这是它最主要、最根本的应用场景,几乎涵盖了所有现代汽油发动机。
点火正时优化
工作方式:传感器持续监测发动机振动。当ECU(发动机控制单元)检测到信号中出现了爆震特征频率(通常为5-15kHz),就会判定发生了爆震。
控制动作:ECU立即推迟点火提前角。爆震消失后,ECU再逐步地提前点火,直到再次临近爆震边缘。
应用价值:这使得发动机能始终工作在 “爆震边缘” 的最佳效率点,从而在不损坏发动机的前提下,压榨出最大的动力和燃油经济性。这是实现发动机高效能的关键技术。
空燃比自适应调节
在某些情况下,过稀或过浓的空燃比也可能引发爆震。ECU可以根据爆震传感器的信号,辅助修正喷油量,确保混合气处于最理想的状态。
涡轮增压器增压压力控制
对于涡轮增压发动机,过高的增压压力极易导致爆震。爆震传感器信号可以作为ECU调节废气旁通阀开度的依据,从而限制增压压力,保护发动机。
除了实时控制,其信号还被用于更广泛的监控和诊断。
失火检测
发动机某个气缸失火(不点火)时,会导致该缸不做功,曲轴转速会产生一个微小的波动。通过分析爆震传感器信号的频率和相位成分,ECU可以间接判断是否发生失火,并点亮故障灯。
发动机机械故障诊断
虽然不专门用于此目的,但爆震传感器异常的信号模式有时可以提示一些机械问题,例如:
早燃/超级爆震:在超高增压发动机上,这是一种更严重的异常燃烧,爆震传感器能检测到其极高的振动强度并触发保护策略。
气门正时错误:正时链条/皮带跳齿会导致燃烧异常,可能被爆震传感器捕捉。
严重的机械撞击:如活塞销松动、连杆瓦磨损等,会产生异常振动噪声。
发动机负载判断
在一些简单的控制策略中,发动机的整体振动水平与负载有关。ECU可以粗略地用爆震传感器的信号幅度来辅助判断发动机的负载状态。
基于振动的失火检测
这是爆震传感器一个非常重要的扩展功能。当某个气缸失火时,它不会产生正常的燃烧压力,因此该气缸点火的时刻就不会有对应的振动峰值。通过精确分析爆震传感器信号在曲轴特定角度下的波形,可以准确地识别出是哪个气缸失火。这是满足OBD-II(车载自动诊断系统)法规要求的重要方法之一。
燃烧分析
在实验室或高端应用中,通过对爆震传感器信号进行更精细的频谱分析,可以研究不同工况下的燃烧状态、压力上升率等,用于发动机的研发和标定。
替代其他传感器
在一些低成本发动机设计中,一个爆震传感器有时可以替代曲轴位置传感器的冗余备份功能。当曲轴位置传感器失效时,ECU可以通过分析爆震传感器的信号模式来推断曲轴位置和发动机转速,保证车辆能“跛行”回家
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