Urządzenie i zasada działania czujnika stuków

Nowoczesny samochód jest wyposażony w dużą liczbę urządzeń elektronicznych, za pomocą których jednostka sterująca kontroluje działanie różnych układów samochodowych. Jednym z tak ważnych urządzeń, które pozwala określić, kiedy silnik zaczyna cierpieć z powodu stuków, jest odpowiedni czujnik.

Rozważ jego cel, zasadę działania, urządzenie i sposób identyfikacji jego wadliwego działania. Ale najpierw zastanówmy się, jaki jest efekt detonacji w silniku - czym jest i dlaczego występuje.

Co to jest detonacja i jej konsekwencje?

Detonacja ma miejsce, gdy część mieszanki paliwowo-powietrznej znajdująca się dalej od elektrod świecy zapłonowej zapala się sama. Z tego powodu płomień rozprzestrzenia się nierównomiernie w całej komorze i następuje gwałtowny nacisk na tłok. Często proces ten można rozpoznać po dzwoniącym metalowym pukaniu. Wielu kierowców w tym przypadku twierdzi, że jest to „pukanie palcami”.

W normalnych warunkach mieszanka powietrza i paliwa sprężonego w cylindrze, gdy powstaje iskra, zaczyna się równomiernie zapalać. Spalanie w tym przypadku następuje z prędkością 30 m / sek. Efekt detonacji jest niekontrolowany i chaotyczny. W tym samym czasie MTC wypala się znacznie szybciej. W niektórych przypadkach wartość ta może dochodzić nawet do 2 tys. M / s.

1) świeca zapłonowa; 2) komora spalania; A) Normalne spalanie paliwa; C) Stukowe spalanie benzyny.

Takie nadmierne obciążenie niekorzystnie wpływa na stan większości części mechanizmu korbowego (przeczytaj o urządzeniu tego mechanizmu osobno), na zaworach, hydrokompensator każdy z nich itp. Remont silnika w niektórych modelach może kosztować nawet połowę identycznego używanego samochodu.

Detonacja może wyłączyć jednostkę napędową po 6 tysiącach kilometrów, a nawet wcześniej w niektórych samochodach. Ta usterka będzie zależeć od:

• Jakość paliwa. Najczęściej efekt ten występuje w silnikach benzynowych przy stosowaniu nieodpowiedniej benzyny. Jeśli liczba oktanowa paliwa nie spełnia wymagań (zwykle niedoinformowani kierowcy kupują tańsze paliwo, które ma mniejszą liczbę RON niż wymagana), określone przez producenta ICE, to prawdopodobieństwo detonacji jest duże. Szczegółowo opisano liczbę oktanową paliwa. w innej recenzji... Krótko mówiąc, im wyższa wartość, tym mniejsze prawdopodobieństwo rozpatrywanego efektu.
• Projekty jednostek napędowych. Aby poprawić sprawność silnika spalinowego, inżynierowie dostosowują geometrię różnych elementów silnika. W procesie modernizacji współczynnik kompresji może ulec zmianie (jest opisany tutaj), geometrię komory spalania, położenie korków, geometrię denka tłoka i inne parametry.
• Stan silnika (np. Osady nagaru na siłownikach grupy cylinder-tłok, zużyte oringi lub zwiększona kompresja po niedawnej modernizacji) i warunki jego pracy.
• Stany świece zapłonowe(jak określić ich awarię, przeczytaj tutaj).

Dlaczego potrzebujesz czujnika stuków?

Jak widać wpływ efektu detonacji w silniku jest zbyt duży i niebezpieczny dla zignorowania stanu silnika. Aby ustalić, czy w cylindrze dojdzie do mikro-eksplozji, czy nie, nowoczesny silnik będzie miał odpowiedni czujnik, który reaguje na takie wybuchy i zakłócenia w pracy silnika spalinowego (jest to ukształtowany mikrofon, który zamienia drgania fizyczne na impulsy elektryczne ). Ponieważ elektronika zapewnia dokładniejsze dostrojenie jednostki napędowej, tylko silnik wtrysku jest wyposażony w czujnik stuków.

Gdy w silniku dochodzi do detonacji, skok obciążenia powstaje nie tylko na KShM, ale także na ściankach cylindra i zaworach. Aby zapobiec awariom tych części, konieczne jest dostosowanie optymalnego spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Aby to osiągnąć, ważne jest, aby spełnić co najmniej dwa warunki: wybrać odpowiednie paliwo i odpowiednio ustawić czas zapłonu. Jeśli te dwa warunki zostaną spełnione, to moc bloku energetycznego i jego sprawność osiągną maksymalny parametr.

Problem w tym, że przy różnych trybach pracy silnika wymagana jest niewielka zmiana jego ustawienia. Staje się to możliwe dzięki obecności czujników elektronicznych, w tym detonacji. Rozważ jego urządzenie.

Czujnik stuków

Na dzisiejszym motoryzacyjnym rynku wtórnym istnieje wiele różnych czujników do wykrywania stuków silnika. Klasyczny czujnik składa się z:

• Obudowa przykręcona na zewnątrz bloku cylindrów. W klasycznej konstrukcji czujnik wygląda jak mały cichy blok (gumowa tuleja z metalową klatką). Niektóre typy czujników są wykonane w postaci rygla, wewnątrz którego znajdują się wszystkie wrażliwe elementy urządzenia.
• Podkładki kontaktowe umieszczone wewnątrz obudowy.
• Element czujnikowy piezoelektryczny.
• Złącze elektryczne.
• Substancja bezwładnościowa.
• Sprężyny talerzowe.

1. Podkładki kontaktowe; 2. Masa bezwładnościowa; 3. Obudowa; 4. Sprężyna talerzowa; 5. Śruba mocująca; 6. Piezoceramiczny element czujnikowy; 7. Złącze elektryczne; 8. Blok cylindrów; 9. Płaszcz chłodzący z płynem niezamarzającym.

Sam czujnik w rzędowym 4-cylindrowym silniku jest zwykle instalowany między 2. a 3. cylindrem. W takim przypadku sprawdzenie trybu pracy silnika jest bardziej efektywne. Dzięki temu praca jednostki jest wyrównana nie z powodu awarii w jednym naczyniu, ale jak najbardziej we wszystkich cylindrach. W silnikach o innej konstrukcji, na przykład w wersji w kształcie litery V, urządzenie będzie zlokalizowane w miejscu, w którym z większym prawdopodobieństwem wykryje powstanie detonacji.

Jak działa czujnik stuków?

Działanie czujnika stuków sprowadza się do tego, że jednostka sterująca może regulować UOZ, zapewniając kontrolowane spalanie VTS. Kiedy w silniku dochodzi do detonacji, generowane są w nim silne wibracje. Czujnik wykrywa skoki obciążenia spowodowane niekontrolowanym zapłonem i przetwarza je na impulsy elektroniczne. Ponadto sygnały te są przesyłane do ECU.

W zależności od informacji pochodzących z innych czujników, w mikroprocesorze uruchamiane są różne algorytmy. Elektronika zmienia tryb pracy siłowników wchodzących w skład układu paliwowego i wydechowego, zapłon samochodu, aw niektórych silnikach wprawia w ruch przesuwnik fazowy (opis działania mechanizmu zmiennych faz rozrządu to tutaj). Dzięki temu zmienia się tryb spalania VTS, a praca silnika dostosowuje się do zmienionych warunków.

Tak więc czujnik zainstalowany na bloku cylindrów działa zgodnie z następującą zasadą. Gdy w cylindrze dochodzi do niekontrolowanego spalania VTS, czujnik piezoelektryczny reaguje na drgania i generuje napięcie. Im silniejsza częstotliwość drgań w silniku, tym wyższy ten wskaźnik.

Czujnik podłącza się do centrali za pomocą przewodów. ECU jest ustawiony na określoną wartość napięcia. Gdy sygnał przekroczy zaprogramowaną wartość, mikroprocesor wysyła sygnał do układu zapłonowego w celu zmiany SPL. W tym przypadku korekta dokonywana jest w kierunku zmniejszania kąta.

Jak widać, funkcją czujnika jest zamiana drgań na impuls elektryczny. Oprócz tego, że jednostka sterująca aktywuje algorytmy zmiany czasu zapłonu, elektronika koryguje również skład mieszanki benzyny i powietrza. Gdy tylko próg oscylacji przekroczy dopuszczalną wartość, zostanie uruchomiony algorytm korekcji elektroniki.

Oprócz ochrony przed skokami obciążenia, czujnik pomaga jednostce sterującej dostroić jednostkę napędową do najbardziej wydajnego spalania BTC. Ten parametr będzie miał wpływ na moc silnika, zużycie paliwa, stan układu wydechowego, a zwłaszcza katalizatora (o tym dlaczego jest potrzebny w aucie opisano osobno).

Co decyduje o pojawieniu się detonacji

Tak więc detonacja może pojawić się w wyniku niewłaściwych działań właściciela samochodu oraz z przyczyn naturalnych, które nie są zależne od osoby. W pierwszym przypadku kierowca może omyłkowo wlać niewłaściwą benzynę do baku (aby dowiedzieć się, co robić w tym przypadku, przeczytaj tutaj) źle jest monitorować stan silnika (na przykład celowo zwiększać częstotliwość planowej konserwacji silnika).

Drugim powodem wystąpienia niekontrolowanego spalania paliwa jest naturalny proces silnika. Kiedy osiąga wyższe obroty, zapłon zaczyna działać później niż tłok osiągnie swoje maksymalne efektywne położenie w cylindrze. Z tego powodu w różnych trybach pracy urządzenia wymagany jest wcześniejszy lub późniejszy zapłon.

Nie należy mylić detonacji cylindra z naturalnymi wibracjami silnika. Pomimo obecności elementy wyważające w wale korbowym, ICE nadal wytwarza pewne wibracje. Z tego powodu, aby czujnik nie rejestrował tych drgań jako detonacji, jest skonfigurowany tak, aby wyzwalał się po osiągnięciu określonego zakresu rezonansu lub wibracji. W wielu przypadkach zakres szumów, w których czujnik zacznie sygnalizować, mieści się w zakresie od 30 Hz do 75 Hz.

Jeśli więc kierowca zwraca uwagę na stan bloku energetycznego (obsługuje go na czas), nie przeciąża go i uzupełnia odpowiednią benzyną, nie oznacza to, że nigdy nie dojdzie do detonacji. Z tego powodu nie należy ignorować odpowiedniego sygnału na desce rozdzielczej.

Typy czujników

Wszystkie modyfikacje czujników detonacyjnych dzielą się na dwa typy:

1. Internet szerokopasmowy. Jest to najczęstsza modyfikacja urządzenia. Będą działać na wskazanej wcześniej zasadzie. Zazwyczaj są wykonane w postaci gumowego okrągłego elementu z otworem pośrodku. Przez tę część czujnik jest przykręcony do bloku cylindrów za pomocą śruby.
2. Rezonansowy. Ta modyfikacja jest podobna w konstrukcji do czujnika ciśnienia oleju. Często są wykonane w postaci połączenia gwintowanego z powierzchniami do montażu za pomocą klucza. W przeciwieństwie do poprzedniej modyfikacji, która wykrywa drgania, czujniki rezonansowe rejestrują częstotliwość mikrowybuchów. Urządzenia te są wykonane dla określonych typów silników, ponieważ częstotliwość mikrowybuchów i ich siła zależy od wielkości cylindrów i tłoków.

Oznaki i przyczyny awarii czujnika stuków

Wadliwe DD można rozpoznać po następujących znakach:

1. Podczas normalnej pracy silnik powinien pracować możliwie płynnie i bez szarpnięć. Detonacja jest zwykle słyszalna przez charakterystyczny metaliczny dźwięk podczas pracy silnika. Jednak ten objaw jest pośredni i profesjonalista może określić podobny problem na podstawie dźwięku. Dlatego jeśli silnik zacznie się trząść lub szarpie, to warto sprawdzić czujnik stuków.
2. Kolejnym pośrednim objawem wadliwego czujnika jest spadek charakterystyki mocy - słaba reakcja na pedał gazu, nienaturalna prędkość wału korbowego (np. Bardzo wysoka na biegu jałowym). Może się to zdarzyć na skutek tego, że czujnik przesyła nieprawidłowe dane do jednostki sterującej, przez co ECU niepotrzebnie zmienia rozrząd zapłonu destabilizując pracę silnika. Taka awaria nie pozwoli na prawidłowe przyspieszenie.
3. W niektórych przypadkach z powodu awarii DD elektronika nie może odpowiednio ustawić UOZ. Jeśli silnik miał czas na ostygnięcie, na przykład podczas nocnego parkowania, trudno będzie go uruchomić na zimno. Można to zaobserwować nie tylko zimą, ale także w ciepłym sezonie.
4. Następuje wzrost zużycia benzyny, a jednocześnie wszystkie układy samochodu działają poprawnie, a kierowca nadal prowadzi ten sam styl jazdy (nawet z sprawnym sprzętem agresywnemu stylowi zawsze będzie towarzyszyć wzrost zużycia paliwa).
5. Na desce rozdzielczej zapaliła się kontrolka check engine. W takim przypadku elektronika wykrywa brak sygnału z DD i generuje błąd. Dzieje się tak również, gdy odczyty czujnika są nienaturalne.

Warto wziąć pod uwagę, że żaden z wymienionych objawów nie daje 100% gwarancji awarii czujnika. Mogą świadczyć o innych usterkach pojazdu. Można je dokładnie rozpoznać tylko podczas diagnozy. W niektórych pojazdach można aktywować proces autodiagnostyki. Możesz przeczytać, jak to zrobić. tutaj.

Jeśli mówimy o przyczynach awarii czujnika, można wyróżnić:

• Fizyczny kontakt korpusu czujnika z blokiem cylindrów jest przerwany. Doświadczenie pokazuje, że jest to najczęstszy powód. Zwykle dzieje się tak z powodu naruszenia momentu dokręcania kołka lub śruby mocującej. Ponieważ silnik nadal wibruje podczas pracy, a na skutek niedokładnej pracy gniazdo może być zanieczyszczone smarem, czynniki te prowadzą do osłabienia mocowania urządzenia. Gdy moment dokręcania maleje, skoki od mikrowybuchów są gorzej odbierane na czujniku iz czasem przestaje na nie reagować i generuje impulsy elektryczne, definiując detonację jako naturalną wibrację. Aby wyeliminować taką usterkę, należy odkręcić łączniki, usunąć zanieczyszczenie oleju (jeśli występuje) i po prostu dokręcić łącznik. Na niektórych pozbawionych skrupułów stacjach serwisowych, zamiast powiedzieć prawdę o takim problemie, rzemieślnicy informują właściciela samochodu o awarii czujnika. Nieuważny klient może wydać pieniądze na nieistniejący nowy czujnik, a technik po prostu dokręci mocowanie.
• Naruszenie integralności okablowania. Ta kategoria obejmuje wiele różnych usterek. Na przykład z powodu niewłaściwego lub słabego zamocowania przewodu elektrycznego rdzenie drutu mogą z czasem pęknąć lub warstwa izolacyjna będzie się na nich strzępić. Może to spowodować zwarcie lub przerwę w obwodzie. Często można stwierdzić uszkodzenie okablowania na podstawie oględzin. W razie potrzeby wystarczy wymienić układ na przewody lub połączyć styki DD i ECU innymi przewodami.
• Uszkodzony czujnik. Ten element sam w sobie ma proste urządzenie, w którym niewiele jest do zerwania. Ale jeśli się zepsuje, co zdarza się niezwykle rzadko, zostanie wymieniony, ponieważ nie można go naprawić.
• Błędy w jednostce sterującej. W rzeczywistości nie jest to awaria czujnika, ale czasami w wyniku awarii mikroprocesor nieprawidłowo przechwytuje dane z urządzenia. Aby zidentyfikować ten problem, należy wykonać diagnostyka komputerowa... Za pomocą kodu błędu będzie można dowiedzieć się, co zakłóca prawidłowe działanie urządzenia.

Na co wpływają awarie czujnika stuków?

Ponieważ DD wpływa na wyznaczanie UOZ i powstawanie mieszanki paliwowo-powietrznej, jej rozkład wpływa przede wszystkim na dynamikę pojazdu i zużycie paliwa. Dodatkowo ze względu na to, że BTC pali się nieprawidłowo, spaliny będą zawierały więcej niespalonej benzyny. W takim przypadku wypali się w przewodzie wydechowym, co doprowadzi do awarii jego elementów, na przykład katalizatora.

Jeśli weźmiesz stary silnik, który wykorzystuje gaźnik i stykowy układ zapłonowy, to aby ustawić optymalną SPE, wystarczy obrócić osłonę rozdzielacza (w tym celu wykonano na nim kilka nacięć, dzięki którym można określić, który zapłon jest ustawiony). Ponieważ silnik wtryskowy jest wyposażony w elektronikę, a dystrybucja impulsów elektrycznych odbywa się za pomocą sygnałów z odpowiednich czujników i poleceń z mikroprocesora, obecność czujnika stuków w takim samochodzie jest obowiązkowa.

W przeciwnym razie, w jaki sposób jednostka sterująca będzie w stanie określić, w którym momencie podać impuls do powstania iskry w danym cylindrze? Ponadto nie będzie w stanie dostosować działania układu zapłonowego do żądanego trybu. Producenci samochodów przewidzieli podobny problem, dlatego z wyprzedzeniem programują centralę na późny zapłon. Z tego powodu nawet jeśli sygnał z czujnika nie zostanie odebrany, silnik spalinowy będzie pracował, ale tylko w jednym trybie.

Będzie to miało znaczący wpływ na zużycie paliwa i dynamikę pojazdu. Drugi szczególnie dotyczy tych sytuacji, w których konieczne będzie zwiększenie obciążenia silnika. Zamiast nabierać prędkości po mocnym wciśnięciu pedału gazu, silnik spalinowy będzie się „dławił”. Kierowca poświęci znacznie więcej czasu na osiągnięcie określonej prędkości.

Co się stanie, jeśli całkowicie wyłączysz czujnik stuków?

Niektórzy kierowcy uważają, że aby zapobiec detonacji w silniku, wystarczy użyć wysokiej jakości benzyny i terminowo przeprowadzić planową konserwację samochodu. Z tego powodu wydaje się, że w normalnych warunkach nie ma pilnej potrzeby stosowania czujnika stuków.

W rzeczywistości tak nie jest, ponieważ domyślnie przy braku odpowiedniego sygnału elektronika automatycznie ustawia późny zapłon. Wyłączenie DD nie spowoduje natychmiastowego wyłączenia silnika i możesz przez jakiś czas kontynuować jazdę samochodem. Ale nie zaleca się robienia tego na bieżąco, i to nie tylko ze względu na zwiększone zużycie, ale z powodu następujących możliwych konsekwencji:

1. Może przebić uszczelkę głowicy cylindra (jak ją poprawnie wymienić, jest to opisane tutaj);
2. Części grupy cylinder-tłok zużywają się szybciej;
3. Głowica cylindra może pęknąć (przeczytaj o tym osobno);
4. Może się wypalić zawory;
5. Jeden lub więcej może być zdeformowanych. korbowody.

Nie wszystkie te konsekwencje będą koniecznie przestrzegane w każdym przypadku. Wszystko zależy od parametrów silnika i stopnia powstania detonacji. Przyczyn takich usterek może być kilka, a jednym z nich jest to, że jednostka sterująca nie będzie próbowała rozwiązać problemu z układem zapłonowym.

Jak określić awarię czujnika stuków

Jeśli istnieje podejrzenie wadliwego czujnika stuków, można to sprawdzić, nawet bez demontażu. Oto prosta sekwencja takiej procedury:

• Uruchamiamy silnik i ustawiamy go na poziomie 2 tys. Obrotów;
• Przy pomocy małego obiektu symulujemy powstawanie detonacji - nie uderzaj mocno kilka razy w pobliżu samego czujnika w blok cylindrów. W tej chwili nie warto podejmować wysiłków, ponieważ żeliwo może pękać od uderzenia, ponieważ jego ściany są już dotknięte podczas pracy silnika spalinowego;
• Przy działającym czujniku obroty będą się zmniejszać;
• Jeśli DD jest uszkodzony, obroty pozostaną niezmienione. W takim przypadku wymagana jest dodatkowa weryfikacja inną metodą.

Idealna diagnostyka samochodowa - za pomocą oscyloskopu (możesz przeczytać więcej o jego typach tutaj). Po sprawdzeniu diagram najdokładniej pokaże, czy DD działa, czy nie. Ale aby przetestować działanie czujnika w domu, możesz użyć multimetru. Musi być ustawiony w trybach pomiaru rezystancji i stałego napięcia. Jeśli okablowanie urządzenia jest nienaruszone, mierzymy rezystancję.

W działającym czujniku wskaźnik tego parametru będzie mieścić się w granicach 500 kΩ (w przypadku modeli VAZ parametr ten dąży do nieskończoności). Jeśli nie ma usterki, a ikona silnika nadal świeci się w porządku, problem może nie dotyczyć samego czujnika, ale silnika lub skrzyni biegów. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że niestabilność pracy jednostki zostanie odebrana przez DD jako wybuch.

Ponadto do samodzielnej diagnozy nieprawidłowego działania czujnika stuków można użyć skanera elektronicznego, który łączy się ze złączem serwisowym samochodu. Przykładem takiego sprzętu jest Scan Tool Pro. To urządzenie jest zsynchronizowane ze smartfonem lub komputerem przez Bluetooth lub Wi-Fi. Oprócz znajdowania błędów w samym czujniku, ten skaner pomoże zidentyfikować najczęstsze błędy jednostki sterującej i zresetować je.

Oto błędy, które naprawia jednostka sterująca, takie jak awarie DD, dotyczą innych awarii:

Kod błędu:	Dekodowanie:	Przyczyna i rozwiązanie:
Р0325	Otwarty obwód w obwodzie elektrycznym	Musisz sprawdzić integralność okablowania. Kontrola wzrokowa nie zawsze jest wystarczająca. Żyłki drutu mogą pękać, ale pozostają odizolowane i okresowo ulegają zwarciu / rozwarciu. Najczęściej ten błąd występuje w przypadku utlenionych styków. Znacznie rzadziej taki sygnał może wskazywać na poślizg. pasek rozrządu kilka zębów.
Р0326,0327	Niski sygnał z czujnika	Taki błąd może wskazywać na utlenione styki, przez które sygnał z DD do ECU jest słabo odbierany. Należy również sprawdzić moment dokręcania śruby mocującej (jest całkiem możliwe, że moment dokręcania jest luźny).
Р0328	Wysoki sygnał czujnika	Podobny błąd może wystąpić, jeśli przewody wysokiego napięcia znajdują się blisko okablowania czujnika. W przypadku przebicia linii wybuchu w okablowaniu czujnika może wystąpić skok napięcia, który jednostka sterująca określi jako detonację lub awarię DD. Ten sam błąd może wystąpić, jeśli pasek rozrządu nie jest wystarczająco napięty i zsunął się kilka zębów. Opisano sposób prawidłowego napinania napędu rozrządu tutaj.

Większość problemów z czujnikiem spalania stukowego jest bardzo podobna do objawów późnego zapłonu. Powodem jest to, że jak już zauważyliśmy, w przypadku braku sygnału ECU automatycznie przełącza się w tryb awaryjny i nakazuje układowi zapłonowemu wygenerowanie iskry późnej.

Dodatkowo proponujemy obejrzenie krótkiego filmu o tym, jak wybrać nowy czujnik spalania stukowego i sprawdzić go:

Czujnik stuków: oznaki awarii, jak sprawdzić do czego służy

Pytania i odpowiedzi:

Do czego służy czujnik stuków? Czujnik ten wykrywa detonację w jednostce napędowej (objawiającą się głównie w silnikach benzynowych z niskooktanową benzyną). Jest zainstalowany na bloku cylindrów.

Jak zdiagnozować czujnik stuków? Lepiej użyć multimetru (tryb DC - stałe napięcie - zakres poniżej 200 mV). Śrubokręt jest wciskany w pierścień i łatwo dociskany do ścian. Napięcie powinno wahać się w granicach 20-30 mV.

Co to jest czujnik stuków? To rodzaj aparatu słuchowego, który pozwala słuchać, jak działa silnik. Łapie fale dźwiękowe (kiedy mieszanina nie zapala się równomiernie, ale wybucha) i reaguje na nie.