1、 简述汽车爆震传感器 摘要:文章主要叙述了爆震传感器的作用,分类,组成,工作原理,工作状况以及爆震传感器的常见故障现象。简要分析了爆震传感器的常见故障波形,叙述了检测修理方法以及检测和使用的注意事项,着重了分析几种车系的爆震传感器并剖析了一些系列的实用故障案例。最后展望了未来传感器的应用。 关键词:爆震传感器;构造;工作原理;检测诊断;波形分析;故障实例Briefly automobile knock sensorAbstract: the paper mainly describes the knock sensor, classification, composition, working
2、 principle, working status and knock sensor familiar malfunctions. Briefly analyzed the common knock sensor fault detection, describes the method of repair and test and some matters needing attention of the analysis, some of the larger superkings cars knock sensor and analyses some series of practic
3、al fault cases. Finally the future of the sensor.Keywords: knock sensor, Structure, Working principle, Detection and diagnosis, Waveform analysis, Failure case目录1 汽车传感器的概论31.1传感器的概述3 1.1.1传感器的组成和基本特征3 1.1.2汽车传感器的性能要求和分类31.2汽车爆震传感器基础41.3汽车爆震传感器的类型、组成51.4汽车爆震传感器的工作原理62 汽车爆震传感器的常见故障分析62.1爆震现象及解决爆震的方法62
4、.2发动机爆震控制机理7 2.2.1爆震与点火提前的关系7 2.2.2爆震控制机理72.3共振式压电爆震传感器的检测7 2.3.1就车检测7 2.3.2离车检测72.4利用爆震传感器诊断发动机故障82.5故障实例分析93 汽车爆震传感器的检测103.1爆震传感器检测的方法103.2别克轿车爆震传感器的检测103.3丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机爆震传感器的检测143.4捷达GT、GTX型等轿车压电式传感器的检测143.5雷克萨斯LS400轿车爆震传感器的检测174 汽车爆震传感器的波形分析和案例分析184.1爆震传感器波形分析方法18 4.2爆震传感器失灵引发的故障19 4.3佳美爆震
5、传感器损坏故障205 汽车爆震传感器的注意事项和发展趋势205.1车用传感器检测注意事项205.2车用传感器的发展趋势22 5.2.1陶瓷传感器22 5.2.2多功能汽车传感器22 5.2.3微机电汽车传感器22 5.2.4智能传感器236 结束语23参考文献24致 谢251 汽车传感器的概论1.1传感器的概述 传感器英文是“Sensor”意思是感觉或知觉等。传感器通俗的定义可以说成是“信息拾取的器件或装置” ,严格的定义则是:把被测量的量值形式(如物理量、化学量、生物量等)变换为另一种与之有确定对应关系而且便于计量的量值形式的器件或装置。在GB 76651987中,对传感器的定义为:“能够感
6、受规定的被测量,并按一定的规律转换成输出信号的器件或装置” ;国际电工委IEC(International Electrotechnical Committee)对传感器的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号” 。人通过五官(视、听、嗅、味、触)接受外界的信息,经过大脑的思维(信息处理),再作出相应的动作。而传感器相当于机械系统的感觉器官,通过其能正确检测出各种条件下的物理量。1.1.1传感器的组成及其基本特征传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电源三部分组成.(1) 敏感元件(sensitive element):直接感受或响应被测量,并输出与被测量成
7、确定关系的某一物理量的元件。(2) 转换元件(transduction element):传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适合于传输的电信号的部分。(3) 转换电路(transduction circuit):将上述电路参数转换成电量输出的装置。 传感器的基本特性可用静态特性和动态特性来描述。 (1)传感器的静态特征:传感器的静态特征是指被测量的值处于稳定状态的输入、输出关系。只考虑传感器的静态特征时,输入量与输出量之间的关系就不含时间的变量。衡量静态特征的主要指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。理想的传感器的线性度好、灵敏度高、迟滞不明显、重复性好。(2)传感器的动态特征:传感
8、器的动态特征是指其输出对随时间变化的输出量的响应特征。当输入量随时间变化时(即属于时间函数时),则传感器的输入量也是时间函数,其时间关系用动态特征来表示。一个理想的传感器其输出信号与输入信号具有相同形态的时间函数。1.1.2汽车传感器的性能要求和分类 汽车传感器的基本性能要求:1) 有较好的环境适应性:汽车是在-4080的环境温度和各种道路条件下运行,特别是发动机要承受巨大的热负荷、热冲击、震动等,因此要求传感器能适应温度、适度、冲击、振动腐蚀的不同条件及油液污染等恶劣工作环境。2) 工作稳定性好,可靠性高。3) 再现性好:由于计算机在汽车上的应用,要求传感器再现性好,因为即使传感器线性特征不
9、良,通过计算机也可以修正。4) 具有批量生产条件和多用性:由于汽车工业的发展,要求传感器应具有批量生产的可能性。一种传感器可用于多种控制,如把速度信号作微分处理可求得速度信号等,所以要求传感器应具有多用性。5) 力求小型化,便于安装使用,检测识别方便。6) 应符合有关产品标准要求。7) 传感器数量应不受限制。8) 应经济实用,成本低,寿命长,且便于维修和校准。汽车传感器种类很多,且同一种被测参数可用多种不同类型的传感器来测量,同一种传感器也往往可以测量多种被测参数。对传感器常见的分类方法有如下几种:1.2汽车爆震传感器基础汽车传感器把汽车运行中各种工况信息如车速、各种介质的温度、发动机运转工况
10、等转化电信号传输给计算机,以便经计算机处理控制后让发动机处于最佳状态。而这其中汽车爆震传感器起到非常关键的作用。爆震传感器用于检测发动机的振动,通过调整点火提前角控制和避免发动机发生爆震。可以通过检测气缸压力、发动机机体振动和燃烧噪声等三种方法来检测爆震。爆震传感器有磁致伸缩式和压电式。磁致伸缩式爆震传感器的使用温度为-40125,频率范围为510kHz;压电式爆震传感器在中心频率5.417kHz处,其灵敏度可达200mV/g,在振幅为0.1g10g范围内具有良好线性度。在一般情况下随着点火提前角的增大,汽油机发生爆震的可能性增大对已发生爆震的汽油机需减小点火提前角,即可消除爆震爆震传感器通过
11、检测会减小点火提前角即可消除爆震但汽车只有在发生爆震的时候功率才是最大的,而爆震温度会融化气缸及火花塞,故不能发生爆震不爆震功率达不到,此时爆震传感器会不断增大点火提前角到爆震点又开始减小,然后又开始增大这就使汽车不发生爆震而且功率又最大。1.3 汽车爆震传感器的类型、组成 爆震传感器是发动机电子控制系统中必不可少的重要部件,它的功用是检测发动机有无爆震现象,并将信号送入发动机ECU。常见的爆震传感器有两种,一种是磁致伸缩式爆震传感器,另一种是压电式爆震传感器。磁致伸缩式爆震传感器的内部有永久磁铁、靠永久磁铁激磁的强磁性铁心以及铁心周围的线圈。其工作原理是:当发动机的气缸体出现振动时,该传感器
12、在7kHz左右处与发动机产生共振,强磁性材料铁心的导磁率发生变化,致使永久磁铁穿过铁心的磁通密度也变化,从而在铁心周围的绕组中产生感应电动势,并将这一电信号输入ECU。 压电式爆震传感器利用结晶或陶瓷多晶体的压电效应而工作,也有利用掺杂硅的压电电阻效应的。该传感器的外壳内装有压电元件、配重块及导线等。其工作原理是:当发动机的气缸体出现振动且振动传递到传感器外壳上时,外壳与配重块之间产生相对运动,夹在这两者之间的压电元件所受的压力发生变化,从而产生电压。ECU检测出该电压,并根据其值的大小判断爆震强度1.4汽车爆震传感器的工作原理 爆震传感器是指燃烧室内的终然混合气产生自燃的不正常现象,由于爆震
13、会产生高强度的压力波冲击燃烧室,所以不仅能听到尖锐的金属声.还会对发动机的部件产生较大的影响.点火时间过早是产生爆震的的主要原因.为了使发动机以最大功率运行.最好能把点火时间提前到发动机刚好不至于发生爆震的极限范围,所以必须在点火系统中增设爆震传感器.传感器的外壳内装有压电元件配重块及导线等.其原理是:当发动机的气缸体出现振动传递到传感器外壳时,外壳与配重块之间产生相对运动。夹在两都之间的压电元件上的挤压力发生变化,使其输出的电压信号发生变化,而控制组件仅能检测出7KHZ振动而形成的电压。根据此电压的大小来判断爆震强度。进而相应地把点火时间推迟。以避免爆震。2 汽车爆震传感器的常见故障分析2.
14、1 爆震现象及解决爆震的方法汽油发动机是利用火花塞跳火将混合气点燃,使火焰在混合气内不断传播进行燃烧,火焰在传播过程中,如果压力异常升高时,一些部位的混合气不等火焰传到就自行燃烧,造成瞬时爆发燃烧,这种现象称为爆震。爆震的主要危害有:一是噪音大,二是很可能使发动机损坏,特别是在大负荷条件下,这种可能性更大。要消除爆震,通常可以使用辛烷值比较大的汽油,辛烷值越大说明抗爆能力越强,同时在汽车设计方面,可以通过改进燃烧室结构、加强冷却水循环、推迟点火提前角。尤其是推迟点火提前角对消除爆震有比较明显的作用,但一味推迟点火提前角将会牺牲发动机的功率,导致发动机动力不够强劲,燃油经济性不好。 为了增强发动
15、机输出功率,降低燃油消耗,现代汽车一般都实行点火闭环控制,其点火闭环反馈信号由爆震传感器来完成,这样发动机可以更精确控制点火提前,以便可以更好地控制发动机输出最大功率和节省燃油。 爆震在发动机正常运转中不允许发生的,它是导致发动机气缸体各零部件的磨损加剧、使用寿命缩短,甚至迅速毁坏,还会使发动机动力下降,油耗增加。 产生爆震的现象: 1) 爆震会在气缸内产生冲击波,向四面冲击,使发动机的活塞、气缸壁、连杆、曲轴等发生强烈的振动,发生不规则的金属敲击声; 2)冷却系温度过高 3)燃料燃烧不完全,废气中有黑烟 4)发动机功率下降,油耗增大解决方法: 1)减小点火提前角 2)使用与规定相符牌号的汽油
16、 3)消除燃烧室积碳 4)如果是在汽车上坡发生爆震,应及时换入低速挡 5)汽车起步时,不要过早地换入直接档在发动机负荷过大发生爆震时,关小节气门,也可起到消减爆震的作用。2.2 发动机爆震控制机理2.2.1 爆震与点火提前的关系爆震与点火提前存在着密切关系,点火提前角越大,燃烧的最大压力就越大,就越容易产生爆震。实验证明,发动机发出最大扭矩的点火时刻是在开始产生爆震点火时刻附近。而对机械控制点火、普通电子电子点火或电控电子点火(没有爆震反馈,即没有装备爆震传感器系统的点火系统),为了使其在最恶劣的条件下也不产生爆震,其点火提前角均设定在爆震边缘的范围以内,使其远离爆震界限并存在有较大的余量。这
17、种势必会降低发动机功率,使发动机输出功率下降,燃油消耗增加。2.2.2 爆震控制机理 电脑控制闭环点火系统,由安装在机体上的爆震传感器检测发动机的爆震强度,当爆震传感器检测到机体爆炸时,电控电脑自动逐步减少点火提前角,直到发动机不产生爆震,当发动机不产生爆震时,在一定时期内维持当前的点火提前角,在此期间,若有爆震产生,也同样减少点火提前角,若在这段时间内一直没有爆震产生,电控电脑又自动逐步增加点火提前角直到发动机产生爆震,这样控制电脑始终保持发动机工作在爆震边缘,从而提高发动机功率,降低燃油消耗。现代汽车广泛使用共振式压电爆震传感器,其安装在发动机缸体上,为防止线束短、短路、传感器失灵、缸体发
18、生异常震动、检测电路发生故障意外情况,系统内安装有一个安全电路以保护发动机。一旦出现这种情况,安全电路将点火时刻推迟,并接通仪表板故障警告灯,提示司机系统出现故障。2.3 共振式压电爆震传感器的检测2.3.1 就车检测 根据爆震控制原理,当发动机产生爆震时,发动机将推迟点火提前角直至发动机不产生爆震,当发动机不爆震时,发动机又将增大点火提前角直到发动机产生爆震。所以,当我们用扳手或其他金属物体敲击一下发动机缸体时,发动机转速应该马上下降后又马上往后推迟,然后又向前提前,此现象说明爆震传感器在起作用,爆震传感器及其线路基本没有问题;反而,说明爆震传感器或线路出现故障,应检查爆震传感器或线路是否存
19、在问题。2.3.2 离车检测 如果就车检查出爆震传感器有故障就应作离车检查,爆震传感器一般有三条线,其中两条是爆震信号线,一条是屏蔽线,防止爆震信号受到干扰。检测时,如果我们有万用表,应将旋钮旋至毫伏级电压档,用扳手或其他物体直接敲击爆震传感器基座,其应该有电压显示,大致范围为400mV左右,说明其基础完好,否则应该检查传感器到电脑之间的线路,如果完全没有电压产生说明传感器已经损坏,应根据线路图检查。 不过,用万用表检测一般不太准确,也不太直观,如果用示波器进行检查,将更直观也更准确,当我们用硬物体敲击其共振片时,示波器将输出一个清楚直观的振动波形,说明传感器完好,如果没有波形输出或输出极其微
20、弱,说明传感器已损坏,应更换爆震传感器。 当爆震传感器损坏、线路短路、线路断路、紧固螺丝没有上紧、气缸工作严重不平衡、发动机与车架连接机脚胶损坏时等,发动机自诊断系统都将存储“爆震传感信号不良”,发动机故障警告灯点亮,我们可以用解码器读出故障码,但有“爆震传感器信号不良”不一定绝对说明爆震传感器或线路出现问题,具体问题我们应该具体分析,切不可根据自诊断结果盲目行事,否则,我们可能会上当吃亏。2.4 利用爆震传感器诊断发动机故障 故障特征:爆震传感器故障不良时,发动机将推迟点火提前角,此时发动机将不能有效地发出功率,汽车容易出现加速不灵,废气排放超标,发动机工作粗暴,有时如果还会出现怠速不稳等。
21、 爆震传感器反应的是发动机机体是否产生爆震,它是一个反馈量,电脑判断其好坏的依据是其反馈信号是否在正常范围内,如果一直超出范围,电脑自诊断系统就会设置故障码,而发动机是否爆震又发动机工作的一个综合体现,其中有“真爆震”和“假爆震”之分,“真爆震”是指发动机燃烧异常机体产生强烈震动,主要是由于曲轴信号错乱导致点火信号错乱、发动机水温过高导致混合气在中心和火焰还没传到之前就自行燃烧、配气相位错乱导致进排气和点火正时全部错乱、三元催化器严重堵塞排气受阻急加速导致发动机产生强烈震动;“假爆震”是指机体其它部件震动导致爆震传感器错误反应爆震信号,主要是指气缸工作严重不平衡导致发动机严重抖动、机脚胶损坏导
22、致发动机和车架直接发生硬碰撞、传感器锁紧螺丝松动导致爆震传感器震动更加厉害、急加速间歇性不点火造成发动机抖动等。所以爆震信号一方面跟其本身线路有关,还与发动机的“真爆震” 和“假爆震”有关,根据发动机自诊断结果进行故障分析,我们一方面可以诊断其本身,而且还可以诊断发动机其它部分的故障,这是我们应该注意和值得认真思考的。 正是因为爆震传感器反馈的是发动机的综合状况,所以它与氧传感器一样反应许多与它相关联的故障信息,这是我们分析判断发动机其它部位是否异常的重要依据,根据多年的修车经验总结,“汽车爆震传感器信号不良”包含故障含义及诊断方法如下:1) 发动机怠速时一般汽车发动机电火提前角在10度左右变
23、化,爆震传感器调节的范围一般是正负4度,当我们用点火正时枪观察点火提前角,如果点火正时提前角固定不变,说明爆震传感器线路不良,发动机控制点火闭环已停止调节点火提前,应重点检查爆震传感器是否损坏、线路断路、线路短路。2) 当点火提前角剧烈摆动,可能是机体异常震动导致爆震传感器反馈异常,我们应重点检查:a)爆震传感器固定螺丝松动。b)曲轴转角信号或判缸信号错乱。c)发动机和车架连接机脚胶磨损。d)气缸工作严重不平衡。e)发动机水温过高。f)点火不良,如间歇性不点火。g)正时皮带跳齿及装配错误。h)三元催化反应器严重堵塞。2.5 故障实例分析 例1 一台96款广州云豹水星,故障警告灯亮,用解码器读码
24、为“爆震传感器信号不良”和“氧传感器信号不良”,此车怠速抖动严重,怠速转速为1100rpm,正常为780rmp,我用解码器先消除故障码,多次急加油又出现“爆震传感器信号不良”,调整怠速螺丝转速没有什么大的反应,试拔分缸线,发动机汽缸工作不平衡比较严重,再量汽缸压力有两个缸相差很大,后来询问司机,司机说车中途坏在湖南,在湖南大修过,开了半年就出现怠速不稳现象。根据分析,这种情况可能不关爆震传感器的事,可能是发动机剧烈抖动,传感器反馈信号一直超出正常范围,发动机电脑误认为其故障。于是可将发动机大修并重新调整怠速,发动机工作一切正常。 例2 一台佳美V6有时中速急加速不良,发动机故障警告灯亮,用解码
25、器读码读出“爆震传感器信号不良”,首先拔掉电瓶负极消除故障码,再读码为系统正常,当时试车没有问题,但司机没过一个星期又将车开了回来,因为这是一例软故障,为此要详细检查油路、气路、点火电路、传感器电路,结果都没问题,用扳手模拟发动机爆震,试验正常,后来又反复试车才发现速度稍微高一点时急加速不仅加速不良,而且发动机还伴有机体敲击声,根据这一现象又检查了许多地方,并且强制更换爆震传感器没有效果,最后发现发动机和车架连接的机脚胶磨损,导致中高速发动机急加速发动机和车架发生硬碰撞而导致爆震传感器反馈信号电压大,发动机控制电脑根据这一错误信号马上推迟点火提前角,发动机功率马上下降,从而导致发动机中速加速不
26、良。例3 一台新的上海别克,故障表现为怠速严重抖动,急加速放炮,用解码器读码同样为“爆震传感器信号超出极限”,这车刚开始不是我修的,其他人换了节气门位置传感器、氧传感器、爆震传感器、水温传感器、空气流量计、点火线圈、分缸线、火花塞、汽油,该换的也换完了,最后没有办法换了控制电脑还是没有排除故障,这差不多是一例疑难故障,根据经验,发动机在这种情况下出现爆震传感器的故障码应该不关爆震传感器的事,下面又仔细检查各种传感器线路也没有问题,而当用正时枪观察点火正时时,急加速点火提前角跟曲轴转角信号有着最紧密的联系,于是拆开发动机检查曲轴转角传感器(霍尔效应式)没有问题,再检查3X和18X信号发生盘,其固
27、定在飞轮上没有出现损坏或掉缺等,此时差不多到了“山穷水路疑无路”的地步,此车有放了两天,当再检查曲轴转角信号盘是,偶尔发现信号盘相对飞轮已松动,其松动将产生曲轴转角信号和判缸信号信号错乱,所以点火和喷油也全部错乱,从而导致发动机工作异常。3 汽车爆震传感器的检测3.1爆震传感器检测的方法丰田V6发动机的爆震传感器安装在两排气缸的内侧缸体上,拆卸时,必须把进气歧管等一系列零件都拆掉后,才能露出爆震传感器。新换爆震传感器时为了减少返工,最好在装机前就进行检测。 丰田维修资料介绍的检测方法是:测量爆震传感器的信号输出端子与外壳间的电阻,正常值应大于1M。如果传感器内部已经断路,电阻也大于1M。这时用
28、该方法就测不出故障,所以用下面3种检测方法更准确: (1)用汽车数字万用表检测。将万用表变档开关换到Hz(频率)档。将表的红线接爆震传感器的信号输出端子,黑线接外壳。然后用硬物敲击传感器的螺纹端,注意要垂直于螺纹的方向敲击,在敲击的瞬间,万用表显示出数字。敲击力大,显示数字也大;敲击停止,数字消失。这表示爆震感器受到振动时,有信号输出,传感器完好。否则,传感器已损坏。 (2)用美国产CP9085型空气流量计测试仪检测。将测试仪的换档开关拨到FREQUNY、HICH或LOW位置均可,将测试仪正极线接爆震传感器信号输出端子,负极线接外壳。敲击传感器时,LED灯应闪亮。敲击一次,闪亮一次;敲击力大,
29、亮度大。否则,爆震传感器已损坏。 (3)用美国产CP9080型汽车传感器测试仪检测。该仪器有4个线夹,将黄色线夹接传感器的信号输出端子,黑色线夹接外壳,然后将换档开关拨到RELUCTANCE磁阻档或OXYGEN氧传感档。此时敲击爆震传感器,LED灯应闪亮。否则,爆震传感器已损坏。3.2别克轿车爆震传感器的检测 爆震传感器(KS)、凸轮轴位置(CMP)传感器、曲轴位置(CKP)传感器和点火控制模块(ICM)的电路如图1所示。爆震传感器安装在发动机右侧下部的气缸体上,如图2所示。爆震传感器为单导线型传感器。PCM中包含着集成式的爆震传感器诊断电路,如图3所示。来自爆震传感器的输人信号用于检测发动机
30、的爆震,PCM根据KS信号的振幅和频率推迟点火正时控制(IC)的点火时间。在发动机所有的运转条件下,爆震传感器产生一个AC信号。在发动机运转期间,PCM计算爆震传感器信号的平均电压。如果爆震传感器工作正常,PCM便得知KS信号电压的变化高于或者低于计算出来的平均值。如果PCM在集成式爆震传感器诊断线路中检测到故障,无法通过爆震传感器线路正确诊断的状态达30s以上,PCM便记录故障代码P 0325(爆震传感器系统不良);如果PCM检测到的爆震传感器信号电压在计算出的平均电压范围内至少10s,PCM便记录故障代码P0327(爆震传感器线路不良)。PCM在记录故障代码P 0325和P 0327的同时
31、,点亮仪表板上的故障指示灯报 警,对于装各牵引力控制系统的上海别克轿车,PCM还将通过串行数据线路命令EBTCM关闭牵引力控制并点亮 “TRACTION OFF”灯。图1 爆震传感器(KS)、凸轮轴位置(CMP)传感器、曲轴位置(CKP)传感器和点火控制模块(ICM )的电路1爆震传感器(KS),2凸轮轴位置(CMP)传感器,3曲轴位置(CKP)传感器(24X);4曲轴位置(CKP )传感器(TV);5发动机罩内辅助设各接线盒;6点火控制模块(ICM);7动力系统控制模块故障代码P 0325的诊断步骤如下:注意:如果能听到发动机的机械振动声,在进行下列诊断程序之前应先修理发动机机械故障。在下列
32、条件下运行发动机:无TP、 MAF、 ECT、 CKP、 CMP和VSS传感器故障代码;图2 爆震(KS)传感器的安装位置图1曲线位置(CKP)传感器(24X);2爆震传感器(KS);3机油压力指示灯开关;4熔断器;5空调(A/C)压 缩机离合器线圈发动机转速为10005000r/min; 发动机已运转至少30s;节气门开度大于15;发动机负荷大于45;发动机冷却液温度大于60C;最大点火延迟角度不小于15;系统电压大于9V。用Tech2扫描工具监视故障代码P0325的信息,看Tech2扫描工具是否指示P0325故障。是,至步骤,否,至步骤。将点火开关转至“ON”位置,观察并记录Tech 2扫
33、描工具上有关故障代码P 0325的故障记录数据。在故障记录条件下运行车辆;用Tech 2扫描工具监视故障代码P 0325的信息,看Tech 2扫描工具是否指示P 0325故障。是,至步骤,否,至步骤。更换PCM,并进行PCM设定。检查有无下列情况:PCM处连接不良。检查爆震传感器和PCM连接器的端子是否有脱出、断掉和其他不正常状况;线束布置不正确。检查爆震传感器线束,确保其没有被布置得太靠近高压线(例如火花塞线等)。 故障代码P 0327的诊断步骤如下:注意:如果能听到发动机的机械振动声,在进行下列诊断程序之前应先修理发动机机械故障。在下列条件下运行发动机:无TP传感器、VSS传感器、CKP传
34、感器、CMP传感器或ECT传感器故障代码设置;发动机已运转至少30s;节气门开度大于15;发动机负荷大于45;发动机冷却液温度大于60C;最大点火延迟角度小于15;系统电压大于9V。用Tech 2扫描工具监视故障代码P 0327的信息,看Tech 2扫描工具是否指示P 0327故障。是,至步骤,否,至步骤。将点火开关转至“ON”位置,不起动发动机;观察并记录Tech 2扫描工具上有关故障代码P 0327的故障记录数据。在故障记录条件下运行车辆,用Tech 2扫描工具监视故障代码P 0327的信息,看Tech 2扫描工具是否指示P 0327故障。是,至步骤,否,至步骤。脱开PCM和爆震传感器,检
35、查爆震传感器线路是否断路或与搭铁短路。是,则修理,否,至步骤。检查爆震传感器处KS信号线路端子是否连接不良。是,则修理,否,则更换爆震传感器。检查有无下列情况:PCM处连接不良。检查爆震传感器和PCM连接器的端子是否有脱出、断掉和其他不正常状况;线束布置不正确。检查爆震传感器线束,确保其没有被布置得太靠近高压线(例如火花塞线等)。3.3 丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机爆震传感器的检测丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机爆震传感器与ECU的连接电路如图4所示。(1)爆震传感器电阻的检测点火开关置于“OFF”位置,拔开爆震传感器导线接头,用万用表档检测爆震传感器的接线端子与外壳间的电阻,
36、应为(不导通);若为0(导通)则须更换爆震传感器。对于磁致伸缩式爆震传感器,还可应用万用表档检测线圈的电阻,其阻值应符合规定值(具体数据见具体车型维修手册),否则更换爆震传感器。(2)爆震传感器输出信号的检查拔开爆震传感器的连接插头,在发动机怠速时用万用表电压档检查爆震传感器的接线端子与搭铁间的电压,应有脉冲电压输出。如没有,应更换爆震传感器。3.4桑塔纳2000GLi、2000GSi、捷达GT、GTX型等轿车压电式传感器的检测 桑塔纳2000GLi、2000GSi、捷达GT、GTX型等轿车采用压电式爆震传感器,其结构如图1所示,它是由套管、压电元件、平衡重、壳体和电线插座等组成。 图 1 压
37、电式爆震传感器的结构 1-套筒;2-绝缘垫片;3-压电元件;4-平衡重 5-壳体;6-固定螺栓;7-插座;8-电机 汽车上使用的压电式爆震传感器检测方法基本相同,主要检测传感器线圈电阻值是否符合规定;检查传感 器有无脉冲电压输出(当发动机工作时),或用示波器检查发动机怠速时爆震传感器有无波形输出。在发动机工作过程中,如果爆震传感器发生故障,使其监测爆震信号中断,ECU会使各缸的点火提前角推迟 15,汽车在行驶途中,会感到动力不足。这时发动机电控系统会诊断到故障,并使故障指示灯点亮,提醒 驾驶员应停车检修。捷达轿车GT、GTX、桑塔纳2000GSi型轿车使用的两只爆震传感器G61、G66安装在进
38、气道一侧缸体侧面,如图2所示。为了避免爆震传感器传输误爆震信号,必须保证爆震传感器固定螺栓紧固有效、不松动。捷达、 桑塔纳轿车爆震传感器固定螺栓标准力矩为20Nm。捷达轿车1、2缸爆震传感器G61是黑色插头,3、4缸爆 震传感器G66是棕色插头。桑塔纳2000651轿车1、2缸爆震传感器G61是白色插头,3、4缸爆震传感器G66是蓝 色插头。两只爆震传感器与ECU的连接电路如图3所示。当爆震传感器发生故障使信号中断时,ECU可以检测到,并将发动机的点火提前角推迟15,可以利用 V.A.G1551或V.A.G1552专用诊断仪,通过诊断插座读取有关故障的信息。爆震传感器连接器插头与插座上端子位置
39、如图4所示。检测时,应关闭点火开关,拔下爆震传感器的连接器插头,用万用表挡测量爆震传感器接线端子与外壳间电阻,应为(不导通);否则,应更换爆震传感器。接着用万用表挡检查传感器两接线端子间电阻,其值应符合表1规定值。如果电阻过大或过小,线束与端子可能接触不良或存在断路,应及时排除。 图3 捷达GT、GTX、桑塔纳2000651型轿车爆震传感器与ECU的连接电路 图4 爆震传感器插头与插座 1信号端子();2一信号端子();3屏蔽线端子表 捷达GT、GTX、桑塔纳2000651型轿车爆震传感器检测标准检查爆震传感器输出信号时,应关闭点火开关,拔下传感器连接器插头,再打开点火开关,起动发动机使之怠速
40、运转,用万用表电压挡检查爆震传感器的两个接线端子1与2(、一信号端子)应有脉冲电压输出。否则,应更换爆震传感器。3.5 雷克萨斯LS400轿车爆震传感器的检测雷克萨斯LS400发动机的左右缸体外侧各安装一只压电式爆震传感器,用来检测发动机的爆震。当爆震发生时,ECU收到信号后会自动推迟发动机的点火时间,用于制止爆震的进一步发生。爆震传感器与ECU连接电路如图所示。 发动机转速在16005200r/in时,1号爆震传感器电路出现断路或短路时,会显示故障码52;当ECU中的爆震控制程序电路出现故障时,会显示故障码53;发动机转速在16005200r/min时,2号爆震传感器电路出现断路或短路时,会
41、显示故障码55。可用万用表和示波器检查爆震传感器的电阻和输出信号情况,进一步判断故障。爆震传感器电阻检查。关闭点火开关,拔下爆震传感器连接器插头,用万用表的电阻挡检查爆震传感器的接线端子与外壳间电阻。若导通,说明传感器已经损坏,必须更换。爆震传感器输出信号的检查。当发动机怠速运转时,用示波器检查爆震传感器的接线端子与搭铁,应有脉冲波形输出。如果没有脉冲波形输出,说明传感器已经损坏,必须更换。4 汽车爆震传感器的波形分析和案例分析4.1 爆震传感器波形分析方法1、将爆震传感器的导线连接器断开,连接波形测试设备,打开点火开关,不起动发动机,2、使用木槌敲击传感器附近的发动机气缸体以使传感器产生信号
42、。3、在敲击发动机体之后,紧接着在波形测试设备上应显示有一振动,敲击越重,振动幅度就越大。爆震传感器的信号波形从一个脉冲至下一个脉冲的峰值电压会有些变化。1、如果对爆震传感器进行随车在线检测(连接好波形测试设备,起动发动机,对发动机进行加载,获得信号波形),则可以看出波形的峰值电压(波峰高度或振幅)和频率(振动的次数)将随发动机负载和每分钟转速的增加而增加。2、如果发动机因点火过早、燃烧温度不正常、废气再循环不正常流动等产生爆燃或敲击声,其幅度和频率也会增加。3、爆震传感器是极耐用的,最普通的爆震传感器失效的方式是该传感器根本不产生信号这通常是因为被碰伤,这会造成传感器的物理损坏(在传感器内晶
43、体断裂,这就使它不能使用)。此时波形显示只是一条直线,应更换爆震传感器。4.2 爆震传感器失灵引发的故障 故障现象:一辆丰田佳美轿车,在行驶中发动机状态恶化,检查灯突然闪亮。 故障分析:在行驶时发动机检查灯亮,那就是说自诊断记忆装置中一定会保存有某种故障信息。通过检查灯的亮、灭次数,判断其表示的故障代码应该是“52”,与维修说明书进行核对,这个代码表示爆震信号系统异常。 爆震传感器安装在发动机气缸壁上,用于检测发动机是否发生爆震,从而对点火提前角进行控制。爆震传感器的外形,如图 1所示,其内部构造,如图 2所示。传感器内部有一个振动板,在发动机发生爆震时(约7-8KHz),这个振动板产生共振,
44、其振动作用于压电元件,压电元件产生电压。当加速或者大负荷状态发动机产生轻微爆震时,传感器向ECU输入爆震信号。爆震传感器电路,如图 3所。ECU接收到爆震传感器送来的爆震信号后,指示减小点火提前角,一直到爆震停止。但是,若爆震传感器自身或者配线产生故障,上述爆震控制过程就不能正常进行。此时为了保护发动机,提高发动机的运转性能,计算机把点火提前角固定在某个不能产生爆震的数值上,这就是所谓的“安全失效”设计。不过ECU要把发动机控制系统产生的故障码显示给驾驶员,因此,就点亮了发动机检查灯。 故障诊断与排除:按照维修说明书的操作顺序检查。拨下ECU连接器,测量屏蔽网与地之间的电阻值,实测阻值几乎无穷
45、大(基准值为1M)。真次对配线进行检查,既没有短路也没有断线,均属于正常。接下来就只有对爆震传感器进行检查(必须用示波观察仪)。把示波观察仪的探头接在爆震传感器的连接端子上,用小锤子轻轻敲击发动机缸壁,操作后输出的信号波形,如图 4所示。信号波形的峰峰电压值只不过350mV左右,而正常的爆震传感器输号出的信号波形峰峰电压值大约在800mV左右。至此,可判断为是爆震传感器有了故障。通过更换新的爆震传感器,经检查试验,一切故障现象消失。4.3佳美爆震传感器损坏故障 车型:丰田佳美轿车,3VZ-FE型V63.0L多点电喷发动机。 故障现象:该车因机械故障更换了不包括附件在内的发动机总成。将原发动机的附件装到新发动机上后,发动机水温在60摄氏度以下时动力正常,车辆运行良好;当温度升高到90摄氏度时,发动机突然动力不足,车速下降,有制动感觉,随即发动机故障灯亮。 诊断;读取故障码为52,内容是爆震传感器故障。拆卸爆震传感器故障并对其进行检查,发现第一爆震传感器的塑料插头损坏老化,信号输出端子松动。更换塑料插头并对松动的端子用粘接剂固定后装上发动机。试车,故障依旧。再次检查爆震传感器,测得其信号输出端子与外壳间大于1万欧,证明内部没有短路。但是,用汽车数字万用表检查,无信号输出,证明传感器已坏。