Dlaczego potrzebuję czujnika detonacji?

W benzynowym silniku spalinowym, w pewnych okolicznościach, występuje metaliczny dźwięk stukania. „Stukot palców” – mawiają niektórzy kierowcy. W rzeczywistości zjawisko to nazywa się detonacją, a jego występowanie jest niezwykle niepożądane, ponieważ może prowadzić do awarii silnika z powodu ogromnej prędkości rozprzestrzeniania się czoła płomienia (ponad 2000 m/s) i dużych obciążeń udarowych na ściankach cylindra, tłoku i głowicy bloku. Aby kontrolować poziom zagrożenia, na bloku cylindrów instalowany jest czujnik detonacji.

Czujnik detonacji służy do monitorowania stopnia detonacji podczas pracy benzynowego silnika spalinowego. Czujnik jest montowany na bloku cylindrów silnika. Jest to ważny element systemu zarządzania silnikiem, ponieważ pozwala uzyskać maksymalną moc silnika i zapewnić oszczędność paliwa.

Co to jest detonacja?

Detonacja, a właściwie spalanie detonacyjne, występuje, gdy część mieszanki paliwowo-powietrznej usuniętej ze świecy zapłonowej jest podgrzewana przez czoło płomienia i spontanicznie zapala się, tworząc eksplozję. Detonacji towarzyszą objawy akustyczne – metaliczne stukanie w mechanizmie korbowym. Stopień detonacji odnosi się do części mieszanki paliwowo-powietrznej, która spala się podczas detonacji.

Przyczyny detonacji są następujące:

1. skład chemiczny paliwa (liczba oktanowa);
2. cechy konstrukcyjne silnika (stopień sprężania, umiejscowienie świec zapłonowych, kształt komory spalania itp.
3. warunki pracy (skład mieszanki paliwowo-powietrznej, kąt wyprzedzenia zapłonu, obciążenie silnika, sadza na częściach komory spalania itp.)

Konsekwencją spalania detonacyjnego jest zwiększone rozpraszanie ciepła przez elementy mechanizmu korbowego, któremu towarzyszy zwiększone zużycie, pękanie i niszczenie. Częstotliwość występowania tego zjawiska zależy od trzech głównych czynników.

Po pierwsze, na prawdopodobieństwo jego wystąpienia wpływa skład chemiczny benzyny, a dokładniej jej liczba oktanowa. Im jest ona wyższa, tym benzyna jest bardziej odporna na to zjawisko. Drugim czynnikiem, który ma nie mniejszy wpływ, są cechy konstrukcyjne silnika, a mianowicie stopień sprężania, kształt komory spalania, umiejscowienie świec zapłonowych, kształt denka tłoka itp. Na przykład silnik o wyższym stopniu sprężania jest bardziej podatny na detonację i wymaga wysokooktanowej benzyny. W przeciwnym razie, dlaczego producenci piszą minimalną dopuszczalną liczbę oktanową na klapie zbiornika benzyny? Trzecim czynnikiem są warunki pracy silnika. Na prawdopodobieństwo detonacji wpływa skład mieszanki roboczej, obciążenie, wybrany bieg, sadza.

Jak działa czujnik detonacji?

Zasada działania czujnika detonacji opiera się na efekcie piezoelektrycznym. Konstrukcja czujnika obejmuje płytkę piezoelektryczną, w której podczas detonacji na końcach pojawia się napięcie. Im większa amplituda i częstotliwość oscylacji, tym wyższe napięcie. Gdy napięcie na wyjściu czujnika przekracza z góry określony poziom odpowiadający pewnemu stopniowi detonacji, elektroniczna jednostka sterująca koryguje charakterystykę pracy układu zapłonowego w celu zmniejszenia kąta wyprzedzenia zapłonu. W ten sposób osiągana jest optymalna charakterystyka pracy układu dla określonych warunków pracy.

Czujnik detonacji wykrywa i przetwarza energię drgań mechanicznych bloku cylindrów na impulsy elektryczne. Czujnik detonacji stale wysyła sygnały do elektronicznej jednostki sterującej silnika, a elektronika reaguje, zmieniając skład jakościowy mieszanki roboczej i kąt wyprzedzenia zapłonu.

Istnieje pewien próg bezpieczeństwa, jeśli wartość napięcia go przekroczy, elektroniczna jednostka sterująca wyda polecenie zmniejszenia kąta wyprzedzenia zapłonu.

Jeśli czujnik detonacji działa nieprawidłowo (brak sygnału), na tablicy rozdzielczej zapala się odpowiednia lampka sygnalizacyjna, a silnik kontynuuje pracę.

Awaria czujnika detonacji

Jeśli czujnik detonacji działa nieprawidłowo, zapala się lampka kontrolna na desce rozdzielczej. Silnik pracuje, a samochód można prowadzić. Odpowiedź na uzasadnione pytanie „dlaczego ten czujnik jest potrzebny” jest następująca.

W starych samochodach, niewyposażonych w elektroniczną jednostkę sterującą, kąt wyprzedzenia zapłonu był korygowany ręcznie poprzez przekręcenie nasadki przerywacza rozdzielacza zapłonu. Pozwalało to na dostosowanie układu zapłonowego w zależności od liczby oktanowej benzyny, która może się znacznie różnić na różnych stacjach benzynowych. W nowoczesnym silniku urządzenie rozdzielacza jest inne, jego pokrywa jest stała, więc funkcja ta jest wykonywana przez ECU. W związku z tym, jeśli czujnik detonacji ulegnie awarii, nie można skorygować kąta wyprzedzenia zapłonu.

Awaria czujnika detonacji wpływa na dynamikę i ekonomikę silnika. Zasada działania elektronicznej jednostki sterującej jest taka, że w przypadku awarii czujnika, ze względów bezpieczeństwa ustawia ona zapłon na znany opóźniony zapłon, aby wykluczyć możliwość zniszczenia silnika. W rezultacie jednostka napędowa działa, ale zaczyna zużywać znacznie więcej paliwa, a dynamika maszyny pogarsza się. To drugie jest szczególnie zauważalne przy zwiększonych obciążeniach.

Sprawdzenie czujnika detonacji

Główne objawy wskazujące na awarię tego urządzenia:

• spadek mocy;
• pogorszenie charakterystyki przyspieszenia i gwałtowny wzrost „apetytu” silnika;
• dymiące spaliny.

Jednocześnie na panelu zapala się wskaźnik awarii silnika. Co więcej, może palić się stale, a także zapalać się na krótko, gdy wzrasta obciążenie.

Nie zawsze pod ręką jest skaner, który może odczytać i rozszyfrować kod usterki. Dojazd do serwisu nie zawsze jest możliwy. Powstaje pytanie: jak samodzielnie sprawdzić czujnik detonacji? Z narzędzi potrzebny jest multimetr cyfrowy.

Przede wszystkim należy dowiedzieć się, jaką rezystancję powinien mieć sprawny czujnik w konkretnym modelu samochodu lub silnika, ponieważ wszyscy producenci mają różne wartości. Jeśli różni się ona od normalnej, konieczna jest wymiana.

Można również sprawdzić napięcie na stykach elektrycznych czujnika, w tym celu należy odłączyć złącze elektryczne zasilania czujnika i wyjąć go z silnika. Następnie multimetr przełącza się w tryb pomiaru napięcia w miliwoltach, jego sondę plus podłącza się do styku sygnałowego, a sondę minus podłącza się do masy czujnika (otwór, przez który przechodzi śruba mocująca silnik).

Sprawdzenie czujnika detonacji polega na zaciśnięciu czujnika z podłączonymi sondami w dłoni, którą następnie należy lekko postukać w jakąś powierzchnię. Podczas stukania multimetr powinien wykryć pojawienie się napięcia (zwykle jest to około 30-40 mV). Zasada jest prosta: im silniejsze uderzenie, tym większa różnica potencjałów między elektrodami. Ponieważ napięcie jest niewielkie, nie każde urządzenie jest w stanie je zmierzyć, dlatego należy upewnić się, że posiadane urządzenie pomiarowe jest przeznaczone do takich pomiarów. Całkowity brak różnicy potencjałów wskazuje, że czujnik detonacji jest uszkodzony.