MAF波形

孙祥生

空气流量计 (MAF)按结构原理可分为翼板式、热丝式、卡门涡旋式及电压位计式等几种，按信号输出类型又分为数字式和模拟式两种。     1) 翼板式空气流量计，。     BOSCH     翼板式空气流量计的核心是一个可变电阻     翼板式空气流量计是一个三线传感器，其中两条是参考电压的正负端，另一条是可变电阻器的滑动触点臂，它向电脑提供与翼板转动角度成正比的输出电压信号。急加速时，翼板在空气流动动压作用下，超过正常摆动角度的过量信号，这就为控制电脑提供混合气加浓的控制信号。     这是一个非常重要的传感器，因为控制电脑依据这个信号来计算发动机负荷、点火正时、排气再循环控制及发动机怠速控制和其他参数，不良的空气流量计会造成喘振和怠速不良，以及发动机性能和排放问题。     试验方法一：     关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，当怠速稳定后，检查怠速时输出信号电压     ·将发动机转速从怠速加至油门全开，     ·再将发动机降至怠速运转，并保持     ·再从怠速急加速发动机至油门全开，然后再收油门使发动机回至怠速；     ·定住波形去察看机器。     波形结果 翼板式空气流量计主要有两种：一种是随着空气流量的增加输出信号的电压升高，另一种是当空气流量加大时输出信号电压降低，这两种类型属于模拟电压量输出。(电位计)，它与空气翼板同轴连接，当空气流动的翼板也随之开启，随着翼板的开启角度变化，可变电阻(电位计)也随之转动。(图1中左侧波形)。做加速和减速试验，应有类似图中的波形出现。(加速时不宜太急)油门全开后持续2秒钟，但不要使发动机超速运转；2秒钟；(方法一)     测量出的电压值波形可以参照维修资料进行对比分析，正常翼板式空气流量计怠速时输出电压约为     试验方法二：     打开点火开关     在急加速时波形中的小尖峰是由于翼板过量摆动造成的，控制电脑正是根据这一点来判定加速加浓信号。 1V，油门全开的应超过4V，全减速(急抬油门)的输出电压并不是非常快地从全加速电压回到怠速电压，通常(除TOYOTA汽车外)翼板式空气流量计的输出电压都是随空气流量的增加而升高的，波形的幅值在气流不变时应保持稳定，一定的空气流量应有相对的输出电压，当输出电压与气流不符时可以从波形图中检查出来，而发生这种情况将使发动机的工作状况明显地受到影响。(ON)，不起动发动机，用手推动翼板式空气流量计的翼板，当翼板式空气流量计可变电阻器的碳轨有小的磨损时，波形中就会有间断性的毛刺，用这个方法比前一种方法更容易发现可变电阻器(电位计)的磨损点，但这只是对翼板式空气流量计的元件测试，它不能帮助你整体地测量进气系统(进气度歧管工作等等)或发动机运转时翼板间歇性卡着等故障。     2)BOSCH 热丝式空气流量计，     BOSCH     试验方法：     关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，怠速稳定后，检查怠速输出信号电压     ·将发动机转速从怠速增加到油门全开     ·再减速回到怠速状况，持续约     ·再急加速至油门全开，然后再回到怠速；     ·定住波形，仔细观察空气流量计波形。     波形结果：     可以从维修资料中找出输出电压参考值进行比较，通常热丝式空气流量计输出电压范围是从怠速时超过     发动机运转时，波形的幅值看上去在不断地波动，这是正常的，因此热丝式空气流量计没有任何运动部件，因此没有惯性，所以它能快速的对空气流量的变化做出反应，在加速时的波形所看到的杂波实际是在低进气真空之下各缸气口上的空气气流脉动，控制电脑中的超级处理电路读入后会清除这些信号。所以，这些脉冲没有关系。    重点 热丝式空气流量计是模拟输出电压信号传感器，大多数BOSCH热丝式空气流量计在空气流量增大时，输出电压也随之升高，热丝式空气流量计内部温度补偿电路比较复杂，输出电压模拟信号被送到控制电脑，控制电脑则根据这个信号来计算发动机负荷判定燃油供给量和点火正时等等。(图2中左侧波形)做加速和减速试验，应有类似图中的波形出现。(加速过程中油门以缓中速打开)持续2秒钟，不宜超速；2秒钟；0.2V变至油门全开时超过4V，当全减速时输出电压应比怠速时的电压稍低。   不同的车型输出电压将有很大的差异，在怠速时是否为0.25V也是判断空气流量计好坏的方法，另外从燃油混合气是否正常或冒黑烟也可以判断空气流量计的好坏，有时想判断空气流量计的好坏非常困难。许多坏的空气流量计在怠速时输入电压太高，而油门全开时又达不到4V。     3)BOSCH CIS 型空气流量电位计     安装在     空气流量电位计的工作原理与油箱中的油位传感器及翼板式空气流量计很相像，空气流量板与电位计同轴转动，它实质上是一个将位置的变化转变成电位计转动的传感器，它向控制电脑报告空气流量板的位置。     空气流量电位计是三线传感器，其中两条是参考电压的正负极，另一根是电位计的滑动臂端，它向控制电脑输出变化的电压信号，每一个电压对应着空气流量板的一定位置，这是一个重要的传感器，控制电脑根据这个信号来计算发动机负荷点火正时、废气再循环控制、怠速控制和其它参数等。不良的空气流量电位计会引起喘振和怠速不稳以及发动机性能和排放等方面的问题。     试验方法一：     关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，怠速稳定后，检查怠速输出信号电压     ·将发动机转速从怠速加到油门全开     ·再减速回到怠速状况，持需约     ·再急加速至油门全开，然后再回到怠速；     ·将波形定位在屏幕上，观察波形并与波形图比较。     波形结果 BOSCH机械式燃油喷射系统中，在这个系统的燃油分配器侧面装有电液压力调节器。BOSCH CIS系统用安装在空气流量板上的电位计来传感空气流量的大小，这个电位计在空气流量增大时，输出电压会随之增高。(图3中左侧波形)。做加速和减速试验，应有类似图中的波形出现。(加速过程中油门缓中速打开)，持续约2秒钟，不宜超速；2秒钟；(方法1)     通常输出电压在怠速时不超过     试验方法二：     打开点火开关 0.5V；当油门全开时不超过5V，全减速时又回到怠速电压，空气流量增大的输出电压增高，空气流量减小时输出电压降低。一定的空气流量对应着稳定的波形参考值，在它的工作范围内不应有大的偏差。当输出电压与空气流量不符合时，波形图将有明显的表现，同时发动机也将明显受到影响。(ON)，不起动发动机，用手推动空气流量板，观察空气流量电位计输出电压波形，这种方法帮助发现电位计中碳阴片上是否有小磨损，这些损坏点在连续的波形中会有间断性的毛刺，但这种方法只是对电位计元件检测，它不能整体地测试进气系统(进气歧管工作等等)或发动机运转过程中间歇性卡住等故障。     4) 数字式空气流量计     有许多种数字式空气流量计，它们的外观和内部结构不同，有金属的、塑制的、大的、小的、安装在空气滤清器里的等等。还有热丝式、热膜式、卡门涡旋式、激光绕射型和其它等，值得庆幸的是从大多数数字式空气流量计传递的“电子通讯”波形都是相同的，几乎所有的都是产生变化的频率信号，频率调制信号，是很容易被示波器测试到的。     几乎所有的数字式空气流量计，随着空气流量的增加，输出信号的频率也增加，流过空气流量计空气越多，信号线上出现的脉冲频率也就越高，由于频率相对于空气流量的规范资料很难找到，当测试空气流量计 (MAF)时，一个参考波形就非常有帮助。有三种主要的数字式空气流量计，即低频数字式和高频数字式以及改频率及脉冲宽度的卡门涡旋式。     a. 高频数字式空气流量计，     高频数字式空气流量计出现在通用汽车     起动发动机，在不同转速下试车，特别是在有行驶能力故障的转速下，试验更多的时间，看示波器显示。 3.8L V6型发动机上，它是日立(Hitachi)生产的传感器，还有凌志(Lexue)以及其它汽车。     I.     Ⅱ     波形结果：     脉冲大多数幅值满     高频数字式空气流量计，例如通用公司的日立传感器，安装在别克     可能发现的问题和判定性尺度错误是要注意脉冲波形的伸长或缩短，不想要的尖峰和变圆的直角等，这些能造成“电子通讯”混乱不清和造成行驶性能及排放等方面的问题。     一些卡门涡旋式空气流量计安装在三菱汽车和其它车型上 确定信号的幅值、频率、形状是一致的、可重复的、正确的。.确定传感器产生的频率与发动机转速和空气流量计的比率是正确的。5V，还要看形状是否适当一致，矩形的拐角和垂直沿一致性。V6 3.8L发动机上，它的波形上部左侧的拐角轻微的有些圆滑，这是正常的，并不表明传感器的损坏，根据参考资料，观察传感器产生的在空气流量下的修正频率。(经常安装在空气滤清器总成里)，它们在数字式空气流量计是一个例外，随着空气流量的变化不仅脉冲频率变化，同时脉冲宽度也变化，如果你遇上这种空气流量计，不必担忧。它可能工作很正常，加速时如果这些空气流量计工作正常，它的脉冲宽度将有次序有规律的变化。这将给控制电脑提供异步加浓或额外喷射脉冲信号用以改善加速性能。     b. 低频数字式空气流量计，     低频数字式空气流量计出现在     起动发动机在不同转速下试车，在有行驶能力和排放故障的转速段测试的一些时间看示波器显示。 80年代中期的通用汽车以及其许多发动机系统，通常，它的空气流量计会产生低速频率信号。     I.    Ⅱ     波形结果：     与高频数字式空气流量计相同。 确定幅值、频率和形状等判定性尺度是一致的，可重复的正确的。.确认传感器相对于转速和空气流量计的比率产生正确的频率。     c. 卡门涡旋式空气流量计，     卡门涡旋式空气流量计通常与空气滤清器组成一体，这种类型常见用在三菱发动机系统中，它的输出方式是数字式，但它与其它的数字式输出的空气流量计不同，大多数数字式输出的空气流量计随空气流量的改变，输出频率将随之改变，而卡门涡旋式空气流量计不仅改变频率，同时还改变脉冲宽度，通常数字式空气流量计在空气流量增大时频率也随之增加，在加速时，卡门涡旋式空气流量计与其它数字式空气流量计不同之处在于它不但频率增加，同时它的脉冲宽度也改变，因为大多数卡门涡旋式空气流量计有提供与空气流量对应的频率参数，所以测试卡门涡旋式空气流量计时，波形图就十分有用。     试验方法：     起动发动机，试验不同转速时的情况，把较多的时间用在测试发动机性能有问题的转速段内，看示波器；     确信在任何给定的运行方式下，波形的重复性和精确性在幅值、频率、形状脉冲宽度等几个方面关键参数都是不相同的；     确信在稳定转速的空气流量的情况下，空气流量计能产生稳定频率。     波形结果：     在大多数情况下，波形的振幅应该满     在稳定的空气流量下流量计产生的频率也应该是稳定的，无论是什么样的值都应该是一致的。     当这种型号的空气流量计工作正常时，脉冲宽度将随加速的变化而变化，这是为了加速加浓时，能够向控制电脑提供非同步加浓及额外喷射脉冲信号。     所看到的可能的缺陷和不正确的关键参量是脉冲宽度缩短，不应该有峰尖以及圆角的产生，这些都会影响发动机性能和造成排放等问题。 5V，同时也要按照一致原则看波形的正确形状，矩形脉冲的方角及垂直沿。

孙祥生

车型：1987年 别克世纪 2.5升

    故障原因：控制电脑故障和节气门体燃油喷油器的线圈短路。

    故障现象：汽车在停止时，间歇性熄火，怠速不稳，油耗增加。最近的调整没有起作用，熄火后，汽车可以马上再起动。

    诊断和修理步骤：对汽车做行驶试验，故障的情况被证实。到每4或5次停车后汽车将熄火，怠速总是喘振不稳。除此之外它似乎十分正常，使汽车在2500转/分下转动2-3分钟，直至发动机和氧传感器预热。对氧传感器进行全部三个参数测试：最大幅值、最小幅值和响应时间。但在系统测试时，发现氧传感器波形在所有发动机速度和负荷下氧传感器电压都平直地固定在浓的一边，一直浓意味着氧传感器电压固定的高(本例中约为800mV)，并使得燃油反馈控制系统根本不能控制燃油混合比，排气中冒出的烟可以证明汽车正运行在过浓状态下。

    故障码45(即排气浓)是在控制电脑存储中唯一的码，这是由于汽车在任何转速下都不能控制燃油混合比造成的，下一个步骤就是检查喷油器的脉冲宽度。

    一个正常喷射脉冲宽度的喷油器波形说明不是燃油反馈系统的故障(燃油压力过高等)，因为这说明燃油反馈控制系统发现浓的排气，试图用减少燃油喷射的方法补偿它。一个比正常喷射脉冲宽度长的喷油器波形说明在燃油反馈控制系统内有故障(坏的传感器，线圈等)，因为这将指出燃油反馈控制系统本身引起浓的混合气问题(导致高的氧传感器电压)，如图5是从这个轿车上测出的燃油喷射信号。

    至此，以按照正确诊断的规定方法做了逐步检查，但这次喷油器的脉冲宽度不是最重要波形参数，喷油器尖峰值才是较重要的。这种型号的汽车，连同通用汽车公司的节气门喷射系统，应有一个“峰值保持型”喷油驱动器。一个正常的通用汽车公司节气门体喷射系统波形应有两个尖峰，在55V-80V之间(见图5)，而有故障的波形只有一个尖峰，约25V高。为什么？因为喷油器的峰值高度或幅值与喷油器电阻成正比，这个喷油线圈部分的被短路了，用数字万用表检查电阻显示为1.4欧姆，规定为1.4-2.2欧姆，虽然它是在规定的范围内，但它仍然是坏的，对于各种不同的喷油器电阻值并不能做为唯一的判定依据。

    这就解释了幅值不正确的原因，但是第二个尖峰到哪里去了呢？为什么汽车混合比浓呢？丢失的尖峰正好回答了流入喷油器电路的电流是如何被短路的喷油器线圈所影响的。

    当喷油器线圈被短路时，在电路中的电流增加，这就使控制电脑中的开关三极管(或喷油器驱动器)过热。峰值保持喷油驱动器的“保持”部分烧坏，因为这个控制电脑没有在喷油驱动器大电流时关断并重新设定它，所以喷油驱动器在带故障继续运行，这就解释了第二个尖峰到哪儿了。但浓的混合气如何解释呢?这是由于在电脑中损坏的喷油驱动器不能命令脉冲宽度达到正确的判定性尺度，所以汽车行驶时浓度过大，因此喷油器和电脑都是坏的。正好可以看到每个损坏的元件是如何影响波形判定性尺度的。马上更换该喷油器，用新的喷油器起动，这样不会损坏新的电脑。(如果先换电脑的话，可能会造成损坏)图6表示换喷油器后喷油器的波形。

    但损坏的电脑仍在汽车中未更换。正常的喷射尖峰高度(振幅)恢复，但第二尖峰还是没有，说明峰值保持节气门体喷射系统仍有故障，脉冲宽度太长，接下来，更换电脑。如图7显示更换电脑(喷射驱动器)后喷油器波形的结果。

    安装新的喷油器和电脑后，喷油器波形恢复正常，回到正常的判定性尺度。尖峰高度也回至正常高度，两个尖峰又重现了。喷油器脉冲宽度明显的缩短了，使得燃油反馈控制系统能重新正确的控制燃油混合比。

    最后检查氧传感器波形证明在怠速和2500转/分及驾驶条件下，燃油反馈控制系统还控制着混合气。这辆汽车显示在所有行驶条件下中等的杂波，但却是正常的节气门体喷射氧传感器波形。