Miksi tarvitsen räjähdysanturin?

Bensiinikäyttöisessä polttomoottorissa kuuluu tietyissä olosuhteissa metallinen koputusääni. “Sormien koputus”, sanovat jotkut kuljettajat. Itse asiassa tätä ilmiötä kutsutaan detonaatioksi, ja sen esiintyminen on erittäin epätoivottavaa, sillä se voi johtaa moottorin vikaantumiseen, koska liekkirintaman etenemisnopeus on valtava (yli 2000 m/s) ja sylinterin seinämiin, mäntään ja lohkon päähän kohdistuu suuria iskujännityksiä. Vaarallisuuden hallitsemiseksi sylinterilohkoon asennetaan räjähdysanturi.

Detonaatioanturia käytetään valvomaan detonaatioastetta bensiinikäyttöisen polttomoottorin käytön aikana. Anturi asennetaan moottorin sylinterilohkoon. Se on tärkeä osa moottorin ohjausjärjestelmää, sillä sen avulla voidaan saavuttaa moottorin maksimiteho ja varmistaa polttoainetehokkuus.

Mitä on nakutus?

Detonaatio tai oikeastaan detonaatiopalaminen tapahtuu, kun osa sytytystulpasta irrotetusta polttoaine-ilmaseoksesta kuumenee liekkirintamassa ja syttyy spontaanisti muodostaen räjähdyksen. Detonaatioon liittyy akustisia merkkejä – metallinen koputus kampiakselissa. Detonaatioasteella tarkoitetaan sitä osaa polttoaine-ilmaseoksesta, joka palaa detonaatiossa.

Räjähdyksen syitä ovat:

1. polttoaineen kemiallinen koostumus (oktaaniluku);
2. moottorin rakenneominaisuudet (puristussuhde, sytytystulppien sijainti, palotilan muoto jne.);
3. käyttöolosuhteet (polttoaine-ilmaseoksen koostumus, sytytyksen etukulma, moottorin kuormitus, noki palotilan osissa jne.).

Detonaatiopalamisen seurauksena kampimekanismin osien lämmönhukka lisääntyy, mikä lisää kulumista, rikkoutumista ja tuhoutumista. Se, kuinka usein tämä ilmiö voi esiintyä, riippuu kolmesta päätekijästä.

Ensinnäkin esiintymistodennäköisyyteen vaikuttaa bensiinin kemiallinen koostumus, tarkemmin sanottuna sen oktaaniluku. Mitä korkeampi se on, sitä kestävämpi se on tälle ilmiölle. Toinen tekijä, joka vaikuttaa yhtä paljon, on moottorin rakenneominaisuudet eli puristussuhde, palotilan muoto, sytytystulppien sijainti, männän pohjan muoto jne. Esimerkiksi moottori, jonka puristussuhde on suurempi, on alttiimpi detonaatiolle ja tarvitsee korkeaoktaanista bensiiniä. Miksi valmistajat muuten kirjoittavat bensatankin luukkuun pienimmän sallitun oktaaniluvun? Kolmas tekijä on moottorin käyttöolosuhteet. Detonaation todennäköisyyteen vaikuttavat käyttösekoituksen koostumus, kuormitus, valittu vaihde, noki.

Miten detonaatioanturi toimii?

Detonaatioanturin toimintaperiaate perustuu pietsoefektiin. Anturin rakenteeseen kuuluu pietsosähköinen levy, jonka päihin syntyy jännite, kun räjähdys tapahtuu. Mitä suurempi värähtelyn amplitudi ja taajuus on, sitä suurempi on jännite. Kun jännite anturin ulostulossa ylittää ennalta määritellyn tason, joka vastaa tiettyä räjähdysastetta, elektroninen ohjausyksikkö korjaa sytytysjärjestelmän toimintaominaisuutta pienentääkseen ennakkokulmaa. Tällä tavoin saavutetaan järjestelmän toiminnan optimaalinen ominaisuus tietyissä käyttöolosuhteissa.

Räjähdysanturi havaitsee ja muuntaa sylinterilohkon mekaanisten värähtelyjen energian sähköimpulsseiksi. Räjähdysanturi lähettää jatkuvasti signaaleja moottorin elektroniseen ohjausyksikköön, ja elektroniikka reagoi muuttamalla käyttösekoituksen laadullista koostumusta ja sytytyksen etukulmaa.

On olemassa tietty turvakynnys, ja jos jännitearvo ylittää sen, elektroninen ohjausyksikkö antaa käskyn pienentää sytytyksen etukulmaa.

Jos räjähdysanturissa on toimintahäiriö (ei signaalia), vastaava merkkivalo syttyy mittaristossa, moottori jatkaa käyntiä.

Räjähdysanturin vikaantuminen

Jos nakutusanturissa on toimintahäiriö, mittaristossa oleva merkkivalo syttyy. Moottori käy, ja autolla voi ajaa. Vastaus oikeutettuun kysymykseen “miksi tätä anturia sitten tarvitaan” on seuraava.

Vanhoissa autoissa, joissa ei ollut elektronista ohjausyksikköä, sytytyksen etukulmaa korjattiin manuaalisesti kääntämällä sytytysvirran jakajan katkaisukorkkia. Näin sytytysjärjestelmää voitiin säätää bensiinin oktaaniluvun mukaan, joka voi vaihdella suuresti eri huoltoasemilla. Nykyaikaisessa moottorissa tramplerin laite on erilainen, sen kansi on kiinteä, joten tämän toiminnon suorittaa ECU. Näin ollen, jos räjähdysanturi vikaantuu, sytytyksen etukulmaa ei voida korjata.

Vikaantunut nakutusanturi vaikuttaa moottorin dynamiikkaan ja taloudellisuuteen. Elektronisen ohjausyksikön toimintaperiaate on sellainen, että kun anturi vikaantuu, se asettaa sytytyksen turvallisuussyistä tunnetusti myöhäiseen sytytysajankohtaan, jotta moottorin tuhoutumisen mahdollisuus voidaan sulkea pois. Tämän seurauksena voimayksikkö toimii, mutta alkaa kuluttaa paljon enemmän polttoainetta ja koneen dynamiikka heikkenee. Jälkimmäinen on erityisen havaittavissa suuremmilla kuormituksilla.

Räjähdysanturin tarkistaminen

Tärkeimmät oireet, jotka osoittavat, että tämä laite on vikaantunut:

• tehon lasku;
• kiihtyvyysominaisuuksien heikkeneminen ja moottorin “ruokahalun” jyrkkä kasvu;
• savuinen pakokaasu.

Samalla moottorin toimintahäiriön merkkivalo syttyy paneeliin. Lisäksi se voi palaa jatkuvasti sekä syttyä lyhyesti kuormituksen kasvaessa.

Aina ei ole käsillä skanneria, joka voi lukea ja purkaa vikakoodin. Huoltoasemalle pääseminen ei ole aina mahdollista. Herää kysymys: miten räjähdysanturi voidaan tarkistaa itse? Työkaluista tarvitset digitaalisen yleismittarin.

Ensin on selvitettävä, millainen vastus huollettavassa anturissa pitäisi olla tietyssä auto- tai moottorimallissa, sillä kaikilla valmistajilla on erilaiset arvot. Jos se poikkeaa normaalista, tarvitset vaihdon.

Voit myös tarkistaa jännitteen anturin sähkökontakteissa, mitä varten sinun on irrotettava anturin virtalähteen sähköliitin ja irrotettava se moottorista. Tämän jälkeen yleismittari kytketään jännitteen mittaustilaan millivolteina, sen plus-anturi kytketään signaalikoskettimeen ja miinusanturi kytketään anturimassaan (reikä, jonka läpi moottorin kiinnityspultti kulkee).

Detonaatioanturin tarkistuksessa anturi ja siihen liitetyt anturit puristetaan kämmeneen, ja anturia koputetaan kevyesti johonkin pintaan. Koputettaessa yleismittarin pitäisi havaita jännitteen esiintyminen (yleensä se on noin 30-40 mV). Periaate on yksinkertainen: mitä voimakkaampi isku, sitä suurempi on elektrodien välinen potentiaaliero. Koska jännite on pieni, kaikki laitteet eivät pysty mittaamaan sitä, joten on varmistettava, että käsillä oleva mittauslaite on suunniteltu tällaisia mittauksia varten. Potentiaalieron täydellinen puuttuminen osoittaa, että räjähdysanturi on viallinen.