最广泛-热线式热膜式空气流量计解析

现在电控发动机空气流量计采用最多是热线式和热膜式空气流量计；

博世的热膜式空气流量计实物

热线式空气流量计的基本原理是在进气管内布置一条“热线”，“热线”的实质是一个热敏电阻：温度降低，阻值减小。控制电路将热线加热至某一温度。发动机工作时，进气气流对热线进行冷却，热线的温度降低，为了保持热线原来的温度，控制电路增大加热电流。即进气量越大，热线需热线加的加热电流越大，控制电路将电流的变化转变为电压的变化输出，作为进气量信号。

关于热线式空气流量计的检测理论，听上去很好理解，但是有一个问题要考虑，即是进气温度的影响，相同的进气流速，进气温度不同，对热线的冷却效果不同，控制电路需要调节加热电流不同，会造成信号的不正确。所以要想办法消除进气温度对测量的影响。设计思路是在进气管内再设计一条“冷线”，让“冷线”的温度等于进气温度，将热线的温度加热到高于冷线温度一个定值。也就意味着进气温度低，加热温度低，进气温度高，加热温度高，但是差值恒定，即可以消除进气温度变化对测量的影响。此时设计了一个惠斯顿电桥，如图所示：

RH－热线电阻；

RT－冷线电阻；

RA和RB－精密电阻；

热线RH和冷线RT及精密电阻RA和RB组成一个惠斯顿电桥，你要知道惠斯顿电桥的平衡是个什么概念：点M和点N的电位相同时，称电桥保持平衡。因为进气气流对热线RH的冷却，当RH温度要下降时，它的电阻要减小，M点和N点的电位不同，这个平衡就要被打破。

还有一个概念要理解，就是差动放大：你可以这样理解，差动放大的输出电压等于两个输入电压差值的某个倍数。如果电桥平衡，M点电位等于N点电位，它们的差值是零，所以差动放大会没有输出。回到刚才提到不平衡后，差动放大会有输出，最后又作用于三极管的基极，控制三极管提高P点的电位，提高热线和冷线电流，直至达到新的平衡。

这一工作过程可以理解为：进气气流-->热线Rh温度下降-->Rh阻值下降-->Um!=Un（电桥不平衡）-->差动放大输出-->控制处理- ->三极管提高Rh电流即提高P点电压-->平衡Um=Un。

关于空气流量计最后输出电压来自哪个部位，现在很多地方说法不一，在汽车维修与保养杂志有专家写文章专门讨论。这可以说是热线式空气流量计的一个未解之迷。

热线式流量计第二个未解之迷是关于热线清洁方法，因为热线上会粘附进气中的尘埃，造成空气流量计测量精度下降，所以要想办法保持热线的清洁。很多书说有两种清洁方法：

第一种清洁方法是当关闭点火开关后，控制电路自动将热线加热到1000摄氏度，1保持秒，烧掉尘埃；第二种方法是发动机工作时，提高热线工作温度=200摄氏度+冷线温度，保持热线上不会再粘附尘埃。

所谓的热膜式空气流量计使用金属膜电阻代替铂丝热线，成本降低，寿命提高，无需清洁，被广泛应用。

热膜式空气流量计

作为汽车修理工，你完全没必要理解热线式空气流量计这一平衡、差动放大过程。实质的知识要点是空气流量计的外围电路和检修思路。

桑塔纳2000GSI发动机空气流量计电路图

桑塔纳2000GSI发动机空气流量计电路图

从桑塔纳2000GSI发动机空气流量计电路图可以看出，空气流量计5号脚是传感器的信号电压，测量5号脚电压：怠速时信号电压1.5V左右；急踩加速踏信号电压应增大；