二、新型热膜式空气流量传感器HFM6

1. 结构

热膜式空气流量传感器HFM6主要由下列部件组成：①具有回流识别功能的微型机械式传感器元件和进气温度传感器；②一个具有数字信号处理功能的传感器电子单元；③一个数字接口，如图1-10（a）所示。如图1-10（b）所示为博世公司上一代空气流量传感器HFM5的结构。

空气流量传感器的电路和传感器元件安装在一个紧凑的塑料外壳上。其传感器元件伸入测量管路中，测量管路从进气歧管的气流中引入一部分气流并引导其流经传感器元件。传感器元件测量这部分气流中流入及回流的空气质量。

与以往的型号HFM5相比，新一代空气流量传感器的测量管路（又称旁路通道）在流动性方面进行了优化，如图1-11所示。

通过阻流边的构造使其后产生负压。在这个负压的作用下，空气分流被吸入旁路通道，以进行空气质量测量。惯性较大的污粒跟不上这种快速的运动，通过分离孔被重新导入进气气流中。这样，测量结果不会因污粒而失真，传感器元件也不会因其而损坏。

传感器元件上集成有一个热电阻和两个热敏电阻（用作温度传感器）R1、R2，如图1-12所示。这两个温度传感器用来识别空气的流动方向：吸入的空气首先经过电阻R1；从关闭的气门回流的空气首先经过电阻R2，与热电阻合用，温差信号由传感器电子单元进行处理分析，并传递给发动机电控单元，发动机电控单元就可以识别吸入的空气质量。

在HFM6的传感器元件上除了有上述热电阻和热敏电阻R1、R2，还有一个进气温度传感器，如图1-13所示，用于测定空气流量传感器内部的温度。

空气流量传感器向发动机电控单元传递一个包含被测空气质量的数字信号（频率信号），如图1-14所示。发动机电控单元通过周期长度来识别测得的空气质量。由于数字信息相对于模拟线路连接来说，对干扰不敏感，因此与先前的空气流量传感器相比，新一代空气流量传感器的信号可以通过数字接口传递给发动机电控单元来进行准确、稳定的分析。

2. 工作原理

为保证最佳的空燃比和低水平的燃油消耗，发动机电控单元需要知道到底有多少空气最终进入发动机气缸内。空气流量计为其提供此项信息。

气门的开关动作会导致进气歧管内的空气朝相反的方向流动，带反向流量识别的热膜式空气流量计探测气流的反向流动，如图1-15所示，并将此信号发送给发动机控制单元，由此，空气流量得以精确地测算。

在传感器元件上，连接热敏电阻（温度传感器）R1、R2和热电阻（加热元件）的基板由玻璃膜片组成，如图1-16所示。之所以使用玻璃，是因为它的导热性极差。这可以防止热量从热电阻由膜片传给传感器；如果传给传感器将导致测量误差。

热电阻负责加热流经玻璃膜片的空气。当没有气流流过时，热辐射均匀，且两个传感器与热电阻等距布置，因此能测量到相同的空气温度，如图1-17所示。

在进气冲程时，气流经传感器元件从R1流经R2。气流使热敏电阻R1得以冷却，然后流经加热元件又重新被加热，从而使热敏电阻R2达不到电阻R1那样的冷却程度，如图1-18所示。因此R1的温度比R2的低。温差信号发送给电路，从而进气质量得以计算。

如果气流反方向流过传感器元件，则R2温度受冷却且下降程度比R1的大。因此，电路能识别出气流的反向流动，如图1-19所示。它将从进气质量中减去这部分反向气流的质量，并将信号反馈给发动机电控单元。

发动机电控单元由此获得一个电信号：它能准确标定出实际的空气质量，并能更准确地标定出喷射的燃油质量。