Как влияет датчик детонации на работу 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.

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/( * r), где r – радиус поршня, а – 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.

Признаки неисправности датчика детонации: на что обратить внимание и как устранить проблему

Современные автомобили с инжектором имеют развитую электронную систему управления двигателем (ЭСУД). В основе такой системы лежит контроллер ЭБУ, который взаимодействуем с целым набором различных датчиков. При этом важнейшими датчиками в такой системе является датчик положения коленвала (ДПКВ), датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), ДПДЗ и несколько других.

Если рассматривать датчик детонации (ДД), признаки неисправности этого датчика важно отмечать сразу после их появления, так как игнорирование проблемы может привести к серьезным последствиям для ДВС. Далее мы рассмотрим, где стоит датчик детонации, для чего он нужен и как работает, а также как определить неисправность датчика детонации, выполнить проверку и замену датчика детонации и т.д.

Как работает датчик детонации и признаки неисправности

Начнем с того, что неисправности датчика детонации не приводят к явным сбоям или остановке ДВС, однако от нормальной работы датчика напрямую зависит ресурс силового агрегата. Чтобы понять, где находится датчик детонации, достаточно внимательно осмотреть блок цилиндров мотора. Указанный датчик осуществляет контроль за детонацией, улавливая вибрации двигателя.

Однако при сильном нагреве или высоком давлении топливо может начать сгорать самопроизвольно и хаотично, горение больше напоминает взрыв. Если начинаются такие взрывы или имеет место самопроизвольное возгорание рабочей смеси (горючее детонирует), это может быстро вывести ДВС из строя (разрушаются поршни, поршневые пальцы, шатуны, может треснуть блок цилиндров).

По этой причине предельно важно заправляться топливом с таким октановым числом, которое допускает к использованию сам производитель автомобиля. Помните, понижение октанового числа часто становится причиной возникновения детонации, появления ошибок и выхода двигателя из строя.

• В свою очередь, датчик фиксирует уровень вибраций. Если этот уровень превышен, датчик посылает сигнал на ЭБУ. Учитывая опасность детонации для мотора, блок управления начинает корректировать зажигание, менять состав топливной смеси, снижать мощность ДВС, не позволяет двигателю выйти на средние и высокие обороты.

Также при серьезных и продолжительных сбоях ЭБУ в норме должен уведомить водителя (горит чек, возникает ошибка датчика детонации). Фактически, датчик преобразует механические колебания в электрический сигнал, который передается на ЭБУ.

Сам датчик работает на основе пьезоэлектрического эффекта (способность материалов образовывать разность потенциалов при определенном механическом воздействии). Если просто, датчик имеет такие элементы конструкции:

• вибрационную пластину;
• электрический пьезоэлемент;
• проводку;

Также можно выделить два типа датчиков детонации: резонансный и широкополосный. На многих отечественных и иностранных авто используется широкополосный датчик, который крепится на блоке цилиндров максимально близко к цилиндрам (например, датчик детонации ВАЗ).

Также есть и резонансные датчики, которые улавливают сбои в работе ДВС на малых оборотах за счет резонанса. В плане точности резонансный датчик лучше широкополосного аналога, так как способен «отличать» различные вибрации от детонации двигателя. Эти датчики имеет отдельное соединение (вкручиваются по резьбе), а по внешнему виду похожи на датчик давления масла.

Основные признаки неисправности датчика детонации и проверка

Итак, если на приборной панели загорелся «чек», ДВС потерял мощность, а также проявились другие симптомы, это может указывать на выход из строя или сбои в работе датчика детонации. Также при езде двигатель может начать дергаться, плавают обороты двигателя и т.д.

Причин может быть много, начиная с механического повреждения датчика и заканчивая окислением контактов или обрывом проводки. Прежде всего, нужно проверить крепление датчика и состояние провода. Если визуальный осмотр ничего не дает, нужно переходить к углубленной диагностике. Для этого нужно знать, как проверить датчик детонации на автомобиле.

Более правильным решением будет диагностика датчика детонации без снятия. Чтобы это сделать, сначала мотор прогревают, после чего на холостых оборотах нужно аккуратно постучать металлическим прутком по крепежу датчика.

Если обороты начинают меняться, это указывает на то, что датчик более или менее нормально работает. Конечно, способ не самый точный, а также есть риск повредить сам датчик и его крепеж.

Второй способ – проверка датчика детонации мультиметром. Для этого элемент нужно снять, отсоединить разъем и подключить к выводам мультиметр. Тестер переводят в режим замера напряжения 2 В. Далее металлическим предметом следует постучать по датчику.

Показания на мультиметре должны поменяться с 0 до нескольких десятков милливольт. Если это так, тогда датчик исправен. Кстати, при наличии осциллографа можно точнее проверить качество выходного сигнала. Так или иначе, в ситуации, когда проверка говорит об отсутствии сигнала, необходимо переходить к замене датчика.

Замена датчика детонации своими руками

Хотя ДД крайне редко выходят из строя и имеют ресурс, который зачастую больше ресурса ДВС, в определенных ситуациях датчик может начать сбоить или полностью сломаться. Например, после ДТП или в случае попадания воды.

Подобрав подходящий датчик для замены (важно, чтобы элемент подходил по разъему и другим параметрам), остается только снять старый элемент с автомобиля (если ранее не снимался для проверки) и установить новый.

Перед извлечением старого устройства, отключается разъем. Последующая сборка проходит в обратном порядке. Поставив элемент, следует поверить качество его работы, а также надежность крепежа, подключение разъема и т.д.

Хотя датчик данного типа не дорогой, с учетом того, что срок службы ДД большой, вполне можно приобрести подходящий вариант б/у. Единственное, такой датчик лучше сразу проверить мультиметром непосредственно перед покупкой и установкой на машину.

Подведем итоги

Как видно, датчик детонации является достаточно простым, однако важным элементом в общей системе электронного управления двигателя. При этом важно понимать, что хотя выход из строя ДД не приведет к полной остановке ДВС (например, как в случае с ДПКВ), однако игнорирование такой неполадки в дальнейшем станет причиной проблем с двигателем.

Напоследок отметим, что с учетом качества топлива в СНГ, за состоянием датчика детонации рекомендуется отдельно следить, так как именно он в конечном итоге может уберечь мотор от серьезных поломок при езде на плохом бензине.

Почему периодически нужно чистить дроссельную заслонку. Как почистить заслонку, обучение и адапатация дроссельной заслонки после чистки, полезные советы.

Датчик положения дроссельной заслонки ВАЗ: признаки неисправностей ДПДЗ, снятие и проверка ДПДЗ мультиметром, рекомендации.

Устройство, назначение и принцип работы датчика положения дроссельной заслонки. Виды ДПДЗ, распрстраненные неисправности и спсобы проверки датчика.

Почему возникает ошибка кислородного датчика автомобиля: причины ошибок лямбда-зонда, как проверить датчик кислорода, замена кислородного датчика.

Плавающие холостые обороты двигателя «на холодную». Основные неисправности, симптомы и выявление поломки. Неустойчивый холостой ход дизельного двигателя.

Регулятор (датчик) холостого хода ВАЗ 2110: устройство, принцип работы и основные признаки неисправностей РХХ 2110. Диагностика неполадок, ремонт и замена.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как влияет датчик детонации на работу двигателя, принцип его работы

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.

Угол опережения, детонация и октановое число

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.

Зажиганием управляет процессор

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.

Устройство и метод проверки ДД

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.

Разновидности и совместимость

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).

Проверка ДД отвёрткой, пример на видео