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[保养]自己动手清洗发动机空气流量传感器(科普) [复制链接]

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— 本帖被 香瑶 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2017-04-12) —
空气流量传感器是重要的发动机控制部件,它用来给发动机电脑提供进入气缸的空气数量信息,以便向进气口/气缸中精确喷入数量合适的汽油进行充分的燃烧从而工作在最佳效率状态。喷入的汽油过多或者或者过少都会降低发动机的效率,增加发动机的排放污染。

空气流量计的测量数据出现严重偏差的话会导致故障灯亮,出现P0101(空气流量电压范围异常)、P0102(空气流量电压过低)、P0103(空气流量电压过高)、P0171(混合气过稀)、P0172(混合气过浓)等故障码,导致加速无力、怠速不稳、甚至怠速熄火等故障。而在测量偏差还不足以触发故障码以及引发上述直观故障时,则会导致市区道路内的油耗明显增加,而高速的油耗则基本正常的奇怪现象,原因是走走停停的市区道路行驶时发动机大部分时间是在开环控制状态,主要是靠空气流量计的数据来决定喷油量,因此空气流量计不准确会显著影响耗油量;而在负荷稳定的高速公路行驶中则发动机主要是工作在闭环状态,根据排气管中的氧传感器的尾气反馈数据来动态调整喷油量,保证充分燃烧状态。所以空气流量传感器的精确度对市区驾驶状态的油耗影响更大。

另外一个容易被人忽视的空气流量计相关故障现象是,空气流量计出问题也可能会影响自动变速箱的工作,导致换档粗暴错顿等现象,这是因为自动变速箱的控制电脑要读取空气流量计的数据来判断当前发动机的负荷从而调整变速箱中离合器控制阀的液压工作压力来匹配当前的负荷进行快速而平稳的换档,如果空气流量计的数据异常,液压工作压力与实际负荷偏差过大时就会出现换档不平滑、迟钝、粗暴、错顿等现象。这种故障经常容易被误认为是变速箱的故障,实际上可能只是空气流量传感器的小问题而已。

并不是所有的车上都有空气流量传感器。现在的电喷发动机主要分为两大类控制方式,一类是直接测量空气流量的L型电喷系统,这种发动机上有空气流量计,通过直接测量到的空气流量数据来决定喷油量。L型的电喷系统是直接基于空气流量,喷油精确度高,对复杂负荷和工作环境的适应能力强反应快但是结构相对复杂限制较多成本相对较高。另一种常见的电喷系统是D型电喷系统,采用速度密度间接控制方式,不是直接测量空气流量来决定喷油量,而是通过测量进气歧管中的绝对空气压力和发动机的转速来根据储存在发动机控制电脑中由事先在不同工况下实验研究得到的数据做成的表格间接估算出空气流量从而控制喷油量,D型电喷系统中没有空气流量传感器,而以进气压力传感器取代,其结构简单成本低可靠性高安装方便,现在应用得很多。进气压力传感器的角色和空气流量传感器类似,所以出问题后也经常会引起类似的故障现象。有些发动机上同时安装有空气流量传感器和进气压力传感器,主要是以一些较复杂的高端发动机和涡轮增压发动机为代表。

空气流量传感器工作原理其实很简单:人站在寒风中风越大就感觉越冷。。。它放在进气道中,上面有一个热敏电阻,通电加热到一定温度,进气道中空气流动时会冷却这个电阻,要保持它恒定的温度就需要根据空气流动导致的冷却速度来增减加热的电流,这个加热电流的大小就和空气流动的速度相关了,而进气管的截面积是固定的,所以单位时间内进气道空气的体积就和这个电流相关,把这个电流转换成电压提供给发动机控制电脑就能提供进气空气数量的信息了。

因为冷却速度除了和空气流动速度相关之外当然还和空气的温度相关,所以空气流量计上还有一个不加热的热敏电阻,这个电阻提供空气温度信号用来为流量计的数据作修正补偿。此外,空气流量计通常还负责向发动机控制电脑提供进气温度数据,这个数据也是由热敏电阻提供的。空气流量计中用于测量空气流动速度的加热热敏电阻通常是用白金丝制成的,保证抗腐蚀性和可靠性,也有用特殊金属镀膜做的。

自己动手清洗发动机空气流量传感器(科普)



空气流量计的热敏丝非常精密,虽然是在已经经过空气滤清器过滤过的干净空气中工作,但是日积月累仍不可避免地受到灰尘、油污等污染而导致工作不正常,这时候就需要清洗或者更换了。

首先要把空气流量计从车上拆下来,空气流量计的维护和更换是最容易做的DIY项目之一,难度系数相当于换空气滤清器,比换机油还要简单。有的车上空气流量计是直接做成进气管的一段,是一个整体,大部分则是在进气管中开一个洞安装在里面。无论是哪一种安装方式只要从空气滤清器后面沿着进气管看很快就能找到,也很容易拆卸,一般就是两个管卡固定或者两个螺丝安装的。

这是一个我刚刚拆卸下来的进气管形的空气流量计,德国博世Bosch的产品:

自己动手清洗发动机空气流量传感器(科普)


自己动手清洗发动机空气流量传感器(科普)



对着光看可以看到前面是网状的保护罩,这个保护罩的网格除了起到保护作用外,还有对空气流动方向进行整理,使进入空气流量计的气流更稳定的作用。而保护罩后面就是真正的空气流量计部分:

自己动手清洗发动机空气流量传感器(科普)


自己动手清洗发动机空气流量传感器(科普)


这个空气流量计虽然是进气管式的,但是其实它也是一个插入式的空气流量计在侧面开口插进去的,安装螺丝就在这里:

自己动手清洗发动机空气流量传感器(科普)



坑爹的五点式中间还带保护柱的特殊螺丝,故意防拆的。不过难不倒数码之家的拆客:

自己动手清洗发动机空气流量传感器(科普)

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[ 此帖被hongo在2017-04-15 09:54重新编辑 ]
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只看该作者 1楼 发表于: 04-09
已经拆掉了流量计核心的壳子:





这是拆卸下的流量计核心:



博世产品,德国原装。注意看这里打了一圈胶,这里其实是一个盖子,盖子里面是空气流量计的电路部分,用来驱动恒温热敏电阻并放大输出电压信号的,因为这个流量计没坏现在只是清洗所以这里我就不拆电路部分了:








借用网上的一个图,这个盖子里面的电路是类似这样子的,有点象厚膜电路:




厂家资料,这里面的电路原理示意框图是这样的(具体电路图肯定找不到啦,这是商业秘密):



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只看该作者 2楼 发表于: 04-09
空气流量计核心的头部特写,这个空气流量计不是常见的白金丝电阻结构的,而是工艺更复杂的镀膜结构的,用一个约一厘米见方的金属镀膜来作为发热和热敏的电阻,这种结构的空气流量传感器现在比较少见了。

这里有两个开口,右边那个开口是不通的,里面是温度补偿用的热敏电阻,左边这个开口里面就是镀膜的热敏电阻,从洞口能看到镀膜的金属光泽的反光,不过照片上照不出来。空气流量计的控制电路对这个镀膜提供一定的电流来维持其恒定的温度,而所用的电流大小就和空气流量相关。我们需要清洗的就是这部分镀膜:





而在空气流量计的另一面,还有一个热敏电阻,封装模样象1N4148二极管一样,但实际是个热敏电阻,电磁炉里面也有这种形状的热敏电阻。这个热敏电阻就是提供进气温度数据的单独的热敏电阻:












最后,可以清洗了。清洗的时候注意清洗剂的选择,有些清洗剂化学性质太强,比如化油器清洗剂可能含有溶解塑料以及破坏热敏电阻丝/膜的成分,要避免使用。最好使用性质比较温和的电气清洗剂等。也有人直接把空气流量传感器的头浸泡在纯酒精中进行清洗,我没有试过这种方法。

真正的清洗过程其实很简单,把清洗剂对准空气流量计上的洞洞:





按下清洗剂瓶的按钮,喷一阵就可以了:





清洗的时候注意,手和任何东西都不要碰到空气流量计的电阻丝/膜,那是很脆弱的结构,非常容易损坏!!!

喷过一阵清洗剂以后,放在那里让子弹飞一会儿。过10分钟可以再喷一阵,直到清洗干净。

然后彻底晾干,重新装车就完成了。

如果清洗后空气流量传感器的故障还没有改善,那么就说明传感器已经损坏,只能更换了。更换时最好使用原厂的产品,保证其电压输出曲线匹配。副厂的产品会便宜很多,比如宝马的原装传感器要几千元,国产副厂货最便宜的才几十元,价格相差百倍,它们的性能和质量当然有差别。
[ 此帖被hongo在2017-04-12 21:17重新编辑 ]
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只看该作者 3楼 发表于: 04-09
温差测流量嘛,工业上很多都是这样测风速的,价格不菲

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只看该作者 4楼 发表于: 04-09
优秀文章,谢谢分享。
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只看该作者 5楼 发表于: 04-12
回 hongo 的帖子
hongo:空气流量计核心的头部特写,这个空气流量计不是常见的白金丝电阻结构的,而是工艺更复杂的镀膜结构的,用一个约一厘米见方的金属镀膜来作为发热和热敏的电阻,这种结构的空气流量传感器现在比较少见了。
这里有两个开口,右边那个开口是不通的,里面是温度补偿用的热敏电阻,左边 .. (2017-04-09 11:18) 回 hongo 的帖子

个人观点:您清洗的部位应该是下边的豁口。我曾经清洗过这个部件,别这么大量的喷,感应器非常脆弱。我当时的故障码是:混合气太稀
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hongo M币 +5 精彩回帖 04-13
离线0515syc

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只看该作者 6楼 发表于: 04-12
请问楼主用的什么清洗剂?
有哪些是性质比较温和的电气清洗剂?
离线hongo

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只看该作者 7楼 发表于: 04-12
回 0515syc 的帖子
0515syc:请问楼主用的什么清洗剂?
有哪些是性质比较温和的电气清洗剂? (2017-04-12 21:21) 回 0515syc 的帖子

有种专门清洗空气流量计的清洗剂:
CRC清洗剂
回 0515syc 的帖子

用3M的电子节流阀清洗剂也可以,还有标注电子清洗剂的一般也能用。普通的化油器清洗剂慎用。
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离线128

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只看该作者 8楼 发表于: 04-12
没搞过,2万5公里。学习了。谢谢
离线han1525

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只看该作者 9楼 发表于: 04-13
我的车车上没看过这个东东、现在应该集成在进气压力一起了吧
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