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第二章 发动机电控系统主要传感器
第七节 爆燃传感器相关知识
大
容
纲
第七节 爆燃传感器相关知识
内
一、爆燃传感器的
作用及结构原理
二、爆燃传感器的
拆检流程及技术要求
三、爆燃传感器
典型故障案例分析
一、爆燃传感器的作用及结构原理
爆燃传感器的主要作用是检测发动机的爆燃情况并通过电信号输人ECU，以对发动机进行喷油量和点火时间的控制。图2-66所示为爆燃传感器的安装位置及外形图。
爆燃传感器可分为电感式及压电式两种类型。压电式爆燃传感器又可分为共振型、非共振型和火花塞座金属垫型三种。
图2-66 爆燃传感器的安装位置及外形 a) 安装位置 b) 外形
一、爆燃传感器的作用及结构原理
(一)电感式爆燃传感器
电感式爆燃传感器主要由铁心、永久磁铁、线圈及外壳组成。
电感式爆燃传感器利用电磁感应原理检测发动机的爆燃现象。发动机发生振动时，铁心受影响在线圈中移动，使线圈磁通发生变化，从而产生感应电动势。当传感器的固有频率与发动机爆燃时振动频率相同时，传感器输出电压最大,如图2-67所示。
图2-67 电感式爆燃传感器的结构及输出信号 a) 结构 b) 输出信号
一、爆燃传感器的作用及结构原理
(二) 压电式爆燃传感器
1. 压电共振型爆燃传感器
如图2-68所示，压电共振型爆燃传感器主要由压电元件、振子、基座、外壳等组成。
当发生爆燃时，振子与发动机产生共振，压电元件输出的信号电压也有明显增大，输人ECU后则由ECU判定其是否为爆燃。图2-69所示为压电共振型爆燃传感器的输出特性。
注意：由于共振型爆燃传感器振子的振动固有频率与发动机爆燃时的振动频率一致，所以必须与发动机配套使用。
图2-68 压电式共振型爆燃传感器
a) 爆燃传感器实物(捷达ATK发动机) b) 压电式共振型爆燃传感器结构图
(二) 压电式爆燃传感器
2. 压电式非共振型爆燃传感器
如图2-70所示，压电式非共振型爆燃传感器的结构与共振型相比,其内部无振荡片,但设置了一个配重块,配重块以一定预紧力压紧在压电元件上。压电式非共振型爆燃传感器是以接收加速度信号的形式来检测爆燃的。当发动机产生爆燃时,配重块以正比于振动加速度的交变力施加在压电元件上,压电元件则把此压力信号转换为电信号输送给ECU。
注意：压电式非共振型爆燃传感器输出的信号电压，在爆燃时与非爆燃时并没有明显增加，爆燃是否发生是通过滤波器测出有无爆燃频率来判别的，爆燃信号检测比较复杂。此种传感器可用于不同发动机，只需调整滤波器的频率范围即可。
图2-70 压电式非共振型爆燃传感器
(二) 压电式爆燃传感器
3. 压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
如图2-71所示，压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器是，将压电元件直接安装在火花塞的垫圈处，每缸安装一个，根据各缸的实际燃烧压力直接检测爆燃信息，并转为电信号输入ECU。
图2-71 压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
1. 火花塞 2. 爆燃传感器
二、爆燃传感器的拆检流程及技术要求
爆燃传感器的拆检流程及技术要求如下：
1) 拆开传感器线束插接器，检查传感器端子与壳体之间电阻值，应为无穷大；否则说明内部短路，应更换传感器。检查爆燃传感器电阻如图2-72所示。
图2-72 检查爆燃传感器电阻
二、爆燃传感器的拆检流程及技术要求
2) 在怠速运转状态下检查爆燃传感器的工作情况。拆开爆燃传感器线束连接器，用示波器检查传感器端子与搭铁之间的信号电压，应有脉冲信号输出；否则说明传感器不良，应更换新件。爆燃传感器波形检查如图2-73所示。
3) 在发动机运转时，连接好传感器导线，用小锤子轻轻敲击排气歧管,同时用万用表交流电压挡测量。如果电压指示值没有发生波动，则表明传感器有故障。
4) 关闭点火开关10s后拆下传感器接头，再打开点火开关(不起动发动机)，用万用表测量车上线束接头上信号输出和回路端子之间的直流电压，其值应符合规定，否则线路可能有故障。
提示：在发动机运转时,连接好传感器导线，缓慢提高转速，同时用万用表交流电压挡进行测量。如果电压值没有升高，则表明传感器可能有故障。
图2-73 爆燃传感器波形检查
三、爆燃传感器典型故障案例分析
故障现象∶一辆丰田佳羡轿车，使用3ⅤZ-FE型Ⅴ63.0L多点喷射电控发动机。该车因机械故障更换了不包括附件在内的发动机总成。将原发动机的附件装到新发动机上后，发动机冷却液温度在60℃以下时动力正常，车辆运行良好；当温度升高到90℃时，发动机突然动力不足，车速下降，有制动感觉，随即发动机故障灯亮。
故障诊断：使用故障诊断仪读取故障码为52，对照故障码表显示内容是爆燃传感器故障。拆卸爆燃传感器并对其进行检查，发现第一爆燃传感器的塑料插头损坏老化，信号输出端子松动。更换塑料插头并对松动的端子用黏结剂固定后装上发动机。试车，故障依旧。再次检查爆燃传感器，测得其信号输出端子与外壳间大于1×104，证明内部没有短路。但是，用汽车数字万用表检查，无信号输出，证明传感器已坏。更换爆燃传感器后，故障消失。
故障说明∶当发动机温度降低时，燃烧室温度也低，没有爆燃现象，故汽车行驶正常。当发动机升温后，因燃烧室温度升高而发生爆燃，发动机动力下降。这时如果爆燃传感器良好，它就会向ECU输出爆燃信号。ECU便立即推迟点火时刻，以消除爆燃，使发动机维持正常工作。但该发动机的爆燃传感器不能输出信号，控制不了爆燃，因此发动机温度升高后，工作失常。
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第二章 发动机电控系统主要传感器
第八节 常见开关信号及其他类型传感器相关知识
目录
一、起动开关信号
1
二、制动开关及离合器开关信号
2
三、空调开关信号
3
四、车速传感器
4
第八节 常见开关信号及其他类型传感器相关知识
一、起动开关信号
起动开关（STA）如图2-74所示，它一般安装在驾驶室，用来判断发动机是否处于起动状态（根据STA信号）。在起动时，进气管内混合气流速慢、温度低、燃油雾化比较差。为了改善起动性能，在起动发动机时必须使混合气加浓。ECU利用STA信号，确认发动机处于起动状态，将自动控制喷油量、点火时刻等参数，以满足起动工况要求。如起动信号不良，将导致发动机无法起动。
图2-74 起动开关位置及外形
一、起动开关信号（各种类型）
二、制动开关及离合器开关信号
图2-75所示为制动踏板开关和离合器踏板开关的安装位置示意图。
制动开关信号作用是：在巡航控制系统中，ECU接收到制动信号后解除巡航设定；在电控燃油喷射系统（EΠ系统）中，汽车制动时，ECU根据制动信号来控制发动机减速断油。
离合器开关信号作用是判断离合器是处于分离状态还是接合状态。若为分离状态，控制
单元将减短喷油器喷油时间，以确保换挡平顺。如果该信号失效，换挡时容易出现熄火现象。
图2-75 制动踏板开关和离合器踏板开关
各种类型-制动开关及离合器开关信号
三、空调开关信号
图2-76所示为空调设置面板，当按下A/C开关时，空调开关信号将输人ECU。
空调开关信号的作用有:
1) 怠速时的点火提前角修正、喷油量修正和怠速控制修正。
2) 发动机控制单元在急加速、应急程序启动或冷却液温度高于120℃时自动切断空调压缩机工作。
图2-76 空调设置面板
三、空调开关信号（各种类型）
四、车速传感器
车速传感器检测汽车的行驶速度，给ECU提供车速信号（SPD信号），可用于控制发动机怠速转速、汽车加减速时的汽油喷射和点火控制，也用于巡航控制和限速断油控制。在汽车集中控制系统中，车速信号也是自动变速器的主控制信号。
车速传感器一般安装在组合仪表、分电器内或者变速器输出轴上，如图2-77所示。车速传感器主要有舌簧开关式和光电式两种形式。
图2-77 安装在变速器输出轴上的车速传感器
四、车速传感器
目前，汽车使用最多的是舌簧开关式转速传感器。
舌簧开关式转速传感器可用于检测汽车速度(装在组合仪表内)，也可以用于指示曲轴位置(装在分电器内部)。如图2-78所示，它主要由永久磁铁、舌簧开关机及内充注的惰性气体(或真空)等组成。
图2-78 舌簧开关式转速传感器的结构及工作原理
a) 结构 b) 工作原理
四、车速传感器（各种类型）
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