汽车空气流量计校准系统的设计

　　1 引言

　　汽车空气流量计作为测量吸入发动机中的空气量的传感器,安装在汽车滤清器和节气门之间的进气通道上, 其输出信号作为汽车发动机燃油电喷系统中控制燃油喷射量的主要参数, 决定了基本喷油量和喷油时间。汽车空气流量计质量的优劣对整车性能影响很大,其测量精度直接影响着汽车发动机的动力性、经济性、油耗、尾气排放等总体性能[1]。所以在汽车空气流量计的生产过程中,必须进行精确地校准。

　　但是在目前的汽车空气流量计生产方法中, 对于某一特定型号的汽车空气流量计,将热探头原始输出电压特性曲线转换为标准输出电压特性曲线(如图 1 所示),其转换函数是固定的。这种生产方法会带来很多的问题:1.当在热探头生产制造中出现结构或参数细微不一致,或在热探头装配过程中造成微小差异,都可能导致热探头原始输出电压特性曲线地变化,按照固　　定的转换函数进行转换又会导致最终的输出电压特性曲线发生改变,最终导致批量生产中汽车空气流量计质量参差不齐;2.要保证固定精确的转换函数,若希望通过硬件电路来实现,则必然要求匹配电阻的阻值高度稳定和高精度。因而对于高品质汽车空气流量计的生产厂家,大量的电阻需要经过精确的激光调整,大大提高了生产的成本。不同的汽车使用的汽车空气流量　　计并不相同,而不同型号的汽车空气流量计都有自身特定的输出电压特性曲线,这就要求设计大量的硬件电路来满足不同型号汽车空气流量计的需要,并最终使生产成本进一步增加。

　　上述状况带来的结果是少数龙头企业依仗其雄厚的经济实力,采用高起点高成本方式,精确控制生产过程的每个环节,生产价格高昂的汽车空气流量计,长期垄断汽车空气流量计市场,而大多中小企业由于无法形成足够的批量而使用低成本的热探头。热探头电阻精度、外形尺寸精度、生产制造工艺和装配精密程度等的微小差异都会对热探头原始输出电压特征曲线带来足够大的影响。如果采用了低成本的热探头和固定函数的转换方法,则对热探头原始输出电压特性曲线发生变化所造成的影响就无能为力,加上电路元器件本身参数的不一致和分散性,这样生产出来的汽车空气流量计的精度和一致性就很难保证。

　　近年来国内有不少单位和个人都对流量计校验进行了研究,出现了一些不错的校验装置,但也存在诸多不足之处。一、流量标准问题,能否提供一个连续可调的高精度气体流量是这个问题的关键。有的装置在校验时用一个被认为是标准的汽车空气流量计来校验其他汽车空气流量计,这似乎不符合计量传递的规则,除非是我们首先承认自己的流量计比竞争对手的流量计低一个精度等级。二、有的装置能做的仅仅是对汽车空气流量计的校验工作,通过校验过程检验生产出的汽车空气流量计无法保证具有与高质量汽车空气流量计相同的电压输出特性。而实际情况是,汽车空气流量计中热探头的电阻值,装配过程,几何尺寸等一系列因素都将影响热探头的输出电压特性,在大批量生产中很难保证其一致性,再按照固定转换函数的处理方法,必然导致汽车空气流量计的输出电压特性曲线的不一致。特别是在使用品质较差的热探头时,这个问题将更加突出。三、还有的流量计校验装置,其实质是通过装置来检测出被检汽车空气流量计与标准汽车空气流量计输出电压特性的差异,但是无法改变两者之间的这种差异。