压电式爆燃传感器

1.共振型压电式爆燃传感器的结构与工作原理

        共振型压电式爆燃传感器的结构如图9-2所示，主要由接头、连接器、压电元件等组成，传感器中的压电元件紧密地贴合在振荡上，振荡片则固定在传感器的基座上。振荡片随发动机的振动而振荡，压电元件随振荡片的振荡而发生形变，进而在其上产生一个电压信号。当发动机爆燃时，气缸的振动频率与传感器振荡片的固有频率相符合，此时振荡片产生共振，压电元件将产生最大的电压信号，如图9-3所示，由图可以看出该类型爆燃传感器在发动机爆燃时输出的电压比较高，因此无需使用滤波器即可判别有无爆燃产生。

图9-2  共振型压电式爆燃传感器结构

图9-3  共振型压电式爆燃传感器输出特征

2.非共振型压电式爆燃传感器的结构和工作原理

        非共振型压电式爆燃传感器一般也安装在发动机的气缸体上，其安装位置及结构如图9-4所示。传感器由平衡重（配重）、压电晶体、壳体、电气连接装置等组成，两个压电晶体同极性相向对接，平衡重由螺钉固定在壳体上。

图9-4  非共振型压电式爆燃传感器的安装位置及结构

        当发动机产生爆燃时，安装在缸体上的爆燃传感器内部配重受震动的影响而产生加速度，配重将此加速度惯性力转变为作用在压电晶体上的力，压电晶体受到此加速度惯性压力后产生压电信号输出，输出电压由两个压电晶体的中央取出，该传感器结构简单，制造时不需要调整，在发动机爆燃发生时，由于这种传感器输出的电压不大，具有平缓的输出特性，如图9-5所示。因此需要将反映发动机振动频率的输出电压信号送到识别爆燃的滤波器中，以判别是否具有爆燃产生的信号。

图9-5  爆燃传感器输出电压与频率的关系

3.共振型压电式爆震传感器与非共振型压电式爆震传感器的比较

        ①电压  共振型在爆震时输出电压明显增大，非共振型输出电压增大不明显。

        ②测量  共振型电压易于测量，但传感器必须与发动机配套使用；非共振型用于不同发动机时，只需调整滤波器的频率范围就可以工作，不需要更换传感器，通用性比较强，但爆震信号的检测复杂一些。

        ③共振型爆震传感器的输出波形可以直接观察出爆震的波形，即爆震点，而非共振型的爆震传感器需经滤波器检出爆震的信号。共振型和非共振型爆震传感器输出波形的比较如图9-6所示。

图9-6 传感器输出波形比较

4.压电式爆震传感器的检测

        各型汽车用压电压式爆震传感器的检测方法基本相同。在发动机工作过程中，若爆燃器信号中断，电控单元就会将各缸的点火提前角推迟约15º，汽车在行驶过程中，发动机动力不足。为了避免爆震传感器误传输爆燃信号，必须保证爆震传感器固定螺栓的拧紧力矩准确无误。

1）就车检查爆震传感器。

        在进行爆震传感器的检查时，可轻轻敲击该爆震传感器附件的缸体，当轻轻敲击时，发动机的转速应随之下降。这时还需打开节气门并稳定发动机，以提高发动机的转速，因此点火正时提前并将随之延迟。如果在爆震传感器附近轻轻敲击，对发动机的点火正时和转速无影响，则应用万用表进行检查。

2）检查传感器波形

        爆震传感器是否正常，可用示波器检测发动机工作时爆震传感器输出电压的波形。若没有波形输出或输出波形不随发动机工作状况的变化而变化，则说明爆震传感器有故障。

3）检查爆震传感器电源电压。

        检查时，关闭点火开关，等待10s之后，拆下爆震传感器的插接头，然后打开点火开关（发动机不起动），测量线束上信号输出端子和信号回路端子之间的直流电压，应为1～4V,否则说明线路有故障。

4）检查爆震传感器功能

        ①发动机运转，连接好爆震传感器导线，缓慢地提高发动机转速至3000r/min，同时用万用表电压档测量。如果电压随之升高，说明爆震传感器有故障。

         ②发动机运转，连接好爆震传感器导线，用锤子轻轻敲击排气歧管，同时用万用表电压档测量。如果电压指示值发生波动，则说明爆震传感器有故障，应更换新的传感器。

5.压电式爆震传感器的检测示例——上海别克轿车压电式爆震传感器的检测

        上海别克轿车只设置一个爆燃传感器，安装在发动机右侧气缸体上。爆燃传感器为单导线型传感器，用于检测发动机的爆燃情况，并将其转化为电信号输入PCM，PCM根据传感器信号的振幅和频率推迟点火正时控制的时间。

        爆燃传感器利用结晶或陶瓷多晶体的压电效应制成，其外壳有压电元件、配重块及导线等。该传感器与PCM的连接电路如图9-7所示。

图9-7  爆燃传感器与PCM的连接电路图