Датчик детонації - Студопедія
У двигунах внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням за певних умов можуть виникнути аномальні «дзвінкі» процеси згоряння, які призводять до зниження потужності та коефіцієнта корисної дії двигуна. Цей небажаний процес згоряння називається детонацією і є наслідком самозаймання ще не охопленої полум'ям свіжої паливоповітряної суміші.
Процес згоряння паливоповітряної суміші, що нормально почався, і стиснення її поршнем обумовлюють підвищення тиску і температури в камері згоряння, які можуть викликати самозаймання решти газів (ще не згорілої суміші). При цьому швидкість поширення полум'я може бути вищою за 2000 м/сек, у той час як швидкість нормального згоряння становить близько 30 м/сек.
При такому ударному згорянні камери згоряння створюється високий тиск. Діаграму зміни тиску в камері згоряння від положення колінчастого валу можна подивитися на рис. При тривалій детонації підвищений тиск і термічне навантаження можуть призвести до механічних пошкоджень прокладання головки блоку циліндрів, поршня та головки в зоні клапанів. Характерні коливання детонаційного згоряння реєструються датчиком детонації, перетворюються на електричний сигнал і передаються в контролер СУД. Конструктивно датчик детонації є акселерометр, тобто. п'єзокерамічний прилад, що перетворює енергію механічних коливань блоку циліндрів двигуна електричний сигнал. Іншими словами – це приймач звукових коливань у жорстких тілах.
При виникненні вібрації інерційна маса впливає на п'єзоелемент із відповідною частотою та зусиллям, внаслідок виникнення п'єзоефекту на контактах з'являється електричний сигнал. У контролері вихідний сигналдатчика детонації піддається спеціальної обробки для виявлення моменту виникнення детонаційного згоряння паливоповітряної суміші.
Рис.. Діаграма зміни тиску в камері
згоряння від положення колінчастого валу
1 - запалення в правильний момент, 2 - запалення занадто раннє (детонаційне згоряння), 3 - запалення занадто пізніше
Велике значення має місце встановлення датчика детонації двигуна. При виборі місця керуються такими критеріями:
- сигнали детонації від кожного циліндра не повинні сильно відрізнятися за рівнем;
- рівень сигналу повинен мати достатню для подальшої обробки величину;
- перешкоди, що виникають від інших шумів двигуна, що працюють, повинні бути мінімальними.
Важливими характеристиками датчика детонації є:
- температурний діапазон. Датчик має бути працездатним до 150...200 °С;
- Власна резонансна частота. За принципом визначення наявності детонації розрізняють системи з резонансними та широкосмуговими датчиками детонації. У системах з резонансним датчиком значення власної резонансної частоти збігається з частотою детонаційних коливань в циліндрі, а в системах з широкосмуговим датчиком власна резонансна частота датчика значно вища, але на частотній характеристиці існує рівномірна ділянка, що лежить у діапазоні частот детонаційних коливань;
- Коефіцієнт перетворення. Показує, як співвідносяться амплітуда вихідного сигналу з амплітудою детонаційних коливань на місці установки датчика (mv/g).
Датчик детонації (2112-3855010) резонансний, п'єзоелектричного типу встановлюється на блоці двигуна. Він виконаний таким чином, що його резонансна частота збігається із частотоюдетонації. Під час детонації в двигуні датчик генерує сигнали змінного струму. Амплітуда сигналу змінного струму ДД залежить від рівня детонації.
Контролер подає на ДД опорну напругу 5 В. Резистор, розташований усередині датчика, знижує напругу до 2,5 В. Опір резистора від 3300 до 4500 ОМ. Під час нормальної (без детонації) роботи двигуна напруга на виході датчика залишається постійною на рівні 2,5 В. При появі детонації ДД генерує сигнал змінного струму, який надходить у контролер по тому ж ланцюгу, по якому подається опорний сигнал 5 В. Контролер зчитує цей сигнал і коригує кут випередження запалення для гасіння детонації.
Рис.. Конструкція датчика детонації:
1 – інерційна маса, 2 – заливальна маса,
3 – п'єзокераміка, 4 – контакт, 5 – штекер.
Датчик детонації (2112-3855020), широкосмуговий, п'єзокерамічний тип встановлюється на блоці двигуна. На двигуні 21214 датчик встановлюється праворуч під випускним колектором. Під час роботи двигуна датчик генерує сигнал напруги змінного струму з частотою та амплітудою залежною від частоти та амплітуди вібрації тієї частини двигуна, на якій встановлено датчик.
У разі детонації амплітуда вібрацій певної частоти підвищується, що зумовлює збільшення амплітуди вихідного сигналу ДД. Контролер зчитує цей сигнал та коригує кут випередження запалення для гасіння детонації.
Мал. . Зовнішній вигляд та розташування датчиків детонації:
а – зовнішній вигляд датчика детонації (дет. 2112-3855010, произв. GM); б - зовнішній вигляд датчика детонації (дет. 2112-3855020, произв. BOSCH); - розташування датчика детонації на двигунах 2111, 2112; г –встановлення датчика детонації на двигуні 21214.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:
Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно