Egy benzines belsőégésű motorban bizonyos körülmények között fémes kopogó hang hallatszik. “Ujjak kopogása”, mondják egyes sofőrök. Ezt a jelenséget valójában detonációnak nevezik, és előfordulása rendkívül nem kívánatos, mivel a lángfront terjedésének óriási sebessége (több mint 2000 m/s) és a hengerfalakra, a dugattyúra és a blokkfejre ható nagy lökésszerű terhelés miatt a motor meghibásodásához vezethet. A veszély mértékének ellenőrzésére a hengerblokkra egy detonációérzékelőt szerelnek.
A detonációérzékelő a benzines belsőégésű motor működése során a detonáció mértékének ellenőrzésére szolgál. Az érzékelőt a motor hengerblokkra szerelik. Ez a motorvezérlő rendszer fontos eleme, mivel lehetővé teszi a motor maximális teljesítményének megvalósítását és az üzemanyag-hatékonyság biztosítását.
Mi a detonáció?
A detonáció vagy helyesen detonációs égés akkor következik be, amikor a gyújtógyertyából eltávolított üzemanyag-levegő keverék egy részét a lángfront felmelegíti, és spontán gyulladást okozva robbanást idéz elő. A detonációt akusztikus jelek – fémes kopogás a forgattyús szerkezetben – kísérik. A detonáció mértéke az üzemanyag-levegő keveréknek a detonációval elégő részére utal.
A detonáció okai a következők:
- az üzemanyag kémiai összetétele (oktánszám);
- a motor tervezési jellemzői (sűrítési arány, a gyújtógyertyák elhelyezkedése, az égéstér alakja stb.);
- működési körülmények (az üzemanyag-levegő keverék összetétele, a gyújtás előremeneti szöge, a motor terhelése, az égéstér részein lévő korom stb.).
A detonációs égés következménye a forgattyús mechanizmus elemeinek fokozott hőelvezetése, amelyet fokozott kopás, törés és tönkremenetel kísér. Az, hogy ez a jelenség milyen gyakran fordulhat elő, három fő tényezőtől függ.
Először is az előfordulási valószínűséget befolyásolja a benzin kémiai összetétele, pontosabban oktánszáma. Minél magasabb, annál ellenállóbb a jelenséggel szemben. A második tényező, amely nem kevésbé befolyásolja, a motor konstrukciós jellemzői, nevezetesen a sűrítési arány, az égéstér alakja, a gyújtógyertyák elhelyezkedése, a dugattyú aljának alakja stb. Például egy nagyobb sűrítési aránnyal rendelkező motor hajlamosabb a detonációra, és magas oktánszámú benzint igényel. Egyébként miért írják a gyártók a benzintartály ajtajára a minimálisan megengedett oktánszámot? A harmadik tényező a motor üzemi körülményei. A detonáció valószínűségét befolyásolja a munkakeverék összetétele, a terhelés, a kiválasztott sebességfokozat, a korom.
Hogyan működik a detonációérzékelő?
A detonációérzékelő működési elve a piezo-hatáson alapul. Az érzékelő kialakítása egy piezoelektromos lemezt tartalmaz, amelynek végein a detonáció bekövetkezésekor feszültség keletkezik. Minél nagyobb a rezgés amplitúdója és frekvenciája, annál nagyobb a feszültség. Amikor az érzékelő kimenetén a feszültség meghalad egy előre meghatározott szintet, amely megfelel egy bizonyos mértékű detonációnak, az elektronikus vezérlőegység korrigálja a gyújtásrendszer működési jellemzőit az előzési szög csökkentése érdekében. Így érhető el a rendszer működésének optimális jellemzője az adott üzemi körülményekhez.
A detonációérzékelő érzékeli és elektromos impulzusokká alakítja a hengerblokk mechanikus rezgéseinek energiáját. A detonációérzékelő folyamatosan jeleket küld az elektronikus motorvezérlő egységnek, és az elektronika a munkakeverék minőségi összetételének és a gyújtáselőfeszítési szögnek a megváltoztatásával reagál.
Van egy bizonyos biztonsági küszöbérték, ha a feszültség értéke meghaladja azt, az elektronikus vezérlőegység parancsot ad a gyújtáselőfeszítési szög csökkentésére.
Ha a detonációérzékelő hibásan működik (nincs jel), a műszerfalon kigyullad a megfelelő jelzőlámpa, a motor tovább jár.
Detonációs érzékelő meghibásodása
Ha a detonációérzékelő meghibásodik, a műszerfalon világít a jelzőlámpa. A motor jár, és a gépkocsi vezethető. A “miért van akkor szükség erre az érzékelőre” jogos kérdésre a következő a válasz.
A régi, elektronikus vezérlőegységgel nem felszerelt autókon a gyújtáselőreggelési szöget kézzel, a gyújtáselosztó megszakítósapkájának elforgatásával korrigálták. Ez lehetővé tette a gyújtásrendszer beállítását a benzin oktánszámától függően, amely a különböző benzinkutakon nagymértékben változhat. Egy modern motorban a trampler eszköze más, a fedele rögzített, így ezt a funkciót az ECU végzi. Ennek megfelelően, ha a detonációérzékelő meghibásodik, akkor a gyújtáselőtolás szögét nem lehet korrigálni.
A meghibásodott detonációérzékelő befolyásolja a motor dinamikáját és gazdaságosságát. Az elektronikus vezérlőegység működési elve olyan, hogy az érzékelő meghibásodása esetén biztonsági okokból a gyújtást ismert késői gyújtásra állítja, hogy kizárja a motor tönkremenetelének lehetőségét. Ennek eredményeként az erőforrás működik, de sokkal több üzemanyagot kezd fogyasztani, és a gép dinamikája romlik. A második különösen érezhető a megnövekedett terhelésnél.
A detonációérzékelő ellenőrzése
A fő tünetek, amelyek azt jelzik, hogy ez az eszköz meghibásodott:
- a teljesítmény csökkenése;
- a gyorsulási jellemzők romlása és a motor “étvágyának” hirtelen növekedése;
- füstös kipufogógáz.
Ezzel egyidejűleg a motor meghibásodásának jelzője világít a panelen. Ezenkívül folyamatosan éghet, valamint a terhelés növekedésekor rövid időre felgyulladhat.
Nem mindig van kéznél egy szkenner, amely le tudja olvasni és megfejteni a hibakódot. A szervizbe való eljutás nem mindig lehetséges. Felmerül a kérdés: hogyan ellenőrizheti a detonációérzékelőt saját maga? A szerszámok közül egy digitális multiméterre van szüksége.
Először is ki kell deríteni, hogy egy adott autó- vagy motormodellnél milyen ellenállással kell rendelkeznie a szervizelhető érzékelőnek, mivel minden gyártó más-más értékeket használ. Ha ez eltér a normálistól, akkor cserére van szükség.
Ellenőrizheti az érzékelő elektromos érintkezőin lévő feszültséget is, amihez ki kell húzni az érzékelő tápegységének elektromos csatlakozóját, és ki kell venni a motorból. Ezt követően a multimétert millivoltban kifejezett feszültségmérési módba kapcsoljuk, a plusz szondáját a jelérintkezőhöz, a mínusz szondát pedig az érzékelő tömegéhez (a furathoz, amelyen a motor rögzítőcsavarja áthalad) csatlakoztatjuk.
A detonációs érzékelő ellenőrzése abból áll, hogy a csatlakoztatott szondákkal a tenyérbe szorítjuk az érzékelőt, amelyet ezután enyhén meg kell kopogtatni valamilyen felületen. A kopogtatáskor a multiméterrel érzékelni kell a feszültség megjelenését (általában kb. 30-40 mV). Az elv egyszerű: minél erősebb az ütés, annál nagyobb a potenciálkülönbség az elektródák között. Mivel a feszültség kicsi, nem minden készülék képes mérni, ezért meg kell győződni arról, hogy a kéznél lévő mérőeszköz ilyen mérésekre van-e tervezve. A potenciálkülönbség teljes hiánya azt jelzi, hogy a detonációérzékelő hibás.