Для чего нужен датчик детонации двигателя?

Лада 2111 1.6i › Бортжурнал › Проверка датчика детонации, за что он отвечает, как работает и его неисправности

В бензиновом двигателе внутреннего сгорания, при определенном стечении обстоятельств, возникает металлический стук. «Пальцы стучат», — говорят некоторые водители. На самом деле это явление называется детонацией и его возникновение крайне нежелательно, поскольку может привести к поломке мотора вследствие огромной скорости распространения фронта пламени (более 2000 м/с) и высоких ударных нагрузок на стенки цилиндров, поршень и головку блока. Чтобы контролировать уровень опасности, на блок цилиндров устанавливается датчик детонации.

Он представляет собой акселерометр, то есть устройство, воспринимающее и преобразующее энергию механических колебаний блока цилиндров в электрические импульсы. Датчик детонации непрерывно посылает сигналы в электронный блок управления двигателем, а электроника отвечает изменением качественного состава рабочей смеси и угла опережения зажигания. Данное устройство помогает также добиться более экономичной работы и развить максимальную мощность двигателя.

От чего зависит вероятность появления детонации
То, насколько часто может возникать данное явление, зависит от трех основных факторов.

В первую очередь, на вероятность возникновения влияет химический состав бензина, а точнее, его октановое число. Чем оно выше, тем более он устойчив к этому явлению.
Второй фактор, который влияет не меньше, – конструктивные особенности двигателя, а именно степень сжатия, форма камеры сгорания, расположение свечей зажигания, форма днища поршня и т.п. Например, двигатель с большей степенью сжатия более склонен к детонации и нуждается в высокооктановом бензине. Иначе, зачем производители пишут минимально допустимое октановое число на люке бензобака?
Третий фактор – условия работы мотора. На вероятность появления детонации влияет состав рабочей смеси, нагрузка, выбранная передача, нагар.
Как работает датчик детонации
Принцип работы датчика основывается на пьезоэффекте. Данное устройство представляет собой помещенную в корпус пьезоэлектрическую пластину, на концах которой, в случае возникновения детонации, появляется напряжение. С ростом амплитуды и частоты механических колебаний двигателя напряжение возрастает.

устройство датчика детонации

Существует определенный порог безопасности, если величина напряжения его превысит, то электронный блок управления отдаст команду на уменьшение угла опережения зажигания.

Поломка датчика детонации
При возникновении неисправности датчика детонации на приборной панели загорается контрольный индикатор. Мотор при этом работает, и на автомобиле вполне можно ехать. На закономерный вопрос «зачем тогда нужен этот датчик» ответ следующий.

На старых автомобилях, не оборудованных электронным блоком управления, угол опережения зажигания корректировался вручную поворотом крышки прерывателя-распределителя зажигания. Это позволяло скорректировать работу системы зажигания в зависимости от октанового числа бензина, которое может сильно отличаться на разных заправках. У современного двигателя устройство трамблера иное, его крышка неподвижна, поэтому такую функцию выполняет ЭБУ. Соответственно, если датчик детонации выйдет из строя, то угол опережения зажигания не сможет быть скорректирован.

Вышедший из строя датчик детонации влияет на динамику и экономичность двигателя. Принцип работы электронного блока управления таков, что при возникновении неисправности датчика он устанавливает заведомо позднее зажигание в целях безопасности, чтобы исключить вероятность разрушения мотора. В результате силовой агрегат работает, но начинает потреблять гораздо больше топлива, и ухудшается динамика машины. Второе особенно заметно при повышенных нагрузках.

Проверка датчика детонации
Основные симптомы, указывающие на то, что данное устройство вышло из строя:

падение мощности;
ухудшение разгонных характеристик и резкое увеличение «аппетита» двигателя;
дымный выхлоп.
При этом на панели загорается индикатор неисправности двигателя. Причем, он может, как гореть постоянно, так и загораться кратковременно при увеличении нагрузки.

как проверить датчик

Далеко не всегда под рукой есть сканер, который сможет считать и расшифровать код неисправности. Добраться до СТО также не всегда возможно. Возникает вопрос: как проверить датчик детонации самостоятельно? Из инструментов нужен цифровой мультиметр.

В первую очередь необходимо выяснить, каким сопротивлением должен обладать исправный датчик на конкретной модели автомобиля или двигателя, поскольку у всех производителей эта величина разная. Если оно отличается от нормального, нужна замена.

Также можно проверить напряжение на электрических контактах датчика, для чего нужно отсоединить электрический разъем питания датчика и снять его с двигателя. После этого мультиметр переводится в режим измерения напряжения в милливольтах, его плюсовой щуп соединяется с сигнальным контактом, а минусовой – с массой датчика (отверстие, через которое проходит болт крепления к двигателю).

Проверка датчика детонации заключается в том, что датчик с присоединенными щупами зажимается в ладони, которой затем нужно несильно постучать по какой-нибудь поверхности. При ударах мультиметр должен фиксировать появление напряжения (обычно оно составляет порядка 30-40 мВ). Принцип прост: чем сильнее удар, тем большая разность потенциалов возникнет между электродами. Поскольку напряжение невелико, не каждый прибор способен его замерить, поэтому предварительно нужно убедиться, что имеющееся под рукой измерительное устройство рассчитано на подобные замеры. Полное отсутствие разности потенциалов свидетельствует о том, что датчик детонации неисправен.

Датчик детонации: что это такое

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. Рассмотрим подробнее, чем же вызывается детонация? Что такое датчик детонации? Каковы признаки его неисправности и способы проверки?

Так ли опасна детонация и что ее провоцирует?

В идеале топливная смесь начинает воспламеняться еще до достижения поршнем крайнего верхнего положения при угле опережения зажигания 2-3°, а завершающий этап воспламенения приходится на момент, когда поршень начинает возвратное движение, минуя верхнюю мертвую точку. Для детонации характерно преждевременное самовозгорание смеси уже в середине такта сжатия, еще до того, как возникает искра между электродами на свече. Так на поршень оказывается мощное противодействие, в результате чего силовая установка теряет мощность, а расход бензина увеличивается.

В случаях ДВС малого объема сравнительно высокой мощности и со значительным крутящим моментом детонация обнаруживается на низких оборотах и скоро исчезает. В форсированных двигателях она может возникать при ощутимых нагрузках на повышенных оборотах и причинить мотору вред буквально за считанные секунды.

Детонация объясняется рядом факторов, к которым относят:

  • несоответствие октанового числа рекомендуемому;
  • особенности устройства двигателя (величина сжатия, положение свечей, геометрия камеры сгорания и поршневого днища, наличие поддува и др.);
  • эксплуатационные условия (угол опережения зажигания, нагрузки, состояние камеры сгорания и др.).

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.

Датчик детонации на ВАЗ

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: Что такое датчик ДПДЗ и какие функции он выполняет.

Признаки неисправности датчика детонации

О проблеме с датчиком сигнализирует индикатор на приборной панели. Он может загораться лишь эпизодически, когда нагрузка возрастает, либо гореть постоянно. Отсутствие импульса от датчика не препятствует работе двигателя и дальнейшей эксплуатации транспортного средства, однако это отрицательно сказывается на его динамике. На то, что с детонационным сигнализатором не все в порядке, могут указывать и другие косвенные признаки:

  • перегрев двигателя за короткое время, несмотря на невысокую внешнюю температуру;
  • потеря мощности и приемистости;
  • возникновение калильного зажигания;
  • ухудшение разгонных показателей;
  • увеличение потребления бензина;
  • чрезмерный нагар на свечах зажигания.

Читайте также: Что такое датчик ДПКВ и зачем он нужен.

Как проверить датчик детонации

Когда сканер расшифровки кода ошибки недоступен или посещение СТО невозможно, проверить датчик на исправность можно самостоятельно. При этом не следует забывать, что внутри детонационного датчика расположен чувствительный пьезоэлектрический кристалл, поэтому допускать его ударов и падений нельзя.

Проверка требует наличия мультиметра с диапазоном в тысячные доли вольта. В том, что прибор поддерживает рекомендуемый диапазон, следует убедиться до начала процедуры. Также полезно выяснить нормальный уровень сопротивления для датчика проверяемой марки автомобиля.

Проверка датчика детонации

Для проверки напряжения на контактах снятого с головки датчика мультиметр настраивается на милливольты, после чего его щуп «+» замыкается с управляющим контактом, а «-» – с массой проверяемого устройства. К использованию в роли щупа не рекомендуется старая проводка и проводники со скрутками. Лучше чтобы длина провода щупов была минимальной.

Подсоединенный к измерителю датчик зажимается в руке, которой следует выполнить несколько не слишком интенсивных ударных движений по любой поверхности или предмету, в результате чего мультиметр отобразит наличие или отсуствие напряжения. В альтернативном случае можно легонько постучать по центру свободно лежащего датчика чем-то металлическим. Ударные манипуляции вызывают в исправном датчике потенциал в пределах 40-150 мВ. Если же разность потенциалов полностью отсутствует, датчик детонации подлежит замене.

Читайте также  Почему прогорела прокладка под головкой двигателя?

На что влияет Датчик Детонации и как его проверить

Датчик обнаружения детонации (ДД) в цилиндрах двигателя не был очевидной необходимостью в первых системах управления моторами, а во времена более простых принципов организации питания и зажигания бензиновых ДВС аномальное горение смеси вообще никак не отслеживалось. Но потом моторы стали сложнее, требования по экономичности и чистоте выхлопа резко возросли, что потребовало увеличения объёма контроля за их работой в каждый момент времени.

Бедные и сверхбедные смеси, запредельные степени сжатия и прочие подобные факторы нуждаются в постоянной работе на грани детонации без перехода за этот порог.

Где находится датчик детонации и на что влияет

Обычно ДД устанавливается на резьбовом креплении к блоку цилиндров, около центрального цилиндра ближе к камерам сгорания. Такая его локация определена задачами, которые он призван выполнять.

Грубо говоря, датчик детонации представляет собой микрофон, улавливающий вполне определённые звуки, издаваемые бьющей о стенки камер сгорания детонационной волной.

Сама эта волна становится результатом аномального горения в цилиндрах с очень высокой скоростью. Разница между штатным процессом и детонационным такая же, как при работе выталкивающего порохового заряда в артиллерийском орудии и взрывчатого вещества бризантного типа, которым начинён снаряд или граната.

Порох горит медленно и толкает, а содержимое фугаса дробит и разрушает. Разница в скорости распространения границы горения. При детонации она выше во много раз.

Чтобы не подвергнуть поломкам детали двигателя, возникновение детонации надо вовремя заметить и пресечь. Когда-то можно было себе позволить ценой перерасхода топлива и загрязнения окружающей среды, дабы избегать детонирования смеси в принципе.

Постепенно моторные технологии достигли такого уровня, что все запасы были исчерпаны. Надо было заставить двигатель самостоятельно гасить возникающую детонацию. И мотору приделали «ухо» акустического контроля, которым и стал датчик детонации.

Внутри ДД имеется пьезоэлемент, способный преобразовывать акустические сигналы определённого спектра и уровня в электрические.

После усиления колебаний в блоке управления двигателем (ЭБУ) информация преобразовывается в цифровой формат и поступает на рассмотрение электронному мозгу.

Как только детонационные звуки зафиксированы, блок выдаёт команду на парирование неправильного горения. Это может быть дополнительное обогащение смеси или уменьшение текущего угла опережения зажигания. Иногда и то, и другое, но чаще последнее.

Типовой алгоритм работы состоит в кратковременном отбросе угла на фиксированное значение с последующим пошаговым возвратом к оптимальному опережению. Какие-либо запасы тут недопустимы, поскольку они снижают эффективность двигателя, заставляя его работать в неоптимальном режиме.

Отслеживание происходит в режиме реального времени на большой частоте, что позволяет быстро отреагировать на появление «звона», не давая ему нанести локальных перегревов и разрушений.

Синхронизировав сигналы с датчиками положения коленвала и распредвалов можно даже определить в каком именно цилиндре возникает опасная ситуация.

Виды датчиков

По спектральным характеристикам исторически их два – резонансный и широкополосный.

В первом для повышения чувствительности используется ярко выраженная реакция на вполне определённые звуковые частоты. Заранее известно какой спектр выдаётся страдающими от ударной волны деталями, именно на них датчик конструктивно и настраивается.

Датчик широкополосного типа обладает меньшей чувствительностью, зато улавливает колебания разных частот. Это позволяет унифицировать приборы и не подбирать их характеристики под конкретный двигатель, а большая способность улавливать слабые сигналы не очень востребована, детонация обладает достаточной акустической громкостью.

Сравнение датчиков обоих типов привело к полному вытеснению резонансных ДД. В настоящее время применяются только двухконтактные широкополосные датчики тороидальной формы, закреплённые на блоке центральной шпилькой с гайкой.

Признаки неисправности

При нормальной работе двигателя датчик детонации не выдаёт сигналов опасности и в работе системы управления никак не участвует. Программа ЭБУ выполняет все действия по своим зашитым в память картам данных, штатные режимы обеспечивают бездетонационное горение топливовоздушной смеси.

Но при существенных отклонениях температуры в камерах сгорания детонация может проявиться. Задача ДД – вовремя подать сигнал на парирование опасности. Если этого не происходит, то из-под капота раздаются характерные звуки, которые у водителей почему-то принято называть стуком пальцев.

Хотя на самом деле никакие пальцы при этом не стучат, а основной уровень громкости происходит от вибрации днища поршня, о который ударяется волна взрывного горения. Это и есть основной признак нештатной работы подсистемы контроля детонации.

Косвенными признаками станут заметная потеря мощности двигателя, рост его температуры, вплоть до появления калильного зажигания, и неспособность ЭБУ справиться с ситуацией в штатном режиме. Реакцией управляющей программы в подобных случаях станет зажигание лампочки «Check Engine».

Обычно ЭБУ осуществляет прямой контроль за деятельностью датчика детонации. Уровни его сигналов известны и хранятся в памяти. Система сравнивает текущую информацию с диапазоном допуска и при обнаружении отклонений одновременно с включением индикации запоминает коды ошибок.

Это различные виды превышения или снижения уровней сигнала ДД, а также полный обрыв его цепи. Коды ошибок можно считать бортовым компьютеров или внешним сканером через диагностический разъём.

Коды ошибок можно считать бортовым компьютеров или внешним сканером через диагностический разъём.

Если диагностического устройства у вас нет, рекомендуем обратить внимание на бюджетный мультимарочный автосканер Scan Tool Pro Black Edition.

Особенностью данной модели корейского производства является диагностика не только двигателя, как в большинстве бюджетных китайских моделях, но и остальных узлов и агрегатов автомобиля (коробку передач, вспомогательные системы ABS, трансмиссию, ESP и т.д.).

Также данное устройство совместимо с большинством автомобилей, начиная с 1993 года выпуска, стабильно работает без потерь связи со всеми популярными диагностическими программами и имеет достаточно демократичную цену.

Как проверить датчик детонации

Зная устройство и принцип работы ДД, проверить его можно достаточно простыми способами, как снимая с двигателя, так и по месту, в том числе и непосредственно на заведённом моторе.

Измерение напряжения

К снятому с блока цилиндров датчику подключается мультиметр в режиме измерения напряжения. Аккуратно изгибая корпус ДД через вставленную в отверстие втулки отвёртку можно проследить за реакцией встроенного пьезоэлектрического кристалла на деформирующие усилие.

Появление напряжения на разъёме и его величина порядка двух-трёх десятков милливольт приблизительно указывает на исправность пьезогенератора прибора и его способность вырабатывать сигнал в ответ на механическое воздействие.

Измерение сопротивления

Некоторые датчики содержат встроенный резистор, подключённый по типу шунта. Его величина составляет порядок десятков или сотен кОм. Обрыв или короткое замыкание цепи внутри корпуса можно зафиксировать подключением того же мультиметра в режиме измерения сопротивления.

Прибор должен показать номинал шунтирующего резистора, поскольку сам пьезокристалл имеет практически бесконечно большое сопротивление, обычным мультиметром не измеряемое. При этом показания прибора также будут зависеть от механического воздействия на кристалл из-за генерации напряжения, искажающего показания омметра.

Проверка датчика на разъеме ЭБУ

Определив по электрической схеме автомобиля нужный контакт разъёма контроллера ЭБУ, состояние датчика можно проверить более полно, с включением подводящих цепей проводки.

На снятом разъёме проводятся те же измерения, что описаны выше, отличием будет только одновременная проверка исправности кабеля. Изгибая и подёргивая провода убеждаются в отсутствии блуждающей неисправности, когда контакт появляется и пропадает от механических вибраций. Этим особенно страдают корродирующие места заделки проводов в наконечники разъёмов.

При подсоединённом ЭБУ и включённом зажигании можно проверить наличие опорного напряжения на датчике и правильность его деления внешним и встроенным резисторами, если это предусмотрено схемой конкретного автомобиля.

Обычно опора +5 Вольт делится примерно пополам и на фоне этой постоянной составляющей генерируется переменный сигнал.

Проверка осциллографом

Наиболее точный и полный приборный способ потребует использования запоминающего автомобильного цифрового осциллографа или осциллографической приставки к диагностическому компьютеру.

При ударах по корпусу ДД на экране будет видно, насколько пьезоэлемент способен генерировать крутые фронты сигнала детонации, правильно ли работает сейсмо масса датчика, не допуская посторонних затухающих колебаний, достаточна ли амплитуда выходного сигнала.

Методика требует достаточного опыта в диагностике и знания типовых картинок сигнала исправного прибора.

Проверка на рабочем двигателе

Простейший способ проверки даже не потребует использования электроизмерительных приборов. Двигатель запускается и выводится на обороты ниже средних. При нанесении умеренных ударов по датчику детонации можно наблюдать реакцию ЭБУ на появление его сигналов.

Должен произойти штатный отскок угла опережения зажигания и связанное с этим падение установившихся оборотов двигателя. Способ требует определённого навыка, поскольку не все моторы одинаково реагируют на подобное тестирование.

Некоторые «замечают» сигнал детонации только в пределах довольно узкой фазы оборота распределительных валов, в которую ещё надо попасть. Ведь по логике ЭБУ детонация не может возникнуть, например, на такте выпуска или в начале такта сжатия.

Замена датчика детонации

ДД относится к навесному оборудованию, замена которого никаких сложностей не представляет. Корпус прибора удобно закреплён на шпильке и для его снятия достаточно открутить одну гайку и снять электрический разъём.

Иногда вместо шпильки используется болт на резьбе в теле блока. Трудности могут возникнуть лишь при коррозии резьбового соединения, поскольку прибор очень надёжен и его снятие требуется крайне редко.

Поможет универсальная проникающая смазка, иногда называемая жидким ключом.

Бить аккуратно, но сильно: что такое датчик детонации и как его проверить без сканера?

Есть в автомобиле такой датчик – датчик детонации. Многие знают, что он существует, некоторые даже скажут, что он каким-то чудесным образом как-то следит за детонацией (назначение датчика выдаёт его название). А что дальше? Как он это делает и что будет, если он вдруг перестанет работать? И как узнать, что он не работает? Всё намного проще, чем кажется.

Читайте также  Как прокачать топливную систему дизельного двигателя?

Что такое детонация и зачем за ней следить ​

Все знают, что для работы двигателя внутреннего сгорания требуется то самое сгорание – воспламенение топливной смеси. Для этого в бензиновом моторе есть свеча зажигания, которая поджигает смесь в конце такта сжатия.

Обычная скорость распространения фронта пламени составляет 30-50 м/с. Но иногда возникает такая штука, которая правильно называется сгорание во фронте ударной волны. В этом случае скорость сгорания может возрастать до 2000 м/с. Складывается ситуация, когда нормального распространения фронта пламени уже нет – есть взрыв. А это и есть детонация.

С точки зрения физики выглядит довольно занудно, но если упростить, то можно сказать, что нарушается порядок сгорания топливно-воздушной смеси. При детонации фронт пламени даже не успевает дойти до краёв камеры сгорания, и смесь там самовоспламеняется под действием возрастающих температуры и давления.

При детонации возникает звук, услышав который, было принято говорить про «стучащие пальцы». Разумеется, поршневые пальцы во время детонации не стучат – не те там зазоры. Звенеть начинают сами стенки камеры сгорания.

Ещё иногда с детонацией путают совсем уж другое явление, при котором мотор не хочет останавливаться после выключения зажигания сразу, а иногда даже может прокрутить «в обратку» (конечно, речь идёт в первую очередь о старых карбюраторных моторах). Само собой, это не детонация, а калильное зажигание – явление, при котором топливно-воздушная смесь загорается сама по себе от слишком горячих деталей (например, от перегретых свечей зажигания с неправильно выбранным калильным числом). Впрочем, если детонация зашла слишком далеко и мотор от неё страдает со слишком завидной регулярностью, она вполне может вызвать калильное зажигание – детонация приводит к перегреву мотора.

Детонация – штука очень вредная. Она вызывает колоссальные ударные нагрузки на детали ЦПГ, она вполне может разрушить и поршневые кольца, и сами поршни. А если не обращать на неё никакого внимания, то и блок.

Подробно о причинах детонации рассказывать не буду – есть риск надолго уйти в сторону от датчика детонации и потонуть в болоте ньютонианства и менделеевщины. Если коротко, причин много: от плохого или «неправильного» бензина с низким октановым числом до кривой прошивки при чип-тюнинге. Впрочем, при очень кривом чип-тюнинге диагностику могут просто «порезать», и ошибки по датчику детонации не будет. Будет только звук. А ещё могут быть виноваты нагар на поршнях и в камере сгорания, бедная смесь, перегрев мотора или езда на слишком низких оборотах при высокой нагрузке.

Все современные моторы работают на грани детонации (как правило, при очень раннем угле опережения зажигания). В этом случае удаётся получить максимальный КПД. В эпоху трамблерных моторов с автоматами угла опережения зажигания добиться очень точного угла было сложно, поэтому тогда «пальцы стучали» часто.

Сейчас за угол опережения отвечает совсем небольшой датчик детонации, сигнал с которого позволяет позволяет изменять и этот угол, и при необходимости – состав топливной смеси.

Если датчик перестанет корректно работать, теоретически ничего страшного быть не должно: зажигание должно стать позже (в ЭБУ моторов такой отказ предусмотрен, и в случае, если ЭБУ потеряет сигнал, коррекция угла будет невозможной, но зажигание станет слишком поздним), детонации не будет, но ехать машина будет заметно хуже. Возможны и другие последствия: перегрев мотора, нагар на свечах, тот самый звук детонации, калильное зажигание, рост расхода бензина. Многое зависит от того, чем вызвана сама детонация. Если на моторе с прямым впрыском насмерть загажена камера сгорания, никакое смещение угла к позднему значению не спасёт. Ну и, конечно же, может загореться Check Engine. Что в этом случае делать?

Найти и обезвредить!

Разумеется, самый простой способ – это подключить сканер и считать ошибку. Но вряд ли у всех автолюбителей где-то в кладовке между дрелью и микроскопом лежит диагностический сканер (всякую ерунду из китайских магазинов я сканером не называю принципиально, хотя не отрицаю способность этой ерунды иногда что-нибудь показать). Поэтому попробуем обойтись без сложного оборудования.

Сначала надо этот датчик найти. Звучит смешно, но это так. Искать его нужно на блоке цилиндров. Проще всего дело обстоит с рядными «четвёрками»: датчик детонации обычно стоит ровно посередине блока между вторым и третьим цилиндрами. Там его и ищите, обычно – чуть ниже впускного коллектора. Такое расположение датчика на блоке позволяет ему «услышать» детонацию всех четырёх цилиндров, причём расположение мотора – продольное или поперечное – на положение датчика никак не влияет.

Сами датчики бывают двух типов: резонансные и широкополосные. Задача у них одна на всех: обнаружить стук в моторе (то есть ту самую детонацию), но алгоритмы работы немного разные. Резонансный датчик настроен на определённую частоту детонации, в которой он и проверяет шум. Частоту рассчитывают по формуле f(кГц)=900/(𝚷 * r), где r – радиус поршня, а 𝚷 – число Пи (3,1415. ). Если резонансный датчик слышит на этой стук с этой частотой, он впадает в панику и просит ЭБУ принять соответствующие меры. «Слышит» он их с помощью пьезоэлемента. Таким образом, датчик – это просто акселерометр, который способен преобразовать колебания блока в электрические сигналы.

Широкополосный датчик тоже слушает звук, но он не сконцентрирован на какой-то определённой частоте, а просто передаёт в ЭБУ все стуки. А тот уже сам думает, детонация это или нет и что теперь делать.

Отличить эти датчики просто: к резонансному подходит один провод, к широкополосному – два.

Если ЭБУ понимает, что началась детонация, оно начинает изменять угол опережения, делая зажигание более поздним. Поменяет и послушает датчик. Есть детонация? ОК, ещё немного подвину. Пропала? Отлично, вот так и поедем!

Допустим, датчик удалось найти и даже снять с машины. Что дальше? Есть несколько простых способов его проверки, но я традиционно расскажу только о самом элементарном. Для этого понадобится мультиметр, который умеет измерять очень маленькое напряжение – тысячные доли вольта, милливольты (проверьте свой – у моего, купленного когда-то за 120 рублей, порога не хватает). Выставляем мультиметр в режим измерения напряжения, к корпусу датчика прикладываем «минус», а плюсовой щуп аккуратно прижимаем к разъёму управляющего контакта. Теперь нужно зажать датчик в кулаке и немного постучать кулаком по столу. Так как пьезоэлемент ушей не имеет, слышит он именно удары, и исправный датчик реагирует на них изменением напряжения. Изменения очень маленькие – приблизительно в пределах 150 мВ, а если стучать слабенько, то и вовсе 30-40. В этом случае (если хотя бы этот минимум есть) нужно стукнуть кулаком с датчиком чуть сильнее. Если напряжение в момент удара хотя бы немного скакнуло повыше, датчик исправен. Если же никакой реакции на удары нет, датчик, скорее всего, умер. Стучать по нему молотком в попытке его реанимировать смысла нет – больше шансов добить очень чувствительный пьезоэлемент, чем восстановить работоспособность датчика.

Теоретически можно ещё проверить сопротивление датчика, но для этого нужно знать точное значение сопротивления датчика с вашей машины. Удары как-то проще и надёжнее.

Что делать дальше?

Есть, конечно умельцы, которые эти датчики восстанавливают или подбирают похожий датчик от другой машины, «подпиливая» его по месту дополнительными резисторами и конденсаторами. Наверное, иногда другого выхода нет (ну, может, они ездят на Bugatti Veyron, и найти этот датчик быстро и дёшево не получается), но всё-таки лучший способ – поставить новый и успокоиться, благо стоит обычно недорого. К сожалению, в жизни бывают ситуации сложнее: датчик рабочий, а какие-то ошибки он не показывает.

Тут всё просто: надо проверять проводку. В ней тоже бывают «глюки», а показания датчика детонации для нормальной работы ЭБУ должны быть точными.

Ну и последнее. Иногда датчик детонации может сходить с ума от посторонних шумов, которых мотор издавать не должен. Цоканье гидрокомпенсаторов, «дизеление», трески фазовращателей, стук цепного ГРМ – все эти посторонние звуки иногда случайным образом датчик может посчитать детонацией. В этом случае должны насторожить ненормальные углы опережения зажигания, хотя сам датчик окажется исправным.

Как я уже говорил, датчик детонации – не та деталь, выход из строя которой остановит машину. Нет, ехать она будет. Но расслабляться не стоит, потому что если детонация есть, она убивает мотор очень быстро. Особенно современный мотор – небольшого объёма и с наддувом. Так что если есть какие-то подозрения, лучше сразу поехать в сервис.

Зачем нужен датчик детонации?

В бензиновом двигателе внутреннего сгорания, при определенном стечении обстоятельств, возникает металлический стук. «Пальцы стучат», — говорят некоторые водители. На самом деле это явление называется детонацией и его возникновение крайне нежелательно, поскольку может привести к поломке мотора вследствие огромной скорости распространения фронта пламени (более 2000 м/с) и высоких ударных нагрузок на стенки цилиндров, поршень и головку блока. Чтобы контролировать уровень опасности, на блок цилиндров устанавливается датчик детонации.

Датчик детонации служит для контроля степени детонации при работе бензинового двигателя внутреннего сгорания. Датчик устанавливается на блоке цилиндров двигателя. Он является важным компонентом системы управления двигателем, т.к. позволяет реализовать максимальную мощность двигателя и обеспечить топливную экономичность.

Что такое детонация?

Детонация или правильно детонационное сгорание возникает, когда удаленная от свечи зажигания часть топливно-воздушной смеси вследствие поджатия фронтом пламени нагревается и самовоспламеняется с образованием взрыва. Детонация сопровождается акустическими признаками – металлическим стуком в кривошипно-шатунном механизме. Под степенью детонации понимается часть топливно-воздушной смеси, сгорающая с детонацией.

Читайте также  Как проверить подсос воздуха в двигателе?

Причинами детонации являются:

  • химический состав топлива (октановое число);
  • конструктивные особенности двигателя (степень сжатия, расположение свечей зажигания, форма камеры сгорания и др.);
  • условия эксплуатации (состав топливно-воздушной смеси, угол опережения зажигания, нагрузка на двигатель, нагар на деталях камеры сгорания и др.).

Последствием детонационного сгорания выступает повышенная теплоотдача элементов кривошипно-шатунного механизма, сопровождающаяся повышенным износом, поломками и разрушением. То, насколько часто может возникать данное явление, зависит от трех основных факторов.

В первую очередь, на вероятность возникновения влияет химический состав бензина, а точнее, его октановое число. Чем оно выше, тем более он устойчив к этому явлению. Второй фактор, который влияет не меньше, – конструктивные особенности двигателя, а именно степень сжатия, форма камеры сгорания, расположение свечей зажигания, форма днища поршня и т.п. Например, двигатель с большей степенью сжатия более склонен к детонации и нуждается в высокооктановом бензине. Иначе, зачем производители пишут минимально допустимое октановое число на люке бензобака? Третий фактор – условия работы мотора. На вероятность появления детонации влияет состав рабочей смеси, нагрузка, выбранная передача, нагар.

Как работает датчик детонации?

Принцип действия датчика детонации основан на пьезоэффекте. В конструкцию датчика включена пьезоэлектрическая пластина, в которой при возникновении детонации на концах возникает напряжение. Чем больше амплитуда и частота колебаний, тем выше напряжение. Когда напряжение на выходе датчика превышает заданный уровень, соотвествующий определенной степени детонации, электронный блок управления корректирует характеристику работы системы зажигания в сторону уменьшения угла опережения зажигания. Таким образом, достигается оптимальная характеристика работы системы для конкретных условий эксплуатации.

Датчик детонации воспринимает и преобразует энергию механических колебаний блока цилиндров в электрические импульсы. Датчик детонации непрерывно посылает сигналы в электронный блок управления двигателем, а электроника отвечает изменением качественного состава рабочей смеси и угла опережения зажигания.

Существует определенный порог безопасности, если величина напряжения его превысит, то электронный блок управления отдаст команду на уменьшение угла опережения зажигания.

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

Поломка датчика детонации

При возникновении неисправности датчика детонации на приборной панели загорается контрольный индикатор. Мотор при этом работает, и на автомобиле вполне можно ехать. На закономерный вопрос «зачем тогда нужен этот датчик» ответ следующий.

На старых автомобилях, не оборудованных электронным блоком управления, угол опережения зажигания корректировался вручную поворотом крышки прерывателя-распределителя зажигания. Это позволяло скорректировать работу системы зажигания в зависимости от октанового числа бензина, которое может сильно отличаться на разных заправках. У современного двигателя устройство трамблера иное, его крышка неподвижна, поэтому такую функцию выполняет ЭБУ. Соответственно, если датчик детонации выйдет из строя, то угол опережения зажигания не сможет быть скорректирован.

Вышедший из строя датчик детонации влияет на динамику и экономичность двигателя. Принцип работы электронного блока управления таков, что при возникновении неисправности датчика он устанавливает заведомо позднее зажигание в целях безопасности, чтобы исключить вероятность разрушения мотора. В результате силовой агрегат работает, но начинает потреблять гораздо больше топлива, и ухудшается динамика машины. Второе особенно заметно при повышенных нагрузках.

Проверка датчика детонации

Основные симптомы, указывающие на то, что данное устройство вышло из строя:

  • падение мощности;
  • ухудшение разгонных характеристик и резкое увеличение «аппетита» двигателя;
  • дымный выхлоп.

При этом на панели загорается индикатор неисправности двигателя. Причем, он может, как гореть постоянно, так и загораться кратковременно при увеличении нагрузки.

Далеко не всегда под рукой есть сканер, который сможет считать и расшифровать код неисправности. Добраться до СТО также не всегда возможно. Возникает вопрос: как проверить датчик детонации самостоятельно? Из инструментов нужен цифровой мультиметр.

В первую очередь необходимо выяснить, каким сопротивлением должен обладать исправный датчик на конкретной модели автомобиля или двигателя, поскольку у всех производителей эта величина разная. Если оно отличается от нормального, нужна замена.

Также можно проверить напряжение на электрических контактах датчика, для чего нужно отсоединить электрический разъем питания датчика и снять его с двигателя. После этого мультиметр переводится в режим измерения напряжения в милливольтах, его плюсовой щуп соединяется с сигнальным контактом, а минусовой – с массой датчика (отверстие, через которое проходит болт крепления к двигателю).

Проверка датчика детонации заключается в том, что датчик с присоединенными щупами зажимается в ладони, которой затем нужно несильно постучать по какой-нибудь поверхности. При ударах мультиметр должен фиксировать появление напряжения (обычно оно составляет порядка 30-40 мВ). Принцип прост: чем сильнее удар, тем большая разность потенциалов возникнет между электродами. Поскольку напряжение невелико, не каждый прибор способен его замерить, поэтому предварительно нужно убедиться, что имеющееся под рукой измерительное устройство рассчитано на подобные замеры. Полное отсутствие разности потенциалов свидетельствует о том, что датчик детонации неисправен.

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:

  1. Плохой бензин. Его марка должна быть как можно выше.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Противодавление в системе, образующееся по множеству причин, не позволяет горячим газам покидать камеру сгорания.
  5. 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.