«حسگر ضربه» در سیستم‌های انژکتوری




● حسگر ضربه
حسگر ضربه، در موتورهای انژکتوری دو کار انجام میدهد.
۱) همانند دیگر حسگرها، عملکرد موتور را برای برخورداری از عملکردی مناسب، نشان می­دهد.
۲) از موتور در برابر از دست دادن قدرت و خرابی حفاظت میکند.
شرایط ایدهآل این است که وقتی پیستون به نقطه TDC میرسد، جرقه صورت گیرد و مخلوط سوخت و هوا، در حالتیکه پیستون همزمان طول سیلندر را طی میکند زمان لازم برای سوخت کامل را داشتهباشد. در عمل، سوخت برای اینکه در زمان لازم، به‌طور کامل بسوزد، به زمان بیشتری نیاز داشته و به آوانس 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 جرقه تولید میشود، اما آوانس زیاد موجب ضربه در موتور میشود.
زمانیکه ناک در موتور صورت می‌گیرد، کیفیت عملکرد آن کاهش یافته و ریسک خرابی جدی موتور وجود دارد. ضربه، زمانی ملایم مثل صدای جهش ملایم ساچمه یا تیله روی یک سطح فلزی است و زمانی شدید یا محکم مثل صدای کوبیدن محکم به درب است. ضربه ملائم[۱] سبب کاهش قدرت، تلفات سوخت و افزایش آلایندگی میشود. ضربه شدید[۲] میتواند قطعات داخلی موتور، شامل پیستون، دسته پیستون، سوپاپ دود، سرسیلندر و شمع را از بین ببرد. ضربه، هنگامی‌که مخلوط سوخت‌وهوا بهطور نرم نسوزد یا جرقه بسیار زود صورت گیرد، ایجاد میشود.
ضربه میتواند توسط نقاط داغ یا آتشین[۳] درون سیلندر ایجاد شود، درست مثل کربنهای نسوخته یا شمع که بسیار داغ باشد و یا اینکه دمای محفظه احتراق بسیار بالا باشد. این نقاط داغ، مخلوط سوخت و هوا را قبل از اینکه عمل جرقه شمع صورت گیرد، مشتعل میکنند و در نتیجه همزمان دو شعله به‌وجود میآید که یکی از طرف نقاط آتشین و دیگری از طرف جرقه شمع پدید آمدهاند. همانطور که گازهای سوختنی بسرعت منبسط میشوند، دو شعله نیز به‌شدت به هم برخورد میکنند. ناک، هنگامی ایجاد میشود که زمان جرقه بسیار آوانس باشد. در این حالت، یک جبهه شعله بیشتر وجود ندارد ولی هنگامی رخ میدهد که پیستون از نقطه TDC بسیار فاصله دارد. در اینجا، به جای برخورد دو جبهه شعله، بر برخورد بین گازهای منبسط شده ناشی از احتراق و قسمت بالای پیستون که در حال بالا آمدن میباشد صورت میگیرد.
در سیستم OBD-? دارای سیستم جرقه الکترونیکی، PCM (ECU) بهطور پیوسته سیگنالهای ورودی از زمان اولیه، موقعیت دریچه هوا، فشارهای هوای منیفولد، گیربکس و سرعت خودرو را میخواند.
بعضی از PCMها حتی تغییر سریع در موقعیت دریچه هوا را که نشاندهنده خواست راننده جهت شتاب سریع را میخوانند. برطبق برنامه PCM، این واحد جرقه را برای شرایط مختلف به یک سطح پیشفرض آوانس میکند. این نقطه به نقطه شروع ضربه نزدیک است، چون سیستم به حسگر ضربه به‌عنوان هشداردهنده تکیه دارد. بیشتر حسگرهای ضربه، عدم وجود ضربه را به عنوان سیگنال پایه به PCM میفرستند. حال اگر ضربه موتور اتفاق بیفتد، حسگر افزایش ارتعاش موتور را حس کرده و سطح سیگنال ارسالی به PCM را افزایش میدهد لذا PCM کمی جرقه را ریتارد میکند تا سطح سیگنال ارسالی از حسگر به PCM به سطح سیگنال پایه برگردد. اگر شرایطی موقتی سبب ایجاد ضربه شود، PCM زمان جرقه را برطبق آوانس برنامهریزیشده تنظیم میکند.
اگر ضربه در موتور برگردد، PCM سیکل زمان آوانس را طی میکند تا با ضربه روبه‌رو 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 متخصصین دشوار نیست، اما بسیاری از مشتریان ممکن است متوجه ضربه در موتور نشوند. آنها ممکن است از عملکرد ضعیف موتور، کاهش قدرت، شتاب ضعیف و مصرف زیاد شکایت داشته باشند. این عیوب، نشاندهنده وجود ضربه در موتور است. برای جلوگیری از آسیب دیدن موتور بر اثر ضربه، اگر هیچ سیگنال ضربهای از سوی حسگر ضربه حس نشود، بعضی از سازندهها PCM را با پیشفرض ریتارد برنامهریزی میکنند. در این نوع موتورها، اگر حسگر ضربه خراب شود، با یک ضربه ثابت بهدلیل اینکه موتور در شرایط دیتارد کار میکند، عملکرد ضعیفی خواهدداشت. بهطور نرمال، حسگر ضربه روی سیلندر نصب میشود، اما گاهی دیده شده که آن را روی سرسیلندر نیز نصب میکنند. در موتورهای V از دو حسگر استفاده میشود که هریک روی هر بانک V قرار میگیرد.
بااستفاده از اسکوپ، میتوان عملکرد حسگر ضربه را تست کرد. برای آزمایش عملکرد حسگر ضربه، میتوانید کد مربوطه را توسط ابزار اسکن، چک کرده و یا تغییرات زمانی را روی اسکوپ مشاهده کنید. همچنین با وارد آوردن ضربه توسط چکشی که سطحی نرم دارد، بر سرسیلندر و یا سیلندر، میتوان شرایط ضربه را در موتور شبیهسازی کرد و سیگنال ضربه و زمان جرقه را مشاهده کرد.
برای حسگر ضربه، ضربه ارتعاش ناشی از ضربه روی موتور، شبیه ضربه Knock است. لذا PCM (ECU) در پاسخ به سیگنال ضربه، زمان جرقه را ریتارد میکند. حال اگر عمل ضربه زدن را متوقف کنیم، سیگنال خروجی حسگر به سیگنال پایه بر میگردد و PCM باید زمان جرقه را آوانس کند. با این روش، میتوان عملکرد صحیح PCM حسگر و دستهسیم را حس کرد. اگر بتوانید سیگنال ضربه را شبیهسازی کنید، میبایستی ریتارد شدن زمان جرقه را روی ابزار اسکن یا چراغ تایمینگ ببینید. اگر با شبیهسازی یادشده، زمان جرقه ریتارد نشود، دستهسیم یا PCM نقص دارد. همچنین، میتوان حسگر ضربه را توسط اتصال کانکتورهای یک تستر به ترمینال آن چک کرد.

● نکات تعویض
عملکرد حسگرهای ضربه، وابسته به عواملی مختلف است و ممکن است تجربه زیادی جهت تغییر آنها پیدا نکنید.
نکات ذیل به شما در این زمینه کمک خواهندکرد:
۱) بسیاری از حسگرها از نظر ظاهری مشابه هم بوده، 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، حتی اگر از لحاظ مونتاژی مشکلی نداشته باشد، چون مشخصه ارتعاش عادی و ارتعاش ضربه آن درست انتخاب نشدهاست، ممکن است فاقد عملکرد صحیح و مناسب باشد.
۲) مطمئن شوید که شماره فنی صحیح حسگر، درست انتخاب شدهاست. حسگر ضربه، ممکن است در بلوک سیلندر پیچ و مهره شود. اگر حسگر ضربه روی بدنه سیلندر پیچ شود، باید گشتاوری بسته شود که سازنده شخص کردهاست. 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 گردوغبار، گریس، رطوبت، نمک و... مقاومت شیمیایی داشته باشد.
اگر از نظر وجود ضربه شکایتی وجود دارد و PCM (Ecu) و حسگر ضربه نیز درست عمل میکنند، این عیب ممکن است نشان دهد که در موتور مشکل جدی وجود دارد. در تولید ضربه به در موتور عوامل زیادی دخیل هستند. بعضی موتورها، مستعد ایجاد ضربهاند. 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. استفاده از سوخت با اکتان پایین باعث میشود که ضربه موتور بسیار زیاد شود. لذا همیشه باید از سوخت با اکتانی که سازنده معرفی کردهاست، استفاده شود. هرچیزی که زمینهساز افزایش دمای محفظه احتراق شود، میتواند سبب ایجاد ضربه در موتور شود، مثلاً: خرابی ECR، مشکل سیستم خنککننده، روغنسوزی موتور و گرمای ناشی از جرقه نادرست. ضربه ثابت نهتنها به عملکرد موتور آسیب میرساند بلکه باعث آلودگی شده و میتواند تا میزان زیادی به موتور ضربه بزند.


منبع:
مقالهElectronic Diagnostic and Driveability resource (wheels Points counter)
Volume ۴, Issue ۴
[۱] mildknock
[۲] Sever knock
[۳] Hot spot