Устройство и принцип работы датчика детонации

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.

где находится датчик детонации двигателя

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.

детонация топлива в камере сгорания двигателя

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:

    ;
  • 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

  1. Несоответствие октанового числа бензина степени сжатия в двигателе.
  2. Низкое калильное число свечей зажигания. Самовоспламенение ТВС происходит от контакта с раскаленным электродом.
  3. Ранний угол опережения зажигания.
  4. 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.
  5. 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:

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

виды датчиков детонации

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

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.

Рекомендации по замене датчика

Поскольку датчик детонации двигателя нужен для регистрации вибраций стенок блока цилиндров, при его установке важно соблюсти рекомендованный производителем момент затяжки. Неплотное прилегание, грязь между привалочными плоскостями либо превышенное усилие затяжки приведут к искажению сигнала и возобновления ошибки.

Датчик детонации:описание,виды,устройство,принцип работы

Детонация (детонационное сгорание) – отклонение от нормы в работе двигателя, выражающееся во взрывном характере воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндрах. В норме фронт пламени распространяется со скоростью 30 м/с, тогда как при детонации скорость может достигать 2000 м/с. Явление это нежелательное, так как вследствие ударного воздействия на цилиндры, поршни, головку блока и из-за очень высокой скорости распространения пламени способно вызвать серьезную поломку через 4-6 тыс. км пробега, а иногда намного раньше.

Итак, при детонации первыми под удар попадают газораспределительный механизм и цилиндропоршневая группа. Для предупреждения подобного используется специальный датчик.

Виды датчиков

Существует два типа датчиков детонации:

  1. Широкополосные.
  2. Резонансные.

Наиболее распространены широкополосные датчики детонации, устройство и принцип работы которых были описаны выше. Как правило, они имеют округлую форму с отверстием посередине для крепления к блоку.

Резонансные похожи на датчики давления масла с креплением в виде резьбового штуцера. Они настроены не на уровень вибрации, а на частоту микровзрывов в камере сгорания. В случае их обнаружения электрический сигнал передается контроллеру. У каждого двигателя своя частота микровзрыва, которая во многом зависит от диаметра поршней.

Что такое детонационное сгорание и его последствия

Детонация в двигателе – это неконтролируемое возгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах, приводящее к «минивзрыву». При нормальном сгорании топлива скорость распространения пламени составляет около 30 м/с, но при детонации она значительно увеличивается и уже может достигать 2 000 м/с. Такие нагрузки на цилиндры и поршневую группу могут привести к серьезной поломке уже через 5-6 тысяч километров пробега. Для предупреждения и контроля этого явления используется датчик детонации.

Нормальное сгорание топлива и сгорание с детонацией

От чего зависит появление детонации

В основе появление детонационного сгорания часто лежат три основных фактора:

  1. Качество бензина и его октановое число. Чем выше октановое число, тем больше его детонационная стойкость.
  2. Конструктивные особенности двигателя, которые выражаются в геометрии камеры сгорания, степени сжатия топливовоздушной смеси, положении свечей и т.д.
  3. Условия эксплуатации мотора. В этом случае влияние оказывает текущая нагрузка на двигатель, нагар и степень изношенности мотора в целом.

Для чего нужен датчик детонации

В карбюраторных моторах для предотвращения детонации вручную проворачивают трамблёр, что несколько отодвигает момент зажигания. В современных бензиновых агрегатах откорректировать угол опережения вручную нельзя, поскольку за это отвечает электроника.

С целью предотвращения детонации между вторым и третьим цилиндром на блоке предусмотрен датчик, используемый как устройство контроля, работающее на основе пьезоэффекта. Во избежание ложных сигналов настроен он на восприятие шумов в диапазоне 25-75 Гц.

Срединное положение датчика на блоке разрешает осуществлять высокоточную отладку работы всех цилиндров. Место для него определено дислокацией наиболее разогреваемой камеры сгорания, от которой и начинается распространение детонационного сгорания. Будь то двигатель поперечного или продольного положения датчик устанавливается немного ниже впускного коллектора и работает следующим образом:

  • механические импульсы создают напряжение на пьезоэлектрическом элементе, возрастающее по мере роста интенсивности колебаний;
  • когда напряжение превышает безопасный порог, устройство посылает сигнал о корректировке угла опережения зажигания;
  • датчик трансформирует механическое воздействие в постоянный электрический сигнал, посылаемый в основной блок управления, после чего система оптимизирует впрыск и обеспечивает более позднее зажигание;
  • в итоге силовая установка работает экономичнее, а мощность достигает заложенного максимума.
Читайте также  Сломался генератор в машине что делать?

Устройство и принцип работы датчика детонации

Как уже было сказано выше, датчик используется для предотвращения детонации путем изменения угла опережения зажигания и возврата системы к контролируемому сгоранию смеси. Применяется он на инжекторных двигателях.

Во время детонационного сгорания двигателю передается сильная вибрация. Датчик устроен так, что он улавливает эти вибрации и преобразует их в электрический импульс.

К основным его элементам относятся:

  • пьезокерамический чувствительный элемент;
  • стальной грузик;
  • контрольный резистор;
  • изолятор.

Внутри корпуса пьезокерамический элемент соединён с проводами, выходящими на контакты и стальной грузик. На выходе расположен регулировочный резистор. Грузик при вибрации воздействует на пьезоэлемент, тем самым увеличивая электрический импульс.

Датчик устанавливается на корпусе блока двигателя. Обычно он находится между вторым и третьим цилиндром. Поскольку у двигателя есть свой рабочий уровень вибрации, то он начинает срабатывать в шумовом диапазоне 30-75 Гц.

Такое положение датчика позволяет точнее скорректировать работу всех цилиндров. Также он ставится в районе наиболее возможного распространения детонации. Работа датчика детонации включает в себя следующие этапы:

  1. Механические колебания создают электрическое напряжение на пьезоэлементе, которое возрастает по мере их увеличения.
  2. Когда напряжение достигает порогового уровня, датчик посылает сигнал о необходимой корректировке угла опережения зажигания.
  3. Блок управления двигателем оптимизирует подачу топлива и делает зажигание более ранним.
  4. В результате двигатель возвращается в нормальный режим работы с контролируемым сгоранием смеси.

Работа датчика детонации

Во время передать сигналы о возникновении и силе детонации призван датчик детонации.

Существуют две группы датчиков детонации:

Составными частями прибора являются: пластина вибрации, пьезо элемент, сигнальный провод и оплетка.

Размеры прибора не превышают размеры спичечного коробка. Помещается всегда на корпусе двигателя. Устанавливается только в инжекторных двигателях.

Он снабжен чувствительным пьезоэлектрическим элементом (чаше всего это пластина), на которой возникает напряжение в момент возникновения детонации. Оно меняется, в зависимости от амплитуды и частоты взрывной волны. Постоянно меняющиеся характеристики волны, приводят к колебаниям напряжения на пластине. Вся информация, непрерывным потоком, передается ЭБУ бортового компьютера, который постоянно их анализирует. Когда достигается допустимый порог детонации, ЭБУ начинает регулировку параметров зажигания, уменьшая угол ОЗ.

Как распознать неисправности датчика детонации

На всех автомобилях, слаженное взаимодействие систем и бесперебойную работу агрегатов, и отдельных деталей, обеспечивают множество датчиков. Они вмонтированы во все элементы, входящие в общую электронную систему контроля и управления бортового компьютера.

Неисправность этих приборов устанавливается во время проведения диагностических мероприятий, на профессиональном оборудовании сервисных центров. Однако это не лишает вас обязанности получить минимальное представление о работе узлов и агрегатов вашего автомобиля. Эти знания помогут вовремя отреагировать на различные сбои в работе, понять суть и место возникновения неполадки, тем самым, обеспечить безопасность на дорогах для себя и других участников движения.

Причинами выхода из строя могут быть:

— поломка в самом датчике

— проблемы с проводкой

— обрыв оплетки или сигнального провода

— неисправность блока управления двигателя

Когда датчик детонации перестает нормально функционировать или вовсе выходит из строя, водитель может это почувствовать по некоторым признакам:

— слабый разгон машины;

— нестабильные обороты на холостом ходу;

— слышится характерный шум в двигатели (автолюбители говорят «стучат пальцы»);

— в выхлопных газах появляется черный дым;

— расходуется больше горючего;

— на приборной панели высвечивается “Check Engine”. Но если нет обрыва цепи, а датчик будет неисправен, Чек не выскочит.

Влияние неисправного датчика детонации на отдельные процессы

Огромная опасность таится в том, что даже полная поломка датчика не становится причиной остановки двигателя. Он продолжает работать, но уже по искаженным параметрам, нанося непоправимый ущерб всей конструкции. Детали быстро изнашиваются, магистрали и чувствительные элементы покрываются копотью, выходят из строя многие детали, участники процесса.

Как только у вас возникли подозрения, устройте проверку исправности датчика.

Датчик детонации двигателя автомобиля и его назначение

Основным условием оптимальной работы двигателя автомобиля является нормальное сгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах мотора. А это зависит от двух основных условий – качества топлива и угла опережения зажигания. Двигатель, который работает на топливе с высоким октановым показателем и у него угол выставлен правильно обеспечивает максимальный выход мощности, экономичное потребление бензина (насколько это возможно) и обладает хорошей приемистостью.

датчики детонации

Чем опасно детонационное сгорание и что его может вызвать?

Но если не соблюдается хоть одно из условий, то высока вероятность возникновения детонационного сгорания, которое в дальнейшем может стать причиной серьезных поломок. Суть данного сгорания сводится к тому, что часть топлива из-за ряда сложившихся факторов в камере сгорания самовоспламеняется. Причем происходит это до того, как между свечными электродами образуется искра, то есть смесь загорается раньше времени.

детонация в двигателе

что такое детонация в двигателе

Особенностью детонационного сгорания является то, что оно подобно взрыву. Сгорание смеси происходит значительно быстрее и сопровождается увеличенным давлением и значительно большей температурой, чем при обычном процессе горения топливовоздушной смеси.

Результатом такого сгорания является оплавление днища поршня, прогорание его или клапанов. В общем, детонация в силовой установке способна нанести огромный вред и надобность в дорогостоящем и длительном ремонте.

Виной же появлению детонации может стать:

  • некачественный бензин с низким октановым числом.
  • особенности конструкции силовой установки (степень сжатия в цилиндре, форма камеры сгорания, положение свечи зажигания и т. д.);
  • изменение рабочих условий в цилиндрах (неправильный угол опережения зажигания, работа под нагрузкой, возникновение значительного слоя нагара, ухудшение качества топливовоздушной смеси).

Как с этим бороться?

Один из самых простых методов избавления от детонации – это изменение угла зажигания. Ведь этот параметр значительно влияет на работу силового агрегата. При позднем зажигании топливо не успевает полностью сгореть, что сказывается на мощности, приемистости, потреблению топлива. А при раннем угле зажигания как раз и появляется детонационное сгорание – топливо сгорает раньше времени, что приводит к появлению ударных нагрузок на поршневую группу и кривошипно-шатунный механизм.

В карбюраторных автомобилях от детонации избавлялись путем проворота трамблера, обеспечивая более позднее зажигание.

В современных инжекторных авто вручную изменить угол опережения невозможно, поскольку корректировка данного параметра выполняется электронной системой управления двигателем. По сути, автомобиль сам регулирует зажигание так, чтобы обеспечить максимальный выход мощности при минимально возможном потреблении топлива. Причем это достигается на немного раннем зажигании, когда угол устанавливается так, чтобы не возникало детонационного сгорания. Но как уже сказано, возникновение данного эффекта зависит от множества факторов.

Видео: Датчики детонации

Датчик детонации. Назначение и виды

Для того, что исключить вероятность возникновения детонации в двигателе в его конструкцию включен датчик детонации (ДД). Назначение у него всего одно – выявление появления детонации в цилиндрах и подачи сигнала об этом на блок управления. А тот в свою очередь просто уменьшит угол опережения (сделает зажигание более поздним) из-за чего детонационное сгорание пропадет.

Для своей работы датчик детонации использует одну из особенностей детонационного сгорания. Его появление сопровождается ударными нагрузками и как следствие – звонким металлическим стуком и усиленной вибрацией. Вот на это все и реагирует датчик. За основу работы датчика взят пьезоэффект, суть которого – преобразование механического действия в электрический импульс.

Датчики детонации бывают двух видов:

  1. Широкополосный;
  2. Датчик детонации резонансного типа.

Широкополосный датчик детонации

На многих автомобилях применяется широкополосный датчик. Он выполнен в виде массивной шайбы с выводами для подключения проводки. Закрепляется он непосредственно на двигателе при помощи болта. Такой по конструкции ДД применяется, к примеру, на инжекторных ВАЗ, Daewoo Lanos, Subaru Impreza и т. д.

Датчик детонации резонансного типа

Но есть и другой тип датчиков — датчик детонации резонансного типа. По конструкции они напоминают датчик давления масла, и он уже крепиться на двигателе при помощи резьбового штуцера. Такой элемент используется, к примеру, на автомобилях Toyota.

Конструкция и принцип действия датчика детонации

Поскольку первый вариант по конструкции встречается чаще, то именно его дальше и будем рассматривать.

Состоит он двух половинок корпуса – внешнего и внутреннего. В последнем проделано отверстие под крепежный болт. Внутри корпуса установлена пьезокерамическая шайба, соединенная с проводками, ведущими на контакты, изолятор и стальной грузик. На выводе проводов установлен регулировочный резистор.

Работает все так: при нормально установленном зажигании никакой детонации нет, а значит, отсутствует и повышенная вибрация. Грузик практически не воздействует на пьезоэлемент, поэтому он практически не вырабатывает электрический импульс, а если вырабатывает, то он незначителен и резистор его не пропускает.

При появлении детонационного сгорания вибрация силовой установки значительно возрастает, из-за чего и увеличивается воздействие грузика на пьезокерамическую шайбу, поэтому значение электрического импульса увеличивается. При достижении определенного значения, он пробивает резистор и поступает на электронный блок, а тот уже принимает меры, уменьшая угол опережения.

То есть все достаточно просто: вибрация повышается – угол понижается и зажигание становиться поздним, а при нем детонация не возникает. Несмотря на всю простоту принципа действия, этот датчик очень важен, поскольку защищает двигатель от негативных параметров работы.

Видео: Реакция датчика детонации на двигателе

Ещё кое-что полезное для Вас:

Признаки неисправности

Датчик детонации обладает несложной конструкцией, однако в его работе нередко появляются проблемы. Основным признаком нарушения является падение мощности силовой установки, увеличение потребление топлива.

Особенность проблем в работе датчика заключается в том, что такие признаки может давать также и системы питания и зажигания. Поэтому многие пытаются устранить неисправность путем регулировок, обслуживания и замены составных элементов данных систем, не обращая внимания на сам датчик.

Здесь все просто. Если ЭБУ выявит, что датчик детонации неисправен, то он перейдет в аварийную работу, то есть установит позднее зажигание, чтобы исключить возможность возникновения детонации. А отсюда и снижение мощности, и повышенный расход бензина.

Читайте также  Как и зачем нужно утеплять моторы зимой

Конечно, при обнаружении поломки ДД будет загораться «Check engine», указывая на неисправность.

Но есть особенность — не всегда контрольная лампа горит постоянно. При неисправности этого датчика возможно очень кратковременное загорание и только под нагрузкой, что не всегда заметно. К тому же, чтобы понять, в каком именно узле произошла неисправность, необходимо подключать сканер, что не всегда возможно. Далее нужно узнать код ошибки, а затем уже выявлять по нему, действительно ли причиной проблем с работой мотора является этот датчик.

Если сканера у вас нет, рекомендуем рассмотреть модель корейского производства Scan Tool Pro Black Edition.

К основным преимуществам данного девайса можно отнести совместимость с 99% автомобилей начиная с 1993 года выпуска и диагностику не только двигателя, но и других узлов автомобиля (вспомогательных систем ABS, ESP, коробки передач, трансмиссии и т.д.). Так же устройство показывает работу всех имеющихся датчиков (в т.ч. и датчика детонации) в режиме реального времени, VIN автомобиля, реальный пробег, версию ЭБУ и многое другое.
С помощью Scan Tool Pro можно выявить код ошибки, а затем уже определить, действительно ли причиной проблем в работе мотора является датчик детонации. О наличии неисправности будут свидетельствовать следующие коды ошибок: P0325, P0326, P0327, P0328.

Даже если сканер показал, что проблемы именно в ДД, еще не факт, что именно он сломался. Возможен и обрыв проводки, ведущей к нему, или же окисление контактов, что тоже может давать сбои в показаниях, поступающих на ЭБУ.

Проверка работоспособности и замена

Поэтому в обязательном порядке при появлении указанных признаков, проверяется работоспособность этого датчика детонации. А сделать это можно двумя способами.

  1. Первый заключается в замере сопротивления ДД. Для этого необходимо подключить к его выводам мультиметр, выставленный на проверку сопротивления с уровнем измерения до 2 кОм. После подключения на дисплей выведется значение сопротивления датчика. Затем необходимо несильно постучать по нему ключом или небольшим молоточком. Из-за ударов пьезоэлемент будет срабатывать, что привет к увеличению сопротивления. У исправного датчика значение должно повышаться при ударе и сразу же возвращаться к обычному значению. Если сброса сопротивления не происходит – датчик неисправен.
  2. Второй способ лучше, поскольку позволяет оценить исправность датчика на работающем двигателе, что дает более точную информацию о его состоянии. Для этого необходимо запустить мотор и установить 1500-2000 об/мин на тахометре. При этом обороты должны держаться стабильно и не плавать. Далее подбираемся к установленному на моторе датчику и ключом или молоточком наносим по нему несильные удары. Если устройство исправно, то он воспримет эти удары за детонацию и передаст сигнал на ЭБУ, а тот уже скорректирует угол. Из-за этого обороты двигателя понизятся, а после прекращения постукиваний, они вернутся до заданного значения.

Таким простыми способами можно проверить датчик детонации двигателя. Единственная проблема, которая может возникнуть при проверке или замене – это место расположения. У 8-клапанных двигателей обычно до него добраться несложно. А вот у моторов на 16 клапанов он обычно располагается под выпускным коллектором, поэтому доступ до него затруднителен.

ДД ремонту не подлежит, поэтому при выявлении его неисправности он просто заменяется. И сделать это было бы нетруддно, если бы ни неудобное его расположение. В некоторых случая добраться до него можно только из-под автомобиля.

Но сама замена – простая. Отсоединяется фишка с проводкой, а затем выкручивается болт крепления или сам датчик (зависит от его конструкции). После на место устанавливается новый элемент и подключается к проводке.

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?

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

схема возникновения детонации

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.

датчик детонации резистивного типа

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

датчик детонации в разрезе

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.

ДД нерезонансного типа

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.

присоединение дд

Где находится датчик детонации

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

расположение датчика детонации на двигателе

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.

датчик детонации расположение

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.

два датчика детонации

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

повреждение дд

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

Шаг 2 — посмотрите обороты двигателя сканером

  1. Подключите диагностический прибор к разъёму OBD-2.
  2. Поверните ключ зажигания в положение «ON».
  3. Выберите «Двигатель» / «Чтение потока данных» / «Сигнал датчика детонации 1».
  4. Запустите двигатель и доведите его до нормальной рабочей температуры.
  5. 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.

  1. Поверните ключ зажигания в положение «OFF».
  2. Отсоедините разъём проводов от датчика.
  3. Измерьте значение сопротивления внутреннего резистора (стандартное значение сопротивления: 49–100 кОм).
  4. 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

  1. Отключите зажигание.
  2. Отсоедините разъем от датчика.
  3. Открутите болт крепления, снимите датчик с двигателя.
  4. Возьмите электронный мультиметр и переведите его на измерение постоянного напряжения (DC), на минимальный предел измерения (200 mV).
  5. Подключите мультиметр к датчику, лучше использовать зажимы типа «крокодил».
  6. 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.

проверка напряжения дд

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

Шаг 5 — проверьте проводку от датчика до ЭБУ

схема подключения дд резистивного типа

  1. Отключите зажигание.
  2. Отсоедините разъем от датчика.
  3. Отсоедините разъем жгута проводов ЭБУ.
  4. На монтажной схеме для своего автомобиля найдите контакты ДД на колодке проводов контроллера.
  5. Измерьте сопротивление 1 провода.
  6. 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

  1. Проверьте цепь питания ЭБУ.
  2. Проверьте цепь заземления ЭБУ.

Шаг 7 — сбросьте ошибку OBD-2

  1. Подключите диагностический сканер.
  2. Поверните ключ зажигания в положение «ON».
  3. Удалите код неисправности.
  4. Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу не менее 5 минут.
  5. Покатайтесь не менее 10 минут.
  6. 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.

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.

датчик детонации

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.

сгорание топлива с детонацией

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:

  1. Плохое качество бензина со сниженным октановым числом.
  2. 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:

  1. на мощность мотора;
  2. 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:

  1. Широкополосные – наиболее распространенный вид. Устанавливаются на блоке двигателя обычным болтом, визуально представляя собой крупную шайбу, с выведенным проводом;
  2. 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.

типы датчиков

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.

устройство датчика (схема)

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:

  1. 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.
  2. 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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: