Der Klopfsensor ist ein Zusatzgerät, Straffung der Steuerung des Kraftstoffverbrennungsprozesses im Motor.
Druckverlauf im Brennraum als Funktion der Zeit. Auf der Linken – korrekte Verbrennung, die durch den Funken der Zündkerze eingeleitet wird, gekennzeichnet durch leichte Druckänderungen. Auf der rechten Seite – Detonationsverbrennung, schnelle Drucksprünge durch Mikroexplosionen an verschiedenen Stellen der Brennkammer
Seine Verwendung ist nicht erforderlich, wir werden es nicht in billigen und einfachen Konstruktionen finden. Im typischen, Fortgeschrittenere Lösungen verwenden einen Sensor, die das Auftreten einer Detonation in einem beliebigen Zylinder bestimmt. Das Steuergerät kann sie einem bestimmten Zylinder zuordnen, durch Vergleichen des Zeitpunkts des Klopfens und des Zündzeitpunkts in diesem Zylinder. Ein einzelner Sensor ist an der Außenseite des Motorblocks oder Zylinderkopfs angebracht, normalerweise zwischen dem zweiten und dritten zylinder (bei 4-Zylinder-Motoren). In Antriebseinheiten mit erhöhten Parametern und umfangreicher Steuerung (Ablaufsteuerung) mehr Sensoren verwendet werden, np. paarweise oder an jedem Zylinder, was eine genauere individuelle Steuerung des Zündzeitpunktes ermöglicht.
Die korrekte Verbrennung des Gemisches im Zylinder wird durch einen im richtigen Moment an den Elektroden der Zündkerze erzeugten Funken ausgelöst, dass die Druckwelle im Brennraum gleichmäßig ansteigt. Dieser Druckanstieg erzeugt keine Stoßwelle und keine starken Vibrationen im Motorkörper.
Wird der Verbrennungsprozess gestört, z.B. durch. schlechte Kraftstoffqualität, Überhitzung des Motors, übermäßige Belastung des Geräts oder Zündkerzenausfall, das Gemisch wird zufällig an mehreren Stellen im Brennraum gezündet, in minimalen Abständen. Jede solche Zündung erzeugt eine Schallmikrowelle, der auf die Wände des Zylinders trifft und Schwingungen mit variabler Amplitude verursacht, Ausbreitung im Rumpf der Antriebseinheit. Diese Schläge werden als Detonationen oder klopfende Verbrennung bezeichnet, und werden von außen als charakteristisches Klopfen wahrgenommen, manchmal fälschlicherweise Ventilklingeln genannt
Auf diese Schwingungen reagiert der Klopfsensor, bei deren Auftreten elektrische Signale erzeugt werden, die vom Motorsteuergerät verarbeitet werden. Sie verursachen eine Reaktion, die die Zündung verzögert, bis die Detonationsverbrennung aufhört (Signalverlust vom Sensor), wenn das Zündsteuergerät die Zündung wieder beschleunigt, zum Detonationspunkt zurückkehren. Die Einstellung des Frühzündwinkels pendelt also um den Klopfpunkt. Es passiert so, weil die Verbrennung des Gemisches im Motor die besten Ergebnisse liefert (beste Kraftstoffeffizienz), wenn sich das Gemisch kurz vor der Detonation entzündet. Der Klopfsensor ist, vereinfacht gesagt, eine Art piezoelektrisches Mikrofon. Schallwelle, verursacht durch einen schnellen Anstieg des Verbrennungsdrucks, Ausbreitung im Motorblock, wirkt mechanisch auf ein Material mit piezoelektrischen Eigenschaften, das sich im Inneren des Sensorgehäuses befindet. Die Wirkung dieser Aktion ist das Auftreten einer Spannung an den dieses Material umgebenden Elektroden. Die Spannungsamplitude ist proportional zur Detonationsenergie im Zylinder.
Denn der Klopfsensor reagiert auf Vibrationen, es muss richtig auf die ausgeführte Funktion abgestimmt sein. Der Punkt ist, damit es nicht auf das Aufschlagen der Ventile auf die Ventilsitze reagiert, Nockenwellen, Stößel oder andere Vibrationen, die durch den Betrieb der mechanischen Komponenten des Motors verursacht werden. Die Feinabstimmung erfolgt durch entsprechende Vorspannung des piezoelektrischen Materials des Sensors, Dies wird erreicht, indem der Sensor mit einer Schraube mit genau definierter Steifigkeit und einem für einen bestimmten Motortyp sorgfältig ausgewählten Drehmoment am Rumpf befestigt wird.
Ein Ausfall des Klopfsensors ist schwer zu erkennen und versetzt das Zündsteuergerät immer in den Failover-Modus (Zündverzögerung auf die vom Motorenhersteller als sicher angegebene Grenze).
Die deutlichsten Anzeichen einer Beschädigung sind der Klopfsensor:
• Motorsteuerungsausfall-Kontrollleuchte leuchtet auf
• Speichern des Fehlercodes im Speicher der Steuerung (Codelesung ist nur mit einem Diagnosegerät möglich)
• merkliche Leistungsminderung der Antriebseinheit, und damit geringe Motordynamik
• erhöhter Kraftstoffverbrauch.
Störungen im Schaltkreis des Klopfsensors werden normalerweise durch elektrische Probleme verursacht (korrodierte Kontakte, erhöhten Kontaktwiderstand), schlechte Befestigung am Netzteilblock (Anzugsdrehmoment zu niedrig, gestreckter Bolzen). Es ist auch möglich, dass die Platte aus piezoelektrischem Material im Inneren des Sensors aufgrund von Überhitzung des Motors bricht, unsachgemäße Montage oder Schäden bei anderen Arbeiten am Motor. Ein defekter Sensor kann nicht repariert werden. Es wird auch empfohlen, beim Austausch oder Wiedereinbau eine neue Befestigungsschraube zu verwenden.