科目：
- 介紹
- 模擬空氣質量計
- 數位空氣質量計
- 使用診斷設備讀取測量值
- 空氣品質計有缺陷的後果
- 空氣質量計的操作
介紹：
空氣品質計安裝在空氣濾清器外殼和進氣歧管之間。
所有吸入的空氣都通過空氣質量計。 在自然吸氣引擎中，空氣會透過汽缸中的負壓吸入，而在配備渦輪的引擎中，空氣會透過壓縮機葉輪吸入。 空氣質量計測量流入引擎的空氣量。 根據這些數據，可以使用引擎控制單元中的特徵值等來確定要噴射的燃油量。
空氣品質計有兩種版本：
- 類比輸出訊號：電壓的高低取決於測量值。 這也稱為 AM 訊號（調幅）；
- 數位輸出訊號：感測器中的電子裝置產生頻率形式的數位訊號。 此 FM 訊號（頻率調變）隨著風量的增加而改變。
以下段落透過範例測量解釋了類比空氣品質計和數位空氣品質計之間的差異。 最後一段解釋了空氣品質計在組件層級的操作。
模擬空氣品質計：
此感測器的電源電壓為 12 伏特。 此感測器的類比電壓訊號一般為（取決於品牌和類型）：
- 點火開關打開，無氣流：0,2 – 1,5 伏特。
- 引擎怠速：1,5 – 3,0 伏特。
- 油門全開時的加速：最大 4,5 伏特。
此圖顯示了電壓與測量的空氣質量（以克每秒為單位）相比的變化。 我們可以用萬用電表測量電壓。
數位空氣質量計：
訊號的頻率顯示有多少空氣通過了感測器。 訊號電壓始終在 0 至 5 伏特之間。 頻率表示訊號在一秒鐘內重複的頻率。 當我們用示波器在一秒鐘內測量兩個訊號時，我們所說的頻率是 2 Hz。 在實踐中我們發現頻率要高得多。 一般來說，製造商採用以下頻率：
- 靜止：2 – 2,5 kHz (2000 – 2500 Hz)
- 高速：高達 6 – 6,5 kHz
頻率與氣流的增加成比例地增加。 如果您發現訊號出現異常峰值，或高速測量的頻率太低，這可能表示空氣品質計髒了或有缺陷。 下圖顯示了數位空氣質量計的兩次測量結果。
電壓測量顯示電壓隨時間的變化。 此圖顯示電壓在 0,5 到 4,5 伏特之間不斷變化。 隨著氣流的增加（當速度增加時），上升線和下降線之間的時間變得更短。 脈衝變得更細、更緊密。 使用此示波器影像無法做出正確的診斷。
通道A測量電壓，通道B測量頻率的測量提供了空氣質量計的操作思路。 測量是在較長的時間段內進行的，這使得通道 A 的藍色脈衝看起來好像彼此相鄰。 然而，這種情況並非如此; 由於縮小，幾乎不可能區分上升電壓和下降電壓。
紅線（通道 B）表示訊號的頻率。 電壓脈衝彼此越接近，紅線上升越多。 當車輛全開加速到高速時，頻率不斷增加，直到鬆開油門。 紅線的高度表示訊號的最大頻率。 此數據可以與工廠數據或計算值進行比較。 我們將在下一節中更詳細地討論這一點。
在大眾高爾夫 6 2.0 tdi 的下圖中，組件代碼 G70 表示數位空氣質量計。
- 空氣質量計的接腳 1 連接到引擎 ECU 的接腳 18。 這是空氣質量計將測量值傳送給ECU的訊號線；
- 腳位2：訊號線 空氣溫度感知器。 該感測器整合在空氣品質計外殼內；
- 腳位4：接地；
- 腳位 5：透過圖中的參考編號 23 連接到保險絲。 空氣質量計的供電電壓為 12 伏特。
在空氣質量計的引腳 1 上，我們可以測量發送到 ECU 的訊號。 另外，如果有的話，我們可以 接線盒 如果可用，請檢查該訊號是否也正確到達 ECU 的接腳 18。 如果這些訊號彼此不同，我們可以測量該導線上的電壓差（LMM 的接腳 1 與 ECU 的接腳 18 相比）。
感測器電源電壓過低會影響感測器訊號。 這就是為什麼我們還必須檢查正極和接地連接。 我們將電壓表或示波器連接到引腳 4 和 5，並檢查測量的電壓是否大約等於電池電壓。 如果電壓太低，我們可能會遇到 過渡電阻 我們可以使用 V4 測量來檢測正極線或接地線。
使用診斷設備讀取測量值：
引擎管理系統根據感知器值計算空氣量。 借助讀取設備，可以從即時數據（也稱為參數或測量值區塊）中讀取當前吸入的空氣量。 訊號是類比訊號還是數位訊號並不重要； 讀取時，您會看到 ECU 接收並處理的訊號值。
為了檢查測量值是否正確，可以與出廠數據進行比較。 然而，在大多數情況下，這些並不容易找到。 這就是為什麼有計算器來計算風量的原因。 一個眾所周知的程序是 線性MM工具 您可以在這裡下載。
您計算的值和讀取的值必須相當吻合。 當然，小的差異是允許的。 我們總是必須處理每個引擎不同的引擎屬性； 考慮氣門正時、填充係數增加技術，例如可變氣門正時、可變進氣歧管等。但是，如果這些值相差數十克，則不能排除空氣質量計有缺陷。
下表顯示了排氣量為2000cc（2,0公升）的自然進氣引擎的計算值。 我們從怠速開始； 這大約是 800 rpm。 由於節氣門幾乎完全關閉，進氣歧管內出現真空。 壓力為0,3巴。 接下來的兩列顯示了引擎轉速增加和節氣門完全打開（Wide Open Throttle）時的數值。 進氣歧管中存在絕對外部氣壓，即 1000 mBar。 進氣溫度升高。 引擎轉速繼續增加至 6000 rpm。
情況：
- 轉速：800轉/分；
- 進氣歧管壓力：300 mBar；
- 進氣溫度：20°。
計算值：
- 3,86克/秒；
- 13,88公斤/小時；
- 每衝程 0,15 公克。
情況：
- 轉速：3000轉/分（WOT）；
- 進氣歧管壓力：1000 mBar；
- 進氣溫度：22°。
計算值：
- 47,86克/秒；
- 172,31公斤/小時；
- 每衝程 0,48 公克。
情況：
- 轉速：6000轉/分（WOT）；
- 進氣歧管壓力：1000 mBar；
- 進氣溫度：25°。
計算值：
- 94,76克/秒；
- 341,14公斤/小時；
- 每衝程 0,48 公克。
質量空氣流量計有缺陷的後果：
- 功率較小（並不總是引人注目）
- 較低的最高速度
- 油耗較高
- 更多碳煙排放（柴油引擎）
- 例如，引擎在滿載時轉速不佳
空氣質量計的操作：
空氣流量計的外殼包含用於將線束連接到 ECU 的插頭、印刷電路板上的電子元件以及測量元件。
橡膠 O 型環可防止空氣透過外殼吸入。 空氣質量計的測量元件包括兩個溫度相關電阻器（PTC 和 NTC） 熱敏電阻).
當引擎運轉時，電阻器會因流經它們的進氣而冷卻。 電子電路確保 PTC 加熱元件的溫度保持恆定。 相關的電壓差由放大器電路轉換成可用的輸出訊號發送到 ECU。
下圖顯示了空氣質量計中三個子區域的組件：
- 紅色：進氣溫度感知器（NTC）；
- 綠色：元件為熱絲；
- 藍色：測量元件的組件。
空氣品質計有一個 5 針插頭連接：
- 進氣溫度感知器訊號；
- 熱線電源（12伏特）；
- 測量元件電源（5伏特）；
- 信號（0,5 – 4,5 伏特）；
- 感測器品質。 所有內部接地均連接至此輸出腳位。
在下圖中，三個子區域分別顯示，旁邊有說明。
熱膜空氣質量計包含一個保持恆溫的加熱電阻。 在此圖中，加熱電阻為 Rh。 加熱電阻器也稱為熱線，由電晶體（頂部）打開和關閉。
- 溫敏電阻R1、R2置於加熱電阻Rh兩側；
- 若無空氣流過感知器，電阻R1、R2阻值相同，無輸出訊號；
- 當空氣流過感知器時，電阻 R1 冷卻，R2 加熱；
- 從而R1的阻值減小，R2的阻值增大；
- 電阻值增大，輸出電壓也增大；
- 如果空氣流回感知器（回流），R2 會冷卻，R1 會被加熱，導致輸出電壓下降。 因此，平均輸出電壓是流向引擎的空氣品質的正確測量值。
回流是由於關閉進氣門或關閉節氣門而導致空氣（脈動）流回空氣過濾器。 回流被測量為額外的空氣質量，這可能會導致訊號出現較大偏差。 現代空氣質量計具有回流補償功能，如本例所示，使用電阻器 R1 和 R2。
