Какво представлява сензор за детонации (Knock Sensor) ?Безопасно ли е да шофирате с повреден сензор за детонации?

Двигателят на вашето превозно средство се управлява от редица сензори, използвани за регулиране на неща като емисии, време на запалване и температура. Един конкретен сензор се нарича сензор за детонации. Терминът „чукане“ се нарича също пингиране, детонация или чукане на искрата.  Случвало ли ви се е да сте стъпили на газта в автомобила си и да сте чули леко „чукане“, заедно с шума на двигателя? Това, което чувате, е предварително запалване, което се случва, когато има лоша гориво-въздушна смес, която се запалва пред фронта на пламъка от запалителната свещ. Когато това се случи, около тази експлозия се появява малка вълна (заедно с нормалната детонация от запалителната свещ), която значително увеличава налягането в цилиндъра. В крайни случаи чукането може да доведе до катастрофални повреди на двигателя, включително кавитация или дори перфорация на коронката на буталото.

ПИЕЗОЕЛЕКТРИЧЕСКИ ПРЕОБРАЗУВАТЕЛИ.

Пиезоелектрически са преобразувателите основани на пиезоефектът. При деформирането на пиезоелектрически материали по техните повърхнини се появяват електрически заряди. При изменение на големината и посоката на деформацията се променят големината и знака на възникналия електрически заряд.

При поставянето на пиезоелектрически материали в електрическо поле, те се деформират (обратен пиезоефект). При промяна на посоката на външното електрическо поле се променя знакът на възникналата деформация. Известни са около 20 кристални вещества, които имат пиезоелектрически свойства. На практика като пиезоелектрически материали най-често се използват: кварц, сегнетова сол, турмалин, литиев ниобат, керамични сплави (бариев титанит, оловен титанит, оловен цирконат и други). Един от най-разпространените пиезоелектрически материали е кварцът. Формата на всяка елементарна клетка от кристала на кварца представлява правилен шестоъгълник, т.е. кристалографската структура на кварца има вида,

Кварцът е един от най-разпространените пиезоелектрически материали.Кварцът се характеризира с два пиезомодула Относителната му диелектрична проницаемост е εr = 4,5 и се променя незначително от температурата. При температури над 570°С кварцът губи пиезоелектрическите си свойства. Поради това се използва при температури до 200°С. Сегнетовата сол като пиезоматериал се характеризира с голям пиезомодул т.е. има голяма чувствителност към тангенциални напрежения τyz.

ДЕТОНАЦИОНЕН  ДАТЧИК  НА АВТОМОБИЛ – ФУНКЦИЯ И ОТСТРАНЯВАНЕ НА ПРОБЛЕМИ

Преобразувател на детонациите (knock sensor – KS) – Оптималното предварение на запалване (при обороти на двигателя по-високи от тези на празен ход) за двигатели с висока степен на компресия е много близо до възникване на детонации при горенето. Тази близост означава, че в някой или в някои цилиндри в определен момент от работния цикъл на двигателя е неизбежно да се появят детонации. Детонации могат да възникнат във всеки един момент и за тяхното контролиране ЕБУ използва микропроцесор, който идентифицира точния цилиндър или цилиндри с детонации при горенето. Датчикът за детонационно горене е монтиран на блока и представлява пиезокерамичен елемент, който реагира на звуковите вибрации на двигателя. Сигналът се превръща в сигнално напрежение, пропорционално на нивото на шума, и се подава на ЕБУ за преценка и съответно действие. Честотата на вибрациите обикновено е в диапазона 6÷15 kHz. ЕБУ анализира шума на всеки цилиндър и използва сложен алгоритъм за сравнение на нивото му със средното ниво на шума от предварително зададени изминали периоди. Ако шумът превишава средното ниво с определена стойност, ЕБУ отчита наличие на детонации. Първоначално запалването се осъществява според базовата си стойност. При идентифициране на детонационно горене ЕБУ забавя предварението на запалване за съответния цилиндър с определени градуси (обикновено с около 3⁰). Около 2 сек. след изчезването на детонациите предварението се измества напред (обикновено на стъпки от по 0,75⁰) до достигане на базовата си стойност или до следващото регистриране на детонационно горене, когато процесорът отново предприема забавяне. Този процес тече непрекъснато, осигурявайки оптимално предварение на запалването  за всеки цилиндър.

При двигатели с висок коефициент на сгъстяване, оптималният момент на запалване (при обороти на двигателя, по-високи от тези на празен ход) е много близък до появата на детонация на двигателя. Тази близост означава, че има възможност да се появи  детонация в някаква точка от работния цикъл на двигателя, в някои цилиндри. Детонация може да възникне по всяко време и бордовият контролер се грижи за неговия контрол. По време на горенето бордовият контролер идентифицира точния цилиндър или цилиндри с детонация.Местоположението и броят на монтираните сензори се определят въз основа на конструктивните характеристики на двигателя. Обикновено 4-цилиндровите редови двигатели са обору двани с един сензор за детонации, 6-цилиндрови два, 8- и 12-цилиндрови двигатели с два или повече. Когато в някои от цилиндрите се открие детонация, бордовият контролер намалява времето с няколко градуса. След като детонацията изчезне, времето се увеличава, докато не достигне основната си стойност или до настъпването на следващата детонация. Това е непрекъснат процес, осигуряващ оптимално време за всеки цилиндър.

Процедура за проверка на функционалността на KS

Свържете сондата на индуктивен стробоскоп към първия цилиндър

Свържете клемите на KS към променливотоков волтметър.

Стартирайте двигателя и го оставете на празен ход.

Леко докоснете блока на цилиндъра на двигателя близо до първия цилиндър.

Авансът трябва да се стреми към забавяне и волтметърът трябва да отчете малко напрежение (около 1V).

Осцилоскопски измервания на KS

Ако имате осцилоскоп, свържете активната сонда към сигналния терминал на сензора за удар и заземяващата сонда – към земята на шасито.
Повторете процедурите, описани по-горе. Докато натискате, трябва да наблюдавате следната форма на вълната

Това е типична вълнова форма на правилно работеща KS. Ако не почувствате колебания в напрежението, докато почуквате, сменете сензора.

Симптоми на неизправност 

Дефектен сензор може да се прояви по различни начини чрез откриване на неизправности от контролния блок и в резултат на аварийната стратегия на програмата.

Честите симптоми на повреда са:

• Светва предупредителната лампа на двигателя. Това е един от първите симптоми на лош сензор CEL се вижда на таблото ви за управление. Има различни причини, които могат да доведат до светене на CEL и един дефектен сензор за чукане може да бъде една от тях. Ако сензорът за почукване открие ненормалност, той също ще светне CEL.
• Намалена мощност на двигателя. Тъй като сензорът за чукване вече не може да помогне на ECU, работата на двигателя се влошава. Следователно колата не може да се ускори при нормална работа. Налягането, създадено в горивната камера на двигателя, често е само част от капацитета на двигателя. В резултат въртящият момент е по-нисък и колата ви няма да ускори правилно.
• Увеличен разход на гориво. Разнообразие от фактори могат да причинят намален пробег. Ако обаче се намери във връзка с някои от горните, най-вероятно е виновен сензорът за детонации. Времето за запалване въздейства повече от мощността. Когато е неефективен, това може да причини ненужно запалване или почукване, което води до по-малък пробег 

• Звуци на почукване от двигателя

  В резултат на предварително запалване (чукане), тези звуци могат да бъдат доста силни. Източникът на тези звуци са малки изгаряния от сместа въздух-гориво при неправилни времена. Тези звуци ще стават все по-силни, ако проблемът не бъде отстранен.

  ПРИЧИНИ:

• Вътрешно късо съединение
• Прекъсвания в окабеляването
• Късо съединение на окабеляването
• Механични повреди
• Неправилен монтаж
• корозия 

• ОТСТРАНЯВАНЕ НА НЕИЗПРАВНОСТИ:

  • Прочетете запаметения код на повреда ✓
  • Проверете сензора за правилното прилягане и въртящия момент ✓
  • Проверете електрическите връзки на проводниците на сензора, щепсела и сензора за правилна връзка, счупвания и корозия ✓
  • Проверете точката на запалване (по-стари автомобили) ✓

  • Тестване с мултицет

    Проверете окабеляването към контролния блок, като проверите непрекъснатостта и късото съединение към рамката за всеки проводник към щепсела на контролния блок.

    1 Свържете омметъра

    Зададена стойност: <1 Ohm Свържете омметъра между конектора на сензора за чукване и извадения конектор на контролния блок. Зададена стойност: <1 Ohm

    2 Проверете щифта за замасяване с помощта на омметър. Проверете съответния щифт на съединителя на проводника на кабела спрямо земята с помощта на омметър и с извадения конектор на контролния блок. Зададена стойност: най-малко 30 MOhm.

    Внимание:
    Свързващият щифт може да действа като екраниране и по този начин да има непрекъснатост към земята.

    Проверка с осцилоскоп, когато двигателят е топъл

    1 Свържете тестовите сонди на осцилоскопа. Свържете пробните сонди на осцилоскопа между щифта на контролния блок за сензора за удар и земята.

    2 Отворете за кратко дроселната клапа. Осцилограмата трябва да генерира сигнал със значително увеличена амплитуда.

    3 Сигналът не е ясен. Ако сигналът не е ясен, натиснете леко към блока на двигателя в близост до сензора.

    4 Чукането не се открива. Ако чукането не бъде открито, това показва дефектен сензор или верига.

    ИНСТРУКЦИИ ЗА СГЛОБЯВАНЕ. Спазвайте въртящия момент по време на монтажа.

    Заключение

    В крайна сметка сензорът за детонации е жизненоважен за правилното функциониране на вашия автомобил. Макар и малък компонент, сензорът предпазва двигателя от вътрешни повреди.