حسگر ضربه در موتورهای انژکتوری

مهندس اشکان معصومی۱۳۹۵/۰۸/۱۵ ۰۴:۴۳:۰۱ 0

در موتورهای انژکتوری، حسگر ضربه دو وظیفه انجام می­دهد: یكی اینكه عملکرد موتور را برای برخورداری از بازدهی مناسب نشان می دهد و دیگر اینكه از موتور در برابر از دست دادن قدرت، استهلاك و خرابی محافظت می­کند. شرایط ایده­ آل این است که وقتی پیستون به نقطه مرگ بالایی (TDC)می­رسد، جرقه زنی صورت گیرد و مخلوط سوخت و هوا، در حالتی که پیستون طول سیلندر را طی می­کند، زمان لازم برای سوخت کامل را داشته باشد.

حسگر ضربه:

در موتورهای انژکتوری، حسگر ضربه دو وظیفه انجام می­دهد: یكی اینكه عملکرد موتور را برای برخورداری از بازدهی مناسب نشان می دهد و دیگر اینكه از موتور در برابر از دست دادن قدرت، استهلاك و خرابی محافظت می­کند. شرایط ایده­ آل این است که وقتی پیستون به نقطه مرگ بالایی (TDC)می­رسد، جرقه زنی صورت گیرد و مخلوط سوخت و هوا، در حالتی که پیستون طول سیلندر را طی می­کند، زمان لازم برای سوخت کامل را داشته باشد. ولی در حالت عملی، سوخت برای اینکه در زمان لازم، بطور کامل بسوزد، به زمان بیشتری نیاز داشته و به آوانس (Advance) نیاز دارد. زمان آوانس و طراحی محفظه مناسب می­تواند در ایجاد عملکرد بهینه موتور از لحاظ قدرت، کاهش آلودگی و سوخت اقتصادی تأثیر زیادی داشته باشد. قدرت بیشتر با افزایش آوانس، باعث تولید جرقه می­شود، اما آوانس زیاد موجب ضربه در موتور می­شود. زمانی­که ضربه (Knock)در موتور صورت می‌گیرد، کیفیت عملکرد آن کاهش یافته و ریسک خرابی جدی موتور وجود دارد. ضربه، زمانی كه ملایم است، مثل صدای جهش ملایم ساچمه یا تیله­ روی یک سطح فلزی است و در زمانی كه شدید یا محکم باشد، مثل صدای کوبیدن محکم به درب است. ضربه ملایمسبب کاهش قدرت موتور، افزایش میزان سوخت و افزایش انتشار گازهای آلاینده از اگزوز می­شود. ضربه شدید می‌تواند قطعات داخلی موتور شامل پیستون، دسته پیستون، سوپاپ دود، سرسیلندر و حتی شمع را از بین ببرد. ضربه در هنگامی که مخلوط سوخت و هوا به طور آرام و نرم نسوزد یا عمل جرقه زنی بسیار زودتر صورت گیرد، ایجاد می‌شود.


ضربه می­تواند توسط نقاط داغ درون سیلندر مانند کربن‌های نسوخته و یا شمع که بسیار داغ باشند، ایجاد گردد و یا در هنگامی که دمای محفظه احتراق بسیار بالا باشد. این نقاط داغ، مخلوط سوخت و هوا را قبل از اینکه عمل جرقه زنی توسط شمع خودرو صورت گیرد، مشتعل می­کند و در نتیجه، دو شعله به صورت همزمان به وجود می­آیند که یکی از طرف نقاط داغ درون سیلندر و دیگری از طرف جرقه شمع پدید آمده­اند. همانطور که گازهای سوختنی به سرعت منبسط می­شوند، دو شعله نیز به شدت به هم برخورد می­کنند. ناک یا ضربه در هنگامی ایجاد می­شود که زمان جرقه بسیار آوانس یا جلوتر باشد. در این حالت، یک جبهه شعله آتش بیشتر وجود ندارد، ولی در هنگامی رخ می­دهد که پیستون از نقطه مرگ بالایی (TDC) فاصله زیادی دارد. در چنین شرایطی به جای برخورد دو جبهه شعله، برخورد بین گازهای منبسط شده ناشی از احتراق و گازهای قسمت بالای پیستون که در حال بالا آمدن در سیلندر می­باشند، صورت می­گیرد.

در سیستمهای تشخیص دهندهOBD (On-BoardDiagnostic) كه دارای سیستم جرقه الکترونیکی هستند، واحد كنترل قوای محركه (PCM) یا واحد كنترل موتور (ECU)به طور پیوسته سیگنال‌های ورودی از موقعیت دریچه هوا، فشار هوای منیفولد، گیربکس و سرعت خودرو را می­خواند. بعضی از PCM ها حتی تغییر سریع در موقعیت دریچه هوا را می خوانند که نشان دهنده این است كه راننده شتاب گیری سریع از خودرو می­خواهد. برطبق برنامه از پیش تعیین شده در PCM، این واحد جرقه را برای شرایط مختلف به یک سطح پیش فرض به جلو انداخته و یا به اصطلاح آوانس می­کند. این نقطه به نقطه شروع ضربه نزدیک است، چون سیستم به حسگر ضربه به عنوان یک هشدار دهنده تکیه دارد. بیشتر حسگرهای ضربه، عدم وجود ضربه را به عنوان سیگنال پایه به PCM می­فرستند. حال اگر ضربه در موتور اتفاق بیفتد، حسگر افزایش ارتعاش موتور را حس کرده و سطح سیگنال ارسالی به PCM را افزایش می­دهد، لذا PCM کمی جرقه را به تعویق انداخته و یا به اصطلاح ریتارد (Retard) می­کند تا سطح سیگنال ارسالی از سنسور به PCM به سطح سیگنال پایه برگردد. اگر شرایطی موقتی باعث ایجاد ضربه درموتور شود، PCM زمان جرقه را برطبق آوانس برنامه ریزی شده تنظیم می­کند. اگر ضربه در موتور برگردد، PCM سیکل زمان آوانس را طی می‌کند تا با ضربه روبرو شود و سپس زمان جرقه را ریتارد می­کند تا ضربه از بین برود.


تشخیص ضربه:

اگرچه تشخیص صدایی که بر اثر ضربه در موتور ایجاد می­شود، برای كارشناسان یا مهندسان دشوار نیست، اما بسیاری از رانندگان ممکن است متوجه صدای ضربه در موتور نشوند و تنها ممکن است از عملکرد ضعیف موتور، کاهش قدرت، شتاب ضعیف و مصرف زیاد خودروی خود شکایت داشته باشند. این عیوب، نشان دهنده وجود ضربه در موتورهای انژكتوری است. برای جلوگیری از آسیب دیدن موتور بر اثر ضربه، اگر هیچ سیگنال ضربه­ای از سوی حسگر ضربه حس نشود، بعضی از سازنده ها PCM را با پیش­فرض ریتارد یا تعویق در جرقه زنی، برنامه ریزی می­کنند. در این نوع موتورها، به دلیل اینکه موتور در شرایط ریتارد کار می­کند، اگر حسگر ضربه خراب شود، تنها با یك ضربه عملکرد ضعیفی خواهد داشت. به طور معمول، حسگر ضربه روی سیلندر نصب می­شود، اما گاهی دیده شده که آن را روی سرسیلندر نیز نصب می­کنند. در موتورهای Vشكل از دو سنسور استفاده می­شود که هریک روی یک سمت V قرار می­گیرد.


    با استفاده از اسکوپ (Scope)می­توان عملکرد حسگر ضربه را آزمایش نمود. برای آزمایش عملکرد حسگر ضربه، می­توانید کد مربوطه را توسط دستگاه اسکن (Scan)، كنترل کرده و یا تغییرات زمانی را روی اسکوپ مشاهده کنید. همچنین با وارد آوردن ضربه توسط چکش مخصوصی که سطح نرم دارد، بر سرسیلندر و یا سیلندر، می­توان شرایط ضربه را در موتور شبیه سازی کرد و سیگنال ضربه و زمان جرقه را مشاهده کرد. برای حسگر ضربه، ارتعاش ناشی از اعمال ضربه روی موتور، شبیه ضربه (Knock) است. لذاPCM  یا  ECUدر پاسخ به سیگنال ضربه، زمان جرقه را ریتارد می­کند و به تعویق می اندازد. حال اگر عمل ضربه زدن را متوقف کنیم، سیگنال خروجی حسگر، به سیگنال پایه برمی­گردد و PCM باید زمان جرقه را آوانس کند و به جلو اندازد. با این روش، می­توان عملکرد صحیح PCM، حسگر و دسته سیم را كنترل کرد. اگر بتوانید سیگنال ضربه را شبیه سازی کنید، باید ریتارد شدن زمان جرقه را روی ابزار اسکن و یا چراغ تایمینگ (Timing) ببینید. اگر با شبیه سازی مذكور، زمان جرقه ریتارد نشود، دسته سیم یا PCM خودرو نقص دارد. همچنین، می توان حسگر ضربه را توسط اتصال کانکتورهای یک تستر به ترمینال آن چک کرد.

نکات تعویض:

عملکرد حسگرهای ضربه، به عوامل مختلفی بستگی دارد و ممکن است تجربه زیادی جهت تعویض آنها پیدا نکنید. نکات ذیل به شما در این زمینه کمک خواهند کرد:

۱) بسیاری از حسگرها از نظر ظاهری مشابه هم هستند، اما حسگر ضربه باید با موتور و PCM منطبق باشد، زیرا تمامی موتورها دارای ارتعاش هستند، لذا حسگر ضربه باید طوری انتخاب شود که به ارتعاش عادی موتور واکنش نشان ندهد. اگر حسگر درست انتخاب نشود، چون مشخصه ارتعاش عادی و ارتعاش ضربه آن درست انتخاب نشده، حتی اگر از لحاظ مونتاژی مشکلی نداشته باشد، ممکن است عملکرد مناسبی نداشته باشد.

۲) مطمئن شوید که شماره فنی حسگر، درست انتخاب شده است. حسگر ضربه، ممکن است در بلوک سیلندر پیچ و مهره شود. اگر حسگر ضربه روی بدنه سیلندر پیچ شود، گشتاور بستن پیچ، باید مطابق آنچه شركت سازنده مشخص کرده، رعایت شود. اگر حسگر ضربه در بلوک سیلندر محکم نشود، قادر به آشکار کردن مناسب ارتعاش نخواهد بود. با توجه به موقعیت نصب حسگر ضربه، این قطعه باید در برابر گرد و غبار، گریس و روغن، دما و رطوبت، نمک و مواد شیمیایی، مقاومت مناسبی داشته باشد.


اگر ECU و حسگر ضربه درست عمل ­کنند ولی راننده‌ای از وجود ضربه شکایت كند، ممکن است این ایراد نشان دهنده این باشد که در موتور مشکل جدی وجود دارد. عوامل زیادی در تولید ضربه در موتور دخیل هستند. بعضی از موتورها مستعد ایجاد ضربه هستند. موتورهایی که با احتمال ضربه کار می­کنند، دارای عملکرد بالا و تعمیر و نگهداری پایین هستند. داشتن دو حالت فوق وقتی شکل می­گیرد که موتور در لبه ضربه کار کند. همچنین استفاده از سوخت با اکتان پایین باعث می­شود که ضربه در موتور بسیار زیاد شود. لذا همیشه باید از سوخت با اکتانی که كارخانه سازنده خودرو معرفی کرده­، استفاده شود. هر چیزی که زمینه ساز افزایش دمای محفظه احتراق شود، می­تواند سبب ایجاد ضربه در موتور شود. مثلاً خرابی ECU، مشکل سیستم تهویه مطبوع، روغن سوزی و گرمای ناشی از جرقه نادرست. ضربه ثابت نه تنها به عملکرد موتور آسیب می­رساند، بلکه باعث آلودگی شده و می­تواند تا میزان زیادی به موتور ضربه بزند.

ترجمه: اشكان معصومی 

منابع

1) Steve Zack, "Electronic Diagnostic and Drivability", SPX Technical Trainer, 2010

2) Wes Stinson, "Installing Knock Sensors", Nissan Motor, 2012

3) Nick Jones, "Knock Sensor", PHP Fusion, 2011

 favorite_border 1
loyalty 
اولین دیدگاه را شما بنویسید :)
لطفا کد را در کادر وارد نمایید
عناوین مرتبط با این مطلب
پربازدیدترین ها
grade بررسی ساینا SE فول آپشن سایپا
grade زمان تعویض کاتالیست و اگزوز خودرو
grade سوزوکی ویتارا توربو 2018
grade بررسی سایپا کوییک به همراه مشخصات فنی
grade خودروی دنا پلاس از این پس بدون سانروف و رینگ آلومینیومی
grade واردات خودروهای هیبریدی از پرداخت حقوق ورودی معاف می‌شود
grade قیمت خودرو دیگر گران نخواهد شد
grade 9 شاسی بلند لوکس و ایمن 2019
grade سفر به قطب جنوب با هیوندای سانتافه
grade روغن موتور گران شد
grade قیمت‌ها دوباره از بازار مجازی خودرو حذف شد، اما هست!
grade مخالفت مجلس با مسکوت ماندن طرح ساماندهی بازار خودرو
grade رنج روور مخصوص فضانوردان ساخته شد
grade خواب خوش سازمان حمایت در ناخوشی خودرو
grade گردهمایی بی ام و سواران در برج میلاد
grade سوپرکروز سیستم رانندگی هوشمند کادیلاک
grade گزارش ارزشیابی کیفی خودرو فروردین 98
grade واردات خودروی هیبریدی همچنان ممنوع است
grade چرا لاستیک خودرو گران شد؟
grade هیوندای Venue مدل 2020، کوچک‌ترین کراس‌اوور هیوندای پا به میدان نبرد می‌گذارد
grade پاک کردن صورت مسئله از رو دیوار! حمله به سایتهای آگهی فروش خودرو
grade رونالدو مالک گران ترین خودرو تاریخ، بوگاتی La Voiture Noire نه و نیم میلیون پوندی!
grade آیا لادا از حضور در ایران پا پس کشیده است؟
grade بهترین خودروهایی که ارزان‌ تر از 30.000 دلار هستند
grade نقد و بررسی نسل جدید مزدا 3
grade تسلا مدل اس هم مانند پژو 405 خود به خود در آتش می‌سوزد
grade کادیلاک CT5 مدل 2020، سدان جدید کادیلاک معرفی شد
grade جک اس 3 مدل 2019، تحولی در زبان طراحی جک
grade تست رانندگی میتسوبیشی اوتلندر 2016
grade همه چیز درباره رمز یکبار مصرف
grade سوپراسپرت الكتريكی Miss R تایوانی یقه تسلا را گرفت
grade نیم قرن با گودزیلا، نیسان جی‌ تی‌ آر 50 ساله شد
grade بررسی ساینا SE فول آپشن سایپا
grade زمان تعویض کاتالیست و اگزوز خودرو
grade سوزوکی ویتارا توربو 2018
grade بررسی سایپا کوییک به همراه مشخصات فنی
grade خبر خوش، بازگشت عادل فردوسی پور با برنامه نود
grade به این 3 دلیل منتظر ارزانی خودرو نباشید
grade قابل توجه خودروهایی که کارت سوخت ندارند
grade هنتنگ ایکس 7 اولین خودرویی که استانداردهای 85 گانه را دریافت کرد
grade نحوه پرداخت عوارض آزادراه ها به صورت الکترونیکی اعلام شد
grade معرفی پیکاپ ریچ و وانت پادرا زامیاد
grade آشنایی با لادا ایکس‌ ری، جانشین احتمالی رنو ساندرو
grade فیلم دیدار با هنتنگ و فوتون عظیم خودرو در خط تولید بروجرد
grade فیلم معرفی سایپا رهام خودرو جدید سایپا
grade تشخیص نوع و برند خودرو فقط با لمس کردن
grade برلیانس H230 پارس خودرو به 4 ستاره کیفیت دست یافت
grade مشخصات فنی Ec5 موتور جدید ایران خودرو و پژو 301 مونتاژ داخل + فیلم
grade نسل جدید تویوتا سوپرا 2020 پس از 17 سال رونمایی شد
grade کادیلاک XT6 2020، شاسی بلند لوکس آمریکایی
grade همتا؛ طرح خوب رجیستری، اجرای افتضاح
grade معرفی و مشخصات فنی ساینا برقی
grade بهترین جلوپنجره‌های صنعت خودرو
grade فورد موستانگ شلبی GT500 2020، جدیدترین نسل محبوب‌ترین عضلانی تاریخ
grade اولین خودروی هنتنگ X7 روی خط مونتاژ رفت
grade کانسپت لکسوس LC کانورتیبل 2019، کانسپتی معمولی و ساده
grade مرسدس بنز CLA 2020، اسپرت جذاب اشتوتگارتی
grade مشتریان معترض بی وای دی اس 7 در نمایشگاه خودرو تهران در غیاب کارمانیا
grade از کجا بفهمیم تسمه تایم پاره شده است؟
grade نگاهی به بوگاتی La Voiture Noire، گران‌ترین محصول جدید تاریخ صنعت خودرو