第六节 爆震传感器讲解
爆震传感器的作用与工作原理
爆震传感器的作用与工作原理
爆震传感器是一种用于检测内燃机爆震情况的装置，常用于汽车工业和燃气发电等领域。
它的工作原理是利用传感器感知和测量爆震震动的参数，并将其转化为电信号进行处理。
爆震是指在内燃机工作过程中，燃烧混合气由于异常燃烧造成的冲击波。
当爆震发生时，它会导致发动机运行不稳定、功率下降、燃油消耗增加甚至引起损坏。
因此，通过检测和监控爆震情况，可以采取相应措施来避免发动机的异常运行，保护发动机和提高车辆的使用寿命。
爆震传感器通常由压电传感器和信号处理器组成。
压电传感器是一种能够将机械运动转化为电荷或电压信号的传感器。
当爆震发生时，压电传感器能够感受到振动并产生电荷或电压变化。
信号处理器是将压电传感器输出的电信号进行放大、滤波和转换的装置。
它能够将爆震信号转化为可用的数字信号，以供其他系统进行分析和处理。
通过对这一数字信号的处理，可以确定爆震的严重程度和频率，从而判断内燃机的运行状态和采取相应措施，比如调整点火正时、燃油喷射量等。
总的来说，爆震传感器通过感知和测量爆震震动的参数，将其转化为电信号，并经过处理来判断内燃机的运行状态，以及采取相应措施来避免爆震对发动机和车辆的影响。
它是一种重要的装置，能够提高内燃机的安全性和可靠性。
爆震传感器
一、爆燃与发动机的性能
适当增大点火提前角,汽油发动机可获得最大功率和最佳燃油经济性。 但是点火提前角过大又会引起发动机爆燃。汽油机在接近压缩上止点时, 火花塞跳火,点燃气缸内的混合气。以火花塞为中心,火焰向四周传播,可 燃气体在气缸内膨胀做功。在此期间,如果气缸内压力和温度异常升高,部
分混合气在火焰尚未传播到达时就自行着火燃烧。整个燃烧室内瞬时形 成多火源燃烧,这种现象称为爆燃,如图5—5—1所示。严重的爆燃还产生 高温和强大的压力波。如果持续产生爆燃,会引起气缸体、气缸盖和进气 歧管等薄壁构件的高频振动,运动件产生冲击载荷,导致很大的噪声、缩短 发动机使用寿命,甚至损坏发动机。爆燃还会使火花塞电极或活塞过热、 熔损,发动机将造成严重机械故障。
感器的反馈数据，数据应该有所变 化，否则进行以下步骤。
(2) 检查ECU提供的KNK1电压 断开爆震传感器的连接器，如图4-67 所示，接通点火开关， 用万用表测线束 侧连接器D1-2—D1-1之间的电压，应为 4.5～5.5V，否则进入步骤④。 (3)检查爆震传感器 拆下爆震传感器，用万用表测传感器两个端子之间的电阻， 如图4-68所示，应为120～280kΩ，否则，更换该传感器。 爆震传感器正常，但仍然出现故障代码P0327或P0328，则 更换ECU。
爆震传感器的检测
1.了解爆震传感器的作用及对发动机工作的影响； 2.掌握爆震传感器的结构与工作原理； 3.爆震传感器的检查方法。
爆震是汽油机燃烧室中末端混合气自燃所引成的一种不 正常燃烧现象，它不但会产生 尖锐的敲缸声，还会使发动机 的活塞、连 杆、曲轴等机件受到过度的冲击，并引发发动机 过热等现象，从而大大缩短发动机的工作寿命。
发动机机体产生振动时，传感器的伸缩杆随之振动，感 应线圈中的磁通量随之发生变 化，因而产生相应的交变电动 Leabharlann ，该交变电 动势即为传感器的输出信号。
爆震传感器
爆震传感器爆震传感器是交流信号发生器，但它们与其他大多数汽车交流信号发生器大不相同，除了像磁电式曲轴和凸轮轴位置传感器一样探测转轴的速度和位置，它们也探测振动或机械压力。
与定子和磁阻器不同，它们通常是压电装置。
它们能感知机械压力或振动(例如发动机起爆震时能产生交流电压)的特殊材料构成。
点火过早，排气再循环不良，低标号燃油等原因引起的发动机爆震会造成发动机损坏。
爆震传感器向电脑(有的通过点控制模诀)提供爆震信号，使得电脑能重新调整点火正时以阻止进一步爆震。
它们实际上是充当点火正时反馈控制循环的“氧传感器”角色。
爆震传感器安放在发动机体或汽缸的不同但置。
当振动或敲缸发生时，它产生一个小电压峰值，敲缸或振动越大。
爆震传感器产主峰值就越大。
一定高的频率表明是爆震或敲缸，爆震传感器通常设计成测量5至15千赫范围的频率。
当控制单元接收到这些频率时，电脑重修正点火正时，以阻止继续爆震，爆震传感器通常十分耐用。
所以传感器只会因本身失效而损坏。
测试传感器方法1，参见图14。
对发动机加载，看示波器显示。
波形结果波形的峰值电压(峰高度或振幅)和频率(振荷的次数)将随发动机的负载和每分钟转速而增加，如果发动机因点火过早、燃烧温度不正常、排气再循环不正常流动等引起爆燃或敲击声，其幅度和频率也增加。
为做关于爆震传感器的试验，必须改变示波器的电压分度至50毫伏/分度。
测试传感器方法2打开点火开关，不起动发动机，用一些金属物敲击发动机(在传感器附近地方)。
在敲击发动机体之后，紧接着在示波器显示上应有一振动，敲击越重，振动幅度就越大。
从一种型式的传感器至下一种传感器的峰值电压将有些变化。
爆震传感器是极耐用的。
最普通的爆振传感器失效的方式是传感器根本不产生信号--这通常是因为某些东西碰伤，它会造成传感器物理损坏(在传感器内晶体断裂，这就是使它不能使用)。
波形显示只是一条直线，但如果你转动发动机或敲击传感器时的波形是平线，检查传感器和示波器的连接，确定该回路没有接地，然后再判断传感器。
爆震传感器科普知识
爆震传感器科普知识1. 什么是爆震传感器？爆震传感器（Knock Sensor）是一种用于检测发动机爆震的传感器。
爆震指的是在汽油发动机中，燃烧过程中出现的异常燃烧，通常会伴随着爆炸声和震动。
爆震传感器通过感知这些异常燃烧的震动信号，向发动机控制单元（ECU）提供反馈，从而实现对爆震的监测和控制。
2. 爆震传感器的原理爆震传感器基于压电效应工作。
压电效应是指某些晶体在受到压力或振动时会产生电荷。
爆震传感器中通常采用的压电材料是陶瓷，这种材料在受到震动时会产生微弱的电压信号。
当发动机出现爆震时，气缸内的燃烧压力会引起气缸壁的震动。
这种震动通过发动机的金属结构传导到爆震传感器上，使其陶瓷元件发生微小的振动。
振动产生的压电效应会生成电荷，这个电荷信号被传输到ECU中进行处理。
3. 爆震传感器的作用爆震传感器的主要作用是监测发动机的爆震情况，并将监测结果反馈给ECU。
ECU根据爆震传感器提供的信号来判断发动机是否出现爆震，并相应地调整点火时机和燃油喷射量，以保证发动机的正常工作。
爆震传感器的作用主要有以下几个方面： - 监测爆震：通过感知发动机的震动信号，及时检测爆震的发生。
- 防止损坏：当发动机出现爆震时，会对发动机的各个部件造成损坏，爆震传感器的作用是及时发现并避免这种损坏。
- 提高燃烧效率：通过调整点火时机和燃油喷射量，使发动机的燃烧更加充分，提高燃烧效率，减少能量损失。
- 减少尾气排放：通过优化燃烧过程，减少未燃烧的燃料进入排气系统，降低尾气中有害物质的排放。
4. 爆震传感器的安装位置爆震传感器的安装位置通常在发动机的缸体上，靠近气缸壁。
这样可以使传感器能够感知到气缸壁的震动，并准确地检测到爆震的发生。
在某些发动机中，爆震传感器可能会安装在缸体的侧面或顶部，而在其他发动机中，传感器可能会安装在缸体的下部。
具体的安装位置取决于发动机的设计和布局。
5. 爆震传感器的故障诊断与维修爆震传感器在使用过程中可能会出现故障，导致传感器无法正常工作。
《爆震传感器》PPT课件
2.爆震传感器发生故障时，ECU解除爆震 控制，推迟各缸点火提前角约15°（ M3.8.2），发动机动力下降。
3.检测爆震传感器可用万用表或示波器。
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完毕
谢 谢！
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电电感感式式爆震爆传震感器传感器
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电感式爆震传感器的输出特性
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压电式共振型传感器
由压电元件、振 子、基座、外壳 等组成，如右图 。当发生爆燃时 ，振子与发动机 共振，压电元件 输出的信号电压 也有明显增大， 易于测量。
1、压电元件 2、振子 3、基座 4、O型密封圈 5、连接器 6、接头 7、密封剂 8、壳体 9、引线
非共振型爆震传感器的突出优点是：适用于所有
的发动机，装车自由度很大。但其输出电压较低，频率
特性平坦且频带较宽，需要配用带通滤波器，信号处理
比较复杂。
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电感式爆震传感器
主要组成：铁芯、永久磁铁、线圈及外壳。 工作原理：发动机振动时，铁心振动偏移，线圈内产生感应电 动势，输出电压信号，其大小与振动频率有关，爆震时发生谐 振，输出最大信号。
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爆震传感器检修
利用K81调取爆震传感器的波形，同时分析电路图各针 脚的含义。
1号针脚：“+”信号线； 2号针脚：“-”信号线； 3号针脚：搭铁。
爆震传感器的工作原理
爆震传感器的工作原理
爆震传感器是一种用于检测内燃机爆震现象的装置，它能准确地感知发动机燃烧室内的爆震声波信号，并将其转化为电信号进行处理和分析。
其工作原理如下：
1. 声波传感：爆震传感器内部包含一个高灵敏度的麦克风或声音传感器。
当发动机燃烧室发生爆震时，会产生高频的爆震声波信号，这些声波会进入传感器内部。
2. 声波转电信号：传感器内部的声音传感器会将收到的声波信号转化为相应的电信号。
这个转换过程通常通过电阻、电容等元件实现，将声波的机械能转化为电能。
3. 信号放大：产生的电信号虽然已经与声波有对应关系，但是其能量较小，所以需要经过一个放大的过程来增强信号强度。
这一步可以通过一个放大器或电路来实现，将电信号的幅度适度放大。
4. 信号分析和判断：经过放大后的信号会被进一步处理和分析，以获取更有用的信息。
这一步可以利用数字信号处理的技术，对信号进行滤波、采样、傅立叶变换等操作，从中提取出有关爆震现象的特征参数。
5. 报警或反馈：根据经过分析的信号特征，爆震传感器可以判断发动机是否发生了爆震，如果发生了爆震，则可以触发相应的报警灯、声音或电信号，以提醒驾驶员或控制系统操作员。
同时，还可以将信号反馈给发动机控制系统，以便及时采取应
对措施，保证发动机的正常工作。
总之，爆震传感器通过感知发动机燃烧室内部的声波信号，并将其转化为电信号，经过处理和分析后判断是否发生爆震，并进行相应的警报或反馈，以确保发动机的安全和稳定运行。
第六节 爆震传感器
2、故障分析
爆震传感器发生故障时， 爆震传感器发生故障时，ECU推迟各缸点 推迟各缸点 火提前角约15° 火提前角约 °（M3.8.2）。 ）。 常见失效形式： 常见失效形式： 线路、 线路、传感器物 理损坏
爆震传感器失效
动力下降
3、检测 、
（1）万用表检测（桑塔纳 ）万用表检测（桑塔纳2000） ） 动态信号：拔下连接器， 动态信号：拔下连接器，怠速 或敲击缸体）， ），测量插座两 （或敲击缸体），测量插座两 接脚电压，应与规定相符（交 接脚电压，应与规定相符（ 流电压信号）。 流电压信号）。 静态电阻：测量传感器电阻， 静态电阻：测量传感器电阻， 应与规定相符（大于1M Ω或 应与规定相符（大于 1、2、3间不导通）。 间不导通）。 、 、 间不导通 线路检测：测量导线电阻， 线路检测：测量导线电阻，应 为0Ω。 Ω
桑塔纳2000GLi型轿车爆燃传感器检修标准 表3-1 桑塔纳 型轿车爆燃传感器检修标准
检测项目 爆燃传感器的电阻 爆燃传感器的电阻 爆燃传感器的电阻 传感器信号正极线 传感器信号负极线 传感器信号屏蔽线 检测条件 断开点火开关， 拔下传感器插头 断开点火开关， 拔下传感器插头 断开点火开关， 拔下传感器插头 拔下控制器、 传感器插头 拔下控制器、 传感器插头 拔下控制器、 传感器插头 检测部位 传感器插座上端子 “1”与“2” 传感器插座上端子 1 3 “1”与“3” 传感器插座上端子 “2”与“3” 控制器“11”端子至 传感器插头“1”端子 控制器“30”端子至 传感器插头“2”端子 控制器“19”端子至 传感器插头“3”端子
第六节 爆震传感器
一、爆震传感器的作用
爆震传感器用来 检测发动机的燃 烧过程中是否发 生爆震， 生爆震，并把爆 震信号输送给发 动机控制电脑作 为修正点火提前 角的重要参考信 号。
点火系统之爆震传感器
点火系统之爆震传感器一、爆震传感器的作用爆震传感器的作用是将发动机爆震信号转换为电信号传送给发动机ECU,发动机ECU根据爆震信号对点火提前角进行修正，从而使点火提前角保持最佳。
爆震传感器一般安装在发动机的缸体上。
二、爆震传感器的分类压电式爆震传感器可分为共振型和非共振型两种。
三、爆震传感器的构造和工作原理1.非共振型压电式爆震传感器非共振型压电式爆震传感器是以接收加速度信号的形式来判别爆震的。
图2-4-14为这种传感器的结构，它由两个压电元件同极性相向对接，配重将加速度变换成作用于压电元件上的压力，所用的配重由一根螺栓固定于壳体上，输出电压由这两个压电元件的中央取出，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震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。
在爆震发生时的频率及其附近，此种传感器产生的输出电压不会很大，而是具有平的输出特性，图2-4-15为非共振型压电式爆震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震的滤波器中，判别是否有爆震信号产生.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，只须将滤波器的过滤频率调整即可使用，而不需更换传感器，此为非共振型压电式爆震传感器的突出优点。
图2-4-16为把爆震传感器的输出信号进行滤波处理并判定爆震的程序框图实例。
2.共振型压电式爆震传感器共振型压电式爆震传感器利用产生爆震时的发动机振动频率与传感器本身的固有频率相符合时产生共振现象，来检测爆震。
在爆震时传感器输出的电压比非共振(无爆震)时的输出电压高得多，因此无需使用滤波器，即可判别有无爆震产生。
图2-4-17是共振型压电式爆震传感器的结构示意图，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。
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（1）压电式共振型爆燃传感器
由压电元件、振子、 基座、外壳等组成，如 右图。当发生爆燃时， 振子与发动机共振，压 电元件输出的信号电压 也有明显增大，易于测 量。
1、压电元件 2、振子 3、基座 4、O型密封圈 5、连接器 6、接头 7、密封剂 8、壳体 9、引线
（2）压电式非共振型 爆燃传感器
第六节 爆震传感器
一、爆震传感器的作用
爆震传感器用来 检测发动机的燃 烧过程中是否发 生爆震，并把爆 震信号输送给发 动机控制电脑作 为修正点火提前 角的重要参考信 号。
爆震传感器的安装位置： 发动机缸体上
检测发动机的爆震信号，送到电脑，控制点火时刻，防止 爆震，有爆震则推迟点火时刻，无爆震则提前点火时刻， 使点火时刻在任何工况都保持最佳值。（爆震控制）
测量其电压为5v(点火开关打开)，正常；插上插头，再测其电压 仍为5v（应为2.5V），不正常。在传感器旁轻轻敲击缸体，在信 号端无交流电压(一般可产生2-4V交流电压)。测量传感器电阻为 ∞ (应为3．0-4．5kΩ) ，说明传感器开路。更换传感器，故障 排除，车辆加速有力，并且再没发生放炮现象。 分析：发动机的最佳工作状态是在临近爆震时刻。当爆震传感器 故障，ECU设立故障码，同时将点火正时向后推迟10。发动机动 力有所下降，如果急加速，就会产生放炮现象。
1、磁滞伸缩式爆震传感器
发动机振动时，铁心振动偏移，线圈内产生感应电动势，输 出电压信号，其大小与振动频率有关，爆震时发生谐振，输 出最大信号。
2、压电式
当晶体受到外力作用时，晶体两表面产生电压，电压大小与外力 大小成正比；外力撤去，晶体不带电。
发动机振动
压电晶体
传感器振动
压电元件输 出信号电压
案例2：爆震传感器插头脱落
车型：丰田皇冠车 故障：仪表板上“检查发动机”警告灯有时
常亮，当常亮时加速无力。 检查：警告灯常亮，说明发动机控制单元已
检查到有故障，读取故障码55，爆震传感器 故障，检查爆震传感器线路，发现插头脱落， 插上后再清除故障码，故障排除。 分析：爆震信号故障，ECU推迟点火，动力 下降。
随车检测，信号波形的峰 值电压和频率随发动机负 载和转速的增加而增加；
爆震传感器极耐用，最常 见的失效方式是传感器不 产生信号，波形显示一条 直线，这通常是因为传感 器被碰伤，造成物理损坏。
案例1：爆震传感器损坏
车型：雪佛兰子弹头车 故障：发动机动力不足，加速时放炮，故障灯常亮。 首先调取故障码，43，爆震传感器故障。拔下爆震传感器插头，
5-塑料壳体 6-固定螺栓 7-界限插座 8-电极
（3）压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
安装在火花塞的垫 圈处，每缸一个， 根据各缸的燃烧压 力直接检测各缸的 爆燃信息，并转换 成电信号输送给 ECU。
1、火花塞 2、爆燃传感器
四、爆震传感器的检测
1、使用： 工作可靠，耐久性好，除非物理损坏，否
爆震传感器
ECU
点火
无爆震，提前
有爆震，推迟
视频
二、类型
发动机气缸压力检测法 发动机机体振动检测法 燃烧噪声检测法
共振型
磁滞伸缩式 压电式
非共振型:压电式
三、结构
共振型：传感器固有振动 频率与发动机爆震频率相 同，爆震时，发生谐振， 输出电压信号最大，无需 使用滤波器即可识别爆震。
非共振型：爆震时，传感 器输出电压不大，具有平 缓的输出特性，需将信号 送到滤波器中识别是否发 生爆震。适用范围广。
则不会失效。 传感器的固定力矩过大，不灵敏，点火提
前角偏大，易爆震；固定力矩过小，过于 灵敏，点火提前角偏小。
2、故障分析
爆震传感器发生故障时，ECU推迟各缸点 火提前角约15°（M3.8.2）。
爆震传感器失效
常见失效形式： 线路、传感器物 理损坏
动力下降
3、检测
（1）万用表检测（桑塔纳2000）
与共振式相比，非共振 式内部无震荡片，但设一 个配重块，以一定的预紧 压力压紧在压电元件上。 当发动机发生爆燃时，配 重块以正比于振动加速度 的交变力施加在压电元件 上，压力元件则将此压力 信号转变成电信号输送给 ECU。
压电式非共振型爆燃传感器的结构 1-套筒底座 2-绝缘垫圈 3-压电元件 4-惯性配重
动态信号：拔下
接脚电压，应与规定相符（交
流电压信号）。
静态电阻：测量传感器电阻， Ω
V
应与规定相符（大于1M Ω 或
1、2、3间不导通）。
线路检测：测量导线电阻，应
为0Ω 。
Ω
（2）示波器检测
用木槌敲击传感器附近的缸体；应显示有一振动波形，敲击 越重，振动幅度就越大；