场景描述：维修车辆进行空气流量计的检修，在打开机舱盖后，正确地从发动机上找到空气流量计，并会用测量仪器进行检测。对损坏的空气流量计予以更换。
图4-1-1桑塔纳BKT型发动机
图4-1-2桑塔纳AJR型发动机
有的车型空气流量计是独立的，有的车型的空气流量计与进气温度传感器是一体的。
你能判断以上两款电控发动机哪款发动机装有一体式空气流量计吗？
任务描述
1.车主反映，汽车出现了加速无力、工作性能下降、油耗增加的故障现象。
2.打开机舱盖后，应能判断安装空气流量计的位置并找到空气流量计。
3.用正确的工具进行空气流量计的拆装。
4.检测空气流量计并判断空气流量计的好坏。
拆装工具与器材
组合工具一套，万用表，解码仪。
注意事项
1.在拆装前一定要关闭点火开关。
2.安装空气流量计时，要安装到位不可漏气。
3.在使用万用表电阻挡时，一定要进行校表。
操作步骤
一、车辆预检（具体内容见项目一）
二、空气流量计的拆卸与检测
三、热膜式空气流量计的拆卸与检测
1.关闭点火开关。
2.取下空气流量计，用干净的布堵在孔上，防止异物掉入进气总管。
空气流量计的电压检测（桑塔纳2000）
启动发动机，测量插头（线束侧）端子1为进气温度传感器信号线（桑塔纳3000）或者为空脚（桑塔纳2000）， 2端子为油泵继电器供给的12伏电压，为自清电压信号，当温度达到1000℃时将粉尘杂物烧掉。3号端子为脚为ECU内搭铁；4号端子为5V参考电压；5号端子为空气流量计信号线，怠速时为1.4 V，急加速时为2.8 V。如果电压正常，则检修传感器与计算机之间的线路，若线路正常，而计算机与对应的传感器端子的电压低或无电压，则需检查计算机和搭铁线路或更换计算机；如果电压正常，则进行下一步检测。
图4-1-3热膜式空气流量计电路图（桑塔纳2000）
4.空气流量计电阻的检测
首先要对万用表进行校表，当两表笔分开时，电阻为无穷大，显示应为“1.”；当表笔短接时，电阻为零，应显示为“0.00”。
测量空气流量计元件端子3与5之间的电阻应为58 kΩ左右。
5.更换空气流量计，使用中号的快速扳手、加长杆，用的力矩拧紧传感器固定螺栓，连接好传感器接头。
6.用解码仪清码，启动发动机，用解码仪进行调码。
叶片式空气流量传感器的检测
（1）外观检查：翼片摆动平顺，无破裂、卡滞，转轴无松旷。
（2）电动燃油泵开关性能检查：FC和E1电阻，翼片不转动阻值无穷大，翼片转动阻值为0。
（3）电位计性能检查：拨动翼片，VS和E2间电阻无忽大忽小或出现电阻很大现象。
（4）电位计输出电压：打开点火开关，拨动翼片，VS和E2间电压在0～5 V间变化。
（5）测进气温度传感器电阻：用电吹风对进气温度传感器加热，测THA和E2间电阻，随温度升高而降低。
叶片式空气流量计检测实例
（1）丰田车叶片式空气流量传感器的检测。
丰田PREVIA（大霸王）车2TZ-FE发动机用叶片式空气流量传感器，其检测方法有就车检测和单件检测两种。
图4-1-4丰田PREVIA（大霸王）车2TZ-FE叶片式空气流量计电路原理图
就车检测：点火开关置“OFF”，拔下该流量传感器导线连接器，用万用表Ω挡测量连接器内各端子间的电阻。其电阻值应符合表4-1-1所示；如不符，则应更换空气流量传感器。
表4-1-1 叶片式空气流量传感器各端子间的电阻（丰田PREVIA车）
叶片式空气流量计插头端子接线图如图4-1-5所示。
图4-1-5丰田车和日产车空气流量计ECU端子图
单件检测：点火开关置“OFF”，拔下空气流量传感器的导线连接器，拆下与空气流量传感器进气口连接的空气滤清器，拆开空气流量传感器出口处空气软管卡箍，拆除固定螺栓，取下空气流量传感器。
首先检查电动汽油泵开关，用万用表Ω挡测量E1-FC端子：在测量片全关闭时，E1-FC间不应导通，电阻为∞；在测量片开启后的任一开度上，E1-FC端子间均应导通，电阻为0。
然后用起子推动测量片，同时用万用表Ω挡测量电位计滑动触点Vs与E2端子间的电阻：在测量片由全闭至全开的过程中，电阻值应逐渐变小且符合表4-1-2所示；如不符，则须更换空气流量传感器。丰田皇冠2.8轿车5M-E发动机的叶片式空气流量传感器各端子间电阻标准值如表4-1-3所示。
表4-1-2叶片式空气流量传感器各端子间的电阻（丰田PREVIA车）
表4-1-3叶片式空气流量传感器各端子间的电阻（丰田皇冠2.8轿车5M-E发动机）
（2）日产车叶片式空气流量传感器的检测。
用万用表Ω挡测量各端子之间的电阻时，旧“标记”端子之间应符合表4-1-4所示的标准值，新“标记”端子之间应符合表4-1-5所示的标准值。否则，应更换空气流量传感器。
表4-1-4空气流量传感器旧“标记”各端子间电阻值（日产车）
表4-1-5叶片式空气流量传感器新“标记”各端子间电阻值（日产车）
卡门涡旋式空气流量传感器的检测
以丰田雷克萨斯LS400轿车1UZ-FE发动机用反光镜检出式空气流量传感器为例。
电阻检测：点火开关置“OFF”，拔下空气流量传感器的导线连接器，用万用表电阻挡测量传感器上“THA”与“El”端子之间的电阻，其标准值如表4-1-6所示。如果电阻值不符合标准值，则更换空气流量传感器。
表4-1-6卡门涡旋式空气流量传感器THA-E1端子间的电阻（丰田雷克萨斯LS400轿车）
插好此空气流量传感器的导线连接器，用万用表电压挡检测发动机ECU端子THA-E2、 Vc-E1、 KS-E1间的电压，其标准电压值如表4-1-7所示。若电压不符合要求，则进行故障诊断。
表4-7丰田雷克萨斯LS400轿车1 UZ-FE发动机ECU THA-E2、 VC-E1、 KS-E1端子电压
小游戏
（以桑塔纳2000 轿车为例）
测量空气流量计信号电压。
启动发动机用探针插入信号端子3与5之间。
怠速时空气流量计信号电压为____________V。
急加速时空气流量计信号电压为____________V。
案例分析
1.故障一。
故障现象：一辆桑塔纳轿车怠速不稳，部分负荷冒黑烟，且有时换挡熄火。
故障检查与排除：电脑内故障存储为空气流量计故障，但具体检测空气流量计电路时情况正常，更换空气流量计，故障依旧，更换电脑后冷车正常，热车后故障依旧。这时再检测全车数据块，发现08数据组中第7组第2区氧传感器电压变化频率慢，正常变化每分钟20～30次，此车平均只有5～6次，说明氧传感器有故障。更换氧传感器，故障排除。
故障分析：此故障在于电脑内出现空气流量计信号与氧传感器信号矛盾，实际上是由于氧传感器失准，造成误调节，但从结果上看和空气流量计信号严重超差，造成氧传感无法调整是一样的。这里电脑优先考虑重要信号即空气流量计信号，只要我们能正确理解电脑的故障提示，问题就不难解决。这个故障可理解为：与空气流量计有关的故障，我们就很容易联想到氧传感器。电脑内程序毕竟是人写的，总有不尽人意的地方，这就要我们对其原理多了解一些，以应对不同情形。
2.故障二。
故障现象：发动机怠速不稳，行驶无力并冒黑烟，恢复一次基本设定，故障排除，但几天后又出现反复。
故障检查与排除：电脑内故障存储为空气流量计临时性故障，更换空气流量计故障依旧，更换电脑故障依旧。再检测全车数据块正常，但具体检测空气流量计电路，发现空气流量计信号线电阻值偏大，正常值为0.5 Ω，而实际值达3.6Ω。据此诊断为线路有虚接，处理线束插头，故障被排除。
故障分析：这种特殊故障往往是最难查找的故障，但从这里我们可以发现一个问题：空气流量计信号线位于插头的转角处，在生产过程中容易产生位置故障，造成接触不实，在其他的插头中，相应位置也值得我们注意。另外，空气流量计作为一个至关重要的构件，其故障率是很低的，当电脑提示其故障时，我们要慎重对待，从多年的实践上看，空气流量计一般不出现故障。
知识链接
空气流量计
1.概念
空气流量计是测量发动机进气量的装置，也称为空气流量传感器。
2.功用
空气流量计是将吸入的空气量转换为电信号送给发动机ECU，是发动机ECU确定发动机基本喷油量的重要信号之一。
3.类型
电喷发动机的空气流量测定方法分为D型速度—密度控制法和L型质量—流量控制法。D型是一种间接测定法，通过进气歧管压力传感器和发动机转速传感器来计算空气流量。L型是一种直接测定法，设有空气流量计。空气流量计分为以下三种：
（1）叶片式空气流量计；
（2）卡尔曼旋涡流式空气流量计；
（3）热线式/热膜式空气流量计。
4.工作原理
（1）热线式空气流量计
热线式空气流量计主要由计量空气流量的铂金热线，根据进气温度进行修正的温度补偿电阻和控制热线电流并输出信号的控制线路板，以及空气流量计的壳体组成。根据铂金热线在壳体内安装的部位不同，可分为主流测量方式和旁流测量方式两种空气流量计，如图4-1-6和图4-1-7所示。
主流式热线空气流量计主要由取样管、铂金热线、温度补偿电阻、控制线路板、连接器防护网等组成。热线为70µm铂金热丝，安装在取样管中，取样管安装在进气管道中央，两端由金属防护网、防护网用卡箍固定在壳体上。
旁流式热线空气流量计与主流式热线空气流量计的主要区别在于它的铂金热线和补偿电阻安装在空气旁通道上。热线和温度补偿电阻是用铂线绕制在陶瓷螺旋管上制成的。
空气流量计在使用一段时间后，热丝表面会受空气尘埃污染，为了保持其测量精度，在控制电路中设有“自洁电路”来实现自洁功能。每当ECU接到发动机熄火信号时，ECU会控制接通自洁电路，将热丝加热到1000℃并持续1s，使沾附的尘埃燃烧掉。
德国博世LH型燃油喷射系统、通用别克、日产MAXIMA、日产风度、沃尔沃等都采用热线式空气流量计。
热线式空气流量计的基本原理是：在空气通道中放置一个发热体RH，在空气经过发热体RH时，RH的热量被空气吸收，其温度降低。如图4-1-8所示，热线RH周围通过的空气质量流量越大，被带走的热量也越多。将热线RH的温度与吸入空气温度差保持100 ℃，热线RH温度由混合集成电路控制，由于空气流量的增多，会使热线RH温度降低，为了保持热线的温度，混合集成电路会控制通过RH的电流使之增大；反之，则减小。这样，热线RH的电流会随着空气质量流量的增大而增大，随空气质量流量的减小而减小。电控单元ECU会根据电流信号的变化，测定空气的质量流量。
图4-1-6主流测量式热线空气流量计
图4-1-7旁流测量式热线空气流量计
图4-1-8热线式空气流量计基本原理图
（2）热膜式空气流量计
热膜式空气流量计是热线式空气流量计的改进产品，其核心部件是流量传感元件和热电阻（均为铂膜式电阻）组合在一起构成热膜电阻。在传感器内部的进气通道上设有一个矩形护套，相当于取样管，热膜电阻设在护套中。为了防止污物沉积到热膜电阻上而影响测量精度，在护套的空气入口一侧设有空气过滤层，用以过滤空气中的污物。为了防止进气温度变化使测量精度受到影响，在护套内还设有一个铂膜式温度补偿电阻，温补电阻设置在热膜电阻前面靠近空气入口一侧。温度补偿电阻和热膜电阻与传感器内部控制电路连接，控制电路与线束连接器插座连接，线束插座设在传感器壳体中部，这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力，增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性。其结构如图4-1-9所示。
图4-1-9热膜式空气流量计
热膜式空气流量计的工作原理与热线式空气流量计的工作原理基本相同。
叶片式空气流量传感器结构及工作原理
传统的德国博世L型汽油喷射系统及一些中档车型采用这种叶片式空气流量传感器，如丰田凯美瑞小轿车、丰田PREVIA（大霸王）小客车、马自达MPV汽车等。其结构如图4-1-10所示，由空气流量计和电位计两部分组成。空气流量计在进气通道内有一个可绕轴摆动的旋转翼片（测量片），如图4-1-11所示，作用在轴上的卷簧可使测量片关闭进气通路。发动机工作时，进气气流经过空气流量计推动测量片偏转，使其开启。测量片开启角度的大小取决于进气气流对测量片的推力与测量片轴上卷簧弹力的平衡状况。进气量的大小由驾驶员操纵节气门来改变。进气量愈大，气流对测量片的推力愈大，测量片的开启角度也就愈大。在测量片轴上连着一个电位计，如图4-1-12所示。电位计的滑动臂与测量片同轴同步转动，把测量片开启角度的变化（即进气量的变化）转换为电阻值的变化。电位计通过导线、连接器与ECU连接。ECU根据电位计电阻的变化量或作用在其上的电压的变化量，测得发动机的进气量，如图4-1-13、图4-1-14所示。
图4-1-10 叶片式空气流量传感器
空气流量传感器是测定吸入发动机的空气流量的传感器。电子控制汽油喷射发动流量传感器机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算（控制）喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，这将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。
图4-1-11测量叶片的结构
图4-1-12电位计的结构
图4-1-13叶片式空气流量传感器电路图
图4-1-14叶片式空气流量传感器的工作原理
在叶片式空气流量传感器内，通常还有一个电动汽油泵开关，当发动机启动运转时，测量片偏转，该开关触点闭合，电动汽油泵通电运转；发动机熄火后，测量片在回转至关闭位置的同时，使电动汽油泵开关断开。此时，即使点火开关处于开启位置，电动汽油泵也不工作。
叶片式空气流量传感器内还有一个进气温度传感器，用于测量进气温度，为进气量作温度补偿。
叶片式空气流量传感器导线连接器一般有7个端子，但也有将电位计内部的电动汽油泵控制触点开关取消后，变为5个端子的。
（3）卡尔曼涡流式空气流量计
涡流式空气流量计是根据卡尔曼涡流理论，利用超声波或光电信号，通过检测旋涡频率来测量空气流量的一种传感器。
在流体中放置一个柱状物体（作为涡流发生器）后，在其下游流体中就会形成两列平形状旋涡，并且左右交替出现，根据旋涡出现的频率，就可以测出流体的流量。因为这种现象首先为卡尔曼发现，所以称为卡尔曼涡流。液体、气体等均会发生这种现象。
涡流式空气流量计通常与空气滤清器外壳安装成一体，检测涡旋的方式有反光镜检测方式（如图4-1-15所示）和超声波检测方式（如图4-1-16所示）。
图4-1-15卡门涡流式空气流量计（反光镜检测方式）
图4-1-16卡门涡流式空气流量计（超声波检测方式）
反光镜式卡尔曼涡旋流量传感器，其内有一只发光二极管和一只光敏三极管。发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光敏三极管上，使光敏三极管导通。反光镜安装在一个很薄的金属簧片上。金属簧片在进气气流旋涡的压力作用下产生振动，其振动频率与单位时间内产生的旋涡数量相同。由于反光镜随簧片一同振动，因此被反射的光束也以相同的频率变化，致使光敏三极管也随光束以同样的频率导通、截止。ECU根据光敏三极管导通、截止的频率即可计算出进气量。雷克萨斯LS400小轿车即用了这种卡门涡旋式空气流量传感器。
超声波检出式卡尔曼涡旋式空气流量传感器
在其后半部的两侧有一个超声波发射器和一个超声波接收器。在发动机运转时，超声波发射器不断地向超声波接收器发出一定频率的超声波。当超声波通过进气气流到达接收器时，由于受气流中旋涡的影响，使超声波的相位发生变化。ECU根据接收器测出的相应变化的频率，计算出单位时间内产生的旋涡的数量，从而求得空气流速和流量，然后根据该信号确定基准空气量和基准点火提前角。
由于进气温度的变化会影响空气密度，所以在流量计内的空气道内安装进气温度传感器，将信号传递到电控单元ECU中，从而对进气量进行修正。
思考与练习
空气流量计损坏后，发动机仍然可以进入保护模式继续运行，它是采用什么样的替代信号来确定喷油量的？
任务检测
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