Датчик детонации двигателя - принцип работы и неисправности

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.

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.

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 датчик детонации;
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 напоминающие 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

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.

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, которое 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.

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

Видео: Замена датчика детонации на Ваз и проверка его работоспособности

Поэтому в обязательном порядке при появлении указанных признаков, проверяется работоспособность этого датчика. 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 датчик исправен, 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 этот датчик. 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.

(3 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Материалы: http://avtomotoprof.ru/obsluzhivanie-i-uhod-za-avtomobilem/datchik-detonatsii-dvigatelya-avtomobilya-i-ego-naznachenie/

Датчик детонации (ДД) передает сигнал возникновения детонации на электронный блок управления (ЭБУ). Ответным действием ЭБУ является уменьшение угла опережения зажигания и обогащение топливно-воздушной смеси двигателя. В сущности датчик детонации отвечает за своевременное обнаружение детонирования смеси. Теперь вы знаете для чего нужен датчик детонации.

Детонация ‫в двигателе ― это взрывы топливно-воздушной смеси. Причин этому для бензинового двигателя может быть несколько. Вот некоторые из них:

• низкое октановое число топлива;
• обедненная топливно-воздушная смесь;
• слишком раннее зажигание;
• толстый слой нагара в камерах сгорания, увеличивающий степень сжатия двигателя.

Последствиями длительного воздействия этого процесса на двигатель чаще всего стают сломанные перегородки между канавками под кольца на поршнях. Это, в свою очередь, приводит к падению компрессии, и образованию задиров на зеркале цилиндров. Устраняются эти неисправности ремонтом цилиндро-поршневой группы двигателя, то есть расточкой и хонинговкой цилиндров, а также заменой поршней и колец. Из этого становится ясно зачем гасить детонацию.

Определить наличие детонации в двигателе можно по характерным дребезжащим металлическим звукам, которые многие водители путают сто стуком пальцев в шатуне.

Работа прибора основана на свойстве пластин из материалов, называемых пьезоэлектриками, преобразовывать механическую энергию давления приложенного к ним в разность потенциалов их противоположных сторон. Состоит такой датчик из корпуса с элементами крепления к двигателю, и пластины пьезоэлектрика внутри с клеммами, подключенными к ее противоположным торцам. Пластина деформируется под воздействием звуковых колебаний при детонации и преобразует энергию механических колебаний в электрические импульсы соответствующий частоты и амплитуды. Неисправности чаще всего связаны с обрывами выводов внутри корпуса. Несмотря на кажущуюся простоту дефекта, никто не пытается ремонтировать датчик, предпочитая ремонту замену.

Разновидности

Датчик детонации может быть либо резонансным (в виде цилиндра с одним контактом сверху), или широкополосным (похожий на толстую шайбу с двухконтактным разъемом).

Широкополосный датчик детонации преобразует все шумы двигателя в электрические колебания и передает их в ЭБУ для распознавания и принятия решения.

Резонансный настроен на частоту детонации двигателя и выдает сигнал только при совпадении частоты шума с его резонансной частотой.

Обратите внимание на то что широкополосные датчики не взаимозаменяемы с резонансными, даже если они изготовлены одной фирмой.

Конструкция датчика детонации (Mazda 3)

1. большой расход топлива;
2. периодически возникающая детонация;
3. включение индикатора «check engine» на щитке приборов;
4. плохая приемистость;
5. снижение мощности двигателя;
6. повышенная дымность выхлопа.

Проверка датчика детонации будет уместна при появлении любого из этих признаков, особенно второго по счету. О том как проверить датчик детонации поговорим ниже.

1. Если ЭБУ конструктивно должен выдавать на ДД опорное напряжение, нужно с помощью вольтметра убедиться в том что оно доходит до него. Отсутствие опорного напряжения на его клемме будет говорить о том что неисправность заключена не в нем, а в проводке либо в формирователе опорного напряжения ЭБУ. Отсутствие опорного напряжения контроллер будет воспринимать как неисправность ДД и включит аварийный режим работы. В случае же неисправности проводки импульсы, генерируемые прибором, не дойдут до ЭБУ, потому что для их передачи используется тот же провод что и для подачи опорного напряжения. Результат будет мало чем отличаться от предыдущего случая.
2. Измерение электрического сопротивления ДД. Но для того чтобы сделать вывод о наличии или отсутствии неисправности необходимо знать каким сопротивлением он должен обладать.
3. Контроль способности генерации электрических импульсов в ответ на звуковое воздействие. Подключить к выходу снятого прибора вольтметр в режиме измерения переменного напряжения с пределом измерения 200 мВ и легонько постукать по нему отверткой вольтметр должен показать появление электрического напряжения. Если показания прибора останутся равны нулю, то можно с большой вероятностью предположить неисправность датчика.

Расчет резонанса двигателя

Если мотор вашего авто укомплектован резонансным датчиком, который вышел из строя. А вы по каким-то причинам хотите заменить его датчиком другой модели, то для этого необходимо знать резонансную частоту вашего двигателя. Ее можно рассчитать по эмпирической формуле:

F_рез = 900/(π _* r), где π — 3,14… r — радиус поршня в миллиметрах, результат же получится в кГц.

Например, для силового агрегата с диаметром поршней 82 мм F_рез = 900/(3,14 * 41) = 6,99083 кГц или после округления 6,991 кГц.

Для замены нужно выбирать датчик с резонансной частотой как можно ближе к частоте резонанса двигателя. После того как датчик выбран нужно подогнать его электрическое сопротивление к значению «родного» датчика. Если сопротивление нового значительно больше, подпаяйте параллельно ему резистор сопротивлением как у старого. Если же сопротивление нового меньше, то подпаяйте последовательно с ним резистор номиналом равным разности сопротивлений старого и нового.

Материалы: http://autolirika.ru/teoriya/datchik-detonacii.html

Датчик детонации – это обычный пьезоэлемент, подключаемый к контроллеру ЭБУ. Сам датчик крепится на блоке цилиндров и должен «считывать» уровень вибраций. При работе двигателя бензин может детонировать, а контроллер, благодаря датчику, всегда будет «знать» об этом. На самом деле, датчик детонации нужен по одной причине – чтобы корректировать, то есть менять угол опережения зажигания. Но если бы октановое число топлива всегда было одинаковым, то ничего корректировать было бы не нужно. Хотите знать, почему – читайте текст.

В названии приведены три разных понятия, но все они между собой связаны. Например, рассмотрим, как рекомендовалось настраивать трамблёр на моторах с карбюратором:

1. В ходе эксплуатации появляется необходимость менять угол опережения зажигания. Корректировку, притом, можно производить как в большую, так и в меньшую сторону – всё зависит от качества топлива;
2. Если наблюдается детонация, то считается, что зажигание срабатывает слишком рано. Угол опережения нужно уменьшать;
3. Если же детонация не возникает совсем, угол опережения можно попробовать увеличить.

Сама регулировка производилась так: отворачивали гайку 1, и корпус трамблёра 2 поворачивали на 2-3 градуса.

Инструкция к карбюраторному двигателю

В инструкциях, как правило, шло пояснение:

• Если октановое число топлива – ниже, чем предусмотрено заводом, угол опережения надо уменьшать обязательно. Момент зажигания после этого становится более поздним, что позволяет исключить детонацию.
• Если же октановое число – несколько выше, чем расчётное, угол опережения вполне можно увеличить. Главное – вести регулировку постепенно. В результате можно получить заметный прирост мощности.

А теперь забудьте всё, что было сказано раньше. В конструкции инжекторных двигателей трамблёра нет и производить регулировку не нужно. Верней, производить её должен контроллер ЭБУ.

В предыдущей главе нам удалось выяснить, что:

1. «Скрутив» угол опережения зажигания «к минимуму», можно полностью исключить возникновение детонации;
2. Постепенно повышая этот угол, можно повысить мощность. Но после превышения определённого значения бензин начинает детонировать;
3. Чем октановое число будет выше, тем выше и пороговое значение, и наоборот.

Настройкой угла опережения в инжекторном моторе занимается контроллер. Причём, сам «порог», то есть предельное значение, он будет выявлять эмпирически. Появилась детонация – значит, порог пройден. А для того, чтобы идентифицировать саму детонацию, нужен «микрофон», то есть исправный пьезоэлектрический датчик.

Модуль датчика крепится к блоку цилиндров

Крепить корпус датчика к двигателю тоже нужно правильно. Иначе смысла в его использовании не будет.

Подводим итог. Выше было полностью выяснено, для чего нужен датчик детонации двигателя. Дальше рассказывается о его устройстве, а также о последствиях выхода из строя.

Сломался датчик – ну, и что же?

Если двигатель завёлся только что, угол опережения будет выставлен на минимум. Затем значение постепенно повышается, но только до появления детонации. А если датчик был неисправен, контроллер поведёт себя так:

1. Значение повысится к максимуму, затем будет выдержано определённое число тактов;
2. Устойчивый сигнал с датчика не приходит – делается вывод о его неисправности;
3. Угол опережения сразу переводится к минимальным значениям. Загорается лампа Check.

На первый взгляд, всё выглядит правильно – контроллер «вычислил» факт поломки. Но дело в том, что на шаге 1 мотор эксплуатировался в критическом режиме.

Чем больше будет запусков с неисправным датчиком, тем быстрее можно «убить» двигатель. Здесь всё очевидно, не так ли?

С неисправным датчиком детонации можно ездить сколько угодно. Критичным, как уже говорилось, будет именно число запусков.

Типичные неисправности

Читатель уже смог понять, как влияет датчик детонации на работу двигателя. Поломка этого датчика ни к чему хорошему не ведёт – мощность снижается, а каждый старт воспринимается мотором болезненно. Интересно то, что датчик детонации реагирует и на удары подвески, не отличая их от детонации топлива. И чтобы исключить «ложные срабатывания», устанавливают датчик неровной дороги (ДНД).

ДНД жёстко крепится к кузову

О поломке датчика детонации говорит включение лампы Check. Если есть бортовой компьютер, пытайтесь расшифровать код:

• P0324 – ошибки в системе регулирования по детонации;
• P0325 – обрыв или замыкание контактов датчика;
• P0326 – датчик выдаёт недостоверный сигнал;
• P0327 – уровень сигнала слишком низкий;
• P0328 – уровень сигнала слишком высокий.

Как видим, к неисправностям относится не только отсутствие сигнала, но и слишком высокая его амплитуда. Контроллеру нужно, чтобы сигналы с датчиков находились в определённых пределах. А иначе, по-видимому, система не будет анализировать форму этих сигналов, что равносильно полному отсутствию датчика.

Как работает датчик детонации двигателя, ещё не рассматривалось. То есть, нужно разобрать, на чём основан принцип его действия. А основан он, как многие знают, на явлении пьезоэффекта.

Допустим, к краям пьезоэлектрического кристалла подключены два провода, а сам кристалл испытывает деформацию. Тогда на проводах появляется электрическое напряжение. Его значение возрастает с ростом амплитуды воздействий, что позволяет применять пьезодатчик в качестве измерителя ускорения.

Вывод: датчик детонации измеряет ускорение, и ничего больше.

Как проверить, исправен ли датчик ДД

Собственно, проверяют датчик так: подключают выводы к мультиметру, отвёрткой постукивают по корпусу. Шкала прибора должна отобразить хоть какие-то цифры (не «0»).

А теперь – серьёзно:

1. В профессиональных мастерских датчик подключают не к вольтметру, а к осциллографу;
2. Пользуясь мультиметром, задействуйте максимальный порог чувствительности;
3. Есть смысл промерить и сопротивление датчика – оно не может быть меньше 100 кОм.

Перед выполнением любых монтажных работ отключайте минусовую клемму АКБ. Подключать её можно, когда монтаж проведён полностью.

Казалось бы, конструкция всех датчиков детонации выглядит одинаково, и потому все они должны быть совместимыми. Однако в действительности всё будет сложнее. Число выводов на датчике всегда равно двум. Но форма разъёма может отличаться. А главное, что отличается даже внутреннее электрическое сопротивление:

• Датчики, предназначенные для моторов ВАЗ, имеют почти бесконечное сопротивление (измерить нельзя);
• Типичное сопротивление ДД у Subaru и Nissan – 500 — 560 кОм;
• Сопротивление ДД Hyundai – 5 мегаом.

Модули датчиков могут отличаться и по форме:

Три разных датчика ДД

Если говорить о китайских авто, можно выяснить вот что:

• Для всех двигателей Lifan подходит ДД с номером LF479Q1-3612200A или LF479Q3-3612200B;
• Деталь с обозначением LBA3612400B1 – это оригинал ДД Lifan;
• ДД «0261231176» (мотор ЗМЗ-405/409 ЕВРО-3) будет полностью совместим с датчиком Lifan;
• Электрически, но не по разъёму совместим с «Лифаном» и датчик от ЗМЗ-406 (ЕВРО-3).

Я, как женщина, не полностью разбираюсь в автомобилях. Но теперь я уже буду знать, как проверять датчик детонации. А то постоянно не там трогала и сбивала другие программы.

женщине вообще не надо там трогать трогать нужно чтонибуть другое

Очень познавательная статья, спасибо автору. Очень долго искал принцип работы датчика детонации, но везде написаны общие принципы работы. Отдельное спасибо за пояснение как его проверить, проверял мультиметром, вроде работает, а оказывается нужно специальными приборами, теперь у меня не осталось сомнений, что детонация из за неисправного датчика, осталось проверить его на сервисе.

Материалы: http://lifanovod.ru/kak-vliyaet-datchik-detonacii-na-rabotu-dvigatelya-princip-ego-raboty/