Эти акселерометры являются механическими датчиками инерционного типа. Такие датчики должны располагаться не далее 40 см от места удара. Используются обычно 3—5 датчиков.

Конкретное исполнение инерционных датчиков выбирается производителем системы безопасности, но все они работают по одному и тому же принципу. В обычных условиях движения автомобиля выходные контакты акселерометра ра­зомкнуты, они замыкаются, когда датчик испытывает отрицательное ускорение в диапазоне 15...20 g, что соответствует наезду автомобиля на твердое препятствие со скоростью 12...20 миль в час. Существует несколько конструкций акселеромет­ров, применяемых в системах безопасности, рассмотрим некоторые из них.

Самыми распространенными механическими акселерометрами являются акселе­рометры с постоянным магнитом. Эта механическая конструкция (рис. А.33) состо­ит из чувствительной массы (металлического шара), которая прочно удерживается в задней части небольшого цилиндра мощным постоянным магнитом. Во время обычной езды выходные электрические контакты датчика разомкнуты.

Рисунок А.33 – Акселерометр с постоянным магнитом

При столкновении сила инерции металлического шара преодолевает притяжение магнита, шар катится по цилиндру вперед и замыкает контакты, сигнал поступает в ЭБУ.

Динамические характеристики механических акселерометров описываются дифференциальным уравнением 2-го порядка. Такие параметры, как жесткость пружины, масса шарика, сила притяжения магнита, демпфирование и т. д., дол­жны быть увязаны с динамикой автомобиля при ударе. Эти параметры подбирают под конкретную модель автомобиля с учетом его веса, конструкции корпуса, мес­та расположения датчика.

Специальные акселерометры

В последнее время начали применяться интегральные акселерометры на осно­ве полупроводниковых или пьезоэлектрических тензорезисторов. Они малогаба­ритны, более надежны, программируются, их характеристики воспроизводимы с более высокой точностью. Интегральные датчики располагаются примерно в цен­тре салона. Их чувствительность к ударному ускорению выше, чем у механиче­ских, из-за амортизации корпуса. Используется один датчик для фронтального удара с диапазоном ±50 g. Могут применяться датчики боковых ударов, пьезорезистивные или емкостные. Погрешность менее 5%, частотный диапазон 0...750 Гц.

Акселерометры используются также в активной подвеске для определения из­менения нагрузки на колеса. Рабочий диапазон ±2 g, погрешность менее 5%, диа­пазон частот 0...10 Гц.

В некоторых недорогих системах ABS используются акселерометры для опре­деления предельных значений ускорения, при которых возможно проскальзыва­ние колес. Рабочий диапазон ±lg, погрешность менее 5%, диапазон частот 0,5...50 Гц.

А.6.3. Датчик детонации

Датчики детонации используются для обнаружения явления детонации при сгорании рабочей смеси в цилиндрах [1] и [2]. Контроль за детонацией особенно актуален в современных двигателях с высокой компрессией, так как для их эф­фективной работы угол опережения зажигания близок к предельному, за которым начинается детонация.

Обнаружение детонации можно произ­водить различными способами: измерени­ем давления непосредственно в цилиндре, измерением ионизационного тока через электроды свечи после воспламенения и т. д. На практике используется метод из­мерения вибрации цилиндров с помощью пьезоэлектрического датчика детонации. На рис. А.34 схематично показан датчик детонации. Датчик выполнен таким обра­зом, что его резонансная частота совпадает с частотой детонации двигателя (обычно в диапазоне 6...12 кГц). 

                                                                                                                                              Рисунок А.34 – Датчик детонации.

1 – пьезоэлемент, 2 – шунтрующий резистор

Датчик закрепляется на блоке цилиндров и реагирует даже на слабую детонацию.

При появлении детонации вибрация двигателя приводит к генерации сигнала на выходе датчика (рис. А.35). ЭБУ двигателя фильтрует сигнал с датчика детона­ции, производит аналого-цифровое преобразование. После момента зажигания (вероятное время появления детонации) производится сравнение сигнала с датчи­ка детонации с заданным уровнем (рис. 2.38). При обнаружении детонации ЭБУ уменьшает угол опережения зажигания во всех цилиндрах или только в одном. При выходе датчика детонации из строя ЭБУ устанавливает несколько уменьшен­ное безопасное значение угла опережения зажигания. При исчезновении детона­ции ЭБУ начинает постепенно увеличивать угол опережения зажигания до появ­ления детонации вновь и т. д. Таким образом ЭБУ с помощью датчика детонации удерживает двигатель в эффективном режиме работы на грани детонации, но без опасности поломок и выхода из строя.

Рисунок А.35 – Выходной сигнал датчика детонации