Co to jest czujnik spalania stukowego i jak go sprawdzić
Zawartość
Czujnik spalania stukowego (DD) w cylindrach silnika nie był oczywistą koniecznością w pierwszych układach sterowania silnikiem, a w czasach prostszych zasad organizowania zasilania i zapłonu benzyny ICE w ogóle nie monitorowano nieprawidłowego spalania mieszanki . Ale potem silniki stały się bardziej złożone, wymagania dotyczące wydajności i czystości spalin dramatycznie wzrosły, co wymagało zwiększenia ilości kontroli nad ich pracą w dowolnym momencie.
Ubogie i bardzo ubogie mieszanki, wygórowane stopnie sprężania i inne podobne czynniki muszą stale działać na granicy detonacji, nie przekraczając tego progu.
Gdzie znajduje się czujnik spalania stukowego i na co wpływa
Zwykle DD jest montowany na gwintowanym mocowaniu do bloku cylindrów, w pobliżu cylindra centralnego bliżej komór spalania. Jego miejsce wyznaczają zadania, do których wykonania jest powołany.
Z grubsza mówiąc, czujnik stukowy to mikrofon, który wychwytuje dość specyficzne dźwięki wydawane przez falę detonacyjną uderzającą w ścianki komór spalania.
Sama ta fala jest wynikiem nieprawidłowego spalania w cylindrach przy bardzo dużej prędkości. Różnica między procesem zwykłym a procesem detonacji jest taka sama jak podczas działania ładunku prochowego w armacie artyleryjskiej i materiału wybuchowego typu strzałowego, który wypełniony jest pociskiem lub granatem.
Proch strzelniczy pali się powoli i popycha, a zawartość miny miażdży i niszczy. Różnica w prędkości propagacji granicy spalania. Po zdetonowaniu jest wielokrotnie wyższy.
Aby nie narażać części silnika na awarie, wystąpienie detonacji należy zauważyć i w porę zatrzymać. Kiedyś można było sobie na to pozwolić kosztem nadmiernego zużycia paliwa i zanieczyszczenia środowiska, aby w zasadzie uniknąć detonacji mieszanki.
Stopniowo technologia motoryzacyjna osiągnęła taki poziom, że wyczerpały się wszystkie rezerwy. Trzeba było zmusić silnik do samodzielnego ugaszenia powstałej detonacji. A do silnika dołączono „ucho” kontroli akustycznej, które stało się czujnikiem spalania stukowego.
Wewnątrz DD znajduje się element piezoelektryczny, który może przetwarzać sygnały akustyczne o określonym widmie i poziomie na sygnały elektryczne.
Po wzmocnieniu oscylacji w jednostce sterującej silnika (ECU), informacje są konwertowane na format cyfrowy i przesyłane do elektronicznego mózgu.
Typowy algorytm działania polega na krótkotrwałym odrzuceniu kąta o ustaloną wartość, po czym następuje stopniowy powrót do optymalnego wybiegu. Wszelkie rezerwy są tutaj niedopuszczalne, ponieważ zmniejszają wydajność silnika, zmuszając go do pracy w trybie nieoptymalnym.
Śledzenie odbywa się w czasie rzeczywistym z dużą częstotliwością, co pozwala szybko reagować na pojawienie się „dzwonienia”, zapobiegając powodowaniu przez nie lokalnego przegrzania i zniszczenia.
Dzięki synchronizacji sygnałów z czujnikami położenia wału korbowego i wałka rozrządu można nawet określić, w którym cylindrze występuje niebezpieczna sytuacja.
Typy czujników
Zgodnie z charakterystyką widmową historycznie są dwa z nich - rezonansowy и łącze szerokopasmowe.
W pierwszym celu zwiększenia czułości wykorzystywana jest wyraźna reakcja na dobrze zdefiniowane częstotliwości dźwięku. Z góry wiadomo, jakie widmo emitują części dotknięte falą uderzeniową, to na nich czujnik jest konstruktywnie dostrojony.
Czujnik szerokopasmowy ma mniejszą czułość, ale wychwytuje fluktuacje o różnych częstotliwościach. Pozwala to na ujednolicenie urządzeń i nie wybieranie ich charakterystyki dla konkretnego silnika, a większa zdolność wychwytywania słabych sygnałów nie jest bardzo pożądana, detonacja ma wystarczającą głośność akustyczną.
Porównanie czujników obu typów doprowadziło do całkowitego zastąpienia rezonansowych DD. Obecnie stosowane są tylko dwustykowe szerokopasmowe czujniki toroidalne, mocowane do bloku za pomocą środkowego kołka z nakrętką.
Objawy nieprawidłowego działania
Podczas normalnej pracy silnika czujnik spalania stukowego nie wysyła sygnałów ostrzegawczych i nie uczestniczy w żaden sposób w działaniu układu sterowania. Program ECU wykonuje wszystkie czynności zgodnie z wszytymi w pamięć kartami danych, zwykłe tryby zapewniają bezdetonacyjne spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej.
Ale przy znacznych odchyleniach temperatury w komorach spalania może wystąpić detonacja. Zadaniem DD jest dać sygnał na czas, aby odparować niebezpieczeństwo. Jeśli tak się nie stanie, spod maski dochodzą charakterystyczne dźwięki, które z jakiegoś powodu kierowcy zwyczajowo nazywają dźwiękiem palców.
Chociaż tak naprawdę żadne palce nie pukają jednocześnie, a główny poziom głośności pochodzi z wibracji denka tłoka, w który uderza fala wybuchowego spalania. Jest to główna oznaka nieprawidłowego działania podsystemu kontroli spalania stukowego.
Pośrednimi objawami będą zauważalna utrata mocy silnika, wzrost jego temperatury, aż do pojawienia się żarzenia zapłonu i niezdolność ECU do poradzenia sobie z sytuacją w trybie normalnym. Reakcją programu sterującego w takich przypadkach będzie zapalenie się żarówki „Check Engine”.
Zwykle ECU bezpośrednio monitoruje aktywność czujnika spalania stukowego. Poziomy jego sygnałów są znane i przechowywane w pamięci. System porównuje aktualne informacje z zakresem tolerancji iw przypadku wykrycia odchyleń, jednocześnie z włączeniem wskazania, zapisuje kody błędów.
Są to różnego rodzaju przekroczenia lub spadki poziomów sygnału DD, a także całkowite przerwanie jego obwodu. Kody błędów mogą być odczytywane przez komputer pokładowy lub zewnętrzny skaner poprzez złącze diagnostyczne.
Kody błędów mogą być odczytywane przez komputer pokładowy lub zewnętrzny skaner poprzez złącze diagnostyczne.
Jeśli nie masz urządzenia diagnostycznego, zalecamy zwrócenie uwagi na budżetowy automatyczny skaner wielu marek Narzędzie Scan Tool Pro w wersji czarnej.
Cechą tego koreańskiego modelu jest diagnostyka nie tylko silnika, jak w większości budżetowych chińskich modeli, ale także innych podzespołów i zespołów samochodu (skrzynia biegów, układy pomocnicze ABS, skrzynia biegów, ESP itp.).
Ponadto to urządzenie jest kompatybilne z większością samochodów od 1993 roku, działa stabilnie bez utraty połączenia ze wszystkimi popularnymi programami diagnostycznymi i ma dość przystępną cenę.
Jak sprawdzić czujnik stuków
Znając urządzenie i zasadę działania DD można go sprawdzić w dość prosty sposób, zarówno wyjmując go z silnika, jak i na miejscu, w tym bezpośrednio na pracującym silniku.
Pomiar napięcia
Multimetr jest podłączony do czujnika wyjętego z bloku cylindrów w trybie pomiaru napięcia. Delikatnie wyginając korpus DD śrubokrętem włożonym w otwór tulei można prześledzić reakcję wbudowanego kryształu piezoelektrycznego na siłę odkształcającą.
Pojawienie się napięcia na złączu i jego wartość rzędu dwóch do trzech dziesiątek miliwoltów w przybliżeniu wskazuje na stan generatora piezoelektrycznego urządzenia i jego zdolność do generowania sygnału w odpowiedzi na działanie mechaniczne.
Pomiar rezystancji
Niektóre czujniki zawierają wbudowany rezystor podłączony jako bocznik. Jego wartość jest rzędu dziesiątek lub setek kΩ. Przerwę lub zwarcie wewnątrz obudowy można naprawić, podłączając ten sam multimetr w trybie pomiaru rezystancji.
Urządzenie powinno pokazywać wartość rezystora bocznikowego, ponieważ sam piezokryształ ma prawie nieskończenie dużą rezystancję, której nie można zmierzyć za pomocą konwencjonalnego multimetru. W takim przypadku odczyty urządzenia będą również zależeć od mechanicznego wpływu na kryształ w wyniku generowania napięcia, które zniekształca odczyty omomierza.
Sprawdzenie czujnika na złączu ECU
Po ustaleniu pożądanego styku złącza sterownika ECU z obwodu elektrycznego samochodu, stan czujnika można dokładniej sprawdzić, włączając obwody przewodów zasilających.
Na wyjętym złączu przeprowadzane są takie same pomiary jak opisano powyżej, różnica będzie tylko równoczesnym sprawdzeniem stanu kabla. Zginanie i skręcanie przewodów daje pewność, że nie ma błędu błądzenia podczas pojawiania się i znikania styku w wyniku drgań mechanicznych. Szczególnie mają na to wpływ skorodowane miejsca, w których osadzone są przewody w uszkach złączy.
Przy podłączonym komputerze i włączonym zapłonie można sprawdzić obecność napięcia wzorcowego na czujniku oraz poprawność jego podziału przez rezystory zewnętrzne i wbudowane, jeśli przewiduje to obwód konkretnego pojazdu.
Zwykle wsparcie +5 V jest mniej więcej o połowę mniejsze, a sygnał AC jest generowany na tle tej składowej DC.
Kontrola oscyloskopu
Najbardziej dokładna i kompletna metoda oprzyrządowania będzie wymagać użycia samochodowego oscyloskopu cyfrowego z pamięcią lub oscyloskopu podłączonego do komputera diagnostycznego.
Po uderzeniu w korpus DD widać na ekranie, jak bardzo element piezoelektryczny jest w stanie wygenerować strome fronty sygnału detonacyjnego, czy masa sejsmiczna czujnika działa prawidłowo, zapobiegając zewnętrznym tłumionym oscylacjom oraz czy amplituda sygnału wyjściowego jest wystarczająca.
Technika ta wymaga wystarczającego doświadczenia w diagnostyce i znajomości typowych wzorców sygnałów serwisowalnego urządzenia.
Sprawdzanie działającego silnika
Najprostszy sposób sprawdzenia nie wymaga nawet użycia elektrycznych przyrządów pomiarowych. Silnik uruchamia się i jest wyświetlany przy prędkości poniżej średniej. Stosując umiarkowane uderzenia w czujnik stuków, możesz obserwować reakcję komputera na pojawienie się jego sygnałów.
Powinno następować regularne odbicie kąta wyprzedzenia zapłonu i związany z tym spadek ustalonej prędkości obrotowej silnika. Metoda wymaga pewnych umiejętności, ponieważ nie wszystkie silniki reagują jednakowo na takie testy.
Niektórzy „zauważają” sygnał stukowy dopiero w dość wąskiej fazie obrotu wałków rozrządu, do której trzeba jeszcze dotrzeć. Rzeczywiście, zgodnie z logiką ECU, detonacja nie może wystąpić na przykład podczas suwu wydechu lub na początku suwu sprężania.
Wymiana czujnika spalania stukowego
DD odnosi się do załączników, których wymiana nie nastręcza żadnych trudności. Korpus urządzenia jest wygodnie zamocowany na kołku i aby go zdjąć wystarczy odkręcić jedną nakrętkę i wyjąć złącze elektryczne.
Czasami zamiast kołka stosuje się gwintowaną śrubę w korpusie bloku. Trudności mogą pojawić się tylko w przypadku korozji połączenia gwintowego, ponieważ urządzenie jest bardzo niezawodne, a jego usunięcie jest niezwykle rzadkie.
Pomocny będzie uniwersalny środek penetrujący, czasami nazywany kluczem w płynie.
