爆震传感器根据工作原理可分为磁致伸缩式和压电式 2 种。如图 6所示,它是一种利用磁致伸缩效应的加速度计。由于需要检测线圈,所以结构比较复杂。
在实际应用中,现代电控汽油机普遍使用压电式爆震传感器,压电式爆震传感器还可分为共振型压电式和非共振型爆震传感器。对于共振型而言,发动机爆震(共振)时,输出电压最大;而对非共振型而言,发动机产生爆震时,传感器输出电压无明显增大,爆震是否发生是靠滤波器检测出传感器输出信号中有无爆震频率段来判别的。爆震传感器是一种用于检测高频振动信号的传感器,无论是共振型还是非共振型,通常是由感知冲击振动的特殊材料(压电陶瓷)构成传感单元。
1.共振型压电式爆震传感器
共振型压电式爆震传感器剖面如图 7 所示。压电元件紧贴在振荡片上。振荡片紧固在传感器的基座上。当发动机振动时,通过爆震传感器基座带动振动片振荡,从而压迫压电元件产生电压信号。若发动机爆震时产生的频率与振荡片的固有频率相同时,振荡片就发生共振。此时压电元件受到力最大,压电元件产生的电压信号也达到最大值。如图 8 所示。该爆震传感器在发动机爆震时输出的电压比较高,因此无需使用滤波器即可判别有无爆震产生。
2.非共振型压电式爆震传感器
如图 9 所示。压电元件固定在相对较重的质量块(下称配重)上组成了活动元件,基座上安装着外壳,配重被螺栓预先压紧,当发动机缸体的振动传到传感器壳体时,壳体与配重之间产生相对运动,使夹在中间的压电元件承受压力变化而产生电压信号。振动幅度大,压电陶瓷元件受到的作用力(惯性力)也大,压电元件输出的电压信号也大。非共振型压电式爆震传感器输出信号中,含有各种频率的电压信号、并且电压小、平缓,必须先输送到滤波电路,将爆震信号与其他振动信号分离,只允许特定范围频率的电压信号通过滤波电路,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,表示产生爆震。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。非共振型压电式爆震传感器的适应范围广,当用在不同类型发动机上时,只需对带通滤波器的过滤频率进行调整,无需更换传感器,这是非共振型压电式爆震传感器的优点。