La un motor cu ardere internă pe benzină, într-un anumit set de circumstanțe, se aude un ciocănit metalic. „Fingers knocking”, spun unii șoferi. De fapt, acest fenomen se numește detonare, iar apariția sa este extrem de nedorită, deoarece poate duce la defectarea motorului din cauza vitezei enorme de propagare a frontului de flacără (peste 2000 m/s) și a sarcinilor de șoc ridicate asupra pereților cilindrilor, pistonului și capului blocului. Pentru a controla nivelul de pericol, pe blocul cilindrilor este instalat un senzor de detonare.
Senzorul de detonare este utilizat pentru a monitoriza gradul de detonare în timpul funcționării unui motor cu ardere internă pe benzină. Senzorul este montat pe blocul cilindrilor motorului. Este o componentă importantă a sistemului de gestionare a motorului, deoarece permite realizarea puterii maxime a motorului și asigurarea eficienței consumului de combustibil.
Ce este detonarea?
Detonarea sau, în mod corect, combustia prin detonare are loc atunci când o parte din amestecul combustibil-aer îndepărtat de la bujie este încălzită de frontul de flacără și se aprinde spontan pentru a forma o explozie. Detonarea este însoțită de semne acustice – bătăi metalice în mecanismul manivelei. Gradul de detonare se referă la partea din amestecul combustibil-aer care arde odată cu detonarea.
Cauzele detonării sunt:
- compoziția chimică a combustibilului (cifra octanică);
- caracteristicile de proiectare ale motorului (raportul de compresie, amplasarea bujiilor, forma camerei de ardere etc.);
- condițiile de funcționare (compoziția amestecului combustibil-aer, unghiul de avans la aprindere, sarcina motorului, funinginea de pe părțile camerei de ardere etc.).
Consecința arderii prin detonare este disiparea crescută a căldurii elementelor mecanismului manivelă, însoțită de uzură, rupere și distrugere crescute. Frecvența cu care poate apărea acest fenomen depinde de trei factori principali.
În primul rând, probabilitatea de apariție este afectată de compoziția chimică a benzinei, mai exact, de cifra octanică a acesteia. Cu cât acesta este mai mare, cu atât este mai rezistentă la acest fenomen. Al doilea factor, care nu afectează mai puțin, este reprezentat de caracteristicile constructive ale motorului, respectiv raportul de compresie, forma camerei de ardere, amplasarea bujiilor, forma părții inferioare a pistonului etc. De exemplu, un motor cu un raport de compresie mai mare este mai predispus la detonare și are nevoie de benzină cu cifră octanică ridicată. Altfel, de ce scriu producătorii cifra octanică minimă admisibilă pe trapa rezervorului de benzină? Al treilea factor este reprezentat de condițiile de funcționare a motorului. Probabilitatea de detonare este afectată de compoziția amestecului de lucru, sarcină, treapta de viteză selectată, funingine.
Cum funcționează senzorul de detonare?
Principiul de funcționare al senzorului de detonare se bazează pe efectul piezoelectric. Designul senzorului include o placă piezoelectrică, în care, atunci când are loc detonarea, apare o tensiune la capete. Cu cât amplitudinea și frecvența oscilației sunt mai mari, cu atât tensiunea este mai mare. Atunci când tensiunea la ieșirea senzorului depășește un nivel predeterminat care corespunde unui anumit grad de detonare, unitatea de comandă electronică corectează caracteristica de funcționare a sistemului de aprindere pentru a reduce unghiul de avans. În acest fel, se obține caracteristica optimă de funcționare a sistemului pentru anumite condiții de funcționare.
Senzorul de detonație detectează și convertește energia vibrațiilor mecanice ale blocului cilindrilor în impulsuri electrice. Senzorul de detonație trimite în permanență semnale către unitatea electronică de comandă a motorului, iar sistemul electronic răspunde prin modificarea compoziției calitative a amestecului de lucru și a unghiului de avans la aprindere.
Există un anumit prag de siguranță, dacă valoarea tensiunii îl depășește, unitatea de comandă electronică va da o comandă de reducere a unghiului de avans la aprindere.
În cazul în care senzorul de detonație funcționează defectuos (fără semnal), lampa de semnalizare corespunzătoare se aprinde pe panoul de instrumente, iar motorul continuă să funcționeze.
Funcționarea senzorului de detonare
Dacă senzorul de detonație funcționează defectuos, lampa indicatoare de pe panoul de instrumente se aprinde. Motorul funcționează, iar autovehiculul poate fi condus. Răspunsul la întrebarea legitimă „de ce este necesar acest senzor atunci” este următorul.
La mașinile vechi, neechipate cu unitate electronică de control, unghiul de avans al aprinderii era corectat manual prin rotirea capacului întrerupătorului distribuitorului de aprindere. Acest lucru a permis reglarea sistemului de aprindere în funcție de cifra octanică a benzinei, care poate varia foarte mult la diferite benzinării. Într-un motor modern, dispozitivul de tramplare este diferit, capacul său este fix, astfel încât această funcție este realizată de ECU. În consecință, dacă senzorul de detonație se defectează, unghiul de avans al aprinderii nu poate fi corectat.
Un senzor de detonație defect afectează dinamica și economia motorului. Principiul de funcționare al unității electronice de control este astfel încât, atunci când senzorul funcționează defectuos, acesta setează aprinderea la o întârziere cunoscută a aprinderii din motive de siguranță, pentru a exclude posibilitatea distrugerii motorului. Ca urmare, unitatea de putere funcționează, dar începe să consume mult mai mult combustibil, iar dinamica mașinii se deteriorează. A doua este vizibilă în special la sarcini crescute.
Verificarea senzorului de detonare
Principalele simptome care indică faptul că acest dispozitiv a cedat:
- scăderea puterii;
- deteriorarea caracteristicilor de accelerare și o creștere bruscă a „apetitului” motorului;
- evacuare a fumului.
În același timp, indicatorul de defecțiune a motorului se aprinde pe panou. În plus, acesta poate arde în mod constant, precum și să se aprindă scurt atunci când sarcina crește.
Nu întotdeauna este la îndemână un scanner care poate citi și descifra codul de defecțiune. Nu întotdeauna este posibil să ajungeți la stația de service. Se pune întrebarea: cum să verificați singur senzorul de detonare? Din instrumente aveți nevoie de un multimetru digital.
În primul rând, este necesar să aflați ce rezistență ar trebui să aibă un senzor de service pe un anumit model de mașină sau motor, deoarece toți producătorii au valori diferite. Dacă aceasta diferă de cea normală, aveți nevoie de o înlocuire.
De asemenea, puteți verifica tensiunea la contactele electrice ale senzorului, pentru care trebuie să deconectați conectorul electric al sursei de alimentare a senzorului și să îl scoateți din motor. După aceea, multimetrul este comutat în modul de măsurare a tensiunii în milivolți, sonda sa plus este conectată la contactul de semnal, iar sonda minus este conectată la masa senzorului (orificiul prin care trece șurubul de montare a motorului).
Verificarea senzorului de detonare constă în fixarea senzorului cu sondele conectate în palma mâinii, care trebuie apoi bătută ușor pe o anumită suprafață. În momentul atingerii, multimetrul ar trebui să detecteze apariția tensiunii (de obicei este de aproximativ 30-40 mV). Principiul este simplu: cu cât impactul este mai puternic, cu atât este mai mare diferența de potențial dintre electrozi. Deoarece tensiunea este mică, nu orice dispozitiv este capabil să o măsoare, deci este necesar să vă asigurați că dispozitivul de măsurare la îndemână este proiectat pentru astfel de măsurători. O absență completă a diferenței de potențial indică faptul că senzorul de detonare este defect.