לוח מודעות

פורומים

תערוכות ואירועים

מועדון לקוחות

קורסים

מדריכים/קטלוגים
 
 כתבות |  אתרים מומלצים |  תערוכות ואירועים |  קטלוג מוצרים |  קורסים | רישום חברות
המיקרופון של המנוע - חיישן נקישות Knock Sensor


הנקישות במנוע מופיעות, בדרך כלל, בגלל מספר גדול של סיבות: זווית הצתה מוקדמת מידי לתנאי פעולת המנוע, הצטברות פיח עקב שריפה לא מושלמת בתא השריפה כתוצאה מהצתה לא סדירה, מצתים לא מתאימים, או לא תקינים, לפי הוראות היצרן, מרווח לא תקין בין האלקטרודות, התחממות יתר של המנוע הגורם לחום-יתר בתא השריפה, שימוש בדלק באוקטן נמוך שאינו מתאים ליחס הדחיסה, דלק באיכות גרועה, חדירת מים לצילינדרים, יחס דחיסה גבוה מהוראות היצרן הגורם להתלקחות עצמית מוקדמת של התערובת.
המהירות של שריפת התערובת בתאי השריפה משתנה על פי יחס התערובת והתנאים השוררים במנוע בכל רגע נתון. בתנאים נתונים, המהירות של שריפת התערובת קבועה והיא מתרחשת בצורה של חזית להבה המתפשטת באופן סדיר מנקודת הניצוץ אל חלל תא השריפה. בגלל הסיבות המפורטות לעיל, קיימים מצבים של שריפה לא סדירה והתלקחויות משניות בעת הצתת התערובת ברגע הראשוני על ידי המצת. מצבים אלה גורמים לעלייה פתאומית של הלחץ בצילינדר לפני הגעתה של הבוכנה לנמ”ע . הנקישות הן תופעה מכאנית העלולה לגרום נזק מכאני לחלקי המנוע וכן ירידה במומנט המנוע, שריפה לקויה של התערובת ועלייה ברמת הפליטה של המזהמים .
חיישן הנקישות מזהה את התופעה ומספק מידע למחשב המנוע על התרחשות של נקישות בלתי רצויות במנוע. מחשב המנוע מגיב באיחור של זווית ההצתה הרלוונטית לכל צילינדר על פי עוצמת הנקישות ביחס לתזמון ההצתה של כל צילינדר בנפרד .
החיישן ממוקם על בלוק המנוע קרוב למרכז חטיבת הצילינדרים. במנועי 4 צילינדר הוא ממוקם בין צילינדרים 2 ו- 3, במקום הראוי ביותר בבלוק המנוע. במנועי 4 צילינדר מדגמי רכב שונים כמו
Audi, Vw, Volvo ועוד, ניתן למצוא 2 חיישני נקישות על בלוק המנוע המאפשרים זיהוי מדויק יותר של נקישות. חיישן אחד מותקן בין צילינדרים 1 ו- 2 והחיישן השני מותקן בין צילינדרים 3 ו- 4 . הם מוגדרים על פי מיקומם KnS1-B1 ו- KnS2-B1.
במנועי
V בהם 6 או 8 צלינדרים, מותקנים 2 חיישנים, האחד בבלוק 1 והשני בבלוק 2 והם מוגדרים על פי מיקומם בחטיבת הצילינדרים - KnS-B1 ו- KnS-B2.
את חיישן הנקישות יש להדק למומנט ההידוק הנכון הנתון בהוראות היצרן. הידוק לא נכון עלול להביא לאיחור מיותר בתזמון ההצתה, או במקרה הגרוע יותר לגרום לנזק למנוע.
חיישני הנקישות ברכב נחלקים לשני סוגים, חיישן קונבנציונאלי פס צר הנקרא גם חיישן תהודה -
Resonant Type וחיישן נקישות שטוח פס רחב הנקרא גם - Non Resonant Type


חיישן נקישות פס צר
החיישן דומה במבנהו החיצוני לחיישן לחץ שמן מנוע והוא מצויד בקצה עם תבריג לגוף המנוע. הוא מתאפיין בתכונות תהודה עצמית בתדר ייחודי של נקישות המנוע . עקב רגישותו הגבוהה לתחום התדרים אליו הוא מותאם (למנוע ספציפי) לא ניתן להתקינו על דגם מנוע אחר בעל צליל ותדר נקישות שונה הוא מצויד בפחית הנכנסת לתהודת רעידות (ויברציה עצמית) בתדר מסוים, הגורם לרטיטה על פני שכבת הגביש הפיאצו-אלקטרי המותקן מעליה.
תנועת הרטיטה על הגביש גורמת לו ליצר אות חשמלי אנלוגי דומה לאות שמע בתדר הרטיטה בקצה החיישן. במקום בו הוא מותקן קיים קדח המאפשר מעבר קול נקישות מבלוק
המנוע לחלל הפנימי של החיישן ולפחית התהודה .


חיישן נקישות פס רחב
החיישן פועל בתחום רחב יותר של תדרים בין 6-20
Khz, המכיל גם את תדרי הנקישות של המנוע. הוא אינו תואם את תדר הנקישות הייחודי אלא מייצר אות חשמלי בפס רחב של תדרים .
החיישן מכיל שכבה של מסה סיסמית (ויברטור רעידות) ובצמוד אליה שכבה קראמית של גביש פיאצו-אלקטרי. המסה הסיסמית חשה את נקישות המנוע ומעבירה את התנודות לגביש הפיאצו -אלקטרי. עקב רגישותו לשינויי לחץ ותנודות מכאניות הוא מייצר אות חשמלי אנלוגי בפס תדרים רחב. כדי לזהות את תדר הנקישות משתמש מחשב המנוע במסנן תדרים אלקטרוני פנימי המסנן את תדרי האותות הייחודיים למנוע מיתר התדרים .
עקב יכולתו לפעול בתחום רחב של תדרים מאפשר החיישן גמישות ודיוק רב יותר בזיהוי נקישות כאשר המנוע פועל במהירויות סיבוב ובעומסים משתנים בהם תדר הנקישות משתנה. לכן, ניתן להתקין את החיישן בדגמי רכב שונים כשמסנן התדרים בכל מחשב מנוע מותאם לתדר הנקישות הייחודי למנוע שלו .
בגרף הנתון אנו רואים את ההבדלים בין תחום הפס הצר המסומן ב-
A לבין תחום הפס הרחב המסומן ב-B. חיישן פס צר A מהווה תדר נקישות טיפוסי לדגם מנוע מסוים ו- B הוא טווח הגילוי של חיישן פס רחב הניתן לשימוש באופן אוניברסאלי לדגמים שונים של מנועים .
בקרת נקישות -
Knock control
השימוש בחיישן נקישות מאפשר בקרה מדויקת ומתואמת של זווית התזמון של ההצתה בכל תחומי ומצבי פעולת המנוע . ברור שללא בקרת נקישות -
Knock Control היה צורך לקבוע מרווח יתר לזווית התזמון להגבלת נקישות מנוע, תוך התייחסות מלאה לכל הפרמטרים העלולים להתקיים ולגרום לנקישות מנוע לדוגמה :
•    התיישנות ואופצויות המנוע
•    תנאים סביבתיים ואיכות הדלק
•    תנאי פעולת המנוע ועוד
משמעות הדבר, שללא בקרת נקישות לא ניתן לבנות מנועים בעלי יחס דחיסה גבוה, זווית התזמון תהיה מאוחרת ולכן תצרוכת הדלק תהיה גבוהה ומומנט המנוע חלש, כמו כן פליטת המזהמים תהיה גדולה. חסרונות אלה נמנעים על ידי שימוש בבקרת נקישות. הניסיון מלמד שבקרת נקישות מאפשרת הגדלת יחס הדחיסה במנוע, שיפור תצרוכת הדלק ומומנט המנוע . אך כיום, בסיס ההתייחסות לבקרת הנקישות אינם המצבים הרגישים ביותר להתרחשות צלצולי מנוע אלא להיפך, למצבים הפחות רגישים, לדוגמה :
•    יחס הדחיסה במגבלת אופצויות המנוע
•    דלק באיכות מיטבית
•    הצילינדר הפחות רגיש לנקישות
בעזרת חיישן הנקישות יכולים המנוע ומערכת ההצתה לפעול בשיא היעילות על סף הנקישות. במידה שמזוהות נקישות, ההצתה מתאחרת על בסיס מפה המאוחסנת במחשב המנוע.לאחר מכן היא תנסה לחזור צעד אחר צעד לערך התזמון הבסיסי. במידה שמזוהות נקישות נוספות תתאחר ההצתה שוב, ובמידה שלא יזוהו נקישות, יימשך תהליך הקידום עד להשגת ערך התזמון הבסיסי. באופן עקרוני כל צילינדר במנוע יכול כעת לפעול למשך כל חיי המנוע במגבלת הנקישות באופן אופטימאלי. תנאי הסף הנדרשים בהגדרת תזמון ההצתה הם זיהוי נקישות אמין ומדויק לכל צילינדר בנפרד, בכל תחום ומצב של פעולת המנוע.
הגרפים האלה מדגימים את האופן שבו מחשב המנוע מבצע תיקונים בזווית ההצתה על בסיס אלגוריתם מתמטי. כל צילינדר מקבל את ערכי התיקון שלו. לדוגמה,
K1 עד K3 הם צילינדרים 1, 2, 3 בהם מחשב המנוע זיהה נקישות. בצילינדר 4 לא הובחנו נקישות ולכן ערך התזמון שלו בסיסי. הצילינדרים האחרים קיבלו איחור בזווית ההצתה על פי רמת הנקישות שזוהתה בהתאמה לכל צילינדר על פי סדר ההצתה. התיקונים בזווית הקידום והאיחור לכל צילינדר משתנים על פי התוצאה המתקבלת מחיישן הנקישות. זיהוי נקישות מצילינדר מסוים יגרום לאיחור הדרגתי של מספר מעלות, בדרך כלל בין 2-30 איחור בכל דרגה, לאותו צילינדר. מידת האיחור הרצויה היא נתון בר-תכנות במפת מחשב המנוע . אם הנקישות נפסקות זווית ההצתה תקודם שוב בהדרגה, בדרך כלל 0.750 קידום בכל דרגה, עד סף הנקישות האופטימאלי. בסופו של דבר, מתייצב ערך התיקון על סף הנקישות כערך נלמד במפת המחשב . נקודת התזמון נמצאת בזווית קידום קטנה יותר מהתזמון הבסיסי כך, שערכה יהיה ההפרש בין נקודת סף הנקישות לבין סף הביטחון כפי שמופיע בגרפים הבאים .
מצבי פעולת מנוע אמיתיים, מייצרים מגבלות סף נקישות ולכן תזמון ההצתה שונה לכל צילינדר בנפרד. האיחור המכסימאלי האפשרי הוא בין 12- 150 על פי דגם המערכת . בעת איחור ההצתה מעשיר במעט מחשב המנוע את יחס התערובת
A/F על מנת למנוע התחממות יתר של גזי הפליטה עקב התזמון המאוחר . על מנת לסגל לכל צילינדר את זווית התזמון המדויקת לו, אוגר מחשב המנוע בזיכרון את זוויות התזמון התואמות . נתוני התזמון מאוחסנים בזיכרון בלתי נדיף במתח קבוע, הנקרא Memory Non Volatile הממוקם ביחידת הזיכרון במחשב הנקראת RAM - Read Only Memory . הם מכסים את כל תחומי סל”ד ועומס מנוע וכך מתאפשרת פעולת מנוע יעילה ואופטימאלית בכל התנאים ללא נקישות .
האיור הנ”ל מתאר את מחזור בקרת הנקישות בחוג סגור של מערכת ההצתה. חיישן הנקישות מזהה נקישות מנוע ומשדר את הנתון למעגל המדידה הנמצא בתוך המחשב . מעגל המדידה מזהה את הצילינדר הנוקש ומעריך את העוצמה והאינטנסיביות של הצלצולים . מעגל חוג סגור שולח לבקר ההצתה את הנתון שיש לתקן בצילינדר, או בצילינדרים בהם הובחנו נקישות - איחור ההצתה. בקר ההצתה מבצע את תיקוני התזמון לכל צילינדר בעזרת מערכת ניהול המנוע המבצעת את הפקודה. רציפות המשובים במחזור החוג הסגור מתייצבת על סף הנקישות האופטימאלי ומשמשת ערך תיקון נלמד במחשב המנוע ומאפשרת קבלת מומנט מנוע מרבי ושריפת תערובת יעילה. המושג הבא מגדיר את תזמון ההצתה הנכון לקבלת מומנט מנוע מכסימאלי -
MBT - Minimum Spark Advance For The Best Torque .


מאפייני החיישן
מחבר החיישן יכול להיות בעל חוט אחד, שניים או שלושה, על פי דגם החיישן והמערכת . חיישן בעל יציאה אחת מחובר בקצהו השני להארקה (מינוס) ישירות בגוף החיישן . חיישן בעל 2 הדקי מוצא המחוברים למחשב המנוע, חוט אחד הוא סיגנל וחוט שני מוארק למינוס בתוך המחשב . לחיישן בעל 3 הדקי מוצא יש סיכוך המוארק לגוף המנוע על מנת למנוע השראה אלקטרוסטאטית או אלקטרומגנטית על חוטי הסיגנל, בדומה לסיכוך הקיים בחיישן גל ארכובה
Ckps - Crank Position Sensor - השראתי .
לנגד המותקן בחיישן הנקישות 2 תפקידים:
א. משמש מחלק מתח בינו לבין נגד זהה המותקן בתוך מחשב המנוע . מעגל מחלק המתח מוזן במתח של 1
v או 5v ממחשב המנוע . בנקודת המדידה, הנקודה האדומה בתוך המחשב המופיעה באיור העליון, שורר חצי מהמתח המסופק על ידי המחשב. כאשר מופיע אות (סיגנל) מחיישן נקישות הוא רוכב על חצי מתח ומחשב המנוע מזהה את אות הנקישות . באופן זה ניתן למנוע הפרעות חשמליות או אלקטרוסטאטיות על קו הסיגנל.
ב. משמש לניטור (
Monitor) מעגל החיישן לצורך אבחון תקלות, נתק או קצר במעגל החיישן או בחיישן עצמו. זיהוי תקלות במעגל בקרת נקישות גורם לרישום תקלה בזיכרון, הדלקת נורת תקלות ניהול מנוע Mil ומעבר לעבודה בתנאי ברירת מחדל Safe Mode.
האיור הבא ממחיש את מבנה מעגל הבקרה של חיישן נקישות פס רחב. המעגל מכיל קו סיגנל מוצף בממתח של 5
v דרך 2 נגדים זהים של מחלק המתח. מעגל המדידה מכיל מסנן תדרים ומעגל משולב Ic להערכת הסיגנל המתקבל בעת זיהוי נקישות מנוע וכן לניטור מעגל החיישן .
מצבי התקלה השכיחים הם נתק וקצר. בנתק תעלה רמת המתח בנקודת המדידה (אמצע מחלק המתח) ל- 5
V. בקצר תרד רמת המתח בנקודת המדידה ל- 0v. התקלות שירשום מחשב המנוע על פי נתוני המעגל מופיעות תחת נושא תקלות וקודי תקלות בהמשך.


אות המוצא
הגביש המותאם לתדר הנקישות מייצר מתח חשמלי הדומה לאות שמע אנלוגי בעל עוצמה יחסית לעוצמת הרעש. הנקישות יוצרות רעידות מכאניות בתדר של 5-10
Khz המועברות על ידי המסה הסיסמית לגביש הפיאזו של החיישן.
על פי תזמון אות המוצא ביחס למיקום גל הארכובה וגל הזיזים, יכול מחשב המנוע לזהות את הצילינדר בו מתרחש צלצול מנוע . באופן זה מתקיים תהליך תיקון תזמון לכל צילינדר בנפרד . גרף התזמון הנראה באיור הבא משמאל מדגים את שיטת הזיהוי של הצילינדר הנוקש. מימינו נראה מסך סורק התקלות שבו נקרא ערך התיקון המכונה
Adaptation לצילינדר מספר 1 . במקרה זה נראה ערך התיקון 0 מעלות יחסית לזווית קידום בסיסית של 4.5 מעלות .


 
קודי התקלות של חיישן נקישות על פי OBDII 

במידה שההפרש בין אות הנקישות לבין רמת הרעש קטן יותר או גדול יותר מסף מסוים במשך פרק זמן מוגדר, נוצר קוד תקלה וההצתה מתאחרת לערך קבוע . כמו כן ברגע שמחשב המנוע מזהה תקלה במעגל החיישן נתק/קצר נרשמת תקלה במחשב בעת הופעתה. הדלקת נורת התקלות
Mil מתבצעת על פי דגם המערכת או בהגדרה על פי OBD בתוך מחזור אחד או שניים .
קוד תקלה
P0324ו- Knock Control System Error - תקלה במערכת בקרת נקישות
•    תנאי רישום התקלה -מחשב המנוע מזהה אות נקישות לא נורמאלי החורג מרמת ותחום תדרים המוכר למחשב
•    סימפטומים אפשריים לתקלה
1.    יתכן ולא יורגשו סימפטומים מיוחדים
2.    תיתכן ירידה בהספק המנוע ותחושה של היסוס ורכב ‘לא סוחב’
•    סיבות אפשריות לתקלה
1.    נקישות מנוע מכאניות עקב תקלה מכאנית במנוע
2.    תקלה פנימית במחשב המנוע במעגל בקרת נקישות
קוד תקלה
P0325ו- Knock Sensor Circuit Malfunction - תקלה במעגל חיישן נקישות
•    תנאי רישום התקלה -מחשב המנוע מזהה אות נקישות חלש או חזק מידי ממעגל החיישן
•    סימפטומים אפשריים לתקלה
1.    נורת תקלות
Mil דולקת (יתכן שלא)
2.    תיתכן ירידה בהספק המנוע ותחושה של היסוס ו’רכב לא סוחב’.
•    סיבות אפשריות לתקלה
1.    תקלה בחיישן נקישות
2.    חיווט ומחברים רופפים במעגל חיישן נקישות
3.    רטיבות וקורוזיה במחברי החיישן
4.    תקלה במחשב המנוע
קוד תקלה
P0326Knock Sensor 1 Circuit Range/Performance
(
Bank 1 Or Single Sensor) טווח/ביצועים חריג של מעגל חיישן נקישות 1 בלוק 1 (או חיישן יחיד)
•    תנאי רישום התקלה -מחשב המנוע מזהה אות נקישות חזק מהנורמאלי או חריג
•    סימפטומים אפשריים לתקלה
1. נורת תקלות
Mil דולקת
2. רעשי נקישות או צלצולים במנוע
3. צלצולי מנוע בעת האצה
•    סיבות אפשריות לתקלה
1.    תקלה בחיישן נקישות נתק פנימי
2.    חיווט ומחברים רופפים במעגל חיישן נקישות
3.    רטיבות וקורוזיה במחברי החיישן
4.    נתק או קצר בחווט החיישן
5.    קצר של חוטי החיישן למתח + או להארקה -
6.    אוקטן דלק לא נכון
7.    תקלה במחשב המנוע
קוד תקלה
P0327Knock Sensor Circuit Low Input - מדידת ערך מתח נמוך ממעגל חיישן נקישות
•    תנאי רישום התקלה -מחשב המנוע מזהה כניסת מתח סיגנל נמוך במעגל חיישן נקישות
•    סימפטומים אפשריים לתקלה
1.    נורת תקלות
Mil דולקת
2.    ירידה בהספק המנוע
3.    הרגשת היסוס בנסיעה
4.    סל”ד מנוע לא יציב
5.    יתכנו סימפטומים נוספים
•    סיבות אפשריות לתקלה
1.    תקלה בחיישן נקישות קצר פנימי
2.    חיווט ומחברים מקצרים במעגל חיישן נקישות
3.    רטיבות וקורוזיה במחברי החיישן
4.    קצר לגוף בחיווט החיישן
5.    תקלה במחשב המנוע
קוד תקלה
P0328Knock Sensor Circuit High Input - מדידת ערך מתח נמוך ממעגל חיישן נקישות
•    תנאי רישום התקלה -מחשב המנוע מזהה כניסת מתח סיגנל גבוה במעגל חיישן נקישות
•    סימפטומים אפשריים לתקלה
1.    נורת תקלות
Mil דולקת
2.    ירידה בהספק המנוע
3.    הרגשת היסוס בנסיעה
4.    סל”ד מנוע לא יציב
5.    יתכנו סימפטומים נוספים
•    סיבות אפשריות לתקלה
1.    תקלה בחיישן נקישות נתק פנימי
2.    חיווט ומחברים מנותקים במעגל חיישן נקישות
3.    רטיבות וקורוזיה במחברי החיישן
4.    נתק בחיווט החיישן
5.    תקלה במחשב המנוע
קוד תקלה
P0329Knock Sensor 1 Circuit Input Intermittent - מדידה רגעית של ערך מתח חריג ממעגל חיישן נקישות 1
•    תנאי רישום התקלה -מחשב המנוע מזהה, לסירוגין או באופן רגעי, כניסת מתח סיגנל חריגה במעגל חיישן נקישות (להזכירך קו החיישן מוצף במתח ייחוס של 5
v)
•    סימפטומים אפשריים לתקלה
1.    נורת תקלות
Mil דולקת
2.    ירידה בהספק המנוע
3.    הרגשת היסוס בנסיעה
4.    יתכנו סימפטומים נוספים
•    סיבות אפשריות לתקלה
1.    תקלה בחיישן נקישות נתק פנימי
2.    חיווט ומחברים מנותקים במעגל חיישן נקישות
3.    רטיבות וקורוזיה במחברי החיישן
4.    נתק בחיווט החיישן
5.    תקלה במחשב המנוע


לפרטים נוספים

הדפסה   שלח לחבר

Copyright © 2002 ComLine LTD. All rights reserved.