汽車電器與電控技術(shù) 課件 06 點(diǎn)火爆燃控制技術(shù)（3講）

《汽車電器與電子控制技術(shù)》軍事交通學(xué)院舒華AutomobileElectricalEquipmentand

ElectronicControlTechnology中國(guó)人民解放軍

主講：舒華教授汽車電控技術(shù)

AutomobileElectronicControlTechnology中國(guó)人民解放軍軍事交通學(xué)院第8講汽油機(jī)點(diǎn)火控制技術(shù)主講：舒華教授

第3章發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火與爆燃控制技術(shù)

EngineIgnitionandDetonationControlTechnology

3.1點(diǎn)火系統(tǒng)的功用與分類

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)是由吸氣、壓縮、做功與排氣四個(gè)行程組成。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮行程末期，汽缸內(nèi)壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過(guò)柴油的燃點(diǎn)，從噴油器噴出的霧狀柴油遇到熱空氣可立即燃燒，因此無(wú)需設(shè)置點(diǎn)火裝置?！偷娜键c(diǎn)較高，汽缸內(nèi)的汽油混合氣需用高壓電火花點(diǎn)著才能燃燒。3.1.1點(diǎn)火系統(tǒng)的分類1.電子點(diǎn)火系統(tǒng)：

知識(shí)鏈接

傳統(tǒng)點(diǎn)火（觸點(diǎn)點(diǎn)火）系統(tǒng)——早已淘汰

電子點(diǎn)火系統(tǒng)

微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)——普遍采用按結(jié)構(gòu)形式

霍爾式電子點(diǎn)火系統(tǒng)

磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)

光電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)按信號(hào)類型3.1.1點(diǎn)火系統(tǒng)的分類2.微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)——指由微型計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器（如曲軸位置傳感器、空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、車速傳感器等）輸入的信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯判斷，再對(duì)點(diǎn)火時(shí)機(jī)、點(diǎn)火高壓和點(diǎn)火能量等參數(shù)進(jìn)行控制的系統(tǒng)。

電感儲(chǔ)能式電子點(diǎn)火系統(tǒng)——點(diǎn)火線圈儲(chǔ)能

電容儲(chǔ)能式電子點(diǎn)火系統(tǒng)——電容器儲(chǔ)能按儲(chǔ)能方式機(jī)械配電式點(diǎn)火系統(tǒng)電子配電式點(diǎn)火系統(tǒng)按點(diǎn)火高壓分配方式3.1.2點(diǎn)火系統(tǒng)的功用與要求

把汽車電源系統(tǒng)10~15V的低壓電源轉(zhuǎn)變成15~20kV的高壓電源，并按照發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸工作順序適時(shí)地引入汽缸形成電火花點(diǎn)著混合氣，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的要求1.點(diǎn)火電壓：高于擊穿電壓Uj：擊穿火花塞電極間隙時(shí)的電壓。高壓電火花的產(chǎn)生：——在正常狀態(tài)下，任何氣體中都有少量的氣體分子游離成正離子和電子，該電子或獨(dú)立存在、或與中性分子結(jié)合而形成負(fù)離子。當(dāng)正、負(fù)電極兩端加有電壓時(shí)，在電場(chǎng)力作用下，電極間的正離子便會(huì)向負(fù)電極運(yùn)動(dòng)，負(fù)離子和電子便會(huì)向正電極運(yùn)動(dòng)，圖3-1示。離子和電子在運(yùn)動(dòng)中都會(huì)撞擊中性分子，從而形成電流。——當(dāng)正、負(fù)電極兩端施加的電壓較低時(shí)，離子和電子的運(yùn)動(dòng)速度較慢、動(dòng)能較小，不能將中性分子撞破，氣體中只有原有少量離子和電子導(dǎo)電，因此電流微小，正、負(fù)電極之間不能形成電火花。功用3.1.2點(diǎn)火系統(tǒng)的要求1.點(diǎn)火電壓：高于擊穿電壓Uj?！?dāng)正、負(fù)電極兩端施加的電壓升高時(shí)，離子和電子的運(yùn)動(dòng)速度加快，動(dòng)能增大；當(dāng)電壓升高到擊穿電壓時(shí)，離子和電子便將中性分子撞破，使中性分子分裂成正離子和負(fù)離子，新產(chǎn)生的離子和電子在電場(chǎng)力的作用下，也以高速分別向正負(fù)兩極運(yùn)動(dòng)，并又撞擊其他中性分子。如此進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，電極間隙之間的離子和電子便驟然增多。離子、電子激烈地運(yùn)動(dòng)與碰撞就會(huì)發(fā)出大量的熱，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生弧光放電，放電電流急劇增大，并產(chǎn)生輕脆響聲?；鸹ㄈ姌O間隙的大小電極溫度的高低電極的形狀和電極的極性混合氣的壓力大小與溫度發(fā)動(dòng)機(jī)的工況Uj影響因素3.1.2點(diǎn)火系統(tǒng)的要求1.點(diǎn)火電壓：高于擊穿電壓Uj。2.點(diǎn)火能量：電火花必須具有足夠的能量?！?dāng)高壓電在電極間隙之間跳火時(shí)，其電能將變成熱能，從而點(diǎn)著可燃混合氣?！鸹芰吭酱?，則混合氣越易點(diǎn)著，發(fā)動(dòng)機(jī)的著火性能就越好；反之則越差。為使混合氣能可靠點(diǎn)著，火花塞產(chǎn)生的電火花必須具有足夠的能量?！ＷC可靠點(diǎn)火，提供50mJ以上的點(diǎn)火能量。高能點(diǎn)火：100~200mJ。3.點(diǎn)火時(shí)機(jī)：適應(yīng)汽油機(jī)的點(diǎn)火順序和點(diǎn)火時(shí)刻。三缸發(fā)動(dòng)機(jī)：點(diǎn)火順序?yàn)??2?3；四缸發(fā)動(dòng)機(jī)：點(diǎn)火順序?yàn)??2?4?3或1?3?4?2；六缸發(fā)動(dòng)機(jī)：點(diǎn)火順序?yàn)??5?3?6?2?4；八缸發(fā)動(dòng)機(jī)：點(diǎn)火順序?yàn)??8?4?3?6?5?7?2（汽缸次序自車前向后：左邊為1、3、5、7；右邊為2、4、6、8）點(diǎn)火順序3.1.2點(diǎn)火系統(tǒng)的要求點(diǎn)火時(shí)刻：在最有利的時(shí)刻進(jìn)行點(diǎn)火，用點(diǎn)火提前角“θ”來(lái)表示。

從火花塞開始跳火到活塞運(yùn)行至上止點(diǎn)的時(shí)間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度，稱為點(diǎn)火提前角，用字母“θ”表示?！诎l(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)，混合氣從開始點(diǎn)著到完全燃燒需要一定的時(shí)間（2~5ms）。為使混合氣在活塞壓縮終了時(shí)能充分燃燒，以使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出最大功率，點(diǎn)火就不應(yīng)在壓縮終了進(jìn)行，而應(yīng)適當(dāng)提前。——如果點(diǎn)火時(shí)刻過(guò)遲，會(huì)導(dǎo)致燃燒最高壓力降低，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降；由于高溫氣體與缸壁的接觸面積增大，容易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，耗油量也會(huì)大大增加?！绻c(diǎn)火時(shí)刻過(guò)早，在活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前就達(dá)到最高壓力，正在向上運(yùn)動(dòng)的活塞將受到很大的阻力，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低、油耗增加，還會(huì)引起爆燃。

當(dāng)負(fù)荷一定時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出功率最大和油耗最低時(shí)的點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角θ最佳點(diǎn)火提前角3.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成

控制點(diǎn)火提前角?！C(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃控制系統(tǒng)EDC（EngineDetonationControlSystem）相互配合，能將點(diǎn)火提前角控制在最佳值，使可燃混合氣燃燒后產(chǎn)生的溫度和壓力達(dá)到最大值，能顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能。3.2.1微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成傳感器

點(diǎn)火控制器N152、點(diǎn)火線圈N128/N；電控單元J220控制實(shí)質(zhì)曲軸位置傳感器G28：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)角信號(hào)凸輪軸位置傳感器G40：上止點(diǎn)位置信號(hào)空氣流量傳感器G70：負(fù)荷信號(hào)節(jié)氣門位置傳感器G69：負(fù)荷信號(hào)冷卻液溫度傳感器G62：修正點(diǎn)火提前角進(jìn)氣溫度傳感器G72：修正點(diǎn)火提前角執(zhí)行器3.2.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)控制原理1.點(diǎn)火高壓電的產(chǎn)生

一個(gè)線圈中的電流變化而使另一個(gè)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象?！桶l(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)都是利用互感原理，先由點(diǎn)火線圈將低壓電源轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘娫?，然后將高壓電分配到各缸火花塞產(chǎn)生電火花?！?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，各種傳感器（或信號(hào)發(fā)生器）產(chǎn)生的信號(hào)輸入ECU后，ECU再向點(diǎn)火控制器發(fā)出指令，控制大功率三極管VT導(dǎo)通與截止。——在點(diǎn)火開關(guān)SW接通的情況下，當(dāng)點(diǎn)火控制器的三極管VT導(dǎo)通時(shí)，初級(jí)繞組中就有電流流過(guò)（初級(jí)電流i1用實(shí)線表示）?；ジ鞋F(xiàn)象3.2.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)控制原理1.點(diǎn)火高壓電的產(chǎn)生

蓄電池正極→電流表A→點(diǎn)火開關(guān)SW→點(diǎn)火線圈“+15”端子→初級(jí)繞組W1→點(diǎn)火線圈“?1”端子→大功率三極管VT→搭鐵→蓄電池負(fù)極?！娏髁鬟^(guò)線圈時(shí)，便在鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)并將磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存在線圈之中。——當(dāng)三極管VT截止時(shí)，初級(jí)電路被切斷，初級(jí)電流i1消失，鐵芯中的磁通量迅速變化，在初級(jí)繞組W1和次級(jí)繞組W2中都會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。W2匝數(shù)多，高壓電足以擊穿電極間隙。

次級(jí)繞組W2→線圈“+15”端子→點(diǎn)火開關(guān)SW→電流表A→蓄電池→搭鐵→火花塞旁電極→中心電極→配電器旁電極→中心電極→點(diǎn)火線圈高壓插孔“4”→次級(jí)繞組W2。低壓電路i1高壓電路i23.2.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)控制原理2.微機(jī)控制點(diǎn)火原理——當(dāng)微機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)工作時(shí)，各種傳感器輸入ECU的信號(hào)先經(jīng)接口電路或A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理，然后存儲(chǔ)在RAM中備用。

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，CPU首先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷傳感器信號(hào)，從預(yù)先存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器（ROM）中的點(diǎn)火提前角三維數(shù)據(jù)MAP（數(shù)據(jù)圖譜或數(shù)字地圖）中查詢得到相應(yīng)工況下的基本點(diǎn)火提前角，再根據(jù)其他傳感器信號(hào)確定點(diǎn)火提前修正量，并計(jì)算確定最佳點(diǎn)火提前角。然后，CPU不斷檢測(cè)凸輪軸位置傳感器信號(hào)（標(biāo)志位信號(hào)），判定是哪一缸即將到達(dá)壓縮上止點(diǎn)。當(dāng)接收到標(biāo)志位信號(hào)時(shí)，CPU立即開始對(duì)曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。控制原理3.2.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)控制原理2.微機(jī)控制點(diǎn)火原理

當(dāng)計(jì)數(shù)到曲軸轉(zhuǎn)角等于最佳點(diǎn)火提前角時(shí)，CPU立即向點(diǎn)火控制器發(fā)出控制指令，使其大功率晶體管VT截止，點(diǎn)火線圈初級(jí)電流切斷，次級(jí)繞組產(chǎn)生高壓，并按發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火順序分配到相應(yīng)汽缸的火花塞跳火點(diǎn)著可燃混合氣?！?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、怠速或汽車滑行工況時(shí)，由預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行控制?？刂圃碚｜c(diǎn)火控制過(guò)程課程小結(jié)（8）主要介紹了：1.點(diǎn)火系統(tǒng)的功用與分類2.汽油發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的要求3.微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與點(diǎn)火控制原理

今天這一講的重點(diǎn)是微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與點(diǎn)火控制原理，希望同學(xué)們認(rèn)真復(fù)習(xí)，融會(huì)貫通，掌握重點(diǎn)。

接下來(lái)，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并完成課后作業(yè)。同學(xué)們，下次課再會(huì)！第9講微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)控制過(guò)程主講：舒華教授

第3章發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火與爆燃控制技術(shù)

EngineIgnitionandDetonationControlTechnology

3.2.3微機(jī)控制點(diǎn)火提前角的確定——點(diǎn)火提前角的大小直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率、油耗和排放。發(fā)動(dòng)機(jī)工況不同，需要的最佳點(diǎn)火提前角也不相同，怠速時(shí)的最佳點(diǎn)火提前角是為了使怠速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；部分負(fù)荷時(shí)的最佳點(diǎn)火提前角是為了減小燃油消耗量和有害氣體排放量，提高經(jīng)濟(jì)性和排放性能；大負(fù)荷時(shí)的最佳點(diǎn)火提前角是為了增大輸出轉(zhuǎn)矩，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。1.最佳點(diǎn)火提前角的影響因素影響因素（1）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（2）發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷（3）發(fā)動(dòng)機(jī)工況（4）汽油品質(zhì)3.2.3微機(jī)控制點(diǎn)火提前角的確定

采用初始點(diǎn)火提前角點(diǎn)火（1）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于400r/min時(shí)。（3）檢查初始點(diǎn)火提前角時(shí)。3.2.3微機(jī)控制點(diǎn)火提前角的確定

3.2.3微機(jī)控制點(diǎn)火提前角的確定

修正點(diǎn)火提前角（1）暖機(jī)修正。（2）怠速修正。3.2.4微機(jī)控制點(diǎn)火提前角控制【應(yīng)用案例】大眾轎車四缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制——汽缸判別信號(hào)在第1缸壓縮BTDC88°時(shí)產(chǎn)生，設(shè)曲軸轉(zhuǎn)速2000r/min時(shí)最佳點(diǎn)火提前角為BTDC30°曲軸轉(zhuǎn)角。1.點(diǎn)火提前角的控制控制邏輯：ECU工作情況1）點(diǎn)火提前角控制。2）點(diǎn)火導(dǎo)通角控制?？刂七^(guò)程ECU監(jiān)測(cè)CIS信號(hào)控制VT截止對(duì)CPS信號(hào)計(jì)數(shù)產(chǎn)生高壓電點(diǎn)火3.2.4微機(jī)控制點(diǎn)火導(dǎo)通角控制

控制過(guò)程導(dǎo)通角控制導(dǎo)通角3.2.5微機(jī)控制點(diǎn)火高壓的分配方式1.雙缸同時(shí)點(diǎn)火——指點(diǎn)火線圈每產(chǎn)生一次高壓電，都使兩個(gè)汽缸的火花塞同時(shí)跳火。次級(jí)繞組產(chǎn)生的高壓電將直接加在兩個(gè)汽缸（四缸發(fā)動(dòng)機(jī)：1、4缸或2、3缸；六缸發(fā)動(dòng)機(jī)：1、6缸，2、5缸或3、4缸）的火花塞電極上跳火。

雙缸點(diǎn)火時(shí)，一個(gè)汽缸處于壓縮行程末期，是有效點(diǎn)火；另一個(gè)缸處于排氣行程末期，缸內(nèi)溫度較高而壓力很低，擊穿電壓很低，是無(wú)效點(diǎn)火。曲軸旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后，兩缸所處行程恰好相反。1）機(jī)械配電方式2）電子配電方式配電方式特點(diǎn)1）雙缸同時(shí)點(diǎn)火2）各缸單獨(dú)點(diǎn)火電子配電3.2.5二極管分配式雙缸同時(shí)點(diǎn)火

1）二極管分配式2）點(diǎn)火線圈分配式雙缸點(diǎn)火3.2.5二極管分配式雙缸同時(shí)點(diǎn)火

1）二極管分配式2）點(diǎn)火線圈分配式雙缸點(diǎn)火3.2.5點(diǎn)火線圈分配式雙缸同時(shí)點(diǎn)火2）點(diǎn)火線圈分配式雙缸同時(shí)點(diǎn)火——每個(gè)點(diǎn)火線圈供兩只火花塞工作。四缸機(jī)：2個(gè)線圈；六缸機(jī)：3個(gè)線圈?！c(diǎn)火控制器根據(jù)ECU輸出的點(diǎn)火控制指令，按點(diǎn)火順序輪流觸發(fā)功率晶體管VT導(dǎo)通與截止，從而控制每個(gè)點(diǎn)火線圈輪流產(chǎn)生高壓電，再通過(guò)高壓線直接輸送到成對(duì)的兩缸火花塞電極間隙上跳火點(diǎn)著可燃混合氣。1）二極管分配式2）點(diǎn)火線圈分配式雙缸點(diǎn)火3.2.5各缸單獨(dú)點(diǎn)火的控制

在每一個(gè)汽缸都配有一個(gè)點(diǎn)火線圈，并安裝在火花塞上方?！邳c(diǎn)火控制器中，點(diǎn)火線圈數(shù)＝功率晶體管VT數(shù)，分別控制每個(gè)線圈初級(jí)繞組電流接通與切斷進(jìn)行點(diǎn)火。單獨(dú)點(diǎn)火優(yōu)點(diǎn)：省去高壓線，能量損耗減少；點(diǎn)火系統(tǒng)對(duì)無(wú)線電的干擾可大幅度減弱。3）高壓二極管的作用。

防止初級(jí)電流接通時(shí)，在次級(jí)繞組中產(chǎn)生的電壓加到火花塞電極上而導(dǎo)致誤跳火?！诔跫?jí)電流接通瞬間，次級(jí)繞組可產(chǎn)生1000V左右的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果汽缸處于進(jìn)氣行程接近終了時(shí)刻或壓縮行程剛剛開始時(shí)刻，由于缸內(nèi)壓力低，又有可燃混合氣體，1000V左右電壓就有可能擊穿火花塞電極間隙而產(chǎn)生火花跳火。

在次級(jí)繞組回路中串接一只反向擊穿電壓較高的二極管，利用其反向截止功能，不能形成放電回路，就不可能引起誤跳火。單獨(dú)點(diǎn)火作用避免誤跳火課程小結(jié)（9）主要介紹了：1.微機(jī)控制點(diǎn)火提前角的確定2.微機(jī)控制點(diǎn)火提前角與導(dǎo)通角的控制過(guò)程3.微機(jī)控制點(diǎn)火高壓電的分配方式（雙缸同時(shí)點(diǎn)火）

今天這一講的重點(diǎn)是微機(jī)控制點(diǎn)火提前角與導(dǎo)通角的控制過(guò)程，希望同學(xué)們認(rèn)真復(fù)習(xí)，融會(huì)貫通，掌握重點(diǎn)。

接下來(lái)，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并完成課后作業(yè)。同學(xué)們，下次課再會(huì)！第10講汽油機(jī)爆燃控制技術(shù)主講：舒華教授

第3章發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火與爆燃控制技術(shù)

EngineIgnitionandDetonationControlTechnology

3.6.1汽油機(jī)爆燃控制系統(tǒng)組成

指汽缸內(nèi)的可燃混合氣在火焰前鋒尚未到達(dá)之前，自行燃燒導(dǎo)致壓力急劇上升而引起缸體振動(dòng)的現(xiàn)象。

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率降低；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命縮短甚至損壞。3.6.1汽油機(jī)爆燃控制系統(tǒng)組成點(diǎn)火系統(tǒng)＋爆燃傳感器：1~2只帶通濾波器：6~9kHz爆燃信號(hào)通過(guò)信號(hào)放大器：信號(hào)處理整形濾波器：信號(hào)處理基準(zhǔn)電壓：判定爆燃的基準(zhǔn)電壓UB積分電路：判定爆燃強(qiáng)度的電壓Ui提前角控制電路：輸出回路

圖3-31點(diǎn)火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)組成爆燃定義爆燃危害3.6.2爆燃檢測(cè)方法與爆燃傳感器（1）檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體振動(dòng)頻率；精度較高、安裝方便，汽車廣用。

（2）檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室壓力變化；精度較高，安裝困難，儀器采用。

（3）檢測(cè)混合氣燃燒噪聲。非接觸，測(cè)量精度和靈敏度較低，少用。3.6.3爆燃傳感器——點(diǎn)火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)必不可少的傳感器

將汽油機(jī)爆燃信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，以便ECU

修正點(diǎn)火提前角來(lái)消除爆震。

共振型、非共振型

壓電式、磁致伸縮式——共振型爆燃傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)設(shè)共振體，其共振頻率與爆燃頻率一致。優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓高，不需濾波器。缺點(diǎn)：只適用特定發(fā)動(dòng)機(jī)，不能互換使用。——非共振型爆燃傳感器優(yōu)點(diǎn)：適用于各種型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)，裝車自由度很大。缺點(diǎn)：輸出電壓較低，頻率特性平坦且頻帶較寬，需要配用帶通濾波器（即只允許特定頻帶的信號(hào)通過(guò)，對(duì)其他頻率的信號(hào)進(jìn)行衰減的濾波器。帶通濾波器一般由線圈和電容器組合而成），信號(hào)處理比較復(fù)雜?！袊?guó)、日本和歐洲汽車采用。檢測(cè)方法功用檢測(cè)方式分類按結(jié)構(gòu)分類3.6.3

壓電式爆燃傳感器1.非共振型壓電式爆燃傳感器結(jié)構(gòu)套筒底座：支承作用絕緣墊圈：絕緣作用壓電元件：壓電材料、墊圈形狀慣性配重：傳遞慣性力塑料殼體：封裝傳感器固定螺栓：擰入缸體傳力接線插座、電極引線：從壓電元件兩側(cè)的金屬墊圈引出電極。——慣性配重與塑料殼體之間安裝有盤形彈簧，借彈簧張力將慣性配重、壓電元件和墊圈等部件壓緊在一起，用以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的慣性力?！獋鞲衅鞑遄?根引線＝2根信號(hào)線＋1根屏蔽線。非共振型壓電式爆燃傳感器＋共振體→共振型壓電式爆燃傳感器壓電式傳感器3.6.3壓電式爆燃傳感器——工作原理

指某些晶體(石英、陶瓷)受到外力或機(jī)械震動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生電荷(輸出電壓)的現(xiàn)象。當(dāng)外力去掉時(shí)，晶體又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)。晶體受力產(chǎn)生的電荷量與外力大小成正比。2.非共振型壓電式爆燃傳感器原理壓電元件：壓電材料壓電半導(dǎo)體：硫化鋅ZnS、氧化鋅ZnO壓電單晶體：石英晶體SiO2

——承壓能力(20～30)×105kPa。壓電多晶體：壓電陶瓷：鈦酸鋇BaTiO3、鈦酸鉛PbTiO3

缸體振動(dòng)慣性力→殼體→慣性配重振動(dòng)→壓電元件產(chǎn)生與振動(dòng)頻率、強(qiáng)度成比的電壓。試驗(yàn)證明：爆燃頻率6~9kHz，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，信號(hào)電壓幅值越大。爆燃在活塞運(yùn)行到壓縮上止點(diǎn)附近產(chǎn)生，缸體振動(dòng)強(qiáng)度最大，傳感器輸出電壓較高。壓電式傳感器壓電效應(yīng)3.6.3

磁致伸縮式爆燃傳感器1.磁致伸縮式爆燃傳感器結(jié)構(gòu)——共振型彈性元件：共振體，將缸體振動(dòng)傳給伸縮桿伸縮桿：高鎳合金構(gòu)成導(dǎo)磁回路，振動(dòng)改變磁通永久磁鐵：產(chǎn)生磁場(chǎng)感應(yīng)線圈：感應(yīng)產(chǎn)生信號(hào)電壓線束插座：3根引線＝2根信號(hào)線＋1根屏蔽線2.磁致伸縮式爆燃傳感器工作原理缸體振動(dòng)→伸縮桿振動(dòng)→線圈磁通變化→US爆燃時(shí)：共振頻率6~9kHz→US＝Usmax

特點(diǎn)：無(wú)油壓孔3.6.3

壓力檢測(cè)式爆燃傳感器1.壓力檢測(cè)式爆燃傳感器——間接檢測(cè)燃燒壓力安裝：火花塞墊圈下面——奧迪轎車采用擰緊力矩：25±5N·m（最大力矩：40N·m）——墊圈式爆燃傳感器——非共振型壓電效應(yīng)式爆燃傳感器結(jié)構(gòu)原理：同壓電式爆燃傳感器傳感器安裝在火花塞墊圈與發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋之間，汽缸內(nèi)可燃混合氣燃燒產(chǎn)生的壓力作用到火花塞上，并經(jīng)火花塞墊圈傳遞給傳感器。當(dāng)作用力變化時(shí)，傳感器信號(hào)電壓隨之變化，從而間接地測(cè)量燃燒壓力。壓電式傳感器3.6.4爆燃的判別方法發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆燃：一般僅在大負(fù)荷、中低轉(zhuǎn)速（3000r/min以下）時(shí)產(chǎn)生?！弑紓鞲衅鬏敵鲭妷旱恼穹S發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同而變化，∴判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆燃不能根據(jù)爆燃傳感器輸出信號(hào)電壓的絕對(duì)值進(jìn)行判別。

將無(wú)爆燃時(shí)傳感器輸出電壓信號(hào)與產(chǎn)生爆燃時(shí)輸出的電壓信號(hào)比較來(lái)做出判定結(jié)論。1.基準(zhǔn)電壓確定基準(zhǔn)電壓：利用發(fā)動(dòng)機(jī)即將產(chǎn)生爆燃時(shí)的傳感器輸出信號(hào)電壓來(lái)確定?！紫葘?duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行濾波和半波整流，利用平均電路求得信號(hào)電壓的平均值，然后再乘以常數(shù)倍形成基準(zhǔn)電壓UB，倍數(shù)由設(shè)計(jì)制造時(shí)通過(guò)試驗(yàn)確定?！鶞?zhǔn)電壓UB并不固定，UB隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高而增大?！咿D(zhuǎn)速升高時(shí)，爆燃傳感器輸出電壓的幅值增大。爆燃判別方法3.6.4爆燃的判別方法2.爆燃強(qiáng)度判別爆燃強(qiáng)度取決于傳感器信號(hào)電壓振幅和持續(xù)時(shí)間?！夹?/p>