Senzorul de detonație - mod de funcționare și diagnoză

Ce este detonația?

    Detonația este un proces cu efecte distructive asupra motorului pe benzină. Din punct de vedere fizic detonația reprezintă autoaprinderea amestecului aer-combustibil și arderea acestuia cu o viteză foarte mare (explozie).

Care sunt factorii care influențează detonația?

    Raportul de comprimare al unui motor pe benzină este limitat superior de apariția detonației. Fenomenul de detonație apare atunci când temperatura amestecului aer-combustibil atinge limita de autoaprindere și se declanșează o ardere spontană, foarte rapidă.

    Limita de autoaprindere (temperatura) a amestecului aer-combustibil poate fi atinsă atunci când presiunea în cilindru, la sfârșitul comprimării, este prea mare. Detonația este determinată de:

  • raport de comprimare ridicat (crește temperatura amestecului la sfârșitul comprimării)
  • avans la scânteie prea mare (crește temperatura amestecului la sfârșitul comprimării)
  • combustibil cu cifra octanică redusă (se reduce limita de autoaprindere)

Care sunt efectele detonației asupra motorului?

    În cazul în care un motor detonează, temperatura și presiune din cilindru ating valori extrem de mari. Acest fenomen poate avea efect distructiv asupra motorului, poate conduce la deteriorări ale pistoanelor, supapelor sau a bujiilor (deformare, topire). Detonația poate fi determinată și auditiv deoarece motorul produce un zgomot specific („ciocănit”, „bătaia motorului”, „bate avansul”).

Variația presiunii în funcție de poziția arborelui cotit, în cazul funcționării normale și cu detonație

Foto: Variația presiunii în funcție de poziția arborelui cotit, în cazul funcționării normale și cu detonație
Sursa: Bosch

RAC - rotație arbore cotit

    De asemenea, când motorul detonează, performanțele acestuia, în ceea ce privește consumul și cuplul motor, sunt reduse. Amestecul aer-combustibil nu arde complet rezultând emisii mari de monoxid de carbon și hidrocarburi.

Cum se controlează detonația?

    Efectul detonației poate fi redus prin utilizarea aditivilor pe bază de plumb (tetraetil de plumb). Motoarele moderne conțin un catalizator pentru reducerea emisiilor poluante și din acest motiv nu se permite utilizarea benzinelor cu conținut de plumb, deoarece această substanță are efect distructiv asupra catalizatorului.

    Motoarele care funcționează cu benzină fără plumb utilizează un senzor pentru detecția detonației. Acest senzor este de fapt un senzor pentru detecția vibrațiilor și funcționează pe principiul piezoelectricității. Senzorul se montează direct pe blocul motor, prin intermediul unui șurub.

Senzor de detonație

Foto: Senzor de detonație
Sursa: thor-racing.co.uk

    Senzorul de detonație conține un cristal piezoelectric (3) și o masă seismică (1). La apariția detonației sunt produse vibrații puternice în cilindru care sunt propagate prin blocul motor și captate de senzor. Vibrațiile se transmit masei seismice care apasă pe elementul piezoelectric și se produce o tensiune electrică.

Secțiune printr-un senzor de detonație

Foto: Secțiune printr-un senzor de detonație
Sursa: Bosch

  1. masă seismică
  2. carcasă
  3. element piezoelectric
  4. electrozi
  5. contacte electrice

    Tensiunea generată de senzorul de detonație este captată de unitatea electronică de control a motorului. Pe baza acestui semnal și a poziției pistoanelor în cilindru calculatorul de injecție poate determina în care cilindru s-a produs detonația.

    Detonația se elimină prin corectarea avansului la aprindere. Astfel, dacă se detectează detonația pe un anumit cilindru, avansul va fi redus și apoi crescut gradual până la detectarea unei alte detonații. La motoarele supraalimentate (turbo sau cu compresor mecanic) unitatea electronică de control a motorului intervine și asupra sistemului de supraalimentare reducând presiunea aerului comprimat.

    Pentru detecția detonației la motoarele cu patru cilindrii de obicei se utilizează un singur senzor de detonație. Pentru motoarele cu mai multi cilindri sau două bancuri (V6, V8, etc.) un singur senzor nu este suficient și din acest motiv se montează cel puțin doi.

Ce de întâmplă în cazul în care nu mai funcționează senzorul de detonație?

    Detonația are efect distructiv asupra motorului și din acest motiv se impune luarea de măsuri de siguranță în cazul în care circuitul de detecție este defect. Imposibilitatea de a detecta detonația  poate avea ca sursă un defect al senzorului de detonație, a circuitului electric de legătură sau a unității electronice de control.

    Oricare a fi cauza defectului, nedetectarea detonației impune reducerea avansului la aprindere și reducerea presiunii de supraalimentare (în cazul motoarelor turbo sau cu compresor mecanic). În cazul unui defect, avansul la aprindere este setat la o valoare fixă, scăzută față de valoarea nominală, pentru preveni posibilitatea apariției detonației. Această măsura de siguranță are efecte asupra performantelor motorului. Cuplul motor este diminuat deoarece presiunea medie efectivă pe ciclu este de asemenea redusă.

Care sunt codurile OBD pentru circuitul de control a detonației?

Codul Descriere Locaţie
P0324 Eroare a circuitului de control a detonației -
P0325 Circuitul senzorului de detonație 1 Bancul 1 / un singur senzor
P0326 Circuitul senzorului de detonație 1 – semnal în afara limitelor Bancul 1 / un singur senzor
P0327 Circuitul senzorului de detonație 1 – semnal sub limita minimă Bancul 1 / un singur senzor
P0328 Circuitul senzorului de detonație 1 – semnal peste limita maximă Bancul 1 / un singur senzor
P0329 Circuitul senzorului de detonație 1 – semnal discontinuu Bancul 1 / un singur senzor
P0330 Circuitul senzorului de detonație 2 Bancul 2
P0331 Circuitul senzorului de detonație 2 – semnal în afara limitelor Bancul 2
P0332 Circuitul senzorului de detonație 2 – semnal sub limita minimă Bancul 2
P0333 Circuitul senzorului de detonație 2 – semnal peste limita maximă Bancul 2
P0334 Circuitul senzorului de detonație 2 – semnal discontinuu Bancul 2

Tips & Tricks – fenomenul de detonație

    Utilizarea unei benzine cu cifra octanică mai mare reduce riscul apariției detonației. Cu cât benzina are cifra octanică mai mare cu atât limita de autoaprindere este mai mare.

    Motoarele cu injecție directă de benzină pot avea raportul de comprimare mai mare și totuși nu detonează. Datorită procesului de injecție directă, în momentul injecției benzina pulverizată în cilindru absoarbe o parte din căldura aerului comprimat reducând astfel temperatura amestecului aer-combustibil. Datorită acestui fenomen, de obicei, motoarele pe benzină cu injecție directă au rapoarte de comprimare mai mari comparativ cu motoarele cu injecție indirectă, în poarta supapei.

    La montarea senzorului de detonație pe motor trebuie să se țină cont de următoarele:

  • șurubul de prindere trebuie să fie strâns la cuplul specificat în manualul de reparație
  • contactul dintre senzor și blocul motor trebuie să fie perfect, să nu conțină impurități
  • nu trebuie utilizate nici un fel de elemente adiționale pentru prindere (șaibe, șuruburi, etc.)

    Orice abatere de la recomandările de montare poate conduce la un semnal incoerent al senzorului de detonație care afectează buna funcționare a motorului termic.

Video – montajul și testarea circuitului de detecție a detonației

Pentru a comenta articolul trebuie să vă înregistrați!

Comentarii

Marcel_pc
Vineri, 14 Octombrie 2016 Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5

Login

Logo motorul anului