一位车主反映，他的2021款大众迈腾B8L轿车行驶一段距离后发动机故障指示灯就会亮起，发动机动力不足、油耗过高，需要对车辆进行检修。汽车维修技师根据维修手册、使用诊断仪、参考相关资料排除故障，经过对点火系统进行全面的检测，确认为爆震传感器故障，需要进行检修。如果你是汽车维修技师，你该如何对爆震传感器进行检修工作？

一、爆震传感器功用与类型      

1.爆震传感器功用

爆震也叫爆燃，是发动机的一种不正常燃烧现象，这种不正常燃烧使气缸内压力产生冲击，引起发动机机体震动或活塞敲缸，所以称爆震。爆震会使发动机油耗增高、动力下降、排放恶化，所以要防止爆震的产生。爆震传感器作用是把气缸体上的振动转换成电压信号输送给ECU，ECU对信号进行滤波处理，判断有无爆震及爆震强度。

图5-6-1 爆震传感器外观

爆震传感器一般安装在发动机气缸体一侧的中部位置，四缸发动机一般安装1~2个爆震传感器，如图5-6-2所示。

图5-6-2 爆震传感器安装位置

2.爆震传感器类型

爆震传感器按发动机缸体振动频率的检测方式不同，可分为共振型和非共振两种，按爆震传感器结构不同，分为压电式和磁致伸缩式两种，如图5-6-3所示。

     a)磁致伸缩式爆震传感器  b)共振型压电式爆震传感器  c)非共振型压电式爆震传感器

图5-6-3 各种类型的爆震传感器

二、爆震传感器结构与工作原理     

1.磁致伸缩式爆震传感器结构与工作原理

（1）磁致伸缩式爆震传感器结构

磁致伸缩式爆震传感器的外形和结构如图5-6-4所示。它由高镍合金的磁芯、永久磁铁、感应线圈、壳体等构成。

图5-6-4 磁致伸缩式爆震传感器结构

（2）磁致伸缩式爆震传感器工作原理

当机体振动时，磁芯受到机体振动的影响，在传感器内产生轴向振动，使通过感应线圈的磁通发生变化，使感应线圈产生感应电动势，此电动势即是爆震传感器输出电压信号。传感器输出的电压信号的大小与发动机振动的频率有关，当传感器自振频率与设定爆燃强度时发动机的振动频率产生谐振时，传感器的输出电压将达到最大值，ECU根据该传感器的输出电压，就可以对发动机是否爆燃作出判断。

2.共振型压电式爆震传感器结构与工作原理

（1）共振型压电式爆震传感器结构

共振型压电式爆震传感器，是利用产生爆燃时发动机振动频率与传感器本身的固定频率“合拍”时产生共振现象，来检测爆燃是否发生的，其结构如图5-6-5所示。该传感器由压电元件、振荡片、基座等构成。压电元件紧密贴合在振荡片上，振荡片则固定在传感器的基座上。

图5-6-5 压电式共振型爆震传感器结构图

（2）共振型压电式爆震传感器工作原理

发动机工作时，振荡片随机体的振动而振荡，振荡片的振荡使与它紧密贴合的压电元件变形，并产生电压信号，此电压信号即是传感器的输出信号。当发动机爆燃时的振动频率与振荡片的固有频率“合拍”时，振荡片产生共振，此时压电元件将产生最大的电压信号，这种传感器在爆燃发生时的输出电压比无爆燃时的输出电压高得多，因此不需要滤波器，ECU即可判别是否发生爆燃。

3.非共振型压电式爆震传感器结构与工作原理

（1）非共振型压电式爆震传感器结构

非共振型压电式爆震传感器是以接收加速度信号的形式来判断是否产生爆燃，其结构如图5-6-6所示。它由两个同极性相向对接的压电元件和配重构成，结构简单，制造时不需调整。

图5-6-6 非共振型压电式爆震传感器

（2）非共振型压电式爆震传感器工作原理

发动机机体振动时，传感器内部的配重受机体振动的影响而产生加速度，压电元件就会受到配重加速时惯性力的作用，而产生电压信号。在爆燃发生时的频率及该频率附近，这种频率(kHz)传感器输出的信号不会很大，而是具有平的输出特性。因此，为了能够根据该传感器输出的电压识别发动机是否发生爆燃，必须将反映发动机振动频率的输出电压信号送到识别爆燃的滤波器中，以判别是否有爆燃信号产生。当发动机发生爆燃时，传感器信号电压的幅值和频率都会增大，如图5-6-7所示，ECU 则可以通过幅值的异常或频率的异常来判断发动机的爆燃情况，当检测到发生爆燃后，ECU 就会推迟点火提前的角度，直到不发生爆燃为止。

非共振型压电式爆震传感器感测频率范围设计成零至数千赫兹，可检测具有较宽频率带的发动机振动频率。用于不同发动机上时，只需调整滤波器的过滤频率就可使用，而不需更换传感器，这是非共振型压电式爆震传感器最突出的优点。

图5-6-7 爆震传感器的输出信号

三、爆震传感器连接电路

爆震传感器内部的断路/短路检测电阻器集成一体。点火开关置于 ON 时，爆震传感器内的断路/短路检测电阻器和发动机 ECU 内的电阻器使发动机端子爆燃信号 KNK1的电压保持恒定。

平面型爆震传感器电路图如图5-6-8所示。发动机ECU 内的集成电路(IC)持续监视端子KNK1的电压。如果爆震传感器与发动机 ECU 间发生断路/短路，则端子 KNK1 的电压将发生改变，发动机 ECU 检测断路/短路并存储故障码（诊断故障码）。

图5-6-8 爆震传感器的连接电路

一、爆燃的控制过程

1.爆燃控制的必要性

发动机工作过程中，燃料燃烧的火焰，在传播的过程中，会使未燃混合气进一步受到压缩和热辐射的作用。如果在火焰前锋尚未到达之前，末端混合气已经自燃，则这部分混合气燃烧速度极快，火焰速度可达每秒百米甚至数百米以上，使燃烧室内的局部压力、温度很高，并伴随有冲击波。压力冲击波反复撞击缸壁，发出尖锐的敲缸声，这种现象称为爆燃，爆燃是一种不正常燃烧，轻微时，可使发动机功率上升，油耗下降；严重时，气缸内发出特别尖锐的金属敲击声，且会导致冷却液过热，功率下降，耗油率上升，严重的可能导致活寒环断裂。所以，应对爆燃加以控制。

2.爆燃控制过程

在无爆燃控制的点火系统中，通过点火时刻的设定防止爆燃的产生，但会导致发动机的动力性、经济性下降。

在电控点火系统中，爆震传感器将信号输入给 ECU，ECU 经过分析，判定有无发生爆燃及爆燃的强度，并根据其判定结果对点火提前角进行反馈控制，可以使发动机处于爆燃的边缘工作，既能防止发生爆燃，又能有效地提高发动机动力性和经济性。爆燃控制实际是点火提前角控制中的追加功能，控制过程如图5-6-9所示。

图5-6-9 各种校正喷射时间

爆震传感器把气缸体上的振动转换成电压信号输送给ECU，ECU对信号进行滤波处理，并判断有无发生爆燃及爆燃的强度。有爆燃时，则逐渐减小点火提前角(推迟点火)，直到爆燃消失为止。无爆燃时，则逐渐增大点火提前角 (提前点火)，当再次出现爆燃时，ECU 又开始逐渐减小点火提前角，爆燃控制过程就是对点火提前角进行反复调整的过程。

发动机工作时，ECU 根据节气门位置传感器信号判断发动机的负荷大小，从而决定点火系统采用闭环控制还是开环控制。发动机负荷较小时，发生爆燃的倾向几乎为零，所以电控点火系统在此负荷范围内采用开环控制模式。而当发动机的负荷超过一定值时，电控点火系统自动转入闭环控制模式。

一、任务准备

1.课前准备

（1）场地设施：装有废气抽排系统和消防设施的场地。

（2）设备设施：2021款大众迈腾B8L轿车一辆。

（3）工量具：常用工具（一套）、车辆故障诊断仪、万用表等。

（4）耗材：车内三件套、车外三件套等。

（5）学生组织：教师指导、分组实训、过程评价。

2.注意事项

（1）在工作过程中要注意人身安全，认真执行7S管理。

（2）在工作过程中请根据操作步骤，规范操作，防止损坏设备和器材。

（3）严格按照工作要求正确使用仪器设备，出现问题及时报告，服从管理。

二、任务实施

1.故障现象

一辆2021款大众迈腾B8L最近行驶一段距离后发动机故障指示灯就会亮起，发动机动力不足、油耗过高。

2.控制电路分析

如图5-6-10所示，迈腾1.8BL发动机爆震传感器电路图，共有3个端子，其中3号端子为屏蔽线端子，1号端子和2号端子为信号端子。

图5-6-10 爆震传感器电路

3.检修工作流程

（1）故障码读取

用故障诊断仪的“读取故障码”功能，检查爆震传感器的工作情况。选择“读取故障码”功能，读取爆震传感器的故障码，如图5-6-11所示。

图5-6-11 爆震传感器的数据流

（2）波形的检测

用示波器检测爆震传感器，在不起动发动机的情况下，用金属物敲击爆震传感器附近的缸体，示波器上应有一突变波形，敲击越大，幅值也越大，如果波形显示只是一条直线，则说明爆震传感器没有信号输出，应检查线路和爆震传感器，如图5-6-12所示。

图5-6-12 爆震传感器的波形

（3）爆震传感器离车检查

拆下爆震传感器，将万用表调至20V交流电压档，红黑表笔分别连接爆震传感器两接线端子，用橡胶锤敲击爆震传感器壳体，电压有波动，正常，如图5-6-13所示。

图5-6-13 爆震传感器离车检查

（4）屏蔽线检测

关闭点火开关，拔下传感器线束插头，用万用表电阻档检测传感器元件端1与2端子、1与3端子、2与3端子间电阻,应为无穷大，若电阻值为零，表示有短路或搭铁故障，如图5-6-14所示。

图5-6-14 爆震传感器线屏蔽线检测   图5-6-15 爆震传感器线路检测

（5）传感器线路检测

万用表选择200欧姆电阻档，将车辆点火开关置于off档，拔下传感器、发动机控制单元J623线束插头，分别测量J623线束端T60/56、T60/10、T60/56端子与传感器线束端T3bh/3、T3bh/2、T3bh/1对应端子间的电阻，万用表读数应为0.5欧左右，如图5-6-15所示。如果不正常，检查线路是否短路或断路。

1.爆震传感器作用是把气缸体上的振动转换成电压信号输送给ECU，ECU对信号进行滤波处理，判断有无爆震及爆震强度。 

2.爆震传感器一般安装在发动机气缸体一侧的中部位置，四缸发动机一般安装1~2个爆震传感器。

3.爆震传感器按发动机缸体振动频率的检测方式不同，可分为共振型和非共振两种，按爆震传感器结构不同，分为压电式和磁致伸缩式两种。

4.磁致伸缩式爆震传感器工作原理：当机体振动时，磁芯受到机体振动的影响，在传感器内产生轴向振动，使通过感应线圈的磁通发生变化，使感应线圈产生感应电动势，此电动势即是爆震传感器输出电压信号。传感器输出的电压信号的大小与发动机振动的频率有关，当传感器自振频率与设定爆燃强度时发动机的振动频率产生谐振时，传感器的输出电压将达到最大值，ECU根据该传感器的输出电压，就可以对发动机是否爆燃作出判断。

5.共振型压电式爆震传感器工作原理：发动机工作时，振荡片随机体的振动而振荡，振荡片的振荡使与它紧密贴合的压电元件变形，并产生电压信号，此电压信号即是传感器的输出信号。当发动机爆燃时的振动频率与振荡片的固有频率“合拍”时，振荡片产生共振，此时压电元件将产生最大的电压信号，这种传感器在爆燃发生时的输出电压比无爆燃时的输出电压高得多，因此不需要滤波器，ECU即可判别是否发生爆燃。

6.非共振型压电式爆震传感器工作原理：发动机机体振动时，传感器内部的配重受机体振动的影响而产生加速度，压电元件就会受到配重加速时惯性力的作用，而产生电压信号。在爆燃发生时的频率及该频率附近，这种频率(kHz)传感器输出的信号不会很大，而是具有平的输出特性。当发动机发生爆燃时，传感器信号电压的幅值和频率都会增大，ECU 则可以通过幅值的异常或频率的异常来判断发动机的爆燃情况，当检测到发生爆燃后，ECU 就会推迟点火提前的角度，直到不发生爆燃为止。