计的电阻。
● 静态测量方法：先断开点火开关，拔下传感器线束连接插头，用万用表测量各端子间电阻，应与标准参考值相差不大，否则说明传感器有故障。
●动态测量方法：先断开点火开关，拔下传感器各线束连接插头，用万用表测量各端子电阻的同时用螺钉旋具拨动翼片，在翼片摆动过程中，电阻值应连续变化，否则说明传感器有故障。
检测进气温度传感器电阻。用万用表测量进气温度传感器随热敏电阻温度而变化的电阻值，应符合标准参考值，否则说明传感器有故障。
（五）卡尔曼涡流式空气流量传感器
1. 光学式卡尔曼涡流式空气流量计
（1）光学式卡尔曼涡流式空气流量计结构 涡流式空气流量传感器通常与空气滤清器外壳安装成一体，并与进气总管上的节气门体相连接。光学式卡尔曼涡流式空气流量计结构见图2-32。
图2-32 光学式卡尔曼涡流式空气流量计结构
（2）光学式卡尔曼涡流式空气流量计原理 卡门旋涡是指在流体中放置一个圆柱状或三角状物体时，在这一物体的下游就会产生两列旋转方向相反并交替出现的旋涡。当满足h/a=0.281时，两列旋涡才是稳定的，见图2-33。
图2-33 卡门旋涡原理
卡尔曼涡流式空气流量计利用流体因附面层的分离而交替产生的一种自然振荡型旋涡原理来测量流体的速度，并通过对速度的测量直接反映空气流量。
发动机主通道内设一个锥形的涡流发生器，当空气流经进气道时，会在涡流发生器的后部产生有规律的卡尔曼涡流，这将导致涡流发生器周围的压力发生变化，变化的压力经过导压孔引向金属膜制成的反光镜表面，使反光镜振动。反光镜振动频率等于涡流的频率。
2. 超声波式卡尔曼涡流式空气流量计
（1）超声波式卡尔曼涡流式空气流量计结构 如图2-34所示，它由超声波信号发生器（超声波发射探头）、涡流稳定板、涡流发生器、整流器、超声波接收探头和转换电路等组成。在卡门旋涡发生器下游管路两侧相对安装超声波发射探头和接收探头。
图2-34 超声波式卡尔曼涡流式空气流量计结构
（2）超声波式卡尔曼涡流式空气流量计原理 超声波的传播速度受空气的密度所影响，空气的密度越高则超声波的传播速度就越快，反之越慢，就会使超声波从发射探头到接收探头的时间较无旋涡变晚而产生相位差。ECU根据接收信号的频率来检测出卡门旋涡的频率，这样来求得进气量。随着进气量的增大，传感器的输出信号的频率不断增大，信号的占空比也发生相应的变化。图2-35为超声波式卡尔曼式涡流式空气流量计原理。
图2-35 超声波式卡尔曼涡流式空气流量计原理
3. 卡尔曼涡流式空气流量计电路
为了对进气温度进行适时检测，卡尔曼涡流式空气流量传感器内装有进气温度传感器。
维修图解
ECU根据进气温度信号THA，对随气温变化的空气密度进行修正。因此，卡尔曼涡流式空气流量传感器接线端子上有进气温度信号THA端子和进气温度传感器接地端子E1，见图2-36。
图2-36 卡尔曼涡流式空气流量计电路
为保证卡尔曼涡流式空气流量传感器内电路正常工作，通过ECU给传感器输入工作电压，其信号端子为VC，传感器接地端子为E2。卡尔曼涡流式空气流量传感器输出信号端子上常以“KS”符号来表示。