Сензор за детонация - Студопедия
При двигатели с вътрешно горене с искрово запалване при определени условия могат да възникнат необичайни "звънящи" горивни процеси, които водят до намаляване на мощността и ефективността на двигателя. Този нежелан процес на горене се нарича детонация и е резултат от самозапалване на свежа горивно-въздушна смес, която все още не е била обхваната от пламък.
Нормално започналият процес на изгаряне на въздушно-горивната смес и нейното компресиране от буталото води до повишаване на налягането и температурата в горивната камера, което може да причини спонтанно запалване на останалите газове (неизгорялата още смес). В този случай скоростта на разпространение на пламъка може да бъде по-висока от 2000 m/s, докато скоростта на нормалното горене е около 30 m/s.
Това ударно изгаряне създава високо налягане в горивната камера. Диаграма на промяната на налягането в горивната камера от позицията на коляновия вал може да се види на фиг. .. При продължителна детонация повишеното налягане и топлинното напрежение могат да доведат до механични повреди на уплътнението на главата на цилиндъра, буталото и главата в областта на клапана. Характерните колебания на детонационното горене се записват от сензора за детонация, преобразуват се в електрически сигнал и се предават на контролера SUD. Структурно сензорът за детонация е акселерометър, т.е. пиезокерамично устройство, което преобразува енергията на механичните вибрации на двигателния блок в електрически сигнал. С други думи, това е приемник на звукови вибрации в твърди тела.
При възникване на вибрация инерционната маса действа върху пиезоелектричния елемент със съответната честота и сила, в резултат на възникването на пиезоелектричния ефект върху контактите се появява електрически сигнал. В контролера изходният сигналСензорът за детонация е подложен на специална обработка за откриване на момента на възникване на детонационно изгаряне на въздушно-горивната смес.
Фиг. Диаграма на промените в налягането в камерата
изгаряне от позицията на коляновия вал
1 - запалване в правилния момент, 2 - запалване твърде рано (почукване на горенето), 3 - запалване твърде късно
От голямо значение е мястото на монтаж на сензора за детонация на двигателя. При избора на място те се ръководят от следните критерии:
- сигналите за детонация от всеки цилиндър не трябва да се различават много по ниво;
- нивото на сигнала трябва да има стойност, достатъчна за по-нататъшната му обработка;
- Смущенията от друг шум от работещ двигател трябва да бъдат сведени до минимум.
Важни характеристики на сензора за детонация са:
- температурен диапазон. Сензорът трябва да работи до 150. 200 °С;
- собствена резонансна честота. Според принципа на определяне на наличието на детонация се разграничават системи с резонансни и широколентови сензори за детонация. В системи с резонансен сензор стойността на естествената резонансна честота съвпада с честотата на детонационните трептения в цилиндъра, а в системи с широколентов сензор естествената резонансна честота на сензора е много по-висока, но има равномерен участък на честотната характеристика, който се намира в честотния диапазон на детонационните трептения;
- коефициент на преобразуване. Показва как амплитудата на изходния сигнал корелира с амплитудата на детонационните вибрации на мястото на монтаж на сензора (mv/g).
Сензор за детонация (2112-3855010) резонансен, пиезоелектричен тип е монтиран на блока на двигателя. Той е проектиран по такъв начин, че неговата резонансна честота съвпада с честотатадетонация. При възникване на детонация в двигателя сензорът генерира AC сигнали. Амплитудата на AC сигнала DD зависи от нивото на детонация.
Контролерът подава на DD референтно напрежение от 5 V. Резистор, разположен вътре в сензора, понижава напрежението до 2,5 V. Съпротивлението на резистора е от 3300 до 4500 ома. По време на нормална (без детонация) работа на двигателя, напрежението на изхода на сензора остава постоянно на 2,5 V. Когато се появи детонация, DD генерира AC сигнал, който влиза в контролера по същата верига, която доставя референтния сигнал от 5 V. Контролерът чете този сигнал и коригира момента на запалване, за да смекчи детонацията.
Фиг. Конструкция на сензора за детонация:
1 - инерционна маса, 2 - леярска маса,
3 - пиезокерамика, 4 - контакт, 5 - щепсел.
Сензор за детонация (2112-3855020), широколентов, пиезокерамичен тип, монтиран на блока на двигателя. На двигателя 21214 сензорът е монтиран от дясната страна под изпускателния колектор. По време на работа на двигателя сензорът генерира сигнал за променливо напрежение с честота и амплитуда в зависимост от честотата и амплитудата на вибрациите на частта от двигателя, на която е монтиран сензора.
При възникване на детонация амплитудата на вибрациите с определена честота се увеличава, което води до увеличаване на амплитудата на изходния сигнал DD. Контролерът разчита този сигнал и коригира момента на запалване, за да намали тропането.
Ориз. . Външен вид и местоположение на сензорите за детонация:
a - външният вид на сензора за детонация (det. 2112-3855010, произведен от GM); b – външен вид на датчика за детонация (арт. 2112–3855020, производство на BOSCH); c - местоположение на сензора за детонация на двигатели 2111, 2112; G -монтаж на сензор за детонация на двигателя 21214.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо