جدول المحتويات
مقدمة: ما هو حساس الطرق (Knock Sensor) ولماذا هو مهم؟
حساس الطرق، أو كما يُعرف بالإنجليزية Knock Sensor، هو أحد المكونات الحيوية في نظام إدارة المحرك الحديث. وظيفته الأساسية هي رصد الاهتزازات غير الطبيعية أو ما يُعرف بالـطرق أو الدق (Knocking / Detonation) داخل غرف الاحتراق في المحرك.
لما يحصل “طرق” في المحرك، بيكون فيه احتراق مبكر أو غير منتظم للوقود، وده ممكن يسبب ضرر كبير للمكبس، الصمامات، وحتى رأس الأسطوانة. الحساس ده بيسمع الصوت ده — زي ودن إلكترونية — ويبعت إشارة فورية لوحدة التحكم الإلكترونية (ECU) علشان تعدّل توقيت الشرارة (Ignition Timing) أو تقلل ضغط الحقن وتحمي المحرك من التلف.
كلمة “طرق” هنا مش معناها صوت عادي، دي اهتزازات ميكانيكية دقيقة جدًا ناتجة عن احتراق وقود غير متزامن داخل الأسطوانة.
أماكن تركيب حساس الطرق
يتم تركيب حساس الطرق عادة في أماكن قريبة من غرفة الاحتراق حتى يقدر يلتقط الاهتزازات بشكل دقيق. أكثر المواقع شيوعًا هي:
- على كتلة الأسطوانات (Engine Block)، وغالبًا في المنتصف لضمان التقاط جميع النبضات من كل الأسطوانات.
- على رأس الأسطوانات (Cylinder Head).
- قرب حجرة الاحتراق مباشرة في بعض المحركات الحديثة.
- وفي بعض المحركات الكبيرة أو متعددة الأسطوانات، بيتم تركيب أكثر من حساس لضمان الدقة في الرصد.
آلية عمل حساس الطرق
حساس الطرق يعتمد في عمله على مبدأ بسيط لكن ذكي: تحويل الاهتزاز الميكانيكي إلى إشارة كهربائية.
ظاهرة البيزوكهربائية (Piezoelectric Effect)
يحتوي الحساس على عنصر كهرضغطية (Piezoelectric Element)، غالبًا من الكوارتز أو السيراميك. عند تعرضه لاهتزازات معينة، يولّد هذا العنصر جهدًا كهربائيًا صغيرًا يتناسب مع شدة الاهتزاز.
وحدة التحكم الإلكترونية ECU تراقب هذا الجهد، ولو تجاوز تردد معين (عادةً بين 5 إلى 15 كيلوهرتز)، تفسره على أنه طرق في الأسطوانة. بعدها مباشرة تقوم بتأخير توقيت الاشتعال (Retard Timing) لتقليل الضغط داخل الأسطوانة ومنع الطرق.
تحليل الإشارة داخل وحدة التحكم
ECU بيعمل عملية "فلترة" ذكية جدًا — يعني بيفصل الاهتزاز الطبيعي للمحرك عن الطرق الحقيقي — باستخدام خوارزميات ومعاملات معايرة محددة لكل محرك. لو حصل طرق في أسطوانة معينة، الـECU ممكن يتعامل مع كل أسطوانة بشكل مستقل.
الحساس ما يكتفيش برصد صوت الطرق فقط، لكن يراقب تردده وشدته ونمطه الزمني لتحديد مدى خطورته.
مكونات حساس الطرق
- عنصر كهرضغطية (Piezoelectric Crystal): يحول الاهتزازات إلى إشارات كهربائية.
- هيكل معدني (Housing): لتثبيت الحساس في جسم المحرك وحمايته من الحرارة.
- دبوس أو موصل كهربائي: ينقل الإشارة إلى وحدة التحكم.
- مادة عازلة: لحماية العنصر الحساس من الرطوبة والاهتزازات الزائدة.
أنواع حساس الطرق
1. الحساس الرنّان (Resonant Knock Sensor)
هذا النوع مصمم للاستجابة لتردد محدد للطرق، وغالبًا يكون مخصص لنوع محرك معين. دقّته عالية، لكنه غير مناسب لكل التطبيقات.
2. الحساس ذو الاستجابة المسطحة (Flat Response Knock Sensor)
يتميز بأنه يلتقط نطاق واسع من الترددات، وبالتالي يناسب المحركات المتعددة أو الحديثة. يُستخدم عادة في السيارات المزودة بوحدات ECU ذكية ومتقدمة.
أعطال حساس الطرق وأعراضها
الأعراض الشائعة لعطل حساس الطرق
- إضاءة لمبة المحرك (Check Engine Light).
- ضعف في الأداء أو تسارع بطيء.
- ارتفاع استهلاك الوقود.
- سماع صوت “طَرق” معدني خفيف خاصة أثناء التسارع.
- صعوبة في بدء التشغيل أحيانًا.
الأسباب المحتملة للأعطال
- انقطاع في الأسلاك أو تلف الموصل.
- تآكل طرف الحساس بسبب الحرارة أو الاهتزاز.
- وجود زيت أو أوساخ على موضع التثبيت.
- فشل العنصر الكهرضغطى الداخلي (Piezoelectric failure).
تجاهل عطل حساس الطرق ممكن يسبب احتراق مبكر يؤدي لتلف دائم في المكبس أو رأس الأسطوانة. لازم يتصلح فورًا.
كيفية فحص حساس الطرق عمليًا
طرق الصيانة وفحص حساس الطرق بخطوات بسيطة باستخدام ملتيميتر (جهاز قياس متعدد):
- افصل قابس الحساس من وحدة التحكم.
- اضبط الملتيميتر على قياس المقاومة (Ohm).
- اقرأ القيمة بين طرفي الحساس. لو كانت المقاومة صفر أو لانهائية، فالحساس تالف.
- اختبره بالنقر الخفيف على كتلة المحرك باستخدام مفك معدني — يجب أن يتغير الجهد مؤقتًا.
- أعد التوصيل وشغّل المحرك، وراقب إشاراته على جهاز الفحص (OBD scanner).
لو قراءات الجهد تتغير عند الطرق الخفيف أو أثناء التشغيل، فالحساس غالبًا سليم ويعمل بكفاءة.
تنظيف وصيانة حساس الطرق
- نظّف موقع التثبيت من الأوساخ باستخدام منظف خفيف.
- تأكد أن الحساس مش مفكوك أو مرتخي، لأن التثبيت غير المحكم يقلل من دقة القراءة.
- افحص الكابل الموصل وتأكد أنه خالٍ من التآكل.
استبدال الحساس
في حالة تلف الحساس، يتم استبداله بآخر مطابق للمواصفات الأصلية (OEM). يُنصح بعدم استخدام قطع مقلدة لأنها قد تعطي إشارات خاطئة.
قبل استبدال الحساس، تأكد من فحص عزم الشد (Torque) أثناء التركيب — عادة بين 20 إلى 25 نيوتن. شدّ أكثر أو أقل ممكن يغيّر حساسيته.
أهمية حساس الطرق في حماية المحرك
وظيفة الحساس لا تقتصر على تحسين الأداء فقط، بل تحمي المحرك من ضرر كبير. فالطرق المتكرر يؤدي إلى ارتفاع حرارة الأسطوانة وتآكل سطح المكبس. بفضل الحساس، يمكن لوحدة التحكم أن تتدخل سريعًا وتُعدّل توقيت الشرارة أو كمية الوقود لتفادي المشكلة.
أثره على استهلاك الوقود والأداء
عند وجود حساس شغال بشكل صحيح، يتحسن الاقتصاد في الوقود ويكون الأداء أكثر سلاسة، لأن وحدة التحكم بتقدر تدفع المحرك ليشتغل في أقصى كفاءة بدون مخاطر.
نصائح عامة للعناية بحساس الطرق
- استخدم بنزين بجودة مناسبة لتجنب ظاهرة الطرق من الأساس.
- افحص الحساس عند كل صيانة دورية أو عند ظهور كود عطل P0325 أو مشابه.
- تأكد من تثبيته بعزم صحيح دون زيادة أو نقصان.
- لا تنظفه بمواد كيميائية قوية لأنها قد تذيب الغلاف الخارجي.
ملخص
حساس الطرق (Knock Sensor) هو خط الدفاع الأول ضد تلف المحرك الناتج عن الاحتراق المبكر. بيشتغل زي ودن ذكية ترصد أي صوت أو اهتزاز غير طبيعي داخل الأسطوانة وتبعته مباشرة لوحدة التحكم علشان تتصرف فورًا. فحصه وصيانته باستمرار ضروري علشان تضمن أداء المحرك بأمان وكفاءة.
المراجع
- Delphi Technologies – Knock Sensor Operation and Diagnostics.
- Bosch Automotive Handbook – Knock Control Systems.
- NGK Technical Information – Piezoelectric Knock Sensors.
- SAE International Papers on Knock Detection and Control.
