(1)安装位置识别： 压电效应就是指当沿着一定方向向某些电介质施力而使其变形时,其内部会发生极化,同时在其表面产生电荷的现象。压电式爆震传感器是利用结晶或陶瓷多晶体的压电效应和硅压电效应,把爆震传到缸体上的机械振动转变成电信号。 共振型爆震传感器是由与爆震几乎具有相同共振频率的振子和能够检测振动压力并将其转换成电信号的压电元件构成;非共振型爆震传感器是用压电元件直接检测爆震信息的。
(2)传感器分类：
①共振型压电式爆震传感器。共振型压电式爆震传感器的结构主要由压电元件、震动片、基座等组成,如图8-2所示。
压电元件紧密地贴合在震动片上,震动片则固定在传感器的基座上。震动片随发动机的振动而振荡,波及压电元件,使其变形而产生电压信号。当发动机爆震时的振动频
率与震动片的固有频率相同时,震动片产生共振,此时压电元件将产生最大的电压信号。由于该爆震传感器在发动机爆震时输出的电压比较高,因此即可判别有无爆震产生。
②非共振型压电式爆震传感器。如图8-3所示,非共振型压电式爆震传感器由平衡块、压电元件、壳体、电气连接装置等组成。平衡块由螺钉固定在壳体上,两个压电元件同极性相向对接,输出电压由两个压电元件的中央取出。这种传感器与共振型传感器结构的不同之处在于它内部没有震动片,但设置了一个平衡块。平衡块以一定的预紧力压紧在压电元件上。当发动机产生爆震时,发动机缸体的振动传到爆震传感器壳体上,平衡块就产生一个正比于加速度的交变力,壳体与平衡块之间就产生相对运动,使夹在中间的压电元件所承受的压紧力发生变化,压电元件承受推压作用力产生电压,并作为电信号输出。非共振型压电式爆震传感器结构简单,制造时不需要调整。
(3)两种传感器的不同：
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。
②2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测出爆震的信号。
(4)爆震传感器的应用：
①丰田发动机中爆震传感器的应用。2016款丰田皇冠、丰田凯美瑞、丰田卡罗拉等车型发动机采用了平面型(非共振)爆震传感器。如图8-4所示,平面型(非共振)爆震传感器由钢制配重、压电元件、隔震垫、开路检测电阻等组成。爆震造成的震动传递至钢制配重上,配重的惯性将压力施加到压电元件上。该操作产生电动势,如图8-5所示。
开路/短路检测电阻器集成于传感器。点火开关转到ON时,爆震控制传感器内的开路检测电阻器和ECM内的电阻器使端子KNK1的电压保持恒定。ECM中的集成电路(IC)持续监视端子KNK1的电压,如图8-6所示。如果在爆震控制传感器和ECM之间出现断路或短路,端子KNK1的电压将发生变化,ECM会检测到这一变化并存储诊断故障码(DTC)。
②通用车系爆震传感器应用。通用新凯越、君威、科鲁兹车系同样都采用了平面压电式爆震传感器。爆震传感器系统使用一个或两个平面响应双线或三线传感器。传感器使用压电晶体电动技术,根据发动机振动或噪声水平,产生一个振幅和频率变化的交流电压。振幅和频率取决于爆震传感器检测到的爆震水平。发动机控制模块通过2个独立的信号电路接收爆震传感器信号。
如果发动机控制模块确定爆震存在,则它将延迟点火正时以降低爆震。发动杋控制模块能以一个单独气缸为基础控制火花延迟。发动机控制模块将一直尝试返回零补偿水平或火花延迟。被校准的爆震传感器通过诊断发动机控制模块、爆震传感器导线或爆震传感器电压输岀内的爆震传感器电路来检测故障。一些诊断也会进行校准,以检测由外部影响产生的持续性噪声,如松动/损坏的部件,或过大的发动机机械噪声。
(5)爆震传感器电路连接：
2016款丰田皇冠5GR-FE发动机使用了两个爆震传感器,电路如图8-7所示。
爆震传感器B1的端子1、2分别与发动机控制单元ECM的端子26、33连接。爆震传感器B1在发动机暖机并将发动机转速保持在4000r/min时,输出如图8-8所示的脉冲信号波形。
爆震传感器B2的端子1、2分别与发动机控制单元ECM的端子25、32连接。
爆震传感器B2在发动机暖机并将发动机转速保持在4000r/min时,同样输出如图8-8所示的脉冲信号波形。
2015款通用别克新君威爆震传感器电路如图8-9所示。
(6)压电式爆震传感器的检测：
①丰田车系爆震传感器检测。2016款丰田卡罗拉爆震传感器D1电路和传感器端子如图8-10所示。
a.传感器供电检查:关闭点火开关,断开爆震传感器端子D1;打开点火开关,检查端子1和端子2之间的电压,标准值应为4.5~5.5V。
b.传感器线束检查:关闭点火开关,断开传感器端子D1和发动机控制单元ECM端子B39,按照表8-1检查线束连接器之间以及与车身搭铁之间的电阻,应符合表8-1所示。否则修理或更换线束。
c.传感器输出信号波形检查:关闭点火开关,断开爆震传感器端子D1,再打开点火开关,启动发动机使之怠速运转直至发动机暖机,再将发动机转速提高至4000r/min,用示波器或万用表电压挡检测传感器的两个接线端子1与2,应有如图8-8所示波形输出。否则,应更换爆震传感器。
②日产新天籁车系爆震传感器检测。日产新天籁车系V6发动机采用了两个爆震传感器,电路如图8-11所示。
a.检查传感器输入信号电路连接(以爆震传感器F201为例):关闭点火开关,断开传感器F201线束插头和ECM
插头F8,检查F201线束侧端子1和F8线束侧端子61之间是否导通。标准值应导通,如不导通则修理或更换线束。
b.检査传感器接地端线束(以爆震传感器F201为例):关闭点火开关,断开传感器F201线束插头和ECM插头F8,检查F201线束侧端子2和F8线束侧端子67之间是否导通。标准值应导通。如不导通则修理或更换线束。
c.检査传感器本体电阻(以爆震传感器F201为例):关闭点火开关,断开爆震传感器F201线束接头,使用量程超过10MΩ的电阻表检查爆震传感器端子1和2之间的电阻,标准阻值为532~588k欧，如检査结果不符,则更换爆震传感器。
③通用别克新君威车系爆震传感器检测。别克新君威车系爆震传感器电路见图8-9。
a.供电检测:将点火开关置于OFF位置,断开B68爆震传感器处的线束连接器;将点火开关置于ON位置,测试低电平参考电压电路端子2和搭铁之间的电压是否低于0.3V。如果高于0.3V,应检查低电平参考电路是否对电压短路。
b信号端子测试:将点火开关置于OFF位置,断开B68爆震传感器处的线束连接器;将点火开关置于ON位置,测试信号电路端子1和搭铁之间的电压是否低于0.3V。如果高于0.3V,则测试低电平参考电压电路是否对电压短路。
c线束检查:将点火开关置于OFF位置,断开K20发动机控制模块的X1线束连接器和传感器B68线束连接器。分别检查X1/36~B68/2和X1/51~B68/1之间的电阻值。标准值应小于5欧，如不符合规定则修理或更换线束。
