O que é o sensor de detonação e como verificá-lo
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Um sensor de detecção de detonação (DD) nos cilindros do motor não era uma necessidade óbvia nos primeiros sistemas de controle do motor, e nos dias de princípios mais simples para organizar o fornecimento de energia e ignição de ICEs de gasolina, a combustão anormal da mistura não era monitorada em tudo. Mas então os motores se tornaram mais complexos, os requisitos de eficiência e pureza de exaustão aumentaram drasticamente, o que exigiu um aumento na quantidade de controle sobre seu trabalho a qualquer momento.
Misturas magras e superpobres, taxas de compressão exorbitantes e outros fatores semelhantes precisam trabalhar constantemente à beira da detonação sem ultrapassar esse limite.
Onde está localizado o sensor de detonação e o que isso afeta
Normalmente, o DD é instalado em uma montagem rosqueada no bloco de cilindros, próximo ao cilindro central mais próximo das câmaras de combustão. Sua localização é determinada pelas tarefas que ele é chamado a realizar.
Grosso modo, o sensor de detonação é um microfone que capta sons bastante específicos produzidos por uma onda de detonação que atinge as paredes das câmaras de combustão.
Esta onda em si é o resultado de uma combustão anormal nos cilindros a uma velocidade muito alta. A diferença entre o processo regular e o processo de detonação é a mesma que durante a operação de uma carga de pólvora propulsora em uma arma de artilharia e um explosivo do tipo detonação, que é preenchido com um projétil ou granada.
A pólvora queima lentamente e empurra, e o conteúdo de uma mina terrestre esmaga e destrói. A diferença na velocidade de propagação do limite de combustão. Quando detonado, é muitas vezes maior.
Para não danificar as peças do motor, a ocorrência de detonação deve ser notada e interrompida a tempo. Antigamente era possível comprá-lo ao custo de consumo excessivo de combustível e poluição ambiental para evitar a detonação da mistura em princípio.
Gradualmente, a tecnologia motora atingiu tal nível que todas as reservas se esgotaram. Foi necessário forçar o motor a extinguir independentemente a detonação resultante. E o motor foi acoplado com uma "orelha" de controle acústico, que se tornou o sensor de detonação.
Dentro do DD existe um elemento piezoelétrico capaz de converter sinais acústicos de um determinado espectro e nível em elétricos.
Após amplificar as oscilações na unidade de controle do motor (ECU), a informação é convertida em formato digital e submetida ao cérebro eletrônico para análise.
Um algoritmo de operação típico consiste em uma rejeição de curto prazo do ângulo por um valor fixo, seguido por um retorno passo a passo para a liderança ideal. Quaisquer reservas são inaceitáveis aqui, pois reduzem a eficiência do motor, forçando-o a trabalhar em um modo abaixo do ideal.
O rastreamento ocorre em tempo real em alta frequência, o que permite responder rapidamente ao aparecimento de um "toque", evitando que ele cause superaquecimento e destruição local.
Ao sincronizar os sinais com os sensores de posição do virabrequim e do eixo de comando de válvulas, você pode até determinar em qual cilindro específico ocorre uma situação perigosa.
Tipos de sensores
De acordo com as características espectrais, historicamente existem duas delas - ressonante и banda larga.
No primeiro, uma reação pronunciada a frequências sonoras bem definidas é usada para aumentar a sensibilidade. Sabe-se de antemão qual espectro é emitido pelas partes que sofrem uma onda de choque, é nelas que o sensor é ajustado construtivamente.
O sensor do tipo banda larga tem menos sensibilidade, mas capta flutuações de diferentes frequências. Isso permite unificar os dispositivos e não selecionar suas características para um motor específico, e uma maior capacidade de capturar sinais fracos não é muito procurada, a detonação tem volume acústico suficiente.
A comparação de sensores de ambos os tipos levou à substituição completa dos DDs ressonantes. Atualmente, são utilizados apenas sensores toroidais de banda larga de dois contatos, fixados no bloco com um pino central com porca.
Sintomas de mau funcionamento
Durante a operação normal do motor, o sensor de detonação não emite sinais de perigo e não participa de forma alguma da operação do sistema de controle. O programa ECU executa todas as ações de acordo com seus cartões de dados costurados na memória, os modos regulares fornecem combustão sem detonação da mistura ar-combustível.
Mas com desvios significativos de temperatura nas câmaras de combustão, pode ocorrer detonação. A tarefa do DD é dar um sinal a tempo de aparar o perigo. Se isso não acontecer, sons característicos são ouvidos sob o capô, o que, por algum motivo, é costume dos motoristas chamarem o som dos dedos.
Embora, na verdade, nenhum dedo esteja batendo ao mesmo tempo, e o nível de volume principal venha da vibração do fundo do pistão, que é atingido por uma onda de combustão explosiva. Este é o principal sinal de operação anormal do subsistema de controle de detonação.
Sinais indiretos serão uma perda perceptível de potência do motor, um aumento em sua temperatura, até o aparecimento de ignição incandescente e a incapacidade da ECU de lidar com a situação no modo normal. A reação do programa de controle nesses casos será a ignição da lâmpada "Check Engine".
Normalmente, a ECU monitora diretamente a atividade do sensor de detonação. Os níveis de seus sinais são conhecidos e armazenados na memória. O sistema compara as informações atuais com a faixa de tolerância e, caso sejam detectados desvios, simultaneamente à inclusão da indicação, armazena os códigos de erro.
Estes são vários tipos de excesso ou diminuição nos níveis do sinal DD, bem como uma quebra completa em seu circuito. Os códigos de erro podem ser lidos pelo computador de bordo ou por um scanner externo através do conector de diagnóstico.
Os códigos de erro podem ser lidos pelo computador de bordo ou por um scanner externo através do conector de diagnóstico.
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Como verificar o sensor de detonação
Conhecendo o dispositivo e o princípio de funcionamento do DD, você pode verificá-lo de maneira bastante simples, tanto retirando-o do motor quanto no local, inclusive diretamente no motor em funcionamento.
Medição de tensão
Um multímetro é conectado ao sensor removido do bloco de cilindros no modo de medição de tensão. Dobrando suavemente o corpo do DD através de uma chave de fenda inserida no orifício da manga, pode-se acompanhar a reação do cristal piezoelétrico embutido à força de deformação.
A aparência da tensão no conector e seu valor da ordem de duas a três dezenas de milivolts indica aproximadamente a saúde do gerador piezoelétrico do dispositivo e sua capacidade de gerar um sinal em resposta à ação mecânica.
Medição de resistência
Alguns sensores contêm um resistor embutido conectado como um shunt. Seu valor é da ordem de dezenas ou centenas de kΩ. Um circuito aberto ou curto dentro do gabinete pode ser corrigido conectando o mesmo multímetro no modo de medição de resistência.
O dispositivo deve mostrar o valor do resistor shunt, pois o próprio piezocristal possui uma resistência quase infinitamente grande que não pode ser medida com um multímetro convencional. Nesse caso, as leituras do dispositivo também dependerão do efeito mecânico no cristal devido à geração de tensão, que distorce as leituras do ohmímetro.
Verificando o sensor no conector da ECU
Tendo determinado o contato desejado do conector do controlador da ECU do circuito elétrico do carro, o estado do sensor pode ser verificado mais completamente, com a inclusão dos circuitos de fiação de alimentação.
No conector removido, são realizadas as mesmas medições descritas acima, a diferença será apenas uma verificação simultânea do estado do cabo. Dobrar e torcer os fios, certifique-se de que não há falhas de deslocamento quando o contato aparece e desaparece das vibrações mecânicas. Isso é especialmente afetado por locais corrosivos onde os fios são incorporados nos terminais do conector.
Com o computador conectado e a ignição ligada, é possível verificar a presença de uma tensão de referência no sensor e a exatidão de sua divisão por resistores externos e embutidos, se isso for previsto pelo circuito de um determinado veículo.
Normalmente, o suporte de +5 volts é reduzido pela metade e um sinal AC é gerado contra o fundo deste componente DC.
Verificação do osciloscópio
O método de instrumentação mais preciso e completo exigirá o uso de um osciloscópio de armazenamento digital automotivo ou um acessório de osciloscópio ao computador de diagnóstico.
Ao atingir o corpo do DD, será visto na tela o quanto o elemento piezoelétrico é capaz de gerar frentes íngremes do sinal de detonação, se a massa sísmica do sensor funciona corretamente, evitando oscilações amortecidas estranhas, e se a amplitude do sinal de saída é suficiente.
A técnica requer experiência suficiente em diagnóstico e conhecimento dos padrões de sinal típicos de um dispositivo que pode ser reparado.
Verificação de um motor em funcionamento
A maneira mais simples de verificar não requer nem o uso de instrumentos elétricos de medição. O motor arranca e é apresentado a uma velocidade abaixo da média. Ao aplicar golpes moderados no sensor de detonação, você pode observar a reação do computador à aparência de seus sinais.
Deve haver uma recuperação regular do ponto de ignição e a queda associada na velocidade do motor em estado estacionário. O método requer certa habilidade, pois nem todos os motores respondem igualmente a esses testes.
Alguns "percebem" o sinal de batida apenas dentro de uma fase bastante estreita da rotação das árvores de cames, que ainda precisa ser alcançada. De fato, de acordo com a lógica da ECU, a detonação não pode ocorrer, por exemplo, no curso de exaustão ou no início do curso de compressão.
Substituindo o sensor de detonação
DD refere-se a anexos, cuja substituição não apresenta dificuldades. O corpo do dispositivo é convenientemente fixado em um pino e, para removê-lo, basta desapertar uma porca e remover o conector elétrico.
Às vezes, em vez de um pino, é usado um parafuso rosqueado no corpo do bloco. Dificuldades podem surgir apenas com corrosão da conexão rosqueada, pois o dispositivo é muito confiável e sua remoção é extremamente rara.
Um lubrificante penetrante para todos os fins, às vezes chamado de chave líquida, ajudará.
