«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
نویسنده : سعید اسماعیلی

منبع : ماهنامه صنعت خودرو