点火信号传感器「科普」汽车发动机上有个叫爆震传感器的小玩意，是干什么用的？

发布时间：2024-11-24 10:11:49

「科普」汽车发动机上有个叫爆震传感器的小玩意，是干什么用的？

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发动机的燃烧十分复杂，所以需要有相当精确的设计与控制，稍有一点控制失误或是失常，便会造成不正常燃烧，而“爆震”就是一种不正常燃烧。简单的说，爆震是不正常燃烧所导致的燃烧室内压力失常。

发动机工作时因点火时间提前过度（点火提前角）、发动机的负荷、温度及燃料的质量等影响，会引起发动机爆震。发生爆震时，由于气体燃烧在活塞运动到上止点之前，轻者产生噪音及降低发动机的功率，重者会损坏发动机的机械部件。为了防止爆震的产生，爆震传感器是不可缺少的重要部件，以便通过电子控制系统去调整点火提前时间。

因为发动机存在爆震现象，因此也就有了爆震传感器，爆震传感器安装在发动机缸体中间以四缸机为例安装在2缸和3缸之间，或者1 ，2缸中间一个，3，4缸中间一个。其作用是用来测定发动机抖动度，当发动机产生爆震时，爆震传感器把发动机的机械振动转变为信号电压送至ECU。ECU根据其内部事先储存的点火及其他数据，及时计算修正点火提前角，去调整点火时间，防止爆震的发生。

低标号燃油，点火过早等原因引起的发动机爆震会造成发动机损坏。爆震传感器的作用是将发动机爆震以电信号的形式传递给电子控制模，作为控制模块调整点火正时以阻止进一步爆震的重要依据。爆震传感器一般都是压电陶瓷式的，当发动机有抖动时里面的陶瓷受到挤压产生一个电信号。

爆震传感器有很多种，如磁致伸缩式爆震传感器、压电陶瓷式爆震传感器、压电式共振型传感器等。

1、安装位置与接线端子

爆震传感器一般安装在发动机缸体而且靠近燃烧室的部位 ，以便更准确的感知发动机爆震的信号。

由于传感器外壳搭铁较好，因而它的输出信号线仅有一根，通过导线连接器与控制电脑ECU相连，其信号常以“KNK”表示。

为了更加准确地检测发动机爆震，通常发动机上装有两个爆震传感器，分别安装在缸体的两个部位，相应地便向控制电脑各输送一个电压信号，即“KNK1”和“KNK2”。

2、单体检测

（1）故障指示灯检测

电控发动机控制电脑ECU内设有对爆震传感器故障检测的电路，一旦出现故障会通过指示灯提醒驾驶员注意。因此对于爆震传感器而言，维修人员可以用模拟故障的方法，借助故障指示灯对其进行测试。方法如下：

①启动发动机，并暧机，使水温达85～95℃；

②按下空调开关，并使发动机怠速运转3min；

③快速踩下加速踏板，使发动机从怠速状态突然加速到5000r/min，然后突然松开加速踏板，使发动机回到怠速状态，紧接着再快速踩下加速踏板，又使发动机加速到5000r/min，再突然松开加速踏板，如此重复三次。

④如果爆震传器有故障，此时驾驶室内的发动机故障指示灯将闪亮。

（2）电阻检查

在关闭点火开关的情况下，拆下爆震传感器的导线连接器，用万用表电阻挡测量传感器信号端子与外壳间的电阻值，正常时应不导通，为无限大；若导通，则说明其内部有短路故障，应更换之。

（3）输出信号的电压检测

关闭点火开关（OFF位），拔开爆震传感器上的导线连接器。启动发动机并怠速运转，用万用表电压挡（或示波器）检查爆震传感器的接线端子与搭铁的电压，传感器正常时应有脉冲电压（波形）输出，否则说明传感器已损坏，应更换。

车速传感器

车速传感器用来测量汽车的行驶速度，车速信号主要用于对发动机怠速以及汽车加速与减速期间空燃比的控制。

1、安装部位及接线端子

车速传感器通常装在驾驶室的组合仪表盘上与车速表相连。传感器有二个接线端子，其一是与控制电脑相连的信号端子“SPD”；其二是搭铁端子。

2、单体检测

现仅以舌簧型车速传感器为例加以说明。

（1）触点通断检测

关闭点火开关（OFF位），拔下车速传感器导线连接器，测量信号端子与搭铁间导通情况，传感器触点正常时应处于导通（R≈0）或断开（R=∞）两种状态（可以转动车轮测出两种不同状态）。

（2）电压检测

找出控制电脑ECU导线连接器的SPD端子，用电压表测SPD端子的对地电压。将换挡杆置于“N”挡，慢慢转动车轮，测量电压值，应为低电平（U＜0.8V）），或为高电平（U＞4.5V），且两种电压值交替变化为合适，否则说明传感器有故障。

电控发动机故障码的理性分析

汽车维修主要是机电液的维修，而现代电喷车都提供故障自诊断功能。自诊断功能的原理是：ＥＣＵ内部故障诊断电路能在汽车运行过程中不断监控电控系统各个输入元件信号，当发现电子元件有故障时能自动启动故障运行程序，将故障以代码的形式储存在电脑的ＲＡＭ中，并且这一现象在一段时间内不消失，ECU便判断为这一部分信号电路有故障。ECU把这一故障以代码的形式存入内部随机存储器，同时点亮仪表板上的故障指示灯，提醒驾驶员。汽车故障自诊断系统故障码的开发应用, 给汽车驾驶和维修人员在汽车运行中及时发现和排除故障提供了方便。汽车维修人员可利用仪器或人工方法读出的故障码，一般都能判明故障可能发生的原因和部位，为现代汽车维修提供了一把金钥匙。

1 现代汽车故障码的确定

汽车任何故障码的设定都具有一定的条件，当自诊断系统检测到某一个或几个信号超出其设定条件时，ECU将确定故障码。通常汽车ECU对故障码的确定方法主要有以下几种方法：

1.1 值域判定法

当输入信号超出规定的数值范围时，自诊断系统就确认该输入信号出现故障。例如：水温传感器设计成在正常温度范围30℃～120℃内，输出电压为0.3～4.7v，当ECU检测出信号小于0.15或大于4.85v时，就判定水温传感器信号短路、断路或传感器损坏故障。

1.2 时域判定法

当ECU检测时发现某一输入信号在一定的时间内没有发生变化或变化没有达到预先规定的次数时，自诊断系统就确定该信号出现故障。例如：氧传感器的信号，不仅要求有信号电压和电压的变化，而且信号电压的变化频率在一定时间内要超过一定的次数（如某些车型要求要达到8次/10S），当小于此值时就会产生故障码，表示传感器响应过慢。

1.3 功能判定法

当ECU向执行器发出指令后，检测相应的传感器或反馈信号的输出参数变化，若输出信号没有按照程序规定的趋势变化，就确定有故障。例如：在一些车上ＥＣＵ发出开启废气再循环（EGR）阀命令后，检测进气压力传感器ＭＡＰ输出信号是否有相应变化，用以确定ＥＧＲ阀有无动作，若无变化，则认为ＥＧＲ阀及电路故障。有些车如别克采用ＥＧＲ位置传感器来判断ＥＧＲ的工作。又如，丰田佳美车的点火系统有IGT与ＩＧＦ信号，其中ＩＧＦ为点火反馈信号，用来检测ＥＣＵ发出的点火控制信号ＩＧＴ有没有得到执行，如果ＩＧＦ检测出来没有点火，将记忆故障码。

1.4 逻辑判定法

ECU对两个或两个以上具有相互联系的传感器进行数据比较，当发现两个传感器信号间的逻辑关系违反设定条件时，就断定其一或两者有故障。例如：ECU检测到发动机转速大于3000rmp，而节气门位置传感器输出信号小于5%，对于发动机这种关系不可能存在，ECU就判定节气门位置传感器出现故障。

2 故障码读取与清除

2.1 故障码读取

故障码的读取有两种方式：一种是随车方式，另一种是外接设备方式。

随车读取方式不使用任何外接仪器就可以进行读取故障码，它适用于早期随车诊断系统(OBD—1)的故障码读取，该方式通常需要先给电脑输入一个触发信号，电脑接到此信号后，就开始闪烁显示故障码，其闪烁的规律就是内存的故障代码。各车系故障指示灯的触发信号、故障代码的含义不同。如丰田车读取故障码就是接通点火开关，用专用诊断连接线ＳＳＴ（或其它导线）将检查连接器ＴＥ１与Ｅ１连接一起，根据仪表板上故障指示灯“ＣＨＥＣＫ”的闪烁规律即可读取故障代码。读取的故障码还需要从维修手册中查找故障码的含义。

外接设备方式是使用电脑诊断仪（俗称解码器）进行读取故障码，既适用于第一代随车诊断系统，也可用于第二代随车诊断系统(OBD—2)的故障码读取。解码器是唯一能与汽车电脑直接进行交流信息的电脑故障诊断仪，可以在解码器菜单操作下读取故障码，还可以用中文显示故障码的含义，而不需要查找维修手册。

2.2 故障码清除

存储在控制电脑中的故障码清除方法有4种：自动清除法、断电源法、外接设备法、触发程序法。自动清除是在故障已经完全消除之后，在点火开关开闭循环50～80次以上，且故障未再次出现时，由控制电脑自动清除存储的故障码。断电源法是利用拔电源的保险丝或拆蓄电池的负极10s以上时间，来消除电脑中记忆的故障码。这种方法适用于大多数车型，但切断电源后同时清除了ECU中自适用值或其它系统的记忆，如防盗、音响密码等。外接设备法，利用外接设备解码器，连接好就可以按照提示自动清除。触发程序法，按照维修手册一定的触发方式和规定的程序步骤操作，即可以清除。

3故障码分类与鉴别

故障码的分类有两种形式，历史故障码和当前故障码。历史故障码又称间歇性故障码或软故障码，它是过去发生但当前没有发生的故障所产生的还未被清除的故障码。历史故障码产生有两种情况，一种是故障已经排除，只是未清除故障码，该故障码能被清除后就不会再次产生；另一种是故障并未排除，只是当前没有发生，该故障码被清除后当故障再次发生时故障码还会出现，所以只有在彻底排除故障后才能完全清除故障码。当前故障码又称硬故障码，是正在发生的故障所产生的故障码；是当前确实存在的故障，且故障码也存在。它属于持续性故障产生的当前故障码，它不会被清除。当前故障码是当前确实存在的故障，比较容易判断。而历史故障码比较难以诊断，因为历史故障码只是曾经发生的故障而现在没有，重现故障产生的状态，可能需要很长时间来捕捉历史故障码的重现或需要人为地创造可重现故障的条件，如加热、震动等，同时需要较好的设备来捕捉故障出现瞬间各种数据参数的变化才行。因此，一般先解决当前故障码，而对于历史故障码暂时作为故障诊断的参考。历史故障码和当前故障码可以通过以下方法区别：

3.1首先用仪器读取全部故障码；

3.2清除所有故障码；

3.3试车（这里要强调的是，试车不是在起动后原地运转发动机，而是进行路试，对某些故障码，必须按设计要求进行规定的工况路试才行）；

3.4再读故障码

第二次读出的故障码是当前故障码。第一次读取时有，而第二次读取时没有的故障码则是历史性故障码。

4故障码的局限性

虽然故障码能帮助维修人员在及时排除故障中可起到一定的作用，但那种以为电控汽车有了故障码在解决汽车各种故障方面很简单了，不需对电控汽车原理结构有太多掌握也可以修好现代的各种电控汽车的观点是错误的，因为故障码有一定的局限性。

4.1 自诊断系统对于机械系统很难发挥作用

自诊断系统一般只能监控电控系统的故障，而对于机械系统自诊断系统很难发挥作用。当汽车上各总成或机构中各种零件产生大量的自然磨损、变形、老化、损伤、疲劳、腐蚀时，自诊断系统很难产生故障码，也不能起到诊断的作用。

4.1.1 发动机：配气相位失常、气缸压力下降、空气与燃油供给系统密封不良等。

4.1.2 自动变速器：行星齿轮机构工作失常；液压控制系统堵塞、渗漏、压力不正确、各种阀门工作不良、换档执行器运动不良等；液力变矩器的泵轮、涡轮和锁定离合器的故障等。

4.1.3 电控执行器：怠速控制阀、喷油器、电动燃油泵等因机械磨损等产生的各种功能故障。例如：由于发动机进气管路密封不良，燃油供给系统密封不良时，导致燃油压力过低, 会产生发动机“喘气”或加速不良故障，这时自诊断系统虽能检测出燃油压力过低，但不能确定进气管路与燃油管路何处密封不良。当怠速控制阀由于机械故障导致怠速运转不稳定时, 故障自诊断系统也不能检测出怠速控制阀有故障。

4.2 故障和故障码与故障现象的不确定关系

汽车有故障码时，它会有不同的故障现象。如汽车曲轴位置传感器有故障产生故障码，它的故障现象非常明显，直接导致汽车不能发动。但有些传感器有故障产生故障码，故障现象非常不明显，如出现进气温度传感器故障码，表明进气温度传感器的线路或本身有故障，但这个故障往往很难凭感觉发现。而有时有故障码，却不一定有故障，这主要是因为外界干扰、维修人员的误操作、虚假故障等影响所致。有时，当有故障现象时，一定存在故障，但不一定有故障码。这是因为故障码是由控制电脑的自诊断系统定义的，凡不受电脑控制约束的故障点，都无法产生故障码。另外，当存在机械故障时，故障现象比较明显，但自诊断系统就不一定产生故障码。因此，有故障码而不一定有故障，没有故障码不一定没有故障。

4.3 故障码只是故障的泛指，而不能指出故障的具体位置

整个控制系统是由许多子系统（各个传感器、执行器、电源及电脑中的各部分电路等）电路组成的。故障码所包含的内容不单是指该传感器（或执行器）出现故障，而是表示该子系统的信号出现不正常的现象，至于不正常的原因则可能出现在组成该子系统的任何一部分———器件、接头、线路或电脑上。如丰田佳美的故障码22号，指水温传感器的故障，但其故障范围应包括：水温传感器本身故障、水温传感器与ECU 之间的线路故障和ECU 本身故障而对信号的接受处理失常等, 所以此时需作进一步诊断。例如：可通过信号模拟检测仪模拟水温传感器的信号代替水温传感器向电脑输入信号，如果发动机工作状况改善，故障症状消失，即可判断为水温传感器的故障；若故障症状无改善，可直接由电脑相应端子将信号输入，若故障症状消失, 即为水温传感器致电脑ECU 配线故障，反之，则可判定ECU 本身故障。

因此，故障码仅为维修人员提供了进一步检测的大方向，只是故障的泛指，并不能也不是告诉我们究竟什么地方和什么东西出现故障。为真正确定是什么地方和什么东西的问题，还需要根据相应的技术资料（包括电路图、器件位置、标准值等），利用可能的其他仪器或万用表进一步进行线路分析与元件检测，利用自身的专业知识才能准确判断和解决故障。这就是为什么不要以为读到故障码即可修好车的原因。在运用自诊断系统提供的故障码时，必须和发动机工作原理、故障现象、元器件性质及设计参数等综合分析，掌握汽车技术状况变化的规律，正确判明现代汽车各种故障的部位和原因，并及时排除。

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