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发动机爆震控制系统PPT课件

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汽车发动机的爆震分析与控制

汽车发动机的爆震分析与控制
汽车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。如果 点火时间过早或油品质不好 ,火焰在传播途中当 压力异常升高时 ,一些部位的混合气不等火焰传 到 ,就自己着火燃烧 ,造成瞬时爆发燃烧 ,由此引 起的气体冲击波冲击汽缸壁产生金属敲击声 ,这
收稿日期 :2000 - 12 - 10 作者简介 :万曼影 (1952 - ) ,女 ,副教授 ,从事动力与能源工程教学与科研工作 。
2001 年 6 月 噪 声 与 振 动 控 制 第 3 期
并依据爆震强度输入信号 ,由微机控制延迟点 火提前角的大小 。当爆震现象消失时 ,微机恢 复正常的点火提前角的控制 。
当微机进行闭环控制时 ,其实际点火提前 角的控制如图 9 所示 。当任何一缸产生爆震 时 ,微机立即减少一定的点火提前角 。当次缸 依据点火顺序再产生爆震时 ,同样再减少点火 提前角 。以此类推 ,逐渐减少点火提前角 。当 发动机不产生爆震时 ,则在一定时间内 ,维持当 前的点火提前角 。在此期间 ,若有爆震发生 ,也 同样减少点火提前角 ;若无爆震发生 ,则又逐渐 地增大点火提前角 ,一直到产生爆震时 ,又恢复 前述的反馈控制 。
汽车发动机的爆震分析与控制
43
文章编号 :1006 —1355 (2001) 03 —0042 - 05
汽车发动机的爆震分析与控制
万曼影 ,王俊雄 ,邓真全 ,施锡钜
(上海交通大学 动力与能源工程学院 ,上海 200030)
摘要 :本文对发动机爆震现象的产生原因 、检测手段和利用电子控制系统防止爆震的方法进行了剖 析研究 。简述了电控系统的组成 、控制原理和控制软件 。电子控制使汽车发动机的动力性能 、经济性和 排放污染得到了很大的改善 。
3 发动机爆震控制

汽车发动机电子控制系统ppt课件

汽车发动机电子控制系统ppt课件
（一）空气供给系统
1. 组成： 空气滤清器 空气流量传感器（进气温度传感器） 怠速转速控制阀（怠速控制电动机） 进气歧管 动力腔 节气门体
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
一、发动机燃油喷射系统组成
空气供给系统 燃油供给系统 电子控制系统
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
（一）空气供给系统
2. 常用传感器与开关信号
（1）空气流量传感器AFS（Air Flow Sensor）或歧管压力传感器 MAP（Manifold Absolute Pressure Sensor） （2）曲轴位置传感器CPS（Crankshaft Position Sensor） （3）凸轮轴位置传感器CIS（Cylinder Identification Sensor） （4）节气门位置传感器TPS（Throttle Position Sensor） （5）冷却液温度传感器CTS（Coolant Temperature Sensor） （6）进气温度传感器IATS（Intake Air Temperature Sensor） （7）氧传感器或O2传感器（Oxygen Sensor） （8）车速传感器VSS（Vehicle Speed Sensor） （9）空档安全开关信号NSW（Neutral Start Switch） （10）点火开关信号IGN（Ignition switch） （11）空调A/C开关信号（Air Conditioning Switch）

发动机爆震控制系统ppt课件

发动机爆震控制系统ppt课件
• 爆震传感器的分类
❖ 1、磁致伸缩式爆震传感器 ❖ 2、压电式： ❖ 非共振型压电式爆震传感器 ❖ 共振型压电式爆震传感器
.
5
• 爆震传感器的安装位置： 发动机缸体上
.
6
•（1）、磁致伸缩式爆震传感器
.
7
• 信号输出特点
.
8
•（2）．非共振型压电式爆震传感器
.
9
•传感器的信号输出特点
该爆震传感器的突出优点是检测频率范围宽，可设计成由零至数十千赫兹，能
.
22
• 氧传感器分类
❖ 根据所采用的材料和检测原理，氧传感器可以分 为：
（1）氧化锆式氧传感器 （2）氧化钛式氧传感器
.
23
❖ （一）氧化锆式氧传感器
.
24
1、氧传感器的安装位置
.
25
2、氧传感器的安装位置
.
26
3、JETTA氧传感器的外型
.
27
SANTANA氧传感器
.
28
时代超人氧传感器
.
40
• 3、氧传感器的信号输出特点（怠速）
.
41
• 4、经济转速时传感器的信号输出特点
.
42
• 5、传感器的信号特点
❖ 浓的混合气对应高的氧传感器输出电压； ❖ 稀的混合气对应较低的氧传感器输出电压。
.
43
第三节：发动机怠速控制系统
.
44
一、怠速控制系统的功能与组成
1.怠速控制系统的功能：
第二节： 发动机爆震控制系统
.
1
爆震定义： 汽缸内未燃部分混合气的在火焰前峰到来之前 自行燃烧，在汽缸内形成无方向的爆炸燃烧，简称爆燃，又因 为爆燃时会引起强烈的振动，并伴有强烈的金属敲击声，又称 为爆震。

ESC-----爆震控制课件

ESC-----爆震控制课件

electrical toolkit
co-axial (shielded) cable, soldering iron, wire, terminals,
Flashlight (torch)
check pin assignments and connections
Inverter
scope, listening device, computer, telephone
From the IRIC Application
From IRIC application
Knock sensor
Raw signal
Sensor ground
Instrumentation
SPI Integrate and hold
Micro
IRIC
processor
ECM
MDS
DU
PC
Sensor EST or ground CAM
The system is effective at maximum RPM and load. By counting the signal peaks divided by the time elapsed yields a frequency of 6.7 kHz.
Conclusion: This shows that the window and center frequency are set properly.
Filter co-efficient
ΔRPM Timer, offset
PE compensation
MT20 KNOCK DETECTION
KnockThreshold = IntegratorAverage + noise_band

发动机爆震控制系统行业研究

发动机爆震控制系统行业研究
爆震强度的大小以超过基准值的次数来计量，其次数越多，则爆震 强度越大；次数越小，爆震强度越小，
谷风优质
13
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14
爆震控制
当发动机发生爆震时，微机
通过爆震传感器输入信号和
比较电路判断出发动机是否
产生爆震，并根据爆震强度
输入信号，由微机控制点火
提前角的大小。在检测到发
动机爆震时，微机立即把点
火提前角逐渐减小，直至无
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V型 发动 机曲 轴箱 强制 通风 示意 图
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三、单向阀（PVC阀）
1、功用：
为了防止在发动机低 速、小负荷使进气管的真 空度太大而将机油从曲轴 箱内吸出。
2、构造及工作原理
见右图所示
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四、曲轴箱通风演示
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汽油蒸发控制系统的组成与工作原理
如下图，油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部， 空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量 排放小孔及受真空控制的排放控制阀，排放控制阀内部的 真空度由碳罐控制电磁阀控制。
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第四节： 燃油蒸发排放控制系统
❖ 燃油蒸发控制系统的功用： 防止燃油蒸气排入大气而污染环境，同时
还可节约能源。
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曲轴箱通风
一、曲轴箱通风原因
发动机工作时漏到曲轴箱内的汽油，一部分泄漏到曲轴 箱内的汽油蒸汽凝结后，将使润滑油粘度变小；废气的高 温和酸性物质及水蒸汽将侵蚀零件，使润滑油性能变坏。 另外，由于混合气和废气进入曲轴箱，使曲轴箱内的压力 增大，温度升高，易使机油从油封、衬垫等处向外渗漏。 因此，曲轴箱必须设有通风装置，使漏入的气体排出并加 以利用，同时使新鲜气体进入曲轴箱，形成不断地对流。

发动机爆震原理

发动机爆震原理

发动机爆震激励
发生爆燃的原因是终燃混合气提前燃烧，主要表现为火焰传播过程中，末端混合气受压缩和热辐射，出现一个或多个火焰中心，产生自燃，而自燃形成的火焰波与正常燃烧的火焰波撞击而产生极大压力，使得发动机产生不正常的高频振音，即是爆震。

汽油机爆震直接表现为缸内压力曲线的高频振荡，这种高频压力振荡随时间增长而衰减。

图（1）a 为正常燃烧时缸内最大压力曲线，曲线光滑无毛刺。

b 为严重爆燃时缸内最大压力曲线，在最大缸压处出现明显锯齿波，见图（1）。

爆震识别的基本原则是对爆震能量的评估。

一般来说，检测发动机振动频率来检测爆震，爆震产生的压力冲击波频率一般为
5k~10kHz。

汽油机爆震识别、控制闭环系统主要由原始振动信号、带通滤波器、信号处理等部分组成，如图（2）所示。

带通滤波器只允许发动
机频率为 5k~10kHz 的爆震信号输入 ECU 进行处理，同时衰减其他频率的时域信号，信号放大器是对输入 ECU 的电压信号进行放大，形成判定是否发生爆震的基准电压 Ub。

爆震信号经过整形滤波、积分电路，形成的积分信号用于判定爆震强度。

由于爆燃产生局部的压力与温度的突升，缸内混合气燃烧化学反应速率大于气体膨胀速率，在自燃区形成一个压力脉冲，并以极高速度向四周传播，这个压力脉冲在气缸壁面、活塞顶部、气缸盖底面多次反射时产生大于 5kHz 高频振音，并通过缸体、缸盖、曲柄连杆机构向外辐射。

同时，爆燃所产生的动力载荷与活塞运动方向相反，容易引起发动机抖动，严重时甚至引起车身抖动。

爆燃时缸内压力高频波动越剧烈，爆震越明显。

爆震传感器结构及控制 ppt课件

爆震传感器结构及控制 ppt课件

爆震传感器结构及控制
1、爆震传感器电阻的检查 测量接线端子和外壳，应为∞。
2、爆震传感器输出信号的检查 发动机怠速时测量是否有脉冲电压输出；也
可用木槌在靠近爆震传感器附近的缸体上敲击 以产生信号。
3、测量爆震传感器输出信号的波形
他来到了我们学校师通公司ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要我们帮他 解决难题。
爆震传感器结构及控制
我们对汽车读取故障码，显示为52，内容 是爆震传感器故障。
1、什么是爆震传感器？ 2、爆震传感器有什么作用？ 3、爆震传感器安装在什么地方？ 请同学观看“爆震传感器1”视频，看完后回
答上述问题。
爆震传感器结构及控制
爆震传感器就装在发动机缸体中间，以四 缸机为例，就装在2缸和3缸之间，或者1 ， 2缸中间一个，3，4缸中间一个。是用来测 定发动机抖动度的，当发动机产生爆震时 用来调整点火提前角的。
增大点火提前角
发动机停止爆震
请同学们观看“爆震传感器2”视频，学 习爆震控制过程
爆震传感器结构及控制
KNK
KNK E2
爆震传感器结构及控制
爆震传感器结构及控制
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。
爆震传感器结构及控制
爆震传感器结构及控制
小吴2011年购置了一辆丰田RAV4紧凑型SUV， 发动机型号为5AR-FE，2.5L，多点电喷，最 高设计时速为180KM/H。使用93号汽油。价 格为25万。
爆震传感器结构及控制

发动机爆震控制系统ppt课件

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3. 怠速控制的方法
怠速控制也就是对怠速工况 下的进气量进行控制。控制 基本类型有节气门直接式和 旁通空气式。如右图
节气门直接控制式：直接操 纵节气门来调节进气量，简 称节气门直动式
节气门旁通空气式：通过控 制节气门旁通空气道的开度 来调节进气量，简称旁通空 气式
a）节气门直动式 b）旁通空气式
6
•（1）、磁致伸缩式爆震传感器
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7
• 信号输出特点
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8
•（2）．非共振型压电式爆震传感器
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9
•传感器的信号输出特点
该爆震传感器的突出优点是检测频率范围宽，可设计成由零至数十千赫兹，能
检测很宽频带的发动机振动频率。当用于不同的发动机上时，只需将滤波器的
过滤频率调整即可使用，而不需更换传感器。
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27
SANTANA氧传感器
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28
时代超人氧传感器
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29
宝来六线式氧传感器
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30
• 4、传感器的结构特点
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31
• 5、氧传感器的工作原理
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32
• 6、氧传感器的信号输出特点
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33
• 7、传感器的信号输出波形
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1氧化锆式氧传感器2氧化钛式氧传感器251氧传感器的安装位置262氧传感器的安装位置273jetta氧传感器的外型28santana氧传感器29时代超人氧传感器30宝来六线式氧传感器8带加热线圈的传感器氧化锆式氧传感器只有在温度较高超过600才能正常工作369氧传感器与发动机控制电脑之间的连接电路在排气管中氧气浓度发生变化的时候氧传感器的电阻将发生变化氧含量少电阻下降发动机控制模块根据传感器两端的电压降来判定混合气的浓度进而对混合气的浓度进行适当的调整

发动机爆震控制系统PPT共66页

发动机爆震控制系统PPT共66页
发动机爆震控制系统
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马பைடு நூலகம்思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚

005 点火爆震控制

005 点火爆震控制
判别： ➢ 爆震强度越大，积分值Ui越大； ➢ 爆震强度越小，积分值Ui越小； ➢ 当Ui＞UB时，ECU判定为发动机爆震。
四、爆震的控制过程
➢ 当 爆 震 强 度 积 分 值 Ui ＞ UB 时 ， ECU 立 即 推 迟 点 火 0.5° ~1.5°），直到爆震消除。 （例：日产汽车公司0.5°~1°，修正速度为0.7°/s） 爆震强度越大，推迟越多；爆震强度越小，推迟越少。
一、爆震控制系统组成
桑塔纳2000GSi型轿车爆震控制系统组成
二、基准电压的确定
➢ 爆震传感器输出信号进行滤波和半波整流 ➢ 利用平均电路求得信号电压的平均值， ➢ 再乘以常数倍即可形成基准电压UB， ➢ 平均值的倍数由设计制造时试验确定。
三、爆震强度的判别
首先利用基准电压值对 爆震传感器输出信号进 行整形处理，然后对整 形波形进行积分，求得 积分值Ui。
➢ 当Ui ＜UB时，爆震已消除，ECU增大提前角，直到再次产 生爆震。
图6－38 爆震反馈控制 的点火提前角曲线
1－点火提前角极限值； 2－ECU控制； 3－分电器调节
育人格言
行止无愧天地， 褒贬自有春秋！
点火提前角θ由三部分组成：
θ＝θi＋θb＋θc
（1）初始点火提前角θi （2）基本点火提前角θb （3）修正点火提前角θc
（1）初始点火提前角
初始点火提前角θI――又称为固定点火提前角 桑塔纳2000型轿车：θi＝8°（BTDC 8°）
下列情况：实际点火提前角 = 初始点火提前： （1）发动机启动时。启动时，转速变化大，空气 流量不稳定，AFS信号不稳定，θ不能准确控制; （2）发动机转速低于400 r/min时； （3）检查初始点火提前角时。此时有三个条件： ➢ 一是测试插头短路； ➢ 二是怠速触点（IDL）闭合； ➢ 三是车速低于2 km/h。
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控制方法：利用爆震传感器感知发动机有无 爆震现象，并将信号送至ECU，ECU利用此 信号调整点火提前角。
有：推迟点火；无：提前点火，以保证点火 提前角都处于接近发生爆震的最佳角度。
爆震检测：气缸压力检测； 发动机机体振动 检测；燃烧噪声检测
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❖ 1、爆震传感器（EGS）
• 爆震传感器的作用
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• 3、氧传感器的信号输出特点（怠速）
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• 4、经济转速时传感器的信号输出特点
共振型压电式爆震传感器的结构 如图所示，主要由压电元件和振 荡片组成。压电元件紧压在振荡 片上，振荡片又固定在传感器的 基座上。振荡片随发动机的振动 而振荡，波及压电元件，使其变 形而产生电压信号。当发动机爆 震时的振动频率与振荡片的固有 频率相等时振动片将产生共振， 此时，压电元件将产生最大的电 压信号。
检测发动机的燃烧过程中是否发生爆震，并把爆震 信号输送给发动机ECU作为修正点火提前角的重要 参考信号。
• 爆震传感器的分类
❖ 1、磁致伸缩式爆震传感器 ❖ 2、压电式： ❖ 非共振型压电式爆震传感器 ❖ 共振型压电式爆震传感器
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• 爆震传感器的安装位置： 发动机缸体上
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•（1）、磁致伸缩式爆震传感器
2021
22
• 氧传感器分类
❖ 根据所采用的材料和检测原理，氧传感器可以分为：
（1）氧化锆式氧传感器 （2）氧化钛式氧传感器
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23
❖ （一）氧化锆式氧传感器
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1、氧传感器的安装位置
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2、氧传感器的安装位置
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3、JETTA氧传感器的外型
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SANTANA氧传感器
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• 信号输出特点
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•（2）．非共振型压电式爆震传感器
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9
•传感器的信号输出特点
该爆震传感器的突出优点是检测频率范围宽，可设计成由零至数十千赫兹，能
检测很宽频带的发动机振动频率。当用于不同的发动机上时，只需将滤波器的
过滤频率调整即可使用，而不需更换传感器。
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•（3） 共振型压电式爆震传感器
爆震产生。随后，又逐渐地
增大点火提前角，一直到产
生爆震时，又恢复前述的反
馈控制。
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第四章：汽车发动机电子辅助 控制技术
❖ 作用： 提高汽车的动力性、经济性和排放性能
组成： 空燃比反馈控制系统 超速断油控制系统 减速断油控制系统 清除ห้องสมุดไป่ตู้出控制系统 怠速控制系统 燃油蒸气回收系统
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时代超人氧传感器
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宝来六线式氧传感器
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• 4、传感器的结构特点
2021
31
• 5、氧传感器的工作原理
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32
• 6、氧传感器的信号输出特点
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33
• 7、传感器的信号输出波形
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• 8、带加热线圈的传感器 (氧化锆式氧传感器只有在温度较高（超过600）才能 正常工作)
输入 误 差
电子控
信号 放大器
制装置
动力
输出
输出
装置
比较器
反馈信号
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采用闭环控制的燃油喷射系统后，可保证发动 机在理论空燃比附近很窄的范围内运行，使三元催化 转换装置对排气的净化处理达到最佳效果。
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氧传感器的结构原理
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• 氧传感器作用
用来检测排气管中氧气的浓度，并将氧气浓度信号 转变成电子信号输送给发动机ECU，作为判定混合 气浓度并对混合气浓度进行修正的重要参考信号。
第二节： 发动机爆震控制系统
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爆震定义： 汽缸内未燃部分混合气的在火焰前峰到来之前 自行燃烧，在汽缸内形成无方向的爆炸燃烧，简称爆燃，又因 为爆燃时会引起强烈的振动，并伴有强烈的金属敲击声，又称 为爆震。
爆震的危害： 一是爆震破坏发动机的正常燃烧，从而使发动机动力性、
经济性变差，排污加重； 二是爆震燃烧是在局部产生强烈的冲击波，将破坏发动
第一节 发动机空燃比反馈控制系统
闭环控制系统又称为反馈控制系统，其特 点是加入了反馈传感器，输出反馈信号，反 馈给控制器，以随时修正控制信号。
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闭环控制系统在排气管上加装了氧传感器，可根据 排气管中氧含量的变化，测出发动机燃烧室内混合气 的空燃比值，并把它输入计算机中再与设定的目标空 燃比值进行比较，将偏差信号经功率放大器放大后再 驱动电磁喷油器喷油，使空燃比保持在设定的目标值 附近。
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9、氧传感器与发动机控制电脑之间的连接电路 ❖ 氧传感器有：1线，2线，3线，4线
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❖ （二）氧化钛式氧传感器
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• 1、传感器的结构特点
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• 2、传感器的工作原理（电阻型氧传感器）
❖ 在排气管中氧气浓度发生变化的时候，氧传感器的 电阻将发生变化（氧含量少，电阻下降），发动机 控制模块根据传感器两端的电压降来判定混合气的 浓度，进而对混合气的浓度进行适当的调整。
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11
•传感器的信号输出特点
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12
• 4．爆震传感器的输出信号波形
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2、爆震控制 （1）爆震判别：
要控制爆震，首先必须判断爆震是否产生。来自爆震传感器的信号，含 有各种频率的电压信号，先经滤波电路，将爆震信号与其他振动信号分 离，只允许特定范围频率的爆震信号通过滤波电路，再将此信号的最大 值与爆震强度基准值进行比较，如大于爆震强度的基准值，表示产生爆 震(如图所示)，则将爆震信号输入微机，由微机进行处理。
机汽缸壁上的润滑油膜，使发动机工作条件恶化； 三是爆震燃烧容易造成发动机过热．使各部机件热负荷
增加，冷却水温度失去控制，时间长后，将会造成冷却水沸腾 而使发动机无法工作。
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影响因素：点火时刻；点火时刻提前角 预防措施： 减小点火提前角，可防止爆震，发动机转矩降低。
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爆震控制：使点火时刻到爆震边缘只有一个 较小余量，即可控制爆震发生 又可有效得到 发动机的输出功率。
爆震强度的大小以超过基准值的次数来计量，其次数越多，则爆震 强度越大；次数越小，爆震强度越小，
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爆震控制
当发动机发生爆震时，微机
通过爆震传感器输入信号和
比较电路判断出发动机是否
产生爆震，并根据爆震强度
输入信号，由微机控制点火
提前角的大小。在检测到发
动机爆震时，微机立即把点
火提前角逐渐减小，直至无