第一節 空氣流量計（MAF）波形分析

空氣流量計（MAF）按結構原理可分為翼板式、熱線式、卡門渦流式及電位計式等幾種，按信號輸出類型又分為數字式和模擬式兩種。

一、翼板式空氣流量計波形分析

BOSCH翼板式空氣流量計（見圖2-1）主要有兩種：一種是隨著空氣流量的增加輸出信號的電壓升高，另一種是當空氣流量加大時輸出信號電壓降低，這兩種類型都屬于模擬電壓量輸出。

翼板式空氣流量計的核心是一個可變電阻（電位計），它與空氣翼板同軸連接，當空氣流動時翼板也隨之開啟，隨著翼板的開啟角度變化，可變電阻（電位計）也隨之轉動。

翼板式空氣流量計是一個三線傳感器，其中兩條是參考電壓的正負端，另一條是可變電阻器的滑動觸點臂，它向電腦提供與翼板轉動角度成正比的輸出電壓信號。急加速時，翼板在空氣流動動壓作用下，超過正常擺動角度的過量信號，這就為控制模塊提供了混合氣加濃的控制信號。

圖2-1 翼板式空氣流量計結構

這是一個非常重要的傳感器，因為控制模塊依據這個信號來計算發動機負荷、點火正時、廢氣再循環控制及發動機怠速控制和其他參數，不良的空氣流量計會造成喘振和怠速不良，以及發動機性能和排放問題。

1.翼板式空氣流量計波形檢測

連接好波形測試設備，探針接信號輸出端子，鱷魚夾接地。

關閉所有附屬電氣設備，起動發動機，并使其怠速運轉，當怠速穩定后，檢查怠速時輸出信號電壓。做加速和減速試驗，應有類似圖2-2的波形出現。將發動機轉速從怠速加至節氣門全開（加速時不宜太急），節氣門全開后持續2s，但不要使發動機超速運轉；再將發動機降至怠速運轉，并保持2s；再從怠速急加速發動機至節氣門全開，然后再關閉氣門使發動機回至怠速；定住波形。

圖2-2 旋轉翼板式空氣流量計實測波形分析

圖2-3 旋轉翼板式空氣流量計信號正常波形分析

2.翼板式空氣流量計波形分析說明

①正常旋轉翼板式空氣流量計怠速時輸出電壓約為1V，節氣門全開時應超過4V，急減速（急抬加速踏板）時輸出電壓并不是非常快地從急加速電壓回到怠速電壓。

通常（除豐田汽車外）旋轉翼板式空氣流量計的輸出電壓都是隨空氣流量的增加而升高的（見圖2-3）。

如果檢測結果與上述要求不符，則應更換旋轉翼板式空氣流量計。

②波形的幅值在氣流不變時應保持穩定，一定的空氣流量應有相對的輸出電壓。當輸出電壓與氣流不符（可以從波形圖中檢查出來，而發生這種情況將使發動機的工作狀況明顯地受到影響）時，應更換旋轉翼板式空氣流量計。

③若波形中有間斷性的毛刺出現則說明旋轉翼板式空氣流量計可變電阻器的電刷有小的磨損，用波形分析方法更容易發現可變電阻器（電位計）的磨損點。

若波形中除了最高點和最低點以外，在平穩加速過程中有波形平臺（電壓值在某處出現停頓），則說明發動機運轉時翼片有間歇性卡滯現象。

出現上述兩種情況，應更換旋轉翼板式空氣流量計。

④出現圖2-4所示的向下的毛刺，則表示流量計中有與接地短路或可變電阻器電刷有間歇性的開路故障，應更換旋轉翼板式空氣流量計。

⑤在急加速時波形中的小尖峰是由于翼片過量擺動造成的，控制電控單元正是根據這一點來判定加速加濃信號的，這不是故障，而是正常波形。

圖2-4 旋轉翼板式空氣流量計信號故障波形分析

二、博世熱線式空氣流量計波形分析

博世熱線（熱膜）式空氣流量計（見圖2-5、圖2-6）是模擬輸出電壓信號傳感器，大多數博世熱線式空氣流量計在空氣流量增大時，輸出電壓也隨之升高，熱線式空氣流量計內部溫度補償電路比較復雜，輸出電壓模擬信號被送到控制模塊，控制模塊則根據這個信號來計算發動機負荷判定燃油供給量和點火正時等。

圖2-5 熱線式空氣流量計

圖2-6 熱膜式空氣流量計

1.熱線式空氣流量計波形檢測

關閉所有附屬電氣設備，起動發動機，并使其怠速運轉，怠速穩定后，檢查怠速輸出信號電壓（見圖2-7中左側波形）做加速和減速試驗，應有類似圖2-7中的波形出現。

將發動機轉速從怠速增加到節氣門全開（加速過程中節氣門以緩加速打開）持續2s，不宜超速；再減速回到怠速狀況，持續約2s；再急加速至節氣門全開，然后再回到怠速；定住波形，仔細觀察空氣流量計波形。

圖2-7 熱線式空氣流量計信號實測波形

2.熱線式空氣流量計波形分析說明

①通常熱線（熱膜）式空氣流量計輸出信號電壓范圍是從怠速時超過0.2V變至節氣門全開時超過4V，當急減速時輸出信號電壓應比怠速時的電壓稍低（其波形見圖2-8）。

②發動機運轉時，波形的幅值看上去在不斷地波動，這是正常的，因為熱線式空氣流量計沒有任何運動部件，因此沒有慣性，所以它能快速地對空氣流量的變化做出反應。在加速時波形所看到的雜波實際是在低進氣真空之下各缸進氣口上的空氣氣流脈動，發動機ECU中的超級處理電路讀入后會清除這些信號，所以這些脈沖沒有關系。

③不同的車型輸出電壓將有很大的差異，在怠速時信號電壓是否為0.25V也是判斷空氣流量計好壞的方法，另外，從可燃混合氣是否正常或排氣是否冒黑煙也可以判斷空氣流量計的好壞。

④如果信號波形與上述情況不符，或空氣流量計在怠速時輸出信號電壓太高，而節氣門全開時輸出信號電壓又達不到4V，則說明空氣流量傳感器已經損壞。

如果在車輛急加速時空氣流量計輸出信號電壓波形上升緩慢，而在車輛急減速時空氣流量計輸出信號電壓波形下降緩慢，則說明空氣流量計的熱線（熱膜）臟污。

出現這些情況，均應清潔或更換熱線（熱膜）式空氣流量計。

圖2-8 熱線式空氣流量計信號波形分析

三、卡門渦流式空氣流量計波形分析

卡門渦流式空氣流量計（見圖2-9）通常與空氣濾清器組成一體，這種類型常用在三菱發動機系統中，它的輸出方式是數字式，但它與其他的數字式輸出的空氣流量計不同，大多數數字式輸出的空氣流量計隨空氣流量的改變，其輸出頻率也將隨之改變，而卡門渦流式空氣流量計不僅改變頻率，同時還改變脈沖寬度，通常數字式空氣流量計在空氣流量增大時頻率也隨之增加，在加速時，卡門渦流式空氣流量計與其他數字式空氣流量計不同之處在于它不但頻率增加，同時它的脈沖寬度也改變，因為大多數卡門渦流式空氣流量計有提供與空氣流量對應的頻率參數，所以測試卡門渦流式空氣流量計時，波形圖就十分有用。

圖2-9 卡門渦流式流量計

1.卡門渦流式空氣流量計波形檢測

起動發動機，試驗不同轉速時的情況，把較多的時間用在測試發動機性能有問題的轉速段內，看示波器；確信在任何給定的運行方式下，波形的重復性和精確性在幅值、頻率、形狀以及脈沖寬度等幾個方面關鍵參數都是不相同的；確信在穩定轉速的空氣流量的情況下，空氣流量計能產生穩定頻率。

2.卡門渦流式空氣流量計波形分析說明

在大多數情況下，波形的振幅應該滿5V，同時也要按照一致原則看波形的正確形狀，矩形脈沖的方角及垂直沿（見圖2-10）。

圖2-10 卡門渦流式空氣流量計信號波形分析

在穩定的空氣流量下流量計產生的頻率也應該是穩定的，無論是什么樣的值都應該是一致的。

當這種型號的空氣流量計工作正常時，脈沖寬度將隨加速的變化而變化，這是為了在加速加濃時，能夠向控制模塊提供非同步加濃及額外噴射脈沖信號。

所看到的可能的缺陷和不正確的關鍵參量是脈沖寬度縮短，不應該有峰尖以及圓角的產生，這些都會影響發動機性能和造成排放等問題。

四、數字式空氣流量傳感器信號波形分析

1.數字式空氣流量傳感器波形檢測

將波形測試設備探針接數字式空氣流量傳感器信號輸出端子，鱷魚夾接地。在發動機運轉時測試空氣流量傳感器輸出信號電壓波形。數字式空氣流量傳感器輸出的信號都是頻率信號，根據空氣流量傳感器的不同，其輸出信號電壓波形可以分為高頻和低頻兩種形式，兩種形式空氣流量傳感器的信號電壓波形如圖2-11所示。

圖2-11 數字式空氣流量傳感器電壓波形

2.數字式空氣流量傳感器波形分析說明

波形的含義及相關說明如圖2-12所示。

①波形的幅值大多數應滿5V，波形的形狀也要一致，矩形的拐角和垂直沿的一致性要好，傳感器輸出信號電壓波形的頻率要與發動機轉速和空氣流量傳感器的頻率一致。

有些車型如通用別克汽車的波形上部左側的拐角有輕微的圓滑過渡是正常現象，并不說明傳感器損壞。

②隨著空氣流量的增加，傳感器輸出信號波形的頻率也增加，流過空氣流量傳感器的空氣越多，信號向上出現的脈沖頻率也就越高。

③如果信號波形不符合上述要求，或者脈沖波形有伸長或縮短，或者有不想要的尖峰和變圓的直角等，應更換空氣流量傳感器。

圖2-12 數字式空氣流量傳感器信號電壓波形分析