汽车发动机的爆震分析与控制
汽车动力系统的噪音与振动控制技术
汽车动力系统的噪音与振动控制技术随着汽车工业的进步和普及，人们对于汽车的噪音和振动控制技术
也提出了更高的要求。本文将就汽车动力系统的噪音与振动控制技术
进行论述，介绍相关的理论和应用。
一、汽车噪音与振动现状分析
汽车噪音主要来自于发动机、排气系统、传动系统以及轮胎与路面
的摩擦等。同时，汽车的振动也会对车身和零部件产生不同程度的影响。噪音与振动不仅影响驾乘者的舒适性和健康，也对周围环境造成
困扰。因此，控制和减少汽车动力系统的噪音与振动成为了一项重要
的研究课题。
二、噪音与振动的产生机理
1. 发动机噪音与振动：发动机的爆震、排气和进气阀门的开闭、曲
轴和活塞的运动等都会产生噪音和振动。
2. 排气系统噪音与振动：排气管道和中段消声器的设计和材料选择，直接影响排气系统的噪音和振动。
3. 传动系统噪音与振动：齿轮传动、联轴器和轴承的摩擦和振动等
都会产生噪音和振动。
4. 轮胎与路面噪音与振动：车轮与路面的接触会产生颠簸和摩擦，
进而产生噪音和振动。
三、汽车动力系统噪音与振动控制技术
为了控制和降低汽车动力系统的噪音和振动，相关的技术和措施被研发和应用：
1. 发动机隔离措施：使用隔离支撑和悬挂装置来减少发动机噪音和振动的传播。
2. 声学隔离与吸声材料：在车内壁面和底板等位置使用隔音和吸声材料，减少噪音传播。
3. 振动补偿技术：通过控制反馈和振动传感器来实时调整车身和零部件的振动。
4. 换向消音器设计：采用特殊的换向消音器结构和材料，有效降低排气系统噪音。
5. 优化传动系统设计：通过改进齿轮设计、减震装置的使用和优化联轴器等，控制传动系统的噪音和振动。
发动机爆震的分析及解决方法
15
汽车维修
2010.8
汽车诊所
AUTOMOBILE MAINTENANCE
图1因爆震损坏的零件
发动机爆震的本质是终燃混合气的自燃。
局部终燃混合气自燃造成局部的温度、压力急剧上升，瞬间在气缸内产生显著的压力不平衡，由此形成冲击性压力波以极高的速度向周围传播，使相邻混合气受到冲击触发，相继自燃。于是终燃混合气迅速燃烧完毕，因而气缸压力急剧上升，产生爆震。
一、发动机爆震产生的原因
1.点火提前角过大过大的点火提前角使活塞还在压缩行程时，大部分混合气已经燃烧，此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃，而造成爆震。
2.发动机积碳严重发动机燃烧室内过度积碳，会使压缩比增大（产生高压），易产生爆震。
3.发动机温度过高发动机过热的环境使得进气温度过高，或是发动机冷却水循环不良，都会造成发动机高温而爆震。
4.空燃比不正确过稀的空燃比，会使燃烧温度提高，燃烧温度提高会造成发动机温度上升，容易产生爆震。
5.燃油辛烷值过低辛烷值是燃油抗爆震的指标，辛烷值越高，抗爆震性越强。压缩比高的发动机，燃烧室的压力较高，若是使用抗爆震性低的燃油，则容易发生爆震。
二、爆震的危害
1.会引起发动机过热正常情况下，在燃烧室壁、活塞顶及气缸壁等壁面上形成一种气体附面层（一种稳定的气体层流边界层），其导热性较差，因此虽然燃烧气体温度可达2000℃~2500℃，而燃烧室及气缸壁等表面的温度只有200℃~300℃。但是当爆震燃烧时，由于强烈的压力波冲击，使气体附面层受到破坏，高温
气体向这些零件的传热量大大增加，造成发动机过热，传给冷却系的热损失增加，润滑油温度升高，运动件的润滑变坏，导致机件加速磨损。
汽车发动机的爆震分析与控制
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 。
参数 ,使发动机工作在最佳状态 。这其中包括 由进气量和氧传感器反映的来控制循环喷油 量 ,由霍尔传感器来控制旁通阀开度 ,也包括对 点火提前角影响极大的爆震信号 。本文主要讨 论发动机爆震现象的产生原因 ,检测手段 ,利用 电子控制系统防止爆震和获取最佳燃油利用率 的方法 。
1 发动机爆震产生原因
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 。
汽车发动机抖动的故障诊断与排除
汽车发动机抖动的故障诊断与排除
摘要：汽车发动机在工作中产生抖动现象是一种很常见的故障，根据发动机
运转状态的类别，又分为怠速抖动、急加速抖动和偶发抖动。本文从点火系控制、燃油供给、空气供给、排气控制等方面进行探究，并对部分案例进行分析，简要
说明汽车发动机运转时出现剧烈抖动的原因与排除故障的方法，希望对同行有所
帮助。
关键词：发动机运转；抖动；诊断排除
论文主体：
前言
随着汽车行业的飞速发展，汽车已经成为我们出行的首选工具，提供给我们
更加便捷、安全的生活环境。发动机作为汽车的核心部分，其工作正常与否直接
决定着汽车的安全和汽车使用寿命。汽车发动机运转抖动故障是发动机比较常见、诊断难度较大的故障之一，因此，对汽车发动机的工作原理进行研究，摸清发动
机的机械特点及使用情况，对汽车发动机运转抖动故障产生的现象进行分析，并
诊断出产生故障的具体原因是十分重要且必要的。
一、汽车发动机运转抖动故障原因分析
汽车发动机运转抖动指的是发动机在工作情况下产生的异常振动现象，造成
汽车发动机运转抖动的原因非常多，分为燃油供给系统、点火控制系统、空气供
给系统、排放控制等，如表1所示：
动机运转抖动的原因
表1
（一）燃油供给系统
燃油供给系统导致的抖动主要分为油压不稳、喷油器故障、油压调节器损
坏几方面，当油压不稳时，会产生汽车发动机动力不足、怠速不稳甚至熄火等
现象，主要产生的原因是燃油管道发动泄露、汽滤太脏等；喷油器发生故障时，
会产生发动机难启动、怠速不稳、动力不足等现象，主要产生的原因是喷油器
部分组件被堵塞或者存在泄露点；油压调节器损坏时，会产生运转抖动、加速无力、排气管出现黑烟等现象，主要产生的原因是燃油直接进入进气管，致使混
汽油发动机产生爆震的原因、危害与预防
汽油发动机产生爆震的原因 危害与预防 、 ？
文 ／杨秀 强
汽 油 发 动 机 爆 震 燃 烧 是 部 分 混 合 气 自行 点 火 燃 烧 的 现 象 ， 其 结 果 是 从 火 花 塞 端 部 正 常 传 播 的 火 焰 前 锋 面 与 燃 烧 室 内 其 他 地 方 产 生 的 火 焰 前 锋 面 发 生 碰 撞 ， 火 焰 前
函 的 能 力 ， 可 采 用 任 务 教 学 法 等 。 此 外 ， 教 师 还 可 以 采
特 别 是 练 习 英 语 口语 的 语 言 环 境 。 一 个 有 效 的 措 施 ，是 取 分 层 教 学 方 法 ， 将 英 语 水 平 相 当 的 学 生 编 成 一 个 班 ， 在 学 校 开 展 形 式 多 样 的 课 外 活 动 。 例 如 ，让 学 生 自 己创 办 英 语 广 播 台 ， 主 持 节 目， 播 放 他 们 喜 欢 的 英 语 节 目。 这 样 ， 可 以 为 学 生 提 供 自主 学 习 的 空 间 ，激 发 他 们 学 习 分 别 对 待 ，尽 量 让 不 同水 平 的 学 生 都 能 在 各 自原 有 水 平 上 有 所 提 高 。 在 教 材 建 设 上 ， 应 当 本 着 基 础 与 职 业 并 重 的 原 则 ， 所 用 教 材 应 既 能 突 出 训 练 学 生 应 用 英 语 的基 本
理解 、 重 视 与预 防 呢 ？
详解汽车发动机爆震的故障解析
详解汽车发动机爆震的故障解析随着汽车深入人们的日常生活，越来越多的用车问题也暴露出来。发动机爆震就是一个最近比较常见的问题，很多对此不太了解的朋友听了这个词，感到很困惑。甚至因此而放弃了某些自己喜爱的车型，如一位朋友很喜欢福克斯，却问我它是否如网上盛传的那样轻易发生爆震。
其实发动机爆震并不复杂，只要明确了爆震的原因就能够对症下药解决问题，下面就同汽车探索一同来寻找这一“罪魁祸首”。
只要发动机不发生爆震，提高油料的辛烷值并不会让发动机更有力或更省油
何谓爆震
汽油发动机，当混合气(空气与燃油充分的混合)在进气行程进入燃烧室后，活塞在压缩行程时便将其压缩，火花塞将高压混合气点燃后，其燃烧所产生的压力则转换成发动机运转的动力。发动机燃烧虽可以用三言两语简单的形容，但光是内燃机的燃烧研究，不知已造就了多少博、硕士论文，甚至许多学者、工程师穷其一生都在研究燃烧的学问，所以要真正了解发动机，是要花很多工夫的。
正是因为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。
爆震的原因
在说到爆震原因前，我们先要了解两件事。
第一，混合气在燃烧室内燃烧，其火焰是由点火点以“波”的方式向四面扩散，所以从点火到油气完全燃烧需要一段短暂的时间。
第二，第二，油气虽然需要靠火花塞点燃，但是过于高温、高压的环境也会使油气自燃。
一般的爆震是因为燃烧室内油气点火后，火焰尚未完全扩散，远程未燃的油气即因为高温或高压而自燃，其火焰与正规燃烧的火焰撞击而产生极大压力，使得发动机产生不正常的敲击。
典型汽车发动机爆震传感器的故障分析与检测方法研究
典型汽车发动机爆震传感器的故障分析与检测方法研究
汽车中普遍装有爆震传感器，也是传感器中的易损件。文章介绍了几种典型电控汽车发动机爆震传感器的结构和工作原理，对爆震传感器常见的故障现象和检测方法做出分析。为爆震传感器的故障诊断与检测提供了理论依据和实践指导。
标签：爆震传感器；压电；故障；检测；示波器
1 爆震与爆震传感器
发动机发出的最大转矩的点火时刻（MBT）是在开始发生爆震点火时刻（爆震界限）附近。要使点火系统达到这样的要求，除了必须采用电子控制的点火系统外，对点火提前角还必须采用爆震反馈控制。这种控制是用一个爆震传感器检测发动机有无爆震现象，并将信号送至发动机ECU，ECU根据检测传感器的输入信号，来调整点火提前角。如有爆震现象，需推迟点火；如无爆震现象，则提前点火。这样能够保证在任何工况下的点火提前角都处于接近爆震界限的最佳角度。
2 爆震传感器的分类与工作原理
爆震传感器有磁致伸缩型、半导体压电型和火花塞金属垫型（应用较少）等几种类型，其中压电型又有共振型和非共振之分。
磁致伸缩型爆震传感器是应用最早的爆震传感器，应用于通用、日产等少部分汽车上。主要由高镍合金组成的磁芯、永久磁铁、感应线圈、壳体等组成。当发动机产生爆震时，机体会发生振动，磁芯就会受到机体振动的影响，在传感器内产生轴向位移，使感应线圈中的磁力线发生变化，根据法拉第电磁感应定律，感应线圈将产生感应电动势，即为爆震传感器的输出电压信号。输出电压信号的大小与发动机振动的频率有关，而在传感器的固有频率与发动机的振动频率产生谐振时，传感器输出的电压最大。
汽油机爆震燃烧的危害及控制措施
汽油机爆震燃烧的危害及控制措施
1. 爆震燃烧的定义和原因
1.1 爆震燃烧的定义
爆震燃烧指汽油机燃烧过程中，燃烧混合物在高压环境下的自燃现象，燃烧速度过快导致气缸内产生剧烈的压力波动与振动。
1.2 爆震燃烧的原因
1.高压力和高温环境使燃烧混合物自发燃烧；
2.点火提前或过度点火导致燃烧速度过快；
3.燃烧室中的残留气体或余热点火，引发剧烈爆震。
2. 爆震燃烧的危害
2.1 对汽车发动机的危害
1.气缸压力突然升高，造成气缸及相应零部件的损坏；
2.缸内温度骤升，易引发喷油装置损坏；
3.发动机噪声加大，影响行驶平稳性；
4.燃油经高压扩散，燃烧不完全，产生有害气体。
2.2 对驾驶安全的危害
1.突然的动力损失可能导致车辆行驶不稳定；
2.爆震燃烧会造成失火或点火提前，影响制动效果；
3.爆震燃烧会影响发动机的响应速度，降低驾驶的操控性。
2.3 对环境的危害
1.爆震产生的有害气体会对环境造成污染；
2.燃烧不完全会导致油耗增加，浪费能源。
3. 控制爆震燃烧的措施
3.1 点火系统调整
1.合适的点火提前角度是控制爆震的关键；
2.通过良好的调整点火时间，使燃烧速度与气缸压力保持平衡；
3.使用高品质火花塞，提供稳定的火花能量。
3.2 燃烧室设计改进
1.改变燃烧室结构以减少爆震的发生；
2.增加进气阀门数目以提高进气效果；
3.优化缸内空气流动，增加混合气均匀性。
3.3 使用高品质燃油
1.选择较高辛烷值的汽油，可提高抗爆震能力；
2.定期更换高品质油品，保持燃油清洁。
3.4 采用技术手段防范
1.使用智能点火系统，通过监测传感器实时调整点火提前角度；
发动机爆震的原因分析
梁书 山 （ 牡丹江 有限公司） 热电
摘要 ： 随着 汽 车 深 入 人们 的 日常 生 活 ， 来 越 多的 用 车 问 题 也 暴 露 出来 。 高 ， 爆 震性 越 强 。 缩 比高 的发 动 机 ， 烧 室 的压 力 较 高 ， 是使 用 越 抗 压 燃 若
为燃烧室内油气点火后 ， 火焰尚未完全扩散， 远程未燃 的油气 即因为 器 时 会 把 爆 震 的 震 动模 式 写入 Ｅ Ｕ 中 ， 旦爆 震感 知 器 侦 测 出 该 震 Ｃ 一 高 温 或 高压 而 自燃 ， 火 焰 与 正 规 燃烧 的 火焰 撞 击 而 产 生 极 大压 力 ， 动模式 ， Ｃ 其 Ｅ Ｕ则判定发动机爆震 ， 随即延后点火提前角。目前较 先进 使 得 发动 机 产 生 不 正 常 的敲 击。 造 成 爆 震 最 主 要 有 以 下几 点原 因 ： 的爆 震 感 知 器 甚 至 能 判定 是 哪 一 个 汽 缸 爆 震 ，而 针 对 该 汽 缸 个 别延 ２１点火角过于提前 为了使 活塞在压缩上止 点结束后 ， 。 一进入 后 点 火 提 前 角 。 动力冲程能立 即获得动 力，通常都会在活塞达到上止点前提前点火 ３２ 用 ９ 、 ７还 是 ９ － ３９ ８号 油 ７说 到爆 震 ，大 家 最 关 心 的还 是 加 （ 为从 点 火 到 完 全 燃 烧 需 要 一 段 时 间） 而 过 于 提 早 的 点 火 会 使 得 什 么 汽 油 的 问 题 。 其 实 ９ 、 ７或 ９ 因 。 ３９ ８是汽 油 的抗 爆 震性 ，也 就 是 其 活塞 还 在 压 缩 行 程 时 ， 部 分 油 气 已经燃 烧 ， 时 未燃 烧 的油 气 会 承 “ 大 此 辛烷值 ” 。什么是“ 辛烷值” ７ 呢 在研究燃料与爆震的关系时， 究人 研 受极 大 的压 力 自燃 ， 造成 爆 震 。 而 员 发 现 “ 辛 烷 ” 能 反抗 爆 震 ， “ 庚烷 ” 当轻 易 爆 震 ， 以就 将 异 最 而 正 相 所 ２２ 发动 机过 度 积碳 发 动机 于 燃烧 室 内过度 积 碳 ， 了会 使压 缩 异 辛烷 的抗 爆 震 度订 为 １ ０ 而 正 庚 烷 订 为 ０ 所 谓 辛 烷 值 ９ ． 除 Ｏ， 。 ７的汽 比增 大（ 生 高压）也 会在 积碳 表 面产 生高 温 热点 ， 发动 机爆 震。 产 ， 使 油 ， 是 它 的抗 爆 震度 与 ９ ％ 异辛 烷 和 ３ 正 庚烷 混 合 物 的 抗 爆 震 就 ７ ％ ２３ 发动 机 温 度 过 高 发 动 机 在 太 热 的环 境 使 得 进 气 温 度 过 高 ， 度 相 同 。 所 以这 纯 粹是 抗 爆 震性 的 问题 ， 不 是 加 了辛烷 值 越 高 的 ． 并 或是 发 动 机冷 却 水 循 环 不 良 ， 会 造 成 发 动 机 高 温 而爆 震 。 都 汽油 ， 动 机 就 越 有 力 。 当然 ， 是 加 了辛 烷 值 太 低 的 汽油 而导 致 爆 发 若 ２４ 空燃 比不 正 确 过 于 稀 的 燃 料 空 气 混 合 比 ， 使得 燃烧 温度 震 ， 是 爆 震 发 生 时 发动 机 退 点 火 角 ， 子 的 确 会 比 较没 力。 换 句 话 ． 会 或 车 提 升 ， 燃 烧 温 度 提 高 会造 成 发 动 机 温 度 提 升 ， 而 当然 轻 易爆 震 。 说， 只要发动机 不发 生爆震 ， 提高油料 的辛烷值并不会让发动机更有 ２５燃油 辛烷值 过低 辛烷值 是燃油抗爆 震 的指标 ，辛烷值越 力 或更 省 油 ， 会让 你 的钱 包 更 缩 水 。 ． 只 （ 接 第 ２ ５页 ） 上 ９ 机技 术 服务 人 员 队伍 ， 以达 到 ３ 智能 手 机服 务 质 量提 升 的 目的。 可 Ｇ 必 须 由联 想 公 司 ，即服 务 支 持 从 员 申报 和 变 更 由联 想 专 区服 务 首代 ３２ 服 务 支 持专 员管 理 办 法 － 申请 ， 想 公 司 总 部 负 责 审 批 。 联 ３２１ 明确 服 务 支 持 专 员 设 立 原 则 ：① 省 会 城 市 设 立 一 名 服 务 ＿． ３２５ 制定服 务支持专 员所 在渠道 结费补偿规定 由联 想公 司 ．． 支持专员 ； ②专 区所在城市设一名服务支持专员 ； ⑧根据专 区渠道地 负责严格按 照考核 方案核算服务支持专员的工薪 ，联想公司以委托 域 分布 特 点 、 道 数 量 、 道 性 质 、 区特 殊 情 况 增 设 服务 支持 专 员 。 劳 务 费 的形 式将 工 薪 发 放 到 服 务 支 持 专 员所 在 渠 道 ，由 渠道 将 该 工 渠 渠 专 薪 发放 给服 务 支 持 专 员 。 即确 保 全 国 各 专 区至 少有 一 名 服 务 支 持 专 员 。
汽车发动机爆震传感器（KS）检测
汽车发动机爆震传感器（KS）检测
爆震传感器
爆震传感器（KS）安装在发动机缸体上的敏感部位（一般在2、3缸之间），用于感应发动机产生的爆震。
爆震传感器（KS）利用的是压电晶体的特性，当发动机存在明显的震动时，压电元件受压并在两个极面上产生微弱的交流电压。ECM 根据此交流电压信号的频率和振幅，判断发动机的爆震程度，并调整点火正时。当爆震出现时，ECM将点火提前角延迟；当爆震消失后，ECM将点火提前角提前。
由于发动机爆震引起的振动信号的频率比发动机正常的振动信号频率高得多，所以ECM对爆震传感器的信号进行处理后可以区分出爆震和非爆震信号。
下图为发动机出现爆震时的爆震传感器信号波形，其中右侧区域的信号对应的爆震最为严重。
爆震信号
由于爆震传感器信号相对较弱，因而引线应采用屏蔽线。如果屏蔽线接地不良，则爆震传感器信号会失灵，ECM无法进行点火提前角修正。
注意：爆震传感器的安装标准扭矩是22N.m，安装时需按标准拧紧。如果拧紧扭矩过小，发动机出现爆震则无法检测到；如果拧紧力矩过大，则检测太灵敏，发动机推迟点火提前角，使发动机动力不足，严重时还可能点亮故障灯，设置故障码。
爆震传感器故障现象及诊断：
当爆震传感器信号出现异常时，可能会出现爆震、加速不良等故障。
例如，某台车辆的爆震传感器因为内部故障导致检测不到爆震信号，ECM认为发动机不存在爆震而提高点火提前角，最终引起爆震故障。
另外，当ECM检测到爆震传感器信号存在异常，在调整无果后，会启动失效保护模式而推迟点火提前角，这样则会导致发动机动力不足，加速不良。同时，ECM设置爆震系统故障码
汽油发动机爆震分析与控制
２ ８・ ２
第７ 期
王
强： 汽油发动机爆震分析与控制
总第 ２９ ０ 期
爆震 。这时不宜采用控制爆震 的方法来调整点火 提前角 ， 可 采用开环控制方案控制点火提前角 。即 ， 此时微机不再检测 分析爆震传感器输入信号 ， 只按 Ｒ Ｍ 中存储 的信息 及有关 Ｏ 传感器控制点火提前的大小。显然 ， 断在某 一时刻究竟 要判
摘 要 ： 发动机爆震 现象的产生原 因、 对 检测 手段 、 系统 防止 爆震 的方 法进行 了分析 。简述 了电控系 统的控
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。
关键词 ： 爆震 ； 电子控制系统 ； 点火提前角 中图分类号 ：４ ７ Ｕ６ 文献标识码 ： ｃ 文章 编号：０ ８— ３ ３ ２ １ ） ７－ ２ ８－ ２ １０ ３ ８ （ ０ １ ０ ０ ２ ０ 管 冒黑烟 ， 污染环境有害于 民。 （） ４ 爆震 时会使发 动机动力 下降 ， 增加油 耗。在发动机 产 生爆震 时 ， 局部 区域 的压力 和温度 很高 ， 带冲击性 的压力 波使一部分 能量 消耗 在零 件 的变 形和压 力波本身 的反复振 荡上 。燃烧产物 的热分解 还要消耗一部分热量 ， 这些能量也 不 能回放利 用。同时 ， 由于传给 冷却系 统 的热量增 多， 做功 的热量进一 步减少 。因此 ， 爆震 时动力下 降、 油耗上升。
汽车发动机噪声与振动故障的诊断与检测(四)
53
2024/02·汽车维修与保养
(接2023年第12期)(3)诊断方法
按下列方法诊断，其流程图如图25所示。
诊断中要注意与气门响的区别，不要把点火敲击响误诊为气门响。气门响可以发生在任何转速下(包括怠速)，而点火敲击响发生在汽车加速行驶、爬坡和超车等工况下。
发动机产生点火敲击响后，首先要确认车辆所使用的燃油标号是否正确，如燃油标号过低，更换高标号燃油。当前的自动挡车辆，车载控制单元往往具备驾驶人驾驶习惯学习记忆功能，如车主不属于激烈驾驶习惯人群，发动机电脑将记忆其换挡时刻、驾驶模式选择等资料，此时，一旦车辆交予其他人员驾驶时，往往会由于发动机电脑记忆的挡位、加速踏板等信息的不对称，导致车辆行驶中出现过早升挡，过迟降挡情况发生，驾驶时出现发动机爆震的情况。此时，只要将控制单元重新进行初始化操作，即可消除以上问题的发生。如重新初始化后，仍旧存在点火敲击响，则可采用故障诊断仪的执行元件测试功能，选择推迟点火时刻，对车辆进行路试，如点火敲击响仍旧发生，则需要对故障进行进一步检测诊断分析。
发动机异响的仪器诊断法，较常见的是示波器诊断法。利用示波器，能观测到异响发生时的相关波形，对其波形进行检测分析，可实现快速诊断。
1.示波器诊断异响的基本原理
诊断发动机异响所用的仪器，较常见的是异响示波器。利用异响示波器，可观测到异响的波形特征、幅度和产生的缸位等。通过分析、判断异响波形，实现对异响快速诊断。
发动机运动件配合间隙过大或配合面有损伤时，在运转中要引起机械振动而形成声源。当把发动机汽缸体、汽缸盖、油底壳等机件的外表面作为声源的测试部位时，这些测试部位实质上是由主声源激发出来的二次声源。二次声源的振动规律(频率、振幅、相位、持续时间等)既和主声源的振动规律有关，也和测试部位的固有振动频率有关。以解放CA10B型发动机为例，曲轴主轴承的振动频率较低，它在面积较大因而固有振动频率也较低的油底壳或曲轴箱侧壁上，能激发出约400Hz的低频振动；连杆轴承响，则在曲轴箱侧壁上激发出约800Hz的振动；活塞销响，在正对发响缸活塞顶的汽缸盖上激发出约1 200Hz的振动；活塞敲缸响，则在正对发响缸缸体左侧(面对发动机)上部产生约为1 200Hz的振动；配气机构的气门落座响，在正对活塞顶的缸盖上激发出约2 800Hz的振动。总之，发动机各种异响的特征频率(振幅最大的频率)是有差异的。
关于发动机早燃爆震的研究报告
关于发动机早燃爆震的研究报告
田红珍能动D31
2016年05月07日摘要
为更加深入理解发动机非正常工作状态的表现、危害以及成因机理和规避措施，以本报告主要针对以两个问题进行了研究探讨：
1、早燃爆震一般发生在哪些情况下？表现为什么，对发动机的危害有哪些？
2、早燃爆震的机理是什么？
关键词：早燃爆燃爆震超级爆震
一、早燃爆震发生情况、表现及其危害
1、现象及其本质
①早燃：早燃与发动机的配气相位有关。不同工况下发动机有不同的对应点火提前角，当实际燃气早于这个设定的点火提前角而提前燃烧，就是早燃。
②爆燃：爆燃，燃料的一种燃烧形式，是燃料与助燃剂混合后以亚音速的爆炸式燃烧。在发动机里，通常指燃油与空气混合后，在高温高压的环境下以极大速率自行燃烧。燃气燃烧过程中，主燃烧中心的燃气对周围产生压力，离燃烧中心较远的地方的混合气在压力的作用下提前燃烧，产生爆燃。特点是温度和压力升高速度极快，有一定破坏力。
③爆震：狭义上的爆震，定义等同于爆燃。爆震，发动机一种不正常的工作状态，泛指发动机气缸由于非正常点火造成的突发的非长时间持续的震动，用户可明显的感觉到发动机声响异常和震动，并且削弱发动机输出功率，升高温度，增加油耗，对发动机造成一定程度的损害。爆震的特点是不需火花塞介入，混合气仍可被点燃或自行燃烧，表现形式大体分为两种：表面点火和爆燃。然而值得一提的是点火过早现象，虽然还算不上爆震，但很多时候，点火过早会作为原因，造成表面点火和爆燃。
通常，这种异常燃烧现象极具破坏力，能在爆震循环内将内燃机相关零部件破坏失效，使得内燃机无法继续运转下去。对于这种爆震，通过提高燃油辛烷值，推迟点火等措施暂时得以规避。
发动机爆震现象详解简版
发动机爆震现象详解
发动机爆震现象详解
在汽车使用中，有时我们会听到发动机发出一种异常声音，宛如炸雷一般，这就是发动机爆震的现象。发动机爆震是指在汽车工作过程中，气缸内燃烧状况发生了异常，导致燃烧产生的压力波在气缸内发生超过正常燃烧时的声响。爆震的发生不仅会对汽车的性能产生负面影响，还会导致发动机损坏。因此，了解发动机爆震现象及其原因对我们更好地维护汽车至关重要。
1. 爆震现象的表现
当发动机发生爆震时，会出现以下几种现象：
- 发动机工作不稳定：爆震会使发动机运转不稳定，轰鸣声明显增大。
- 喷油器工作异常：爆震会使喷油器前端压力升高，导致喷雾质量下降，进而影响燃烧效果。
- 行车抖动：爆震时，发动机运转不均匀，会导致车辆抖动严重，行驶不稳定。
- 动力下降：爆震会使汽车的输出动力减弱，加速度下降，行驶速度变慢。
2. 爆震的原因
发动机爆震通常是由以下几个原因引起的：
- 1. 空燃比过低：当空气燃料混合物的空燃比过低，燃烧速度过慢，容易发生不正常的燃烧，从而引发爆震。
- 2. 碳沉积：发动机内部的积碳会导致气缸内的空气流动不畅，影响燃烧效果，使发动机更容易发生爆震。
- 3. 点火提前：点火系统的故障或调整不当，会导致点火时间过早，使压缩气体的燃烧速度加快，产生爆震。
- 4. 高温高压：长时间高速行驶或在高温环境下工作，使发动机内部温度升高，气缸压力升高，容易引发爆震。
- 5. 低品质燃油：使用劣质燃油会增加爆震的风险，因为劣质燃油的燃烧性能较差。
3. 预防和解决爆震的方法
为了预防和解决发动机爆震问题，我们可以采取以下几种方法：- 1. 使用高品质燃油：选择优质的燃油可以减少爆震的风险，因为高品质燃油的燃烧性能更好。
发动机爆震的分析及解决方法
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汽车维修
2010.8
汽车诊所
AUTOMOBILE MAINTENANCE
图1因爆震损坏的零件
发动机爆震的本质是终燃混合气的自燃。
局部终燃混合气自燃造成局部的温度、压力急剧上升，瞬间在气缸内产生显著的压力不平衡，由此形成冲击性压力波以极高的速度向周围传播，使相邻混合气受到冲击触发，相继自燃。于是终燃混合气迅速燃烧完毕，因而气缸压力急剧上升，产生爆震。
一、发动机爆震产生的原因
1.点火提前角过大过大的点火提前角使活塞还在压缩行程时，大部分混合气已经燃烧，此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃，而造成爆震。
2.发动机积碳严重发动机燃烧室内过度积碳，会使压缩比增大（产生高压），易产生爆震。
3.发动机温度过高发动机过热的环境使得进气温度过高，或是发动机冷却水循环不良，都会造成发动机高温而爆震。
4.空燃比不正确过稀的空燃比，会使燃烧温度提高，燃烧温度提高会造成发动机温度上升，容易产生爆震。
5.燃油辛烷值过低辛烷值是燃油抗爆震的指标，辛烷值越高，抗爆震性越强。压缩比高的发动机，燃烧室的压力较高，若是使用抗爆震性低的燃油，则容易发生爆震。
二、爆震的危害
1.会引起发动机过热正常情况下，在燃烧室壁、活塞顶及气缸壁等壁面上形成一种气体附面层（一种稳定的气体层流边界层），其导热性较差，因此虽然燃烧气体温度可达2000℃~2500℃，而燃烧室及气缸壁等表面的温度只有200℃~300℃。但是当爆震燃烧时，由于强烈的压力波冲击，使气体附面层受到破坏，高温
气体向这些零件的传热量大大增加，造成发动机过热，传给冷却系的热损失增加，润滑油温度升高，运动件的润滑变坏，导致机件加速磨损。
发动机爆震控制系统行业研究
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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
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• 5、氧传感器的工作原理
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• 6、氧传感器的信号输出特点
谷风优质
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• 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
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
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 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
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前角， 使点火时刻保持在爆震边界曲线的附近， 提 高发动机的功率， 降低燃料的消耗 （见图 $） 。
在图 " 中， 来自爆震传感器的信号， 含有各 种频率的电压信号， 首先须经滤波电路， 将爆震 信号与其他振动信号分离， 只允许特定范围频 率的爆震信号通过滤波电路， 再将此信号的最 大值与爆震强度基准值进行比较， 如大于基准 值， 则将爆震信号电压输入微机， 表示发生爆 震， 由微机进行处理。
） ， 女， 副教授， 从事动力与能源工程教学与科研工作。
’))! 年 * 月
噪
声
与
振
动
控
制
第(期
种现象称为爆震。爆震引起的主要危害有： 一是 噪音， 二是振动。振动很可能使发动机损坏， 特 别在大负荷条件下， 这种可能性更大。 爆震与点火时刻存在着密切关系。点火提 前角越大， 燃烧的最大压力也越大， 就越容易产 生爆震 （图 ! 中 " 点） 。爆震还与燃烧抗爆性、 喷油量、 汽缸温度、 转速、 负荷等多种因素相关。
目前汽油喷射发动机多采用电控多点喷射 系统。每个汽缸配备一个电控喷油器， 喷油量
图! 点火提前角的控制
!
发动机的多参数综合控制
除了爆震， 电子控制系统还必须监控其它
与来自 %"$ 的控制脉冲的宽度成正比。点火 线圈初级线圈的接通和断开受到 %"$ 的控制， 接通时间越长， 点火能量越大， 断开时刻对应点 火时刻。点火线圈的高压电脉冲通过分电器分 配到四个气缸的火花塞。 %"$ 通过专用电缆与各传感器和执行器 相连。为防止线缆断裂、 传感器失灵、 检测电路 发生故障等意外情况， 系统内装有一个安全电 路， 以保护发动机。一旦出现这些情况， 安全电 路将点火时刻延迟， 并且接通仪表警告灯， 警告 驾驶员爆震控制系统发生了故障。 控制软件必须考虑各种可能性， 其特点是 程序量大。它由一个主控程序、 各功能子程序 和一些中断服务程序组成。对于每个工况， 都 包括喷油量计算和点火时刻计算， 它们是定时 进行的， 即每 ’ 0 ’&1 计算一次。而控制作用是 在规定的曲轴位置实现的。 喷油量、 点火提前角的控制都是在开环控 制的基础上增加闭环控制。所谓开环控制是根 据各传感器的输入值， 通过查表， 计算得到各控
收稿日期： !""" # $! # $" 万方数据 作者简介： 万曼影 （$%&! #
5源自文库
发动机爆震产生原因
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
减少点火 无爆震 爆震产生 ! 提前角 ! 产生 " 图( 增大点火 ! 提前角
爆震强度以超过基准值的次数计量， 其次 数越多， 则爆震强度越大； 次数越少， 爆震强度 越小 （如图 # 所示） 。
!
发动机爆震控制
传统发动机爆震控制， 为了使其在最恶劣
的条件下， 也不致产生爆震， 其点火时刻均设定 在爆震边缘的范围以内， 使其离开爆震界限并 存在较大的余量。这样势必会降低发动机效 率， 使发动机输出功率下降， 燃料消耗增加。 万方数据
爆震并非仅仅有害。试验证明， 发动机发 出最大扭矩的点火时刻是在开始产生爆震点火 时刻的附近， 发生轻微爆震时燃油利用率最佳。 曲线 # 为无燃烧时压力曲线， 曲线 " 为爆震出 现时压力曲线， 曲线 $ 为理想压力曲线， 曲线 % 远离无爆震， 但效率不高。
!
发动机爆震检测
汽车发动机震动噪声主要来自受到气体作 用力及往复惯性力和离心力， 处于变速运动中 尽管采取了动平衡， 曲 的活塞&曲柄&连杆机构， 轴扭矩减震器， 润滑等许多措施， 仍有可观的噪 声。在频谱图中， 有一个与气体作用力相关的 主峰， 与往复惯性力和离心力相关的小峰以及 其它一些谐波成分。爆震也是一种气体作用 力， 异常之处是其窄时段与强冲击， 震动即高振 幅宽频带噪声， 仅发生于点火时刻前后。在频 谱图中， 主峰位置几乎不变， 但峰值更高， 谐波 成分更多。 （图 ’） 根据其异常特征， 可以设计 万方数据 传感器和信号滤波器， 将爆震信号从其它震动
信号与工况， 根据当前状态选择合适的控制策 略， 以达到任何情况下的最优控制。这就需要 用进气压力传感器测量进气空气流量以确定喷 油量； 用温度传感器测量进气温度和冷却水温 度。冷却水温度反映的是汽缸温度， 对发动机 燃烧过程有较大的影响， 通常， 应据此对喷油量 和点火时刻进行修正。霍尔转速传感器同时也 是曲轴位置传感器， 它安装在分电器内。分电 轴每转一转， 它发出四个脉冲， 其中一个脉冲的 占空比与其它三个有明显的不同， 用于标识第 一缸上止点的位置。每一脉冲的下降沿作为每 一缸测量和控制的时间基准。 "#$ 根据各下 降沿之间的时间差， 推算出发动机的转速。节 气门位置传感器位置及其变化速率信号用于确 定发动机的工况， 例如： 提气门突然打开表示突
引
言
汽车电子控制系统使整车的动力性能、 燃
参数， 使发动机工作在最佳状态。这其中包括 由进气量和氧传感器反映的来控制循环喷油 量， 由霍尔传感器来控制旁通阀开度， 也包括对 点火提前角影响极大的爆震信号。本文主要讨 论发动机爆震现象的产生原因， 检测手段， 利用 电子控制系统防止爆震和获取最佳燃油利用率 的方法。
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汽车发动机的爆震分析与控制
文章编号： （!""$） $""’—$(&& "(—"")! # "&
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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 !"""("）
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。 关键词： 汽油喷射； 爆震； 电子控制系统； 车用发动机； 怠速； 点火提前角 中图分类号： *+ &(( , - ! 文献标识码： .
图( 爆震传感器的特性
发动机的振动频繁而剧烈， 为了只检测爆 震信号， 防止发生错误的爆震判别， 因而只限于 辨别发动机点火后爆震发生时的振动。在这个 范围内， 爆震传感器的信号才被输入比较电路
汽车发动机的爆震分析与控制 （见图 !） 。
!"
图#
爆震强度的判断
现代发动机爆震控制系统， 由爆震传感器检 测爆震强度， 在产生爆震前， 微机自动减少点火提
信号中分离出来。
图’
爆震噪声频谱分布图
爆震传感器的功能是将发动机震动转换成 电压信号， 以检测发动机的爆震强度。当发动 机产生设定的爆震强度时， 爆震传感器输出最 大电压信号， 用以表示发动机异常振动。 爆震传感器的种类较多， 现在采用最多的
图! 点火时刻与气缸压力曲线的关系
是宽幅共振电压式传感器， 其输出特性如图 ( 所示。虽然其输出的峰值电压较低， 但可在较 大的振荡频率范围内检测共振电压， 当发动机 发生轻微爆震时， 此传感器就可输出较大的电 压信号， 使微机及早检测到发动机爆震的产生。 由于宽幅式共振传感器具有感测频率范围较广 的优点， 因此它适应于检测随发动机转速变化 而产生的不同爆震频率， 及不同发动机所具有 的不同的爆震频率 （图 (） 。
爆震反馈控制原理图
图 ( 所示为发动机爆震控制系统原理图。 当发动机产生爆震时， 微机通过爆震传感器的 输入信号和比较电路判别出发动机产生爆震，
2’’& 年 3 月
噪
声
与
振
动
控
制
第4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 ! 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。
图$
爆震控制的点火提前角
试验表明， 当发动机的负荷低于一定值时， 一般不出现爆震。这时不宜采用控制爆震的方 法来调整点火提前角， 可采用开环控制方案控 制点火提前角。即， 此时微机不再检测分析爆
图" 爆震信号的判断
震传感器输入信号， 只按 %&’ 中存储的信息 及有关传感器控制点火提前的大小。显然， 要 判断在某一时刻究竟采用开环控制抑或闭环控 制， 可由微机对反映负荷的传载器送来的信号 进行分析予以实现。
油经济性和可靠性有很大的提高。这项技术最 先于 $%&M 年在美国研制成功， 但当时由于电子 管的可靠性差， 未能得到推广。随着大规模集 成电路和微处理器技术的发展， 对车用发动机 的多参数综合控制成为可能。且由于可靠性和 价格的优势， 电控燃油喷射的应用日益普遍。 电子控制系统由安装在发电机上的各传感器、 电子控制单元 （ J>7 ） 和执行器组成， 主要控制 喷油器、 点火线圈、 怠速旁通阀、 电动燃油泵等。 控制参数分别为循环喷油量、 点火时间和长度、 怠速旁通阀开度。 J>7 根据控制要求对不同 传感器进行采样， 按一定的控制规律输出控制
万方数据 加速工况； 节气门关闭为怠速工况； 节气门全开
汽车发动机的爆震分析与控制 制量的基本量和增量。闭环控制时再根据控制 目标确定各控制量的修正值。在一定的条件 下， 喷油量的控制目标是利用氧传感器使空燃 比达到理想值， 使排放污染最小。点火提前角 的控制目标是利用爆震传感器使发动机工作在 微弱爆震状态。从而达到最佳燃油利用率。 参考文献：
蓄电池 （ 电压 ） 点火开关传感器 电子控制单元 ! ( )*+), -. %"$ 进气压力传感器 进气温度传感器 " 冷却水温度传感器 节气门位置传感器 霍尔转速传感器 爆震传感器 诊断插头 氧传感器 图 &’ 执行器 只喷油器 / ! 点火线圈 怠速旁通阀 电动燃油泵
汽油喷射发动机电控系统的组成
为大功率工况等。不同的工况， 采用不同的控 制规律。氧传感器用于喷油量的闭环控制。蓄 电池电压大小， 对喷油器的特性有较大的影响， 对喷射脉冲的宽度进 %"$ 利用测得的电压值， 行修正。爆震传感器是一个可调带通放大器， 且只在每缸的上止点前后工作， 再通过阀值比 较电路， 确定是否存在爆震。爆震传感器是点 火提前角闭环控制的基础 （图 &’） 。