Описание и устройство датчика детонации двигателя

Электронная система управления и контроля работы мотора – сложная электромеханическая структура, в которую и входит датчик детонации двигателя. Его повреждение или отключение не приводят к отказу в работе двигателя, но влечет за собой последствия, приводящие к снижению ресурса и увеличению эксплуатационных расходов силового агрегата.

Природа и причина возникновения явления детонации

Оптимальный режим сгорания в бензиновом двигателе напрямую зависит от октанового числа горючего и угла опережения зажигания. При невыполнении хотя бы одного из условий проявляется детонационное сгорание, приводящее к серьезным неполадкам и даже поломкам.

Детонация в двигателе – это явление, когда бензин в цилиндре самостоятельно воспламеняется до того, как свеча дает искру и таким образом, топливно-воздушная смесь вспыхивает спонтанно раньше времени, когда поршень еще движется вверх. Это приводит к оплавлению или прогоранию поршневой группы, выводу из строя клапанов, а это – дорогостоящий капитальный ремонт двигателя. Причин, по которым детонирует двигатель, может быть несколько:

Плохое качество бензина со сниженным октановым числом.
Проблемы при работе двигателя – изменение степени сжатия, неисправные свечи, сбитый угол опережения зажигания, образование нагара на свечах, неудовлетворительное качество топливно-воздушной смеси.

Предназначение и типы датчиков детонации двигателя

Чтобы избавиться от детонации в моторе, требуется датчик (ДД). У него единственное назначение – выявление этой проблемы в цилиндрах мотора и подача соответствующего импульса в блок электронного управления. Он в автоматическом режиме меняет угол опережения, уменьшая его, и более позднее зажигание позволяет избавиться от детонации. Кроме непосредственного функционала датчик детонации влияет на две основных характеристики двигателя:

на мощность мотора;
на экономное расходование топлива.

Датчик позволяет автоматически выставлять угол зажигания при запуске двигателя, благодаря этому можно быстро заводить его в любую погоду.

Принцип работы датчика детонации состоит в реагировании на ударную волну, возникающую в камере сгорания при детонации. В результате образуется усиленная вибрация и за счет пьезоэлектрического элемента механическая энергия преобразовывается в электрический разряд, который и является сигналом для ЭБУ.

Встречается два вида датчиков:

Широкополосные – наиболее распространенный вид. Устанавливаются на блоке двигателя обычным болтом, визуально представляя собой крупную шайбу, с выведенным проводом;
Резонансные датчики – напоминающие датчики давления моторного масла, которые тоже крепятся резьбовым соединением на блок. Они встречаются реже, но и используются на такой популярной марке, как Тойота.

Конструктивные особенности и принципы работы

Датчик состоит из двух основных частей – наружной и внутренней с болтовым креплением. Внутри устанавливают шайбу с пьезоэлектрическим элементом с контактами, выводящимися на изолятор и грузик. Непосредственно на выводе есть транзистор для регулировки работы цепи. Датчик детонации двигателя стоит на моторном блоке, но у различных автомобилей его место расположения может меняться.

При обычной работе двигателя вибрация остается в пределах нормы, поэтому грузик никак не воздействует на пьезоэлектрический элемент, что не вызывает импульса, а если он есть, то величина импульса такова, что он гасится защитным резистором.

При сгорании с детонацией вибрация аномально возрастает, грузик бьет по пьезоэлементу и электроимпульс пробивает сопротивление резистора, сигнализируя о проблеме на ЭБУ. Он подает команду в систему зажигания, и угол опережения уменьшается, зажигание становится более поздним, проблема исчезает.

Определение неисправности

Датчик детонации, как и другой механизм автомобиля, может выйти из строя. При этом поломка или ошибка датчика детонации приведет к серьезным проблемам, поэтому игнорировать их нельзя. Основные признаки неисправности датчика – проблемы при запуске, понижение мощности силовой установки при повышении оборотов и заметное увеличение расхода топлива.

Но проблема состоит в том, что подобные признаки проявляются при неисправностях системы подачи топлива и регулировки зажигания, поэтому для выявления проблем потребуется специализированная диагностика. Нужно знать, что если ЭБУ выявляет проблемы с детонацией, он в автоматическом режиме устанавливает максимально позднее зажигание, а о проблеме сигнализирует индикатор Check на приборной доске. Здесь есть своя особенность. Если появились ошибки ДД, то индикатор на панели может не гореть постоянно, он загорается на непродолжительное время под нагрузкой, когда в цилиндры подается обогащенная топливно-воздушная смесь.

Чтобы окончательно убедиться в том, где возникли неполадки, требуется компьютерная проверка датчика детонации, но и здесь есть вопросы. Сломаться может не сам датчик, проблемы могут возникнуть в подводящей цепи – это обрыв или обычное окисление контактов от времени.

Проверка работы датчика

Проверить работоспособность датчика можно двумя способами. Сначала требуется найти, где он находится, в некоторых случаях нужно будет снять защиту. Например, у 16-тиклапанных двигателей часто ставится под выпускным коллектором. Для проверки требуется:

Запустить двигатель и стабильно удерживать его на 2000 оборотов. По установленному датчику наносятся несильные удары, имитирующие детонацию топлива, если он в нормальном состоянии, ЭБУ изменит угол зажигания, а обороты заметно снизятся. После прекращения постукивания обороты снова вернутся на прежнее значение.
Снять датчик, выкрутив его из блока двигателям. Мультиметр выставить на измерение сопротивления в диапазоне 2 кОм. Положительный электрод подсоединить к контакту, а отрицательный к металлическому кольцу, контактирующему с корпусом. После этого начинаем постукивать по датчику металлическим предметом, при этом сопротивление должно скачкообразно нарастать и сразу возвращаться к исходному значению. Если сопротивление не снижается – датчик неисправен.

Если тестирование показало, что датчик в нормальном состоянии, а при работе двигателя наблюдаются проблемы, то нужно проверить подводящие провода и контакты, которые могут просто окислиться.

Замена датчика

Хотя влияние датчика детонации на работу двигателя не выражается активно, при его поломке нужно принимать меры, чтобы не получить более серьезных проблем. Он не ремонтируется, поэтому при выходе из строя его необходимо заменить. Главная проблема – это добраться до него, поскольку часто датчик располагается в трудном к доступу месте, снизу или сзади блока, для чего требуется снимать защиту.

Непосредственно замена устройства очень простая, нужно отсоединить минус аккумулятора и фишку контакта. В зависимости от конструкции выкручивается крепежный болт или непосредственно датчик, после вкручивается новый и подключается к проводке. При работе нужно уделить внимание целостности проводов и изоляции, зачистить контакты от налета, иначе и новая деталь будет работать неправильно.

Видео:Датчик детонации ДД Проверка не снимая с авто

Заключение

Датчик детонации двигателя нужен для его защиты от негативного воздействия этого явления. При заправке некачественным топливом, изменении внешних факторов, режима работы мотора он подает сигнал в ЭБУ, который реагирует уменьшением угла зажигания. За счет этого полностью выгорает топливо, а двигатель не повреждается.

Определить выход из строя этого датчика можно самостоятельно, заменить его тоже. Нужно отметить, что цена этого устройства меньше той суммы, которую придется выложить за капитальный ремонт двигателя при игнорировании поломки датчика детонации.

Датчик детонации — стетоскоп двигателя

Чёт обленился совсем… но по просьбам трудящихся — сей материальчик в студию!

Итак, вылезла однажды у меня ошибка P0328. Неожиданно так вылезла… и давай меня напргать… я её стираю — а она опять вылазит…

При чём, появлялась, как правило, с утра на холодную, а после прогрева (и после стирания) не появлялась до следующего утра. Один раз даже сама потухла… На работе двигателя, вроде бы, и не отражалась никак эта ошибка.

Описание по ошибке и прочёсывание интернета на предмет причин данной проблемы приводили только к одному — вышел из строя сам датчик детонации. Лекарство единственное — замена датчика.
БЛИН!
Артикул ZJ01-18-921 Датчик детонации — 2592р — на Экзисте, самый дешёвый… но не это самое печальное…
Датчик на двигателе Z6 установлен на блоке цилиндров, между 2 и 3 цилиндрами, ПОД ВПУСКНЫМ КОЛЛЕКТОРОМ. Работа по замене — это ещё порядко 3-4т.р.
Вот ведь, петрушки японские…
Расстраиваемся, успокаиваемся, думаем…

Что из себя представляет датчик детонации? Если грубо — то это «микрофон» или «стетоскоп», который «слушает» вибрации двигателя, создавая небольшие короткие импульсы (амплитудой порядка нескольких милливольт) на выводе. Эти импульсы слушает ЭБУ, и предпринимает попытки сгладить работу двигателя путём изменения угла зажигания по какому-то встроенному алгоритму.
Принцип работы датчика основан на пьезоэффекте. Этот принцип используют большинство (если не все) производители двигателей в мире для своих датчиков. Таким образом, что Мазда 3 что ВАЗда 2110 — используют один принцип работы датчика детонации, хотя конструктивные отличия могут быть существенны.

Ещё нюанс: поскольку пьезоэлемент по сути — конденсатор, его обрыв просто так не отследить. Для диагностики неисправности этого датчика не придумали ничего лучше, как параллельно ему включать высокоомный резистор. Для двигателей Z6 применяют датчики с встроенным резистором на 560 кОм.

ИТАК, моя задумка:
Родной датчик оставляем торчать в двигателе… фу его.
Берём датчик от таза, прихерачиваем его на двигатель, в идеале посерёдке блока цилиндров, на колодку датчика колхозим резистор, цепляем к мозгам = ПРОФИТ!
Чем особенно хорош этот метод:
1. Стоит КОПЕЙКИ,
2. Если не заработает — ну и флаг с ним… один хер стоит КОПЕЙКИ)) всяко дешевле попытаться чем платить туеву хучу за оригинал и разбирать половину (без преувеличений) движка.

В тот же вечер зашёл в первый попавшийся магазин автозапчастей.
Купил датчик детонации ваз 2110 — 230 руб!
Колодка датчика детонации — 70 руб… дороговато для неё, но да и хер с ним.

Ищем колодку датчика на двигателе: её можно опознать по тому, что в ней только один контакт (второй — на массе внутри датчика), и длинный провод, идущий «куда-то туда» под впускной коллектор.
Разъём висит на передней части двигателя, над стартером, на пластиковом воздуховоде… как точней описать хз, на картинке вот.

Далее несколько картинок из ИНТЕРНЕТА, не моих)) но всё в тему))

Сам датчик я установил следующим образом: на матрёшках корпус воздушного фильтра крепится 3мя болтами к металлической части двигателя (к клапанной крышке). Хоть и не блок цилиндров — но вибрировать должен не хуже.
Сначала я хотел поставить датчик под болт, который находится ближе всего к лобовому стеклу, и примерно по центру двигателя. Но после всех разбирательств выяснил, что поднять в том месте корпус фильтра (на высоту датчика) не дают патрубки различные и шланги.
Болт, который ближе к решётке радиатора — вообще вкручивается в пластиковый воздуховод — не катит.
Остался последний и единственный вариант — на болт, который ближе всех к опоре двигателя (слева, если смотреть на двигатель спереди). Резьба для крепления — самая обычная М6, взял болт где-то на 60, вкрутил до упора, и отпилил шляпку… т.е. получил вкрученную шпильку.
Далее надел датчик, закрутил одну гайку, а сверху уже надел «ухо» корпуса воздухана.

Соединил провода.
Минусовой прикрутил к силовому минусу стартера (там недалеко до колодки от ЭБУ и удобно впринципе).
Провод от датчика оконцевал обычной клеммуй «мама» и плоскогубцами сжал до нужного размера, вставил в колодку датчика от ЭБУ, заизолировал всё.
На этом установку закончил… на всё про всё, вместе с раздумьями ушло порядка минут 40.

Изначально были опасения, что эбу не увидит сам сигнал от датчика, а проверить это можно только хорошим диагностическим сканером и софтом… которых у меня нет.
То, что погаснет лампа «проверьте двигатель» — знал наверняка… резистор не подведёт))
Видел статью, где товарищ колхозил такой датчик на субару, и после долгого времени испытаний пришёл к выводу, что датчик не воспринимается ЭБУ, поскольку динамика и расход топлива были удручающими…

А теперь, внимание … трум-пум-пум… барабанная дробь… ПРОФИТ!

После примерно 2х недель эксплуатации с моим ВАЗДА-СТАЙЛ-Датчиком детонации было с радостью замечано, что: расход топлива немного упал (9.1 вместо 10 по штатному БК), динамика на низах (1500-2000 об) стала лучше, чем была до поломки датчика и появления ошибки! Что говорит о том, что датчик уже давно сдох, и только резистор износился позднее…
Место установки датчика оказалось приемлемым, хоть и не оптимальным, по моим представлениям, а значит есть потенциал данного колхозинга, если установить датчик «правильней».
Старый датчик так и остался на родном месте.

Самое главное — экономия на стоимости датчика, а также предотвращение (!) разбора двигателя!

Наблюдение за датчиком и работой двигателя продолжаю, надеюсь всё будет ХА-ЛА-СО!
Всем бобра!

Прошла зима, пришла весна… с дорог сошёл асф. ой, снег)
ДАТЧИК РАБОТАЕТ ХОРОШО! Расход по БК упал и держится на отметке 8.7, при чём это — при езде по городу. Если на трассу — то падает ещё, но потом обратно возвращается, негодник)
Итого — советую!

ОБНОВЛЕНИЕ 2
Прошло чуть меньше года с переделки, тема датчика детонации лично для меня закрыта, расход 7.8 летом с кондёром (периодически), но интерес тематики остался, и привёл меня к следующему пониманию:
Выяснилось, что датчики детонации бывают «резонансными» и «широкополосными». Резонансные — это как правило вкручивающиеся датчики с одним выводом (как родной датчик мазды), широкополосные — это как поставил я, с 2мя контактами, как правило надевающиеся на шпильку. Из названия понятны различия датчиков: широкополосные передают весь спектр шума в ЭБУ (ЭБУ сам фильтрует сигнал), резонансный — настроен на конкретную вибрацию от микровзрывов (частота вибраций зависит от конкретного двигателя, определяется диаметром поршней и наверно ещё какими-то конструктивными параметрамидвигателя) выдаёт импульсы уже отфильтрованные от общего шума, упрощая алгоритм обработки для ЭБУ. Грубо говоря, широкополосный — более чувствительный.
Так вот к чему это я.
В теории, установка широкополосного датчика взамен резонансного (как и наоборот) не решит проблему, т.к. ЭБУ будет получать неверную информацию (либо тишину, из-за встроенного фильтра, либо наоборот, лишние сигналы).
Практика: у меня кунг-фу прокатило (широкополосный датчик работает вместо резонансного), и вот с чем я это связываю. Широкополосный датчик в моём случае установлен на удалении от родного места установки, что снижает общий уровень сигнала -> фоновых шумов мало, а детонация слышится и воспринимается ЭБУ нормально.

Думаю, что резонансный неоригинальный датчик, даже установленный в родное место, не будет работать, т.к. «настроен» на конкретную частоту конкретного двигателя, которая наверняка будет отличаться от частоты вашего двигателя (имею в виду частоту вибраций при детонации).
Отсюда вытекает вывод для тех, кто ещё экспериментирует с широкополосными ВАЗовскими датчиками, установленными взамен резонансных: если установка на родное место на двигателе не принесла пользы, можно пробовать отдалять датчик в сторону какой-либо опоры двигателя для снижения шумов, улавливаемых датчиком.
Кто проверит данную гипотезу, получит +100 к карме)

Датчик детонации

Датчик детонации служит для контроля степени детонации и жёсткости сгорания при работе двигателя внутреннего сгорания. Датчик устанавливается на блоке цилиндров двигателя и предназначен для преобразования механических вибраций двигателя в электрический синусоидальный сигнал, амплитуда которого пропорциональна мощности вибраций.
Информация датчика позволяет блоку управления откорректировать угол опережения зажигания На бензиновых двигателях или величину пред впрыска На дизельных двигателях до устранения детонационных стуков в двигателе.
Датчик представляет пьезоэлектрический акселерометр с пьезоэлектрической пластиной, который под действием механических вибраций вырабатывает ЭДС (напряжение) переменного тока.
Чем больше амплитуда и частота колебаний, тем выше напряжение. Амплитуда выходного сигнала датчика максимальна на частоте детонационных стуков в двигателе в диапазоне 5. 6 кГц.

Когда напряжение на выходе датчика превышает заданный уровень, соответствующий определенной степени детонации, электронный блок управления корректирует характеристику работы зажигания или впрыска. Таким образом, достигается оптимальная характеристика работы системы для конкретных условий эксплуатации.

При неисправности датчика детонации (отсутствии сигнала) на панели приборов загорается соответствующая сигнальная лампа, двигатель при этом продолжает работать.

КОРРЕКТИРОВКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ВПРЫСКА
Датчик детонации используется для корректировки расхода при предварительном впрыске для каждой форсунки при
помощи замкнутого контура. Данный метод является самонастраивающимся и обеспечивает корректировку возможных отклонений форсунок с течением времени.
Принцип использования Датчик детонации основан на определении шумов при горении. Датчик установлен на блоке таким образом, чтобы получать наилучший сигнал от всех цилиндров. Чтобы получать одинаковый ответный сигнал от цилиндров, расположенных рядом с Датчиком детонации и на отдалении от него, входные сигналы обрабатываются для определения переменной, характеризующей интенсивность горения. Данная переменная представляет собой соотношение между интенсивностью фонового шума и шума от горения. Использование соотношения на основе фонового шума двигателя позволяет преодолеть разницу интенсивности шума в разных местах, связанную с центральным расположением акселерометра.
• Первая зона измерения служит для установления уровня фонового шума сигнала акселерометра для
каждого цилиндра. Данная зона поэтому должна соответствовать моменту времени, когда горение
отсутствует.
• Вторая зона измерения служит для измерения интенсивности шума от предварительного горения. Ее расположение должно быть таким, чтобы измерялись только шумы, создаваемые при предварительном впрыске. Поэтому она устанавливается непосредственно перед основным впрыском.

Расчет минимального импульса

Производится расчет минимального импульса, начиная с которого может происходить горение. Импульсы ниже минимального импульса не вызывают горения, так как при этом время срабатывания обмотки слишком мало для поднятия иглы форсунки. Для определения этого минимального импульса система постепенно увеличивает импульс предварительного впрыска (в приращениях по несколько мс), от 0 мс до значения, которое вызывает горение при предварительном впрыске. После определения данного значения импульса, оно вычитается из физического значения индивидуального кода коррекции форсунки и записывается в ЭБУ. При данной процедуре корректировки, в зависимости от версии, может быть получено от 2 до 6 значений корректировки для каждой форсунки, которые применяются в зависимости от давления топливной рампы. Данные значения корректировки затем прибавляются к запрашиваемым значениям импульсов, чтобы компенсировать отклонение системы.

Принцип корректировки предварительного впрыска, соответственно, заключается в определении минимального импульса. Она выполняется периодически в определенных условиях работы двигателя. По окончании корректировки, новое минимальное значение импульса заменяет значение, полученное при предыдущей корректировке. Первое значение минимального импульса задается корректировочным кодом форсунки. Последующие значения задаются системой, которая определяет новый минимальный импульс и применяет его, определяя разницу между измеренным и номинальным импульсом. Каждая корректировка может впоследствии обновляться при помощи замкнутого контура минимального импульса в зависимости от изменения характеристик форсунки. Такое обновленное значение записывается в энергонезависимую память. Вместе с тем, акселерометр не позволяет измерять количество впрыскиваемого топлива. Он позволяет только точно измерять значение длительности импульса, начиная с которого форсунка осуществляет впрыск.

Примечание:
Стандарт с 2 акселерометрами для версий Евро 5. На двигателе с 4 цилиндрами,
каждый акселерометр будет отслеживать только 2 цилиндра; цель заключается в как можно более точном
определении уровня шума при горении и предотвращении помех из других мест, для максимально точных
корректировок.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УТЕЧЕК В ЦИЛИНДРЕ
Датчик детонации также используется для определения форсунок, заблокировавшихся в открытом положении. Принцип их выявления основан на отслеживании сигнала акселерометра. В случае утечки из форсунки, накопленное топливо самовоспламеняется, если в цилиндре создаются необходимые для воспламенения условия по температуре и давлению (высокие обороты, высокая нагрузка и незначительная утечка). Данное горение начинается приблизительно за 20 градусов до верхней мертвой точки, т.е. задолго до горения, вызываемого основным впрыском. В связи с этим, уровень сигнала акселерометра значительно увеличивается в зоне измерения шума. Именно это увеличение позволяет выявлять утечки. Пороговое значение, после которого фиксируется неисправность, определяется как процент от максимального значения уровня сигнала акселерометра. В связи с серьезностью последствий неисправности, система ее выявления должна быть исключительно надежной. При этом увеличение уровня сигнала акселерометра может быть следствием нескольких причин:
• Слишком большой величины предварительного впрыска.
• Попаданием горения основного впрыска в зону измерения шума (из-за слишком большого опережения или
расширения зоны измерения шума).
• Утечки топлива из форсунки вследствие недостаточной герметичности.
В случае, если уровень сигнала Датчикf детонации становится слишком большим, система в первую очередь
ограничивает расход при предварительном впрыске и задерживает основной впрыск. Если, несмотря на данные
действия, уровень сигнала остается повышенным, это означает, что имеется реальная утечка; ЭБУ фиксирует
ошибку, и происходит остановка двигателя.

ВЫЯВЛЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТИ Датчик детонации
Данная процедура позволяет выявлять неисправность датчика, либо проводки, соединяющей датчик с ЭБУ. Она основана на определении наличия горения. На оборотах холостого хода, зона измерения шума сдвигается на горение, вызываемое основным впрыском. Если уровень сигнала увеличивается, это означает, что акселерометр работает исправно; в противном случае, фиксируется ошибка работы датчика. В случае определения указанной ошибки, ЭБУ отключает предварительный впрыск и сбрасывает давление в аккумуляторе.

Датчик детонации — назначение, типы, конструкция, где находится, как проверить

В этой статье описано всё, что необходимо знать о типах, принципе работы, функциях, методах диагностики и тестирования датчиков детонации. Мы разберём симптомы неисправных датчиков и расскажем подробные шаги и методы их обнаружения.

Что такое детонация?
Для чего нужен датчик детонации
Типы датчиков, конструкция
Узкополосные или резонансные
Широкополосные
Где находится датчик детонации
Признаки неисправности
Контрольная лампа Check Engine
Громкие звуки из двигателя
Высокий расход топлива
Плохое ускорение
Машина дёргается
Как проверить датчик детонации, пошаговое руководство
Шаг 1 — базовая проверка
Шаг 2 — посмотрите обороты двигателя сканером
Шаг 3 — проверьте сопротивление внутреннего резистора
Шаг 4 — проверьте напряжение от датчика
Шаг 5 — проверьте проводку от датчика до ЭБУ
Шаг 6 — проверьте цепь питания ЭБУ
Шаг 7 — сбросьте ошибку OBD-2
Вывод

Что такое детонация?

В бензиновых двигателях для воспламенения топливовоздушной смеси используются свечи зажигания. Пламя непрерывно распространяется в топливовоздушной смеси.

Во время распространения пламени, если давление повышается ненормально, смесь в некоторых случаях будет возгораться самостоятельно, не дожидаясь достижения пламени, вызывая мгновенное взрывное возгорание. Это явление называется детонацией.

В то время как нормальная скорость распространения фронта пламени составляет около 30 м/с, при детонации пламя распространяется в десятки раз быстрее — до 2000 м/с.

Детона́ция (от фр. détoner — «взрываться» и лат. detonare — «греметь») — режим горения, при котором по веществу распространяется ударная волна.

Сгорание в двигателе — сложный процесс, поэтому требует довольно точной конструкции и контроля. Небольшая ошибка управления или отклонение от нормы вызовут ненормальное сгорание. Детонация — ненормальное сгорание.

Проще говоря, детонация — воспламенение смеси в ненужный момент времени (как правило раньше положенного) в неправильном месте.

Для чего нужен датчик детонации

Проще говоря, датчики детонации (ДД) — это датчики вибрации, которые хорошо подходят для обнаружения структурных акустических колебаний. Это может происходить при преждевременном зажигании или непреднамеренном возгорании смеси.

ДД это своеобразный микрофон, с помощью которого блок управления (ЭБУ) «слушает» двигатель. Датчик преобразует детонацию двигателя в электрический сигнал. Контроллер использует этот сигнал для противодействия детонации с помощью регулировки угла опережения зажигания.

Как только детонация обнаружена, ЭБУ будет постепенно задерживать зажигание до тех пор, пока детонация не будет устранена. После того, как детонация устраняется и не возникает снова, ЭБУ будет постепенно восстанавливать исходную синхронизацию зажигания. Это называется управление с замкнутым контуром и обратной связью.

Таким образом, датчик детонации — это специальный «микрофон» для ЭБУ, который выполняет роль обратной связи при регулировании момента зажигания.

Когда есть неисправность в ДД, вышеупомянутое управление с обратной связью не работает. Чтобы избежать повреждений, вызванных детонацией двигателя, ЭБУ сохранит соответствующий код неисправности и задержит опережение зажигания каждого цилиндра на определенное значение (Toyota задерживает на 8 °, Volkswagen — на 15 °). В это время снизятся мощность и экономичность двигателя.

Типы датчиков, конструкция

Датчики детонации бывают двух типов.

Узкополосные или резонансные

Такой тип датчика рассчитан на генерацию напряжения при колебаниях определенного диапазона частот. Т. е. пластина (ее вес, размер, крепление и т. д.) — обеспечивает требуемый уровень напряжения только в определенном диапазоне частот.

Всё это рассчитано под поршневую группу двигателя. Отсюда и разные номера датчиков на разных моторах — диаметр поршней отличается — датчики детонации тоже будут разные.

Широкополосные

Данные датчики регистрируют колебания в более широком диапазоне. Они дешевле, надёжнее, но обработка их сигнала более сложная.

Внутри ДД находится тороидальный пьезокерамический элемент с прикрепленной массой. Корпус реагирует на вибрацию, вызванную детонацией двигателя, в свою очередь вызывая движение в пьезокерамическом элементе, который генерирует электрический сигнал. Этот сигнал используется модулем управления двигателя.

Где находится датчик детонации

Датчик детонации установлен на блоке цилиндров или головке цилиндров (как показано на рисунке) ниже впускного коллектора.

В зависимости от конструкции ДД крепиться болтом к двигателю или вкручивается в него. Например, на 4-цилиндровом двигателе датчик обычно установлен между 2 и 3 цилиндром.

На четырехцилиндровых двигателях используется один датчик детонации, так как он может легко контролировать работу всех цилиндров. По мере увеличения количества цилиндров требуется больше датчиков.

Чаще всего датчики детонации разбиты на группы. Например, на шестицилиндровом двигателе датчик 1 может соответствовать цилиндрам 1–3, а датчик 2 — цилиндрам 4–6.

Признаки неисправности

Вот некоторые из наиболее распространенных признаков неисправности датчика детонации, на которые следует обратить внимание.

Контрольная лампа Check Engine

Один из первых симптомов, который вы можете заметить, — это загорание контрольной лампы Check Engine на приборной панели. Вы должны серьезно отнестись к этому раннему предупреждению и осмотреть свой автомобиль, прежде чем проблема усугубится.

Конечно, есть много причин, по которым может загореться Check Engine, и неисправный ДД — одна из них. Независимо от причины, вы не должны игнорировать её слишком долго, иначе это может иметь плачевные последствия для двигателя.

Громкие звуки из двигателя

Когда датчик детонации начинает работать со сбоями, вы слышите громкие звуки, исходящие от двигателя, которые напоминают стук. Чем дольше вы не решите эту проблему, тем громче будут эти звуки.

Этот шум возникает из-за неправильного воспламенения топливно-воздушной смеси внутри цилиндра.

Высокий расход топлива

Если вы заметили, что проезжаете меньше километров за 1 л, то причиной этому может быть неисправный датчик детонации. Опять же, есть много причин, по которым у вас может быть высокий расход топлива.

Но если есть другие симптомы в сочетании с увеличившемся расходом топлива, то это ещё один повод полагать, что ДД неисправен.

Плохое ускорение

Когда вы нажимаете на педаль газа, а автомобиль не ускоряется так же быстро, как раньше — возможно, неисправный датчик детонации мешает эффективному ускорению. Вы можете быть уверены в этом, если у вас уже проявляются три предыдущих симптома.

Машина дёргается

Худшие симптомы неисправного датчика проявляются при повреждении внутренних деталей двигателя. Если вы позволите этой проблеме обостриться, не заменив неисправный датчик детонации, ваш автомобиль начнет все больше дёргаться.

Может даже появиться запах гари, исходящий от двигателя и попадающий в салон. Любое дальнейшее использование автомобиля в таком состоянии может привести к выходу из строя всего двигателя.

Как проверить датчик детонации, пошаговое руководство

Если ДД выходит из строя, генерируется код неисправности P0324 (неисправность системы контроля детонации) и P0325 (неисправность датчика детонации). Ошибки можно считать самостоятельно с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque.

Сигнал обратной связи от датчика детонации к ЭБУ обеспечивает наиболее оптимальное регулирование угла опережения зажигания, наилучшую производительность системы зажигания, а также предотвращает повреждение двигателя в результате детонации.

Напряжение сигнала переменного тока, генерируемое датчиком, изменяется в зависимости от уровня вибрации двигателя во время работы.

Если датчик детонации неисправен, выполните следующие действия для диагностики.

Шаг 1 — базовая проверка

Проверьте, не поврежден ли датчик физически.
Проверьте, правильно ли установлен датчик. Если момент затяжки крепления слишком сильный или слишком слабый, будет установлен диагностический код.
Проверьте, нет ли на поверхности датчика заусенцев, повреждений и посторонних предметов.
Датчик детонации следует держать вдали от шлангов, кронштейнов и проводки двигателя.
Если что-то из этого не в порядке, разберитесь с неисправной деталью и переходите к седьмому шагу. Если всё нормально — переходите к следующему шагу.

Шаг 2 — посмотрите обороты двигателя сканером

Подключите диагностический прибор к разъёму OBD-2.
Поверните ключ зажигания в положение «ON».
Выберите «Двигатель» / «Чтение потока данных» / «Сигнал датчика детонации 1».
Запустите двигатель и доведите его до нормальной рабочей температуры.
Диагностический прибор должен считывать нормальные обороты двигателя.

Шаг 3 — проверьте сопротивление внутреннего резистора

Данный шаг предназначен для датчиков с внутренним резистором. Зависит от модели автомобиля.

Поверните ключ зажигания в положение «OFF».
Отсоедините разъём проводов от датчика.
Измерьте значение сопротивления внутреннего резистора (стандартное значение сопротивления: 49–100 кОм).
Подсоедините разъем жгута проводов датчика.

Если значение сопротивления ненормальное, замените датчик детонации и перейдите к шагу 7. Если с сопротивлением всё нормально, переходите к следующему шагу.

Шаг 4 — проверьте напряжение от датчика

Отключите зажигание.
Отсоедините разъем от датчика.
Открутите болт крепления, снимите датчик с двигателя.
Возьмите электронный мультиметр и переведите его на измерение постоянного напряжения (DC), на минимальный предел измерения (200 mV).
Подключите мультиметр к датчику, лучше использовать зажимы типа «крокодил».
Возьмите гаечный ключ. Несильно постукивая по датчику, наблюдайте за изменением напряжения на мультиметре. Так же ДД можно зажать в тиски и ударять по ним, не боясь повредить датчик.

Если напряжение на мультиметре не изменяется, скорее всего датчик неисправен и требует замены.

Шаг 5 — проверьте проводку от датчика до ЭБУ

Отключите зажигание.
Отсоедините разъем от датчика.
Отсоедините разъем жгута проводов ЭБУ.
На монтажной схеме для своего автомобиля найдите контакты ДД на колодке проводов контроллера.
Измерьте сопротивление 1 провода.
Измерьте сопротивление 2 провода.

Сопротивление должно быть менее 0,5 Ом. Если прибор показывает «OL», значит в цепи есть обрыв, который нужно устранить.

Шаг 6 — проверьте цепь питания ЭБУ

Проверьте цепь питания ЭБУ.
Проверьте цепь заземления ЭБУ.

Шаг 7 — сбросьте ошибку OBD-2

Подключите диагностический сканер.
Поверните ключ зажигания в положение «ON».
Удалите код неисправности.
Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу не менее 5 минут.
Покатайтесь не менее 10 минут.
Считайте ошибки с блока управления ещё раз, чтобы убедится, что неисправность не возвращается.

Видео о том, как проверить датчик детонации.

Вывод

ДД используется для определения состояния детонации в двигателе. ЭБУ использует этот сигнал для управления моментом зажигания.

Датчик детонации обычно устанавливают на блоке или головке блока цилиндров. Датчики бывают узкополосные (резонансные) и широкополосные.

Проверка датчика детонации обычно включает в себя: считывание данных обратной связи датчика, проверку рабочего напряжения, проверку проводки между датчиком и ЭБУ, измерение сопротивления датчика и т. д.

Датчик детонации (ДД) — принцип работы и неисправности

Явление детонации при работе двигателя является нарушением, проявляющимся в преждевременном воспламенении рабочей смеси. Такая ошибка может повлечь за собой серьезные поломки, поскольку ударное воздействие приходится на ГБЦ, поршни, цилиндры. Для предотвращения подобного в конструкции системы применяется специальный измерительный прибор – датчик детонации. Неисправность данного устройства способна нанести ощутимый урон мотору. Как проверить датчик детонации?

Что это такое? Виды, принцип работы

Прежде, чем перейти к разбору самого устройства, стоит разобрать процесс, который он контролирует. Детонация, выражающаяся в самовозгорании воздушно-топливной смеси раньше положенного времени, создает ходу поршня сильное сопротивление. Из-за этого силовой агрегат теряет в мощности, а расход топлива заметно увеличивается.

Если подобная ситуация возникает на малолитражном моторе с достаточным количеством лошадиных сил и с высоким крутящим моментом, то проявляется, как правило, на низких оборотах, и бесследно пропадает. Форсированные двигатели внутреннего сгорания могут серьезно пострадать от возникшей на повышенных оборотах детонации.

Происходит подобное явление по нескольким причинам:

использование топлива с большим числом октанов, чем рекомендовано;
специфика конструкции силового агрегата (сила сжатия, расположение свеч зажигания, линии камеры сгорания, оснащенность поддувом и т.д.);
условия эксплуатации двигателя (его рабочее состояние, значение выставленного угла опережения, уровень нагрузки и т.д.).

Датчик детонации (ДД) – специальное устройство контроля, которое осуществляет свои функции в соответствии с пьезэффектом. Устанавливается на современных бензиновых моторах между 2-м и 3-м цилиндром, чуть ниже впускного коллектора и реагирует на шумы диапазона 25-75 Гц. Это позволяет ему производить качественную регулировку функционирования ГБЦ.

Такое расположение позволяет быть на оптимальном расстоянии от обоих цилиндров, что обеспечит фиксацию наиболее нагретой камеры сгорания. Именно она будет местом детонации. Само место установки ДД должно быть с плоской поверхностью во избежание звуковых искажения или сопротивления. Надежная фиксация достигается путем применения шпильки с резьбой.

Работает по следующему принципу:

созданное механическими импульсами на пьезоэлектрической детали напряжение растет по мере увеличения колебаний;
в момент превышения безопасного порога напряжением, ДД направляет сигнал для изменения значения угла опережения;
устройство на постоянной основе приводит механическое давление в электрический импульс, который посылается в блок управления (это позволяет системе своевременно оптимизировать впрыск и обеспечить необходимый момент зажигания);
это делает работу двигателя более эффективной и экономичной.

По своему виду ДД разделяются на:

Наиболее распространенные широкополосные;
Резонансные.

Резонансные реагируют на изменение в камере сгорания частоты микровзрывов. Внешне они напоминают датчик масляного давления с крепежом формата резьбового штуцера. При значительном изменении частоты микровзрывов посылается сигнал контролеру.

Симптомы и причины неисправности

При нарушении работы ДД на панель приборов направляется сигнал «проверьте мотор». Сигнал может постоянно висеть, либо появляться циклично с увеличением нагрузки. Датчик детонации не оказывает существенного влияния на работоспособность силового агрегата в целом, но при возникшей надобности будет бесполезным.

Помимо прямого призыва к проверке могут быть и косвенные симптомы:

перегрев мотора даже при незначительных нагрузках;
падение мощности и динамичности;
увеличение расхода горючего;
появление выраженного нагара на свечах зажигания;
появление звонких стуков, обычно принимаемых за звуки работы поршневых пальцев.

К причинам, вызвавшим нестабильную работу ДД относятся:

поломка самого элемента;
нарушение работы электронного блока управления (ЭБУ) мотора;
обрыв сигнального провода или экранирующей оплетки;
замыкание.

Как диагностировать поломку ДД

Проверить датчик детонации можно своими руками, не прибегая к услугам сервисов технического обслуживания автомобилей. Для проведения процедуры потребуется измерительный прибор – мультиметр. Он является совокупностью функций амперметра, омметра и вольтметра. В целях проверки выставленное сопротивление на нем должно составлять порядка 200 мВ. Датчик подключается к мультиметру, после чего можно диагностировать его текущее сопротивление. Постучав по корпусу проверяемой детали ключом или другим подручным металлическим инструментом, можно наблюдать повышение значения сопротивления. Это говорит об исправной работе элемента.

Существует метод с использованием другого измерительного устройства – осциллографа. Осциллографом можно получить более точную информацию о сигнале без демонтажа датчика детонации. Достаточно просто подсоединить прибор и осуществить запуск силового агрегата. Дальше действовать, как и при использовании мультиметра – постучать по корпусу ДД металлическим предметом. Должна сработать детонация. При ее появлении можно сделать вывод о полной работоспособности датчика.

При этом можно провести визуальный осмотр на предмет механических повреждений устройства:

Снимается защита двигателя;
Проверяются проводка и экранирующая оплетка, чтобы исключить обрыв, а также уделяется внимание креплению розетки и вилки ДД;
Осуществляется проверка соединения розетки датчика;
Диагностируется состояние контактов;
Можно использовать вольтметр, но при условии работающего на холостом ходу мотора.

Еще один достаточно простой в своей идее способ проверки – установка нового исправного датчика. При заметном изменении работы двигателя напрашивается вывод о поломке детали. Само по себе устройство достаточно простое, потому не требует жесткого контроля и особого обслуживания.

Как заменить ДД самостоятельно?

Не рекомендуется заменять датчик на более дешевый или доступный аналог. Должно быть полное соответствие не только по марке детали, но и по совпадению каталожного номера. Только при таком раскладе можно рассчитывать на качественную и безопасную работу ЭБУ. Нарушение в работе может возникнуть при использовании подделок. Также стоит контролировать работу сенсора и проводить своевременную замену при необходимости. Последнюю можно осуществить самостоятельно при помощи нового ДД и гаечных ключей.

Замена осуществляется в следующем порядке:

Нужно определить расположение датчика в подкапотном пространстве автомобиля. Можно воспользоваться технической инструкцией к конкретной модели авто или воспользоваться информацией сети Интернет. На иностранных моделях возможна установка детали в области канала охлаждающей системы двигателя. Двигатель с турбонаддувом потребует предварительный демонтаж интеркулера для проведения процедуры.
Силовой агрегат должен быть холодным. При наличии охранного кода аудиосистемы необходимо его найти, чтобы потом не возникло проблем с ее включением.
Произвести слив антифриза во избежание утечки.
Отсоединить минусовой провод с аккумулятора. При изначальной установке двух контактов ДД, нужно также отсоединить проводную колодку.
Демонтировать ДД посредством гаечного ключа. В зависимости от крепления используются 12-ый, 13-ый или 22-ой ключи.
Произвести установки и фиксацию нового элемента на место прежнего. Чрезмерное закручивание гайки может привести к нарушению резьбы и ненадежному креплению.
Провести подключение всех отсоединенных проводов и залить охлаждающую жидкость обратно. При наличии вернуть на место интеркулер.

На некоторых моделях автомобилей подобраться к датчику детонации весьма проблематично. В таком случае лучше будет воспользоваться услугами специалиста.

Отечественный автопром предполагает 2-х и 1 контактных датчиков. Нельзя допускать замену одного другим или устанавливать отличный от зарекомендованного для конкретной машины. При замене 1-контактного ДД используется торцовый ключ, которым и выкручивается деталь. Предварительно стоит отсоединить проводку и отключить систему зажигания. При 2-х контактном элементе откручивается крепежная гайка. В остальном осуществляются те же шаги.

После демонтажа сенсора гайка и провода возвращаются на свои места. Для удаления ошибок ЭБУ минусовая клемма снимается с аккума на полминуты, а затем подключается обратно.

Плавная работа силовой установки, ее динамичность и мощность зависят от исправной работы датчика детонации. Проверить его работоспособность и осуществить самостоятельную замену под силу даже начинающему автолюбителю.

Зачем нужен датчик детонации и как его поменять на Chery Amulet

Что такое детонация в двигателе и чем она грозит

Вероятно, многие автолюбители в своей практике хотя бы раз сталкивались со специфическим стуком в двигателе, о котором в народе обычно говорят «пальцы стучат». На самом деле поршневые пальцы здесь ни при чем. Этот звук исходит от стенок камеры сгорания при возникновении резкой ударной волны. И в этом случае мы имеем дело с явлением, которое именуется детонацией.

Когда сгорание воздушно-топливной смеси происходит нормальным образом, фронт пламени распространяется с относительно невысокой скоростью. Рост температуры и давления при этом происходит равномерно по всему объему камеры сгорания.

Но при определенных условиях скорость распространения фронта пламени может резко возрастать и достигать сверхзвуковых величин в несколько сотен или даже тысяч м/с. Значительное нарастание давления при этом носит взрывной характер, но оно наблюдается не по всему объему, а сосредоточено во фронте пламени. Таким образом образуется ударная волна, которая с огромной силой обрушивается на стенки камеры сгорания, производя характерный металлический стук. Ситуация усугубляется тем, что процесс сопровождается повышенным нагревом двигателя.

Если ничего не предпринимать для борьбы с детонацией, она способна довольно быстро привести к тяжелым повреждениям силового агрегата.

Помимо стучащих звуков и перегрева двигателя детонация проявляется потерей мощности, особенно при повышенной нагрузке.

Схожие симптомы — резкое падение мощности под нагрузкой, стук в двигателе, хотя и не столь ярко выраженный — имеет совершенно другой процесс, который называется калильное зажигание. Это самопроизвольное воспламенение горючей смеси при контакте с раскаленными деталями двигателя или частицами нагара. Калильное зажигание обычно возникает при длительной работе агрегата на максимальной мощности. Этот процесс также способен принести вред двигателю, хотя и не настолько сильный, как детонация.

Решить проблему калильного зажигания может подбор свечей с более высоким калильным числом.

Что способствует возникновению детонации в двигателе

Чересчур раннее зажигание.
Сильный нагрев двигателя или высокая температура окружающей среды.
Заниженное октановое число используемого бензина. Чем выше октановое число, тем большей детонационной стойкостью обладает топливо.
Нагар в цилиндрах. Он способен повысить степень сжатия, что, в свою очередь, приведет к повышению давления и температуры в цилиндрах.
Образованию нагара может способствовать, в частности, длительная эксплуатация автомобиля с минимальными нагрузками.
Попадание смазки в камеру сгорания. Моторное масло понижает стойкость воздушно-топливной смеси к детонации.
В некоторых случаях увеличивать вероятность возникновения детонации могут конструктивные особенности камеры сгорания. Из-за неудачной конструкции возможны, к примеру проблемы с теплоотводом.
Небольшую детонацию во время запуска мотора могут вызывать неправильно работающие свечи зажигания.

Для чего нужен датчик детонации и как он функционирует

Не ищите датчик детонации (ДД) на своем автомобиле, если вы обладатель старой модели с карбюраторным двигателем и без электронного блока управления (ЭБУ). На всех современных машинах с инжектором датчик установлен на корпусе двигателя. В Chery Amulet он находится в верхней части блока цилиндров и прикручен к корпусу болтом.

Это небольшое устройство имеет в своем составе пьезоэлемент, который служит чувствительным элементом. Пьезокерамическая пластина реагирует на возникающие при детонации вибрации и преобразует механические колебания в электрическое напряжение, которое с выхода датчика подается в ЭБУ. В зависимости от величины напряжения блок управления корректирует момент опережения зажигания и таким образом оперативно устраняет возникающую детонацию.

Как проявляется неисправность датчика детонации

Как правило ДД работает должным образом и не создает неприятностей владельцам авто. В случае выхода датчика из строя электроника реагирует, устанавливая максимально позднее зажигание. Тем самым ЭБУ уберегает двигатель от повреждения из-за детонации. Мотор при этом запускается и работает, а водитель может и не заметить возникшую проблему.

На неисправность датчика детонации могут указывать следующие симптомы:

падение мощности двигателя;
ухудшение динамики;
повышенный расход бензина;
выхлоп иногда становится дымным.

Индикатор неисправности двигателя может загораться периодически (при повышенной нагрузке) или гореть постоянно.

Инструкция по замене ДД в Chery Amulet

Прежде чем приступать к замене датчика детонации, убедитесь в исправности проводов, соединяющих датчик с блоком управления, и надежность контактов в разъемах.

Кроме того причиной некорректной работы датчика детонации может быть его неплотное прилегание к корпусу двигателя из-за ослабшего крепления.

Процедура замены датчика детонации в автомобиле Чери Амулет совсем несложная.

Во избежание повреждения электроники сперва отсоедините минусовой провод от аккумулятора.

Сжав пружину фиксатора, разъедините разъем с проводами, которые идут к датчику.
Выкрутите болт, которым ДД крепится к блоку цилиндров. Для этого понадобится ключ на 10.
Снимите датчик и не забудьте посмотреть на маркировку устройства, чтобы при необходимости приобрести соответствующую модель.
Установка производится в обратном порядке. Момент затягивания болта крепления — 20±0,5 Н·м.

Никаких демпфирующих прокладок между корпусом датчика и корпусом двигателя быть не должно!

Оценить работоспособность снятого датчика детонации можно путем измерения напряжения на его выходе. Для этого потребуется мультиметр в режиме вольтметра. Плюсовой щуп измерительного прибора подсоедините к сигнальному выводу датчика, а минусовой — к его корпусу (там, где вставляется болт крепления). Если постучать по датчику, например, рукояткой отвертки, вольтметр должен зафиксировать импульсы напряжения. Их амплитуда составит несколько десятков милливольт, поэтому на приборе нужно включить соответствующий предел измерения. Если напряжение отсутствует, значит датчик неисправен. Еще лучше вместо вольтметра воспользоваться осциллографом, который даст более точные показания.

Как снизить вероятность появления детонации

Вероятность детонации возрастает в сильно разогретом агрегате. Это означает, что важным фактором профилактики возникновения детонации является поддержание в надлежащем порядке системы охлаждения двигателя. Регулярно контролируйте уровень охлаждающей жидкости и меняйте ее с требуемой периодичностью (40 тыс. км. пробега или раз в 4 года). Следите за состоянием радиатора и соединительных шлангов системы. Не забывайте проверять исправность вентиляторов и водяного насоса.

Если детонация возникла после заправки, дело, скорее всего, в некачественном бензине. Его лучше слить и заправиться на более надежной АЗС.

Возможно, стоит перейти на использование более высокооктанового бензина, если это допускается автопроизводителем. Более высокое октановое число говорит о большей устойчивости топлива к детонации.

Для чего нужен датчик детонации двигателя

Двигатель работает с разной степенью эффективности. Она возрастает при оптимальности свойств угла опережения зажигания. Он не должен быть поздним — иначе понизится приемистость. Двигатель нуждается в большей производительности, расход топлива возрастает.

Но и ранний угол небезопасен — это приведет к детонации, а в таких условиях клапаны прогорают особо сильно. Среди современных производителей не принято производить серии с маленьким углом, но его характеристики не выходят за пределы детонационной области. Чтобы владелец вовремя получал уведомления о переходе в стадию детонации, существует специальный датчик.

ДД производят в двух разновидностях:

Резонансные.
Широкополосные.

Если установлен широкополосный — о разновидности детонации узнают через специальные шумы. Резонансные опознают частоту детонации, они эффективны только если она уже возникла.

Рекомендуется соблюдать условия эксплуатации нормального уровня. Тогда блоку питания будут свойственны табличные особенности, то есть, его работа стандартна. Если описываемое явление все же происходит, ДД создает сигнал, он передается на блок управления, происходит доработка характеристики зажигания (угол опережения снижается). Корректировка продолжается до тех пор, пока условия не приравниваются к естественным.

Понимая, как работает датчик детонации двигателя, вы разберетесь и с принципом работы двигателя. Алгоритм последовательности известен под таким наименованием, как closed loop. Его роль в работе систем управления очень важна — многие важные параметры удается урегулировать.

Роль датчика детонации — в подробностях

Датчик детонации входит в категорию пьезоэлементов, его источником питания служит контроллер ЭБУ. Для крепления самого датчика применяется блок цилиндров. Так прибор получает доступ к «считываемой» информации о вибрациях. Когда двигатель работает, есть риск, что бензин сдетонирует. Контроллер же, не без участия датчика, всегда вовремя сигнализирует об этом.

Главная задача такой детали, как датчик детонации — корректировка положение угла опережения зажигания. Добиться единообразного показателя октанового числа топлива невозможно, и этот недостаток возмещает обсуждаемая деталь.

Если послышался звук, о котором говорят — «стучат пальцы», значит, образовалась детонация. Ее причина кроется в неверном ходе процедуры сгорания топлива, с опережением зажигания, на фоне перечисленных выше проявлений. Звук слышится из-за микровзрывов горючей смеси, не переносящей высоких температур, и создается впечатление, что это металл стучит о металлическую поверхность.

Почему датчик детонации перестает быть полезным

Если датчик детонации вышел из строя — проявления будут понятны. Причин, по которым происходит поломка детали, несколько:

Плохой бензин. Его марка должна быть как можно выше.
Настройки угла опережения зажигания выставлены неверно. Значения углов опережения максимального и статического характеров необходимо держать под контролем, а если обнаружились расхождения — надо проверять активность датчика детонации.
Состав рабочей смеси обедняется, что приводит к увеличению температуры ее сгорания. Процесс детонации возникает из-за слишком маленького испарения топлива. Это приводит к недостаточному объему поглощаемого количества теплоты. Визуально о повышении температуры можно узнать по появлению налета на свечах зажигания.
Противодавление в системе, образующееся по множеству причин, не позволяет горячим газам покидать камеру сгорания.
Двигатель эксплуатировался в критических условиях.

Что будет без датчика

При активации двигателя угол опережения выставляется на минимальную позицию. Постепенно она возрастает, и процесс длится до образования детонации. О неисправности датчика скажут следующие проявления:

Достигается максимальное значение, а затем выдерживается определенное число тактов.
Сигнал устойчивый, но он не приходит.
Показания угла опережения сразу приходят в минимальное значение.

Сначала неисправности не выявится — контроллер точно определяет, есть ли поломка. Предположим, что мотор приводился в активность в критическом режиме. Запусков может быть как угодно много — в итоге, создаются все условия для полного выхода двигателя из строя.

Машина ездит и с неисправным датчиком детонации. Наибольший риск представляют именно запуски, их общее количество.

Подведем итоги. Будет ли видна очевидная польза ДД? Нет. Она, скорее, скажет о неисправности пальцев, о том, что в двигатель залит бензин низкого качества. Если у вас под рукой есть специальная система автодиагностики — вы проверите исправность ДД самостоятельно. Заменить деталь может только другой датчик.

Но роль детали очень важна. он отвечает за работу двигателя, предупреждая явление детонации, контролируя ее степень. благодаря подаваемым показателям определяют причины и особенности самого явления. Благодаря работе ДД система управления может вовремя откорректировать характеристики, вызвавшие детонацию.

Как осуществляется замена

Датчик монтируется с левой части двигателя. Нужно найти середину между деталями блока цилиндров. Добиться цели самостоятельно непросто. Даже у достаточно больших машин эта деталь мала в размерах. Это не единственное препятствие.

Для крепления датчика применяется болт, к которому непросто пробраться. Намного быстрее процедура проводится в специальных сервисах.

Датчик детонации автомобильного мотора

Датчик детонации двигателя необходим для регистрации неправильного горения топливовоздушной смеси (ТВС). В случае неисправности ДД ECM (Engine Control Module) переводит мотор в аварийный режим, ограничивая мощность и скорость реакции на педаль газа. Рассмотрим признаки неисправности датчика, его устройство и способы диагностики.

Чем опасна детонация для двигателя?

Для эффективного преображения возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движения коленчатого вала максимальное давление в камере сгорания на такте рабочего хода должно достигаться примерно на 15-20° после верхней мертвой точки (ВМТ). При этом топливно-воздушная смесь поджигается дуговым разрядом искры зажигания, а скорость распространения фронта пламени не превышается 30-40 м/с.

В случае излишнего нагрева воздуха в конце такта сжатия, появления в камере сгорания частиц с излишне высокой температурой, топливная смесь самовоспламеняется. Скорость распространения фронта пламени при этом достигает 2000 м/с. Такой взрывообразный характер детонации приводит к повышенной нагрузке на детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и цилиндропоршневой группы (ЦПГ). Последствия детонации:

прогорание клапанов и поршня;
разрушение поршневых перегородок;
прогар прокладки головки блока цилиндров;
локальный перегрев поршней, стенок цилиндров и связанная с этим потеря эластичности поршневых колец;
ускоренный износ деталей ЦПГ. Взрывообразное горение разрушает масляную пленку, провоцируя сухое трение;
оплавление электрода свечи зажигания.

Причины детонирования топлива

Несоответствие октанового числа бензина степени сжатия в двигателе.
Низкое калильное число свечей зажигания. Самовоспламенение ТВС происходит от контакта с раскаленным электродом.
Ранний угол опережения зажигания.
Отложения в камере сгорания. При большом скоплении нагара на поршнях и клапанах уменьшается площадь камеры сгорания, что естественным образом ведет к увеличению степени сжатия. Детонация может появиться еще и вследствие контакта ТВС с перегретыми частичками масляных отложений.
Слишком бедная смесь. Избыток воздуха ускоряет окислительную реакцию топлива с кислородом и повышает риск самовоспламенения смеси.

Принцип работы датчика детонации

Видео: Датчик детонации. Зачем нужен. Как работает. Как диагностировать.

Работа датчика основывается на характеристике пьезоэлектриков преобразовывать воздействующую на них механическую энергию давления в разность потенциалов на их противоположных сторонах. Ударная волна, возникающая при детонировании, приводит к вибрациям стенок двигателя и деформации пьезоэлемента. Изменение формы последнего провоцирует появление напряжения, которое используется как выходной сигнал датчика детонации. Величина напряжения прямо пропорциональна силе вибраций, воздействующих на чувствительный элемент.

В зависимости от типа электронной схемы, использующейся для усиления и преобразования сигнала, различают резонансные и широкополосные датчики. Первый тип измерителя предполагает превышение порогового уровня лишь на одной (резонансной) частоте детонирования. Такие датчики устанавливались на ранних версиях ВАЗовских моторах с инжекторной системой питания. В широкополосных измерителях амплитуда выходного напряжения превышает пороговый уровень в определенном диапазоне частот, возникающих в двигателе при детонации.

Устройство датчика детонации

Устройство широкополосного датчика детонации:

Контактные шайбы, являющиеся выводами для регистрации напряжения.
Пьезоэлемент.
Инерционная масса, воздействующая при вибрациях на чувствительный элемент.
Тарельчатая пружина, обеспечивающая прилегание инерционной массы к чувствительному элементу.
Болт крепления.
Корпус.
Электрический разъем.

Устройство ДД резонансного типа:

корпус с резьбой;
пьезоэлектрический кристалл;
пружина;
шунтирующий резистор;
электрический разъем;
подвижная опора;
резистор.

Датчик детонации двигателя стоит непосредственно в блоке, вблизи одного из цилиндров. На V-образных моторах датчиков будет как минимум 2 – по одному на каждую ГБЦ соответственно.

Предохранительные меры

Сигнал с датчика подается в ECM. Детонация в двигателе является причиной для резкого отката угла опережения зажигания в сторону запаздывания. При следующих циклах работы мотора угол ступенчато уменьшается до тех пор, пока снова не будет зарегистрировано детонационное сгорание. Нередко, когда двигатель детонирует, происходит не только откат УОЗ (угол опережения зажигания), но и обогащение топливовоздушной смеси. Таким образом удается подстраиваться под изменяющиеся параметры работы, удерживая двигатель в зоне наибольшей эффективности.

Симптомы неисправности

В случае поломки датчика двигатель переходит в аварийный режим, выставляя поздний УОЗ. Неисправность датчика детонации проявляется потерей мощности, увеличенным расходом топлива, провалами при резком нажатии на газ. Если мотор по какой-то причине не переведен в аварийный режим, при движении под нагрузкой и попытках резких ускорений вы услышите характерный металлический дребезг.

Система самодиагностики

Поскольку датчик детонации влияет на исправность двигателя, ECM современных автомобилей имеет развитую систему самодиагности. ЭБУ двигателя не только регистрирует детонационное сгорание, но и «слушает» фоновый шум работающего двигателя. Если уровень шума с датчика детонации ниже порогового значения в течение 10 с и более, в энергонезависимой памяти ЭБУ регистрируется ошибка датчика. Каждому типу регистрируемой неисправности присваивается определенный код, который может быть считан диагностическим прибором.

Благодаря резистору, встроенному в схему управления, ECM способен определить обрыв цепи и короткое замыкание на массу. При этом возможна как неисправность датчика детонации, так и проблема с проводкой. Поскольку сигнал датчика важен не только для сохранения мотора, но и для контроля уровня токсичности выхлопных газов, ошибки по нему сопровождаются загоранием на приборной панели лампы Check Engine.

Проверка датчика детонации

Сигнал ДД представляет собой синусоиду с определенной частотой и амплитудой. Датчик не требует питания и не пропускает через себя ток, поэтому проверить его обычным мультиметром можно только на предмет обрыва встроенного шунтирующего резистора (защищает цепь от короткого замыкания).

Адекватная проверка датчика детонации возможна только с помощью осциллографа. Диагностировать датчики можно без снятия с автомобиля. Для этого подключитесь к сигнальному выводу и нанесите 3 точных удара металлическим предметом вблизи датчика. Сигнал должен быть без провалов и с четко выраженными затухающими колебаниями. Потеря сигнала свидетельствует о дребезге контактов внутри измерителя.

Видео: Датчик детонации ДД Проверка не снимая с авто

Особенности V-образных ДВС

В случае ошибки на один из датчиков детонации необходимо поменять их разъемы местами. Если доступ к датчикам затруднен, изучите электрическую схему. Вероятно, что провода от датчиков приходят на общий коннектор. Разъединив разъем, вы сможете обмануть ЭБУ двигателя, установив соответствующие перемычки между «папой» и «мамой».

Удалите ошибки с памяти ECM, запустите и прогрейте двигатель. Проведите тестовую поездку для возобновления кода неисправности (на приборной панели загорится Check Engine).

Если ошибка с Bank 1 изменилась на Bank 2 и наоборот, значит, проблем с проводкой от измерителя к блоку управления нет, а неисправность в самом датчике. В случае сохранения ошибки по одной и той же ГБЦ следует прозвонить проводку на предмет обрыва. Для этого воспользуйтесь мультиметром в режиме омметра. Один из щупов подключите к проводу разъема со стороны датчика, а второй к его ответной части, приходящей на ЭБУ. Проверьте, не замкнул ли сигнальный провод на массу. Для теста один из щупов подключите к сигнальному выводу разъема датчика, а вторым коснитесь массовой клеммы АКБ. Сопротивление незамкнутого провода должно быть больше 20 мОм.

Горение на грани взрыва, или Как укротить детонацию и обратить вред от нее во благо

В числе датчиков, которыми автомобильные двигатели обвешаны с «головы до пят», датчик детонации не самый беспокойный. Возможно, поэтому среди рядовых автовладельцев найдется немало таких, кто даже не догадывается о его существовании, а среди слышавших о датчике детонации «что-то» и «где-то», есть те, кто ошибочно истолковывает его предназначение и порядок работы.

К сожалению, при обсуждении статьи «Сцепление не при делах, но виноват ли бензин, или Что расшатало электроды в свечах зажигания?» выяснилось, что некоторые наши читатели тоже заблуждаются по поводу функций датчика детонации, с чем мы, разумеется, согласиться не можем.

Однако для начала развеем, пожалуй, самое распространенное ошибочное мнение, что датчиками детонации оснащаются только бензиновые двигатели. В действительности на современных дизелях датчики детонации тоже встречаются. При этом дизельные датчики детонации не только аналогичны по конструкции бензиновым, но и сигналы от них используются блоками управления дизелей для той же цели, что и в бензиновых моторах.

Не исключено, что причиной бытующих недоразумений относительно датчика детонации является его говорящее название. Но что в таком случае представляет собой детонация? В бензиновых двигателях так именуется неправильное, или, говоря иначе, аномальное, сгорание топлива.

После поджигания искрой от свечи и начала сгорания горючей смеси паров бензина и воздуха повышаются температура и давление. Эти факторы воздействуют на несгоревшую часть горючей смеси, в которой из-за этого могут образоваться активные перекиси (неустойчивые взрывчатые соединения).

Перекиси вызывают самовоспламенение не успевшей сгореть части смеси во всем ее объеме, и возникает взрывная волна. Она распространяется со скоростью до 2000 м/с, что примерно в 40 раз превышает скорость нарастания давления в цилиндре, когда сгорание топлива происходит в штатном режиме. В результате детонация испытывает на прочность поршневые кольца и межкольцевые перемычки поршней, кромки днища поршня и клапанов, выступающие в камеру сгорания элементы свечей зажигания, окантовку прокладки головки цилиндров. При длительном воздействии детонации днища поршней оплавляются, межкольцевые перемычки в поршнях и поршневые кольца ломаются, клапаны и прокладка головки блока прогорают. После такой оказии возвращение автомобиля в строй требует дорогостоящего ремонта мотора, а иногда и вовсе его замены.

Раз так, детонацию надо пресекать в корне, что, по всей видимости, служит основой для ошибочного представления о назначении датчика детонации и его работе. В действительности же проблема состоит в том, что сгорание в режиме, когда двигатель работает на грани возникновения детонации, но в нее не «сваливается», позволяет извлечь из топлива максимальную энергию, которая может выделиться при сгорании. Говоря проще, такой режим является наиболее выгодным для получения мощности и затрат на это получение наименьшего количества топлива, а это как раз и есть то, чего стараются добиться от любого мотора.

При прочих равных условиях определяет риск детонации выбор угла опережения зажигания. Но как подобрать оптимальный угол, если его величина «плавает» в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, открытия дроссельной заслонки, соотношения воздуха и топлива в горючей смеси?

Пока электронное управление не взяло верх, оптимальный угол опережения зажигания поддерживался с помощью инерционного и вакуумного регуляторов, встроенных в распределитель зажигания и действовавших автоматически в соответствии с оборотами двигателя и разряжением во впускном коллекторе в текущий момент времени.

Когда пробил час электроники, механические устройства заменил блок управления, выбирающий оптимальный момент зажигания с учетом сигналов, поступающих от различных датчиков, в том числе и от датчика детонации.

Взрывная волна, сопровождающая детонационное сгорание, многократно отражается от деталей, ограничивающих камеру сгорания, и вызывает их вибрацию. При нормальном сгорании вибрации нет. Датчик детонации жестко прикреплен к блоку цилиндров и фиксирует его вибрацию.

Место для установки датчика выбирается так, чтобы можно было получать максимально сильный сигнал от каждого из цилиндров и распознавать, как проходит в них процесс сгорания. Для 4-цилиндровых рядных двигателей, как правило, достаточно одного датчика. При большем количестве цилиндров и V-образной конструкции двигателя требуется два или более датчиков детонации.

В работе датчика используется пьезоэлектрический эффект. Сжатие пьезоэлемента, при котором появляется электрический сигнал, обеспечивается расположенной по соседству инерционной массой. По причине своей инертности она воздействует на пьезоэлемент в ритме колебаний блока цилиндров. Электрический сигнал от пьезоэлемента поступает в блок управления двигателем непрерывно, однако ЭБУ анализирует и сравнивает друг с другом результаты лишь двух измерений в каждом из контролируемых датчиком цилиндров. Первое измерение проводится, когда сгорания в цилиндре не могло происходить в принципе. Как правило, это положение поршня в нижней мертвой точке.

Второе измерение проводится после зажигания. Сопоставление измерений позволяет отфильтровать фоновые шумы в кривошипно-шатунном механизме и достовернее оценить вибрации, вызываемые именно сгоранием. В результате по сигналам датчика детонации блок управления имеет возможность постоянно корректировать величину угла опережения зажигания, чтобы не допустить аномального сгорания и в то же время позволить мотору работать в самом выгодном для получения мощности и потребления топлива режиме.

В дизелях, где горючая смесь воспламеняется не от постороннего источника, как в бензиновых двигателях, а вследствие высокой температуры предварительно сжатого в цилиндрах воздуха, возгорание носит объемный характер с резким нарастанием давления, напоминающим детонацию. Однако детали дизеля проектируются с расчетом на подобный рабочий процесс. Зачем в таком случае датчики детонации применяются и в дизельных моторах?

В дизелях датчик детонации помогает блоку управления изменять моменты начала впрыскивания каждой из форсунок или, другими словами, углы опережения впрыска, а также определять продолжительность сигналов, управляющих форсунками, в зависимости от условий работы двигателя. Это позволяет точно дозировать топливо, обеспечивая снижение его расхода и уменьшение токсичности отработавших газов, и даже компенсировать негативные изменения в характеристике форсунок, которые естественным образом появляются по прошествии длительного периода эксплуатации.

Таким образом, несмотря на кажущуюся убедительность, озвученное на форуме ABW.BY мнение, что работа датчика детонации лишь включает аварийный режим, в действительности является ошибочным. Наряду с информацией, передаваемой в блок управления датчиками, которые контролируют объем воздуха, поступающего в цилиндры, его температуру, а также температуру охлаждающей жидкости, содержание остаточного кислорода в выхлопных газах, скорость, с которой вращается коленвал, и другие параметры, сигналы датчика детонации также используются для оценки фактического состояния двигателя в конкретный момент времени.

Именно работа датчика детонации объясняет, почему при использовании бензина АИ-92, стойкость которого к детонационному сгоранию ниже, чем у АИ-95, мощность двигателя уменьшается, а расход топлива, наоборот, увеличивается. Ничего сверхъестественного в этом нет. Поскольку на 92-м бензине детонация начинается раньше, ЭБУ по сигналу датчика корректирует угол опережения зажигания, делая его поздним, чтобы детонации избежать. Это сказывается на мощности и расходе топлива.

Испытания, при которых один и тот же автомобиль последовательно заправляли бензином марок АИ-92 и АИ-95, после чего сравнивали динамические и экономические характеристики, проводились неоднократно. Установлено, что при использовании бензина с уменьшенным на 3 единицы октановым числом мощность снижается примерно на 5%, настолько же в среднем возрастает расход топлива. Максимальная скорость при этом ухудшается на 3-4%, а время, необходимое на разгон с места до 100 км/ч, увеличивается на 5-6%.

Итак, сбор и анализ данных от всех датчиков позволяет ЭБУ определить требующееся мотору в соответствии с его текущим режимом работы количество топлива, момент его впрыска и зажигания. Перевести двигатель в аварийный режим может отказ датчика детонации. Однако, как о том говорилось, это далеко не самый беспокойный среди датчиков, а причины его неисправности и признаки выхода из строя и вовсе другая история.

0 0 голоса

Рейтинг статьи

Описание и устройство датчика детонации двигателя