任务4.2　检修爆燃传感器和点火系统执行器（课件）-《汽车发动机电控系统与检修》同步教学（上海交通大学出版社）

项目4 点火系统的检修 任务4.2　检修爆燃传感器和点火系统执行器 任务引入 上周末，吴先生驾车前往郊区游玩，途中在一个十字路口等红灯时，发动机突然熄火了。当他重新启动汽车后，发动机出现了剧烈抖动，并发出金属敲击声，排气管还冒出了大量黑烟，仪表板的故障指示灯也亮了起来。于是，他很快将车停到了路边，并联系4S店派人前来检修。 4S店的维修技师赶到后，首先向吴先生了解了该车的故障情况。随后，维修技师用汽车故障诊断仪读取了该车OBD-Ⅱ的故障码，故障码显示爆燃传感器的控制电路存在故障。维修技师拆下爆燃传感器用万用表对其进行检测，发现其内部电路存在短路。更换爆燃传感器后，该车恢复了正常。 任务引入 本任务要求学生掌握爆燃传感器和点火系统执行器的基础知识和检修方法。本任务的知识与技能要求如表4-10所示。 任务工单——检测爆燃传感器 学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。 1.学生分组 2.获取信息 3.任务准备 6.课堂小结 4.任务实施 5.考核评价 4.2.1　爆燃传感器 相关知识 点火提前角越大，发动机气缸内可燃混合气燃烧时产生的压力就越大，因此增大点火提前角可提高发动机的动力性和燃油经济性。但是，当点火提前角增大到某一数值时，发动机气缸末端的可燃混合气在火焰传到之前会自行燃烧，从而使气缸内部受到高频压力冲击，并产生金属敲击声等，这种不正常的燃烧现象称为爆燃。 1．概述 若点火提前角超出一定范围，发动机将不能正常运转。为了防止这种情况出现，ECU会限制点火提前角的数值范围，其中最大提前角通常为35° ～45°，最小提前角通常为-10° ～0°。 提 示 相关知识 点火系统通常采用爆燃传感器（英文简称KNK）对爆燃进行检测。 当发动机出现爆燃时，爆燃传感器将爆燃信号输送给ECU，ECU据此控制点火系统逐步减小点火提前角来推迟点火，直至爆燃消失。 当爆燃消失后，点火系统将在一段时间内维持当前的点火提前角不变，并在之后逐渐加大点火提前角直到爆燃出现，然后再重复上述控制过程。 通过对爆燃进行闭环控制，点火系统可以将点火正时调整在稍早于爆燃出现的时刻。 根据工作原理的不同，爆燃传感器可分为压电式和电感式，其中压电式爆燃传感器又可根据检测方式的不同分为非共振型和共振型。下面对这几种爆燃传感器分别进行介绍。 相关知识 2．压电式非共振型爆燃传感器 压电式非共振型爆燃传感器主要由外壳、碟簧、惯性配重、压电元件、电极、套筒底座和线束插座等组成，如下图所示。 1）结构 其中，压电元件为垫圈形状，其两侧为与线束插座端子相连的电极；惯性配重、压电元件、电极和套筒底座在碟簧的作用下压紧在一起；套筒底座的中心为螺纹孔，传感器由螺栓通过该螺纹孔固定在发动机缸体上。 相关知识 当发动机出现爆燃时，爆燃传感器中的惯性配重受振动的影响而产生加速度，惯性配重将加速度的惯性力作用于压电元件，压电元件受力后产生电压信号，并通过其两侧的电极将电压信号输出。 2）工作原理 由于压电式非共振型爆燃传感器输出信号的电压不大，并且频率变化平缓，因此需要通过滤波器对信号进行处理和识别，以判断其中是否存在爆燃信号。 提 示 相关知识 3．压电式共振型爆燃传感器 1）结构 压电式共振型爆燃传感器的结构如右图所示。它主要由线束插座、外壳、分流电阻、弹簧、压电元件和连接螺柱等组成。 相关知识 在压电式共振型爆燃传感器中，压电元件的固有频率与发动机出现爆燃时的振动频率一致。发动机运转时，爆燃传感器中的压电元件随发动机的振动而振荡，并因此发生形变而输出电压。当发动机出现爆燃时，压电元件出现共振，并输出峰值电压。由于该峰值电压的电压值比较高，因此不需要通过滤波器即可判断发动机是否出现爆燃。 2）工作原理 由于压电式共振型爆燃传感器压电元件的固有频率与发动机出现爆燃时的振动频率一致，因此该型爆燃传感器必须与特定型号的发动机配套使用。 提 示 相关知识 4．电感式爆燃传感器 1）结构 电感式爆燃传感器的结构如右图所示。它主要由外壳、铁芯、感应线圈和永磁体等组成。 相关知识 发动机运转时，电感式爆燃传感器中的铁芯会因振动而偏移，使感应线圈的磁通量发生变化而产生感应电压，并向ECU输出信号。电感式爆燃传感器输出信号的电压值与发动机的振动强度和振动频率有关：当发动机振动频率达到6～9 kHz时，电感式爆燃传感器将产生共振，其振动强度最大、输出信号的电压值最高。 2）工作原理 相关知识 5．爆燃传感器的检修 当爆燃传感器存在故障或输出信号异常时，点火提前角会减小（ 一般减小约15°），从而使发动机出现动力不足、加速不良、剧烈抖动和污染物排放量超标等现象。爆燃传感器故障常见的原因有线束虚接和线路断路、传感器损坏、传感器安装紧固力矩过大或过小等。 爆燃传感器的安装紧固力矩过大，会导致传感器不灵