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什么是爆震? 發(fā)動機的燃燒十分復雜,所以需要有相當精確的設計與控制,稍有一點控制失誤或是失常,便會造成不正常燃燒,而“爆震”就是一種不正常燃燒。簡單的說,爆震是不正常燃燒所導致的燃燒室內壓力失常。 無論是汽油機還是柴油機,工作原理都是吸入混合燃氣(柴油機吸入的是空氣)——壓縮——燃燒做功——排氣這四個沖程的作用,實現(xiàn)發(fā)動機周而復始的運轉。 當發(fā)動機吸入燃油蒸汽與空氣的混合物后,在壓縮行程還未到達設計的點火位置、種種控制之外的因素卻導致燃氣混合物自行點火燃燒、此時,燃燒所產生的巨大沖擊力與活塞運動的方向相反、引起發(fā)動機震動,這種現(xiàn)象稱為爆震。 爆震又分為有感爆震與無感爆震兩種,有感爆震通常會引起發(fā)動機抖動、甚至車身也明顯地發(fā)生抖動,無感爆震主要的表現(xiàn)是發(fā)動機噪音加大。 爆震對于發(fā)動機來說是非常有害的現(xiàn)象,主要的害處是:發(fā)動機動力下降、油耗增加、噪音加大、汽車舒適性變差、排放惡化(車內車外都能聞到嚴重的怪味、有時一輛車的污染可以相當于200多輛車正常狀態(tài)時所產生的污染、嚴重影響駕駛員本人和乘客的身體健康),最為嚴重的時候會引起敲缸、發(fā)動機熄火以及發(fā)動機機械部件破壞,給車主帶來巨大的經濟損失。 爆震傳感器的概念 爆震傳感器是汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)(電腦板)中常用的部件。它的功能是檢測發(fā)動機有無爆震現(xiàn)象,并將爆震傳感器信號送入電腦板。 爆震傳感器裝在發(fā)動機的機體上,感受發(fā)動機振動,從而產生電壓信號,當發(fā)動機爆震時的震動頻率與傳感器固有頻率相符合時,產生共振,此時將產生最大的電壓信號。 發(fā)動機工作時因點火時間提前過度(點火提前角)、發(fā)動機的負荷、溫度及燃料的質量等影響,會引起發(fā)動機爆震。正確的點火正時對發(fā)動機性能非常重要,隨著發(fā)動機轉速的升高,點火必須提前,提前不足會使動力下降,過分提前可造成燃燒室過熱,引起爆震。 發(fā)生爆震時,由于氣體燃燒在活塞運動到上止點之前,輕者產生噪音及降低發(fā)動機的功率,重者會損壞發(fā)動機的機械部件。為了防止爆震的產生,爆震傳感器是不可缺少的重要部件,以便通過電子控制系統(tǒng)去調整點火提前時間。發(fā)動機用了爆震傳感器后就可以有效的抑制爆震的發(fā)生。 爆震傳感器的作用原理 爆震傳感器是調整點火時刻的重要感知元件,為了更好的理解爆震傳感器我們先來了解一下基本的發(fā)動機點火正時和爆震。 理論上說,當發(fā)動機活塞到達壓縮上止點,達到最大壓縮比時,點火系統(tǒng)點火引燃空氣燃油混合氣爆炸作功。實際上卻存在著不少的非理想問題,比如,發(fā)動機每個工作循環(huán)時間極短、從點火開始到火焰生成和傳播需要時更多汽修資料聯(lián)系QQ919632397間等,如何讓活塞到達上止點時火焰?zhèn)鞑ヒ策_到最佳狀態(tài),于是就有了點火提前概念,讓點火提前在活塞到達上止點前發(fā)生,在火焰生成蔓延最終達到最佳狀態(tài)的時間里,活塞也剛好達到上止點,就能達成最佳的燃燒爆炸效果。 點火提前是動態(tài)的,需根據(jù)發(fā)動機的各種工況適時作出調整,發(fā)動機工況復雜,變化隨時發(fā)生,高速運轉的發(fā)動機每個工作循環(huán)時間極短。普通點火控制模式是盡量提前點火,但當點火提前太多時,就會發(fā)生燃燒的最大向下爆炸力在活塞到達上止點前發(fā)生,并與活塞向上運動的慣性力發(fā)生碰撞,一上一下兩股力量迎頭相撞時會使發(fā)動機爆震,爆震對于發(fā)動機來說是有害的,當爆震發(fā)生時,控制電腦會馬上推遲點火提前角,直到爆震現(xiàn)象消失。爆震消失后,控制電腦又會逐步提前點火時刻,直到下一次爆震的發(fā)生,如此反饋循環(huán),保證了發(fā)動機有最佳工作狀態(tài)的基礎上保護發(fā)動機。 爆震傳感器主要功能就是感知發(fā)動機爆震的發(fā)生,并及時將信息傳遞給控制電腦作為延遲點火的依據(jù),爆震傳感器一般安裝在發(fā)動機缸體上能更直接感知氣缸的爆震狀態(tài) 因為發(fā)動機存在爆震現(xiàn)象,因此也就有了爆震傳感器,爆震傳感器安裝在發(fā)動機缸體中間以四缸機為例安裝在2缸和3缸之間,或者1 ,2缸中間一個,3,4缸中間一個。其作用是用來測定發(fā)動機抖動度,當發(fā)動機產生爆震時,爆震傳感器把發(fā)動機的機械振動轉變?yōu)樾盘栯妷核椭罞CU。ECU根據(jù)其內部事先儲存的點火及其他數(shù)據(jù),及時計算修正點火提前角,去調整點火時間,防止爆震的發(fā)生。 爆震傳感器的種類 按檢測方式不同,主要分為:共振型爆震傳感器和非共振型爆震傳感器。 按結構不同,主要分為:壓電式爆震傳感器和磁致伸縮(電感)式爆震傳感器。 壓電式共振型爆震傳感器 壓電式共振型爆震傳感器,是由與爆震幾乎具有相同共振頻率的振子和能夠檢測振動壓力并將其轉換成電信號的壓電元件構成。 壓電式非共振型爆震傳感器 壓電式非共振型壓電式爆震傳感器根據(jù)振動加速度信號來判斷發(fā)動機爆震強度。 當發(fā)動機振動時,安裝在發(fā)動機缸體上的爆震傳感器內部配重因受振動影響而產生加速度,配重首先將機體加速度信號轉換成壓力信號,作用于壓電元件上,壓電元件再將壓力信號轉換成電壓信號。 非共振型壓電式爆震傳感器信號輸出特性曲線較為平緩。即使在爆震發(fā)生的頻率及其附近,輸出電壓也不會很大。因此,必須將反映發(fā)動機振動頻率的輸出電壓信號送至能識別爆震信號的濾波器中,通過濾波處理后便可判別是否有爆震信號產生及其強度。 磁致伸縮(電感)式爆震傳感器 當發(fā)動機的氣缸體出現(xiàn)振動時,電感式爆震傳感器在7kHz左右處與發(fā)動機產生共振,強磁性材料鐵心的導磁率發(fā)生變化,致使永久磁鐵穿過鐵心的磁通密度也變化,從而在鐵心周圍的繞組中產生感應電動勢,并將這一電信號輸入ECU。 當發(fā)動機產生振動時,磁心受振動偏移,致使感應線圈內磁通量發(fā)生變化,由此在感應線圈內產生感生電動勢,其大小與發(fā)動機振動的頻率有關。當傳感器的固有振動頻率與發(fā)動機發(fā)生爆震時的振動頻率一致且產生諧振時,傳感器將輸出最大電壓信號。ECU根據(jù)諧振點輸出的電壓信號,即可判斷出發(fā)動機爆震強度。 本篇文章為傳感器技術平臺原創(chuàng)文章,轉載需聯(lián)系我們授權!未經允許轉載我們將進行投訴!
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