豐田卡羅拉發動機空氣流量計的檢測與維護

摘要：隨著汽車電子技術的迅速發展及電控系統運用的普及，汽車的動力性、經濟性、安全性、舒適性以及減少排放污染都有較大提高，這離不開各種傳感器的運用，在汽車發動機電控系統中，傳感器將電控發動機運轉過程中各種工作狀況信息轉化成電信號，并將檢測到的模擬信號輸入到電控單元（ECM）中，使發動機處于最佳工作狀態，使排放污染物為最小，提高發動機性能，其技術性能的好壞直接影響發動機電控系統的工作狀況。當汽車發動機出現故障時，對傳感器進行檢測和維護，是修理工對發動機維修工作的基礎和關鍵。不同電控系統中的傳感器數量和類型有所不同，即便是相同類型的傳感器，由于應用于不同的電控系統中，其結構形式、安裝位置也不盡相同，檢測方法和檢測數據也有較大的差異。本論文主要論述豐田卡羅拉發動機的各種傳感器的結構、工作原理、傳感器與電控單元（ECM）之間的內在關系，才能夠正確進行故障分析和檢測傳感器，為科學修車奠定堅實的基礎。

關鍵詞：豐田卡羅拉發動機;空氣流量計;檢測;維護

一、豐田卡羅拉電控發動機空氣流量計的檢測與維護

汽車電控發動機傳感器本身出現故障和線路斷路、短路故障是造成發動機電控系統故障的主要原因之一，掌握傳感器組成及線路的檢測方法極為重要。豐田卡羅拉轎車采用了先進的智能可變氣門正時（VVT-i）系統。該發動機主要是由控制系統、燃油噴射與供氣系統及點火系統三大部分組成。本論文主要以豐田卡羅拉（1ZR—FE）發動機為例，對空氣流量計的結構、工作原理、傳感器與電控單元（ECM）之間的內在關系以及傳感器的維護方法做進一步的闡述。

1.1空氣流量計

1、作用：用來檢測發動機的進氣量，供發動機電控單元（ECM）計算噴油量和點火提前角的基本參數，并提供相應的空燃比。

2、安裝部位：安裝于空氣濾清器至進氣軟管之間。

3、結構與工作原理：

1）結構：豐田卡羅拉電控發動機采用熱線式空氣流量計，其測量原理與熱膜式空氣流量計基本相同。它采用暴露在氣流中的加熱鉑絲和內部的熱敏電阻計算空氣流量。

優點：成本低，信號準確，反應速度快;

缺點：只能產生模擬信號，電腦接收該信號還要進行轉換。

2）工作原理：在熱線式空氣流量計中，被電流加熱的熱電阻放在進氣通中。加熱電阻保持在一個不變的溫度（100℃）。由于進氣氣流的冷卻作用，使熱電阻有溫度下降的趨勢。為了保持溫度恒定，流過加熱電阻的電流，隨著進氣流量、空氣溫度和密度的變化而變化。因此，電流大小變化，可以測量出進氣量的多少。

怠速/冷空氣——進氣量少;所需加熱電流小;

大負荷/冷空氣——進氣量大;所需加熱電流大;

4、檢測：

發動機處于正常工作溫度、怠速運轉時（800r/min），空氣流量計輸出為2.0—4.0g/s;輸出電壓為1.2—1.5V;

5、故障提示：

空氣流量計發生故障或輸出電壓偏離規格時，ECM可讀出故障信息并設定故障碼（利用儀器可讀出故障內容），此時，發動機出現怠速不穩，加速無力等現象。

6、空氣流量計的維護：

因空氣流量計安裝在空氣濾清器后端，如不經常清潔或更換空濾，空氣流量計內的熱鉑絲上回附著灰塵，影響空氣流量計檢測的準確性。因此，出現信號偏差現象時要檢查空氣流量計，如果熱鉑絲上占有灰塵，不能直接或間接觸摸熱鉑絲，可以利用清洗劑進行清潔，熱鉑絲表面灰塵清理干凈即可，但要注意不能使用壓縮空氣進行清潔，容易損壞空氣流量計，造成信號失真。

二、豐田卡羅拉發動機空氣流量計故障案例分析

故障現象：一輛卡羅拉轎車，行駛38645公里，車輛怠速抖動，油耗高。

故障檢測診斷：首先進行問診，車主反映：行駛路況較差，且保養不及時，車輛啟動后怠速抖動，油耗較高。

起動車輛，儀表上的發動機故障指示燈并未點亮。使用元征X431故障診斷儀連接診斷座進行檢測，進入發動機控制單元讀取故障碼，并未檢測出故障碼，讀取數據流時，發現進氣量低于正常值。接著進行就車檢查，將空氣濾清器拆下，發現空氣濾清器較臟，懷疑時空氣濾清器堵塞造成車輛抖動，更換空氣濾清器后試車，車輛抖動現象依然存在。分析數據流得出，雖然信號低于標準值，但沒有故障碼，可以確定電路沒有問題。將空氣流量計線束拔下，測量空氣流量計電壓在標準范圍內，拆下空氣流量計檢查，發現空氣流量計熱鉑絲上堆積較多灰塵，導致檢測進氣量信號失準，用清洗劑將表面清洗干凈后裝車，起動發動機讀取空氣流量計數據，進氣量達到規定范圍，故障排除。車輛維修竣工后提醒駕駛員，車輛要按規定周期和公里定期保養，路況較差要定期檢查更換空氣濾清器，防止車輛過早老化。

總結

綜合上述電控發動機傳感器的工作原理、檢測方法、傳感器的維護以及故障案例的分析、診斷與排除的內容，我總結出在具備掌握傳感器的結構、工作原理、控制電路的理論基礎的前提下，還要熟練運用診斷儀器、工具進行檢測故障、分析數據，才能更快的分析故障、排除故障。傳感器一般出現的問題有短路、斷路、信號偏差這些，如果出現短路和斷路，我們可以通過讀取故障碼快速的找到故障點，但出現信號偏差就要考慮到傳感器本身存在的質量問題影響信號的正常值，比如上述故障案例，這類故障是傳感器出現質量變化信號偏差，出現沒有故障碼，但存在故障現象。遇到這種問題我們可以先利用診斷電腦進入發動機系統讀取數據流，分析數據流的變化來判斷是否是傳感器本身的問題，還是控制線路的問題。類似的故障還有汽油濾清器長期不換，會造成汽油供油不暢，噴油器堵塞，影響發動機動力，起動困難。所以這類故障是因維護不當造成的，這就提醒修理人員在維護保養過程中，要對車輛進行全面仔細的檢查，避免車輛出現此類故障。

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作者簡介：

族青（1989—），男，漢族，江蘇徐州人，本科，二級實習指導教師，從事汽車維修、新能源汽車檢測、汽車故障排除研究。

徐州技師學院? 族青