丰田卡罗拉发动机空气流量计的检测与维护

摘要：随着汽车电子技术的迅速发展及电控系统运用的普及，汽车的动力性、经济性、安全性、舒适性以及减少排放污染都有较大提高，这离不开各种传感器的运用，在汽车发动机电控系统中，传感器将电控发动机运转过程中各种工作状况信息转化成电信号，并将检测到的模拟信号输入到电控单元（ECM）中，使发动机处于最佳工作状态，使排放污染物为最小，提高发动机性能，其技术性能的好坏直接影响发动机电控系统的工作状况。当汽车发动机出现故障时，对传感器进行检测和维护，是修理工对发动机维修工作的基础和关键。不同电控系统中的传感器数量和类型有所不同，即便是相同类型的传感器，由于应用于不同的电控系统中，其结构形式、安装位置也不尽相同，检测方法和检测数据也有较大的差异。本论文主要论述丰田卡罗拉发动机的各种传感器的结构、工作原理、传感器与电控单元（ECM）之间的内在关系，才能够正确进行故障分析和检测传感器，为科学修车奠定坚实的基础。

关键词：丰田卡罗拉发动机;空气流量计;检测;维护

一、丰田卡罗拉电控发动机空气流量计的检测与维护

汽车电控发动机传感器本身出现故障和线路断路、短路故障是造成发动机电控系统故障的主要原因之一，掌握传感器组成及线路的检测方法极为重要。丰田卡罗拉轿车采用了先进的智能可变气门正时（VVT-i）系统。该发动机主要是由控制系统、燃油喷射与供气系统及点火系统三大部分组成。本论文主要以丰田卡罗拉（1ZR—FE）发动机为例，对空气流量计的结构、工作原理、传感器与电控单元（ECM）之间的内在关系以及传感器的维护方法做进一步的阐述。

1.1空气流量计

1、作用：用来检测发动机的进气量，供发动机电控单元（ECM）计算喷油量和点火提前角的基本参数，并提供相应的空燃比。

2、安装部位：安装于空气滤清器至进气软管之间。

3、结构与工作原理：

1）结构：丰田卡罗拉电控发动机采用热线式空气流量计，其测量原理与热膜式空气流量计基本相同。它采用暴露在气流中的加热铂丝和内部的热敏电阻计算空气流量。

优点：成本低，信号准确，反应速度快;

缺点：只能产生模拟信号，电脑接收该信号还要进行转换。

2）工作原理：在热线式空气流量计中，被电流加热的热电阻放在进气通中。加热电阻保持在一个不变的温度（100℃）。由于进气气流的冷却作用，使热电阻有温度下降的趋势。为了保持温度恒定，流过加热电阻的电流，随着进气流量、空气温度和密度的变化而变化。因此，电流大小变化，可以测量出进气量的多少。

怠速/冷空气——进气量少;所需加热电流小;

大负荷/冷空气——进气量大;所需加热电流大;

4、检测：

发动机处于正常工作温度、怠速运转时（800r/min），空气流量计输出为2.0—4.0g/s;输出电压为1.2—1.5V;

5、故障提示：

空气流量计发生故障或输出电压偏离规格时，ECM可读出故障信息并设定故障码（利用仪器可读出故障内容），此时，发动机出现怠速不稳，加速无力等现象。

6、空气流量计的维护：

因空气流量计安装在空气滤清器后端，如不经常清洁或更换空滤，空气流量计内的热铂丝上回附着灰尘，影响空气流量计检测的准确性。因此，出现信号偏差现象时要检查空气流量计，如果热铂丝上占有灰尘，不能直接或间接触摸热铂丝，可以利用清洗剂进行清洁，热铂丝表面灰尘清理干净即可，但要注意不能使用压缩空气进行清洁，容易损坏空气流量计，造成信号失真。

二、丰田卡罗拉发动机空气流量計故障案例分析

故障现象：一辆卡罗拉轿车，行驶38645公里，车辆怠速抖动，油耗高。

故障检测诊断：首先进行问诊，车主反映：行驶路况较差，且保养不及时，车辆启动后怠速抖动，油耗较高。

起动车辆，仪表上的发动机故障指示灯并未点亮。使用元征X431故障诊断仪连接诊断座进行检测，进入发动机控制单元读取故障码，并未检测出故障码，读取数据流时，发现进气量低于正常值。接着进行就车检查，将空气滤清器拆下，发现空气滤清器较脏，怀疑时空气滤清器堵塞造成车辆抖动，更换空气滤清器后试车，车辆抖动现象依然存在。分析数据流得出，虽然信号低于标准值，但没有故障码，可以确定电路没有问题。将空气流量计线束拔下，测量空气流量计电压在标准范围内，拆下空气流量计检查，发现空气流量计热铂丝上堆积较多灰尘，导致检测进气量信号失准，用清洗剂将表面清洗干净后装车，起动发动机读取空气流量计数据，进气量达到规定范围，故障排除。车辆维修竣工后提醒驾驶员，车辆要按规定周期和公里定期保养，路况较差要定期检查更换空气滤清器，防止车辆过早老化。

总结

综合上述电控发动机传感器的工作原理、检测方法、传感器的维护以及故障案例的分析、诊断与排除的内容，我总结出在具备掌握传感器的结构、工作原理、控制电路的理论基础的前提下，还要熟练运用诊断仪器、工具进行检测故障、分析数据，才能更快的分析故障、排除故障。传感器一般出现的问题有短路、断路、信号偏差这些，如果出现短路和断路，我们可以通过读取故障码快速的找到故障点，但出现信号偏差就要考虑到传感器本身存在的质量问题影响信号的正常值，比如上述故障案例，这类故障是传感器出现质量变化信号偏差，出现没有故障码，但存在故障现象。遇到这种问题我们可以先利用诊断电脑进入发动机系统读取数据流，分析数据流的变化来判断是否是传感器本身的问题，还是控制线路的问题。类似的故障还有汽油滤清器长期不换，会造成汽油供油不畅，喷油器堵塞，影响发动机动力，起动困难。所以这类故障是因维护不当造成的，这就提醒修理人员在维护保养过程中，要对车辆进行全面仔细的检查，避免车辆出现此类故障。

参考文献：

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[2]王银.陈丙辰.汽车传感器使用与检修.北京：金盾出版社2002.

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[4]? 伊力会.最新汽车数据流手册[M].辽宁：辽宁科学技术出版社，2007.

[5]? 赵福堂.现代汽车检测诊断与维修[M].北京：北京理工大学出版社，2005.

作者简介：

族青（1989—），男，汉族，江苏徐州人，本科，二级实习指导教师，从事汽车维修、新能源汽车检测、汽车故障排除研究。

徐州技师学院? 族青

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2023/07/20