汽车爆燃传感器维修-汽车发动机控制系统维修

在发动机控制系统中，闭环控制是一种非常好的控制方法，如混合气的闭环控制，该控制系统可根据排气中氧气的含量来修正喷油量的多少，使混合气的空燃比更精确。当然，点火系统也可采用闭环控制方法，这种控制系统中起反馈作用的元件是爆燃传感器。爆燃传感器能反映发动机有无爆燃发生，当发动机产生爆燃时，会向发动机电子控制单元发送信号。

图10-30 爆燃传感器安装位置

检测发动机爆燃的方法有三种。第一种是直接测试气缸内的压力，这种方法测得的结果精度最高，但传感器必须安装在气缸内，所以工作环境恶劣、耐久性差且很难布置安装位置；第二种是检测发动机的燃烧噪音，利用这种方法传感器不需要接触发动机，所以传感器耐久性好，但检测精度最低。上述两种方法目前都没有广泛应用。下面介绍第三种方法，也是当今最常用的方法，即检测发动机缸体振动法，把爆燃传感器安装在发动机缸体上，如图10-30所示，这种传感器不仅布置容易且耐久性也好。

利用振动法检测爆燃的传感器有磁致伸缩型和半导体压电型两种类型，其中压电型又有共振型和非共振型之分。

1.磁致伸缩式爆燃传感器

这种爆燃传感器安装在发动机上，将发动机振动频率转换成电压信号，然后输送给发动机电子控制单元，以检测发动机爆燃的强度。当发动机的爆燃强度与设定值相同时，爆燃传感器输出最大的电压信号，以表示发动机由于爆燃而产生使机体异常振动的频率。高镍合金组成的磁心外侧设有永久磁铁，周围缠绕着感应线圈，磁心受振偏移致使感应线圈内磁通量发生变化，依据电磁感应的原理，通过线圈的磁通变化时，线圈将产生感应电动势，此电动势即为爆燃传感器的输出电压信号。输出电压信号的大小与发动机振动的频率有关，当传感器固有振荡频率与设定爆燃强度时发动机的振动频率产生谐振时，传感器将输出最大电压信号。

2.非共振型压电式爆燃传感器

非共振型压电式爆燃传感器以接收加速度信号的形式，来判别爆燃是否产生。传感器结构如图10-31所示，它由两个压电元件同极性相向对接，使用的配重用一根螺丝固定在壳体上，它将加速度变换成作用于压电元件上的压力，输出电压由两个压电元件的中央取出。这种传感器构造简单，制造时不需调整。

发动机振动时，安装在发动机缸体上的爆燃传感器内部配重因受振动的影响而产生加速度，因此，在压电元件上就会受到加速时惯性力的作用而产生电压信号。此种传感器不像磁致伸缩式爆燃传感器那样在爆燃频率附近产生一个较高的输出电压，用以判断爆燃的产生，而是具有平的输出特性，如图10-32所示为非共振型压电式爆燃传感器输出电压与频率的关系。因此，必须将反应发动机振动频率的输出电压信号送至识别爆燃的滤波器中，判别是否有爆燃信号产生。这种传感器的感测频率范围设计成由零至数十千赫兹，可检测具有很宽频带的发动机振动频率。用于不同发动机上时，只需调整滤波器的过滤频率，而不需更换传感器，此为非共振型压电式爆燃传感器的突出优点。

图10-31 非共振型压电式爆燃传感器的结构

图10-32 非共振型压电式爆燃传感器输出电压与频率的关系

3.共振型压电式爆燃传感器(www.xing528.com)

此种型式的爆燃传感器利用产生爆燃时的发动机振动频率，与传感器本身的固有频率相符合，而产生共振现象，用以检测爆燃是否发生。该传感器在爆燃时的输出电压比非共振（无爆燃）时的输出电压高得多，因此无需使用滤波器，即可判别有无爆燃产生。如图10-33所示为共振型压电式爆燃传感器的结构，压电元件紧密地贴合在振荡片上，振荡片则固定在传感器的基座上。振荡片随发动机振动而振荡，波及压电元件，从而产生电压信号。当发动机产生爆燃时，振动频率与振荡片的固有频率相符合，产生共振，此时压电元件将产生最大的电压信号，如图10-34所示。

图10-33 共振型压电式爆燃传感器

图10-34 共振型压电式爆燃传感器输出电压与频率的关系

4.爆燃传感器的输出信号波形

振动检出型爆燃传感器的输出信号是随发动机振动频率变化而变化的电压脉冲信号，信号的频率与发动机振动频率一致，其电压幅值与振动频率有关。对于共振型爆燃传感器而言，发动机爆燃（共振）时，输出电压最大；而对非共振型爆燃传感器而言，发动机产生爆燃时，传感器输出电压无明显增大，要靠滤波器检出传感器输出信号中有无爆燃频率段来判别是否发生爆燃。共振型和非共振型爆燃传感器的输出波形的比较如图10-35所示。

图10-35 共振型和非共振型爆燃传感器输出波形的比较

5.爆燃传感器的实际应用

爆燃传感器是一种交流信号发生器，但又不同于其他大多数交流信号发生器，它不像电磁式曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器那样用来感知转轴的转速和角度位置，而是用来感知振动或机械压力。它不采用定子和齿圈的结构，而是采用一种压电装置。这表明它是一种特殊的晶体。当它感知到发动机内部的机械冲击和振动时，诸如发动机的爆燃，就会产生一个交流电压信号。

由于点火正时过早、废气再循环率过低、燃油品质太差等造成的爆燃，都会对发动机造成损坏。爆燃传感器将信号送到发动机电子控制单元，然后发动机电子控制单元将点火正时适当地往后退，以此来避免过于明显的爆燃。

爆燃传感器安装在发动机缸体或缸盖的不同部位，当爆燃发生时，爆燃传感器会发出一个较小的钉状电压波形，爆燃的程度越大，爆燃传感器所产生的钉状波形也就越大。信号的频率显示了爆燃的倾向性，即频率越高，产生爆燃的倾向越大。爆燃传感器通常设计用来检测5～15kHz的振动频率，当发动机电子控制单元接受到这些频率时，就会把点火正时往后推，以避免过强的爆燃。

爆燃传感器通常比较可靠，耐久性很好，除非物理损坏，否则不会失效。