Широкополосный датчик тоже слушает звук, но не ориентируется на какую-то конкретную частоту, а просто передает все стуки в ЭБУ. А сам уже думает, детонация это или нет и что теперь делать.
Устройство и принцип работы датчика детонации
Оптимальная работа двигателя автомобиля во многом зависит от нормального сгорания топлива в цилиндрах. Для этого необходимо выполнение как минимум двух условий: качественное топливо и правильно выставленный угол опережения зажигания. Соблюдение этих условий обеспечивает максимальную мощность и рациональное потребление. Но при несоблюдении какого-либо условия возникает риск детонации. Датчик детонации во многом помогает решить эту проблему.
Детонация двигателя – это неконтролируемое воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндрах, приводящее к «мини-взрыву». При нормальном сгорании топлива скорость распространения пламени составляет около 30 м/с, но при детонации она значительно возрастает и может достигать уже 2000 м/с. Такие нагрузки на цилиндры и поршневую группу могут привести к серьезным поломкам через 5-6 тысяч километров пробега. Для предотвращения и контроля этого явления используется датчик детонации.
От чего зависит появление детонации
Возникновение детонационного горения чаще всего обусловлено тремя основными факторами:
- Качество бензина и его октановое число. Чем выше октановое число, тем выше его стойкость к детонации.
- Конструктивные характеристики двигателя, которые выражаются в геометрии камеры сгорания, степени сжатия топливовоздушной смеси, положении свечей и т д
- Условия работы двигателя. При этом влияние оказывает текущая нагрузка двигателя, нагар и степень износа двигателя в целом.
Резонаторы аналогичны датчикам давления масла с резьбовым штуцером. Они настроены не на уровень вибрации, а на частоту микровзрывов в камере сгорания. При обнаружении электрический сигнал передается на контроллер. У каждого двигателя своя частота микровзрывов, которая во многом зависит от диаметра поршней.
Так ли опасна детонация и что ее провоцирует?
В идеале горючая смесь начинает воспламеняться еще до достижения поршнем крайнего верхнего положения при угле опережения зажигания 2-3°, а окончательная стадия воспламенения наступает в момент, когда поршень начинает возвращаться, не проходя верхнюю мертвую точку. Детонация характеризуется преждевременным самовозгоранием смеси уже в середине такта сжатия, еще до возникновения искры между электродами свечи. Так, поршень сильно противостоит, в результате чего силовая установка теряет мощность и увеличивается расход бензина.
В случае малообъемных, относительно мощных, тяговитых двигателей внутреннего сгорания детонация обнаруживается на малых оборотах и вскоре исчезает. В двигателях с наддувом может возникать при заметных нагрузках на высоких оборотах и за считанные секунды вызывать поломку двигателя.
Детонация возникает из-за ряда факторов, в том числе:
- несоответствие рекомендуемого октанового числа;
- особенности устройства двигателя (величина компрессии, положение свечей, геометрия камеры сгорания и днища поршня, наличие наддува и др.);
- условия эксплуатации (угол опережения зажигания, нагрузка, состояние камеры сгорания и др.).
Для чего нужен датчик детонации
В карбюраторных двигателях во избежание детонации трамблер проворачивают вручную, что несколько отодвигает момент зажигания. В современных бензиновых агрегатах невозможно вручную скорректировать угол опережения, так как об этом заботится электроника.
Для предотвращения детонации между вторым и третьим цилиндрами в блоке предусмотрен датчик, который используется в качестве управляющего устройства на основе пьезоэлектрического эффекта. Во избежание ложных сигналов он настроен на улавливание шума в диапазоне 25-75 Гц.
Среднее положение датчика в блоке позволяет с высокой точностью отлаживать работу всех цилиндров. Место для него определяется дислокацией наиболее нагретой камеры сгорания, с которой начинается распространение детонационного горения. Будь то датчик продольного или поперечного положения двигателя, он устанавливается чуть ниже впускного коллектора и работает следующим образом:
- механические импульсы создают на пьезоэлементе напряжение, которое возрастает по мере увеличения интенсивности колебаний;
- при превышении напряжением безопасного порога прибор подает сигнал на корректировку угла опережения зажигания;
- датчик преобразует механическое воздействие в постоянный электрический сигнал, подаваемый на главный блок управления, после чего система оптимизирует впрыск и обеспечивает дожигание;
- в результате силовая установка работает экономичнее и мощность достигает ожидаемого максимума.
Читайте также: Что такое датчик TPS и какие функции он выполняет.
При этом на панели загорается индикатор неисправности двигателя. Также он может гореть постоянно или кратковременно воспламеняться при увеличении нагрузки.
Найти и обезвредить!
Конечно проще всего подключить сканер и прочитать ошибку. Но вряд ли у каждого автолюбителя где-то в чулане между дрелью и микроскопом найдется диагностический сканер (в принципе, всякую ерунду из китайских магазинов я сканером не называю, хотя и не отрицаю способность этой ерунды иногда показать что то). Поэтому постараемся обойтись без сложного оборудования.
Сначала нужно найти этот датчик. Звучит смешно, но это правда. Его нужно искать в блоке цилиндров. Проще всего с «четверкой» в ряд — датчик детонации обычно находится ровно посередине блока между вторым и третьим цилиндрами. Ищите его там, обычно чуть ниже впускного коллектора. Такое расположение датчика в блоке позволяет «услышать» детонацию всех четырех цилиндров, а расположение двигателя — продольное или поперечное — на положение датчика не влияет.
Сами датчики бывают двух типов: резонансные и широкополосные. Его задача у всех одна — обнаружить стук в двигателе (то есть ту же детонацию), но алгоритмы работы немного отличаются. Резонансный датчик настраивается на определенную частоту детонации, при которой он проверяет наличие шума. Частота рассчитывается по формуле f(кГц)=900/(𝚷 * r), где r — радиус поршня, а 𝚷 — число Пи (3,1415.). Если резонансный датчик слышит стук на этой частоте, он паникует и предлагает ЭБУ предпринять соответствующие действия. Он «слышит» их с помощью пьезоэлемента. Таким образом, датчик представляет собой всего лишь акселерометр, способный преобразовывать колебания блока в электрические сигналы.
Широкополосный датчик тоже слушает звук, но не ориентируется на какую-то конкретную частоту, а просто передает все стуки в ЭБУ. А сам уже думает, детонация это или нет и что теперь делать.
Отличить эти датчики легко: к резонансному подходит один кабель, к широкополосному — два.
Если ЭБУ понимает, что началась детонация, он начинает изменять угол опережения, в результате чего зажигание становится задним. Переключайтесь и слушайте датчик. Есть ли детонация? Хорошо, я собираюсь подтолкнуть его еще немного. Отсутствует? Ну, тогда поехали!
В этом случае (если хотя бы этот минимум существует) следует ударить по датчику кулаком немного сильнее. Если напряжение в момент удара подскочило еще немного, датчик исправен. Если реакции на удар нет, датчик, скорее всего, сдох. Нет смысла бить по нему молотком, чтобы попытаться его оживить: больше шансов убить очень чувствительный пьезоэлемент, чем восстановить работоспособность датчика.
Что делать дальше?
Есть, конечно, умельцы, которые восстанавливают эти датчики или подбирают аналогичный датчик с другой машины, «врезая» его на место дополнительными резисторами и конденсаторами. Иногда наверное другого выхода нет (ну может ездят на Bugatti Veyron, и быстро и дешево этот датчик не найти), но все же лучший выход — поставить новый и быть спокойным, так как он обычно дешево. К сожалению, в жизни бывают и более сложные ситуации — датчик работает, но ошибок не показывает.
Здесь все просто – нужно проверить проводку. У него тоже бывают «глюки», и показания датчика детонации для нормальной работы ЭБУ должны быть точными.
Ну, последний. Иногда датчик детонации может выйти из строя из-за странных шумов, которых двигатель издавать не должен. Шум гидрокомпенсаторов, «дизеля», трески фазовращателей, стук цепи ГРМ — все эти посторонние звуки иногда могут быть случайным образом расценены датчиком как детонация. В этом случае должен насторожить ненормальный угол опережения зажигания, хотя сам датчик будет ремонтопригоден.
Как я уже сказал, датчик детонации — это не та деталь, отказ которой остановит машину. Нет, она пойдет. Но расслабляться нельзя, потому что если есть детонация, то она очень быстро убивает двигатель. Особенно современный двигатель — небольшого объема и с наддувом. Так что при любых подозрениях лучше сразу ехать в сервис.
Конечно, есть много причин, по которым может загореться Check Engine, и неисправный DD — одна из них. Какой бы ни была причина, вы не должны игнорировать ее слишком долго, иначе это может иметь катастрофические последствия для вашего двигателя.
Конструктивные особенности и принципы работы
Датчик состоит из двух основных частей: внешней и внутренней с фиксирующим болтом. Внутри него установлена шайба с пьезоэлементом с контактами, ведущими к изолятору и массе. Непосредственно на выходе стоит транзистор для регулирования работы схемы. Датчик детонации двигателя расположен на блоке цилиндров, но его расположение может различаться у разных автомобилей.
При нормальной работе мотора вибрация остается в пределах нормы, поэтому вес никак не влияет на пьезоэлемент, что не вызывает импульса, а если и есть, то величина импульса такова, что его гасится защитным резистором.
При детонационном сгорании вибрация ненормально возрастает, груз ударяет по пьезоэлементу, а электрический импульс ломает сопротивление резистора, указывая на проблему в ЭБУ. Даешь команду системе зажигания, и угол опережения уменьшается, зажигание становится более поздним, проблема исчезает.
Определение неисправности
Датчик детонации, как и любой другой механизм в автомобиле, может выйти из строя. В этом случае неисправность или ошибка датчика детонации приведут к серьезным проблемам, поэтому игнорировать их нельзя. Основными признаками неисправности датчика являются проблемы с запуском, снижение мощности силовой установки при увеличении скорости и заметное увеличение расхода топлива.
Но проблема в том, что такие симптомы появляются при наличии неисправностей в системе подачи топлива и управления зажиганием, поэтому для выявления проблем потребуется специализированная диагностика. Вы должны знать, что если ЭБУ обнаруживает проблемы со стуком, он автоматически устанавливает максимально позднее зажигание, а индикатор проверки на приборной панели сигнализирует о проблеме. Здесь есть особенность. При появлении ошибок ДД индикатор на панели может гореть не постоянно, он загорается кратковременно под нагрузкой, когда в цилиндры подается обогащенная топливовоздушная смесь.
Чтобы окончательно убедиться, откуда взялись проблемы, требуется компьютерная проверка датчика детонации, но и здесь есть вопросы. Может сломаться не сам датчик, проблемы могут возникнуть в цепи питания; это обрыв контакта или обычное окисление от времени.
При детонации издается звук, прислушиваясь к которому принято было говорить о «постукивании пальцами». Разумеется, поршневые пальцы при детонации не бьют, зазоров нет. Стенки камеры сгорания начинают дребезжать.
Проверка датчика детонации
Основные симптомы, указывающие на то, что данное устройство вышло из строя:
- падение мощности;
- ухудшение разгонных характеристик и резкое увеличение «аппетита» двигателя;
- дымящийся выхлоп.
При этом на панели загорается индикатор неисправности двигателя. Также он может гореть постоянно или кратковременно воспламеняться при увеличении нагрузки.
Не всегда под рукой есть сканер, способный считать и расшифровать код неисправности. Добраться до заправки тоже не всегда возможно. Возникает вопрос: как проверить датчик детонации самостоятельно? Из инструментов понадобится цифровой мультиметр.
В первую очередь необходимо выяснить, какое сопротивление должен иметь исправный датчик на конкретной модели автомобиля или двигателя, так как это значение у всех производителей разное. Если он отличается от нормального, необходима замена.
Вы также можете проверить напряжение на электрических контактах датчика, отсоединив разъем питания датчика и сняв его с двигателя. После этого мультиметр переводится в режим измерения милливольтового напряжения, его положительный щуп подключается к сигнальному контакту, а отрицательный щуп подключается к массе датчика (отверстие, через которое проходит крепежный болт к датчику двигателя).
Проверка датчика детонации заключается в том, что датчик с прикрепленными щупами держат в ладони, которой затем нужно легонько постучать по какой-либо поверхности. При ударе мультиметр должен обнаружить появление напряжения (обычно около 30-40 мВ). Принцип прост: чем сильнее удар, тем больше разность потенциалов между электродами. Так как напряжение небольшое, то не все приборы могут его измерить, поэтому предварительно нужно убедиться, что рассматриваемый измерительный прибор предназначен для таких измерений. Полное отсутствие разности потенциалов свидетельствует о неисправности датчика детонации.
Есть определенный порог безопасности, если напряжение превысит его, электронный блок управления даст команду на уменьшение времени зажигания.
Как проверить датчик детонации, пошаговое руководство
При отказе ДД формируется код неисправности Р0324 (неисправность системы контроля детонации) и Р0325 (неисправность датчика детонации). Ошибки можно считать самостоятельно с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque.
Сигнал обратной связи датчика детонации на ЭБУ обеспечивает наиболее оптимальный угол опережения зажигания, наилучшую работу системы зажигания, а также предотвращает повреждение двигателя из-за детонации.
Напряжение сигнала переменного тока, генерируемого датчиком, изменяется в зависимости от уровня вибрации двигателя во время работы.
Если датчик детонации неисправен, выполните следующие действия для диагностики.
Шаг 1 — базовая проверка
- Проверьте, не поврежден ли датчик физически.
- Проверьте, правильно ли установлен датчик. Если момент затяжки слишком велик или слишком мал, будет установлен диагностический код.
- Проверьте поверхность датчика на наличие заусенцев, повреждений и посторонних предметов.
- Датчик детонации следует держать подальше от шлангов двигателя, кронштейнов и проводки.
- Если какой-либо из них неисправен, разберитесь с неисправной деталью и перейдите к шагу 7. Если все хорошо, переходите к следующему шагу.
Шаг 2 — посмотрите обороты двигателя сканером
- Подключите диагностический прибор к разъему OBD-2.
- Поверните ключ зажигания в положение «ON».
- Выбираем «Двигатель»/«Читать поток данных»/«Сигнал от датчика детонации 1».
- Запустите двигатель и доведите его до нормальной рабочей температуры.
- Диагностический прибор должен показывать нормальные обороты двигателя.
Шаг 3 — проверьте сопротивление внутреннего резистора
Этот шаг предназначен для датчиков с внутренним резистором. Это зависит от модели автомобиля.
- Поверните ключ зажигания в положение «ВЫКЛ».
- Отсоедините разъем кабеля датчика.
- Измерьте значение сопротивления внутреннего резистора (стандартное значение сопротивления: 49-100 кОм).
- Подсоедините разъем жгута датчика.
Если значение сопротивления не соответствует норме, замените датчик детонации и перейдите к шагу 7. Если сопротивление в норме, перейдите к следующему шагу.
Шаг 4 — проверьте напряжение от датчика
- Выключите зажигание.
- Отсоедините разъем датчика.
- Отверните болт крепления, снимите датчик с двигателя.
- Возьмите электронный мультиметр и перенесите его на измерение постоянного напряжения (DC) до минимального предела измерения (200 мВ).
- Подсоедините к датчику мультиметр, лучше использовать зажимы типа «крокодил».
- Возьмите КЛЮЧ. Слегка постукивая по датчику, отметьте изменение напряжения на мультиметре. Также ДД можно зажимать в тиски и нарезать резьбу, не опасаясь повредить датчик.
Если напряжение на мультиметре не меняется, скорее всего датчик неисправен и требует замены.
Вывод
DD используется для определения статуса детонации в двигателе. ЭБУ использует этот сигнал для управления моментом зажигания.
Датчик детонации обычно устанавливается на блоке или головке блока цилиндров. Датчики бывают узкополосными (резонансными) и широкополосными.
Проверка датчика детонации обычно включает в себя: считывание данных обратной связи датчика, проверку рабочего напряжения, проверку проводки между датчиком и ЭБУ, измерение сопротивления датчика и т д
Датчик детонации, как и любой другой механизм в автомобиле, может выйти из строя. В этом случае неисправность или ошибка датчика детонации приведут к серьезным проблемам, поэтому игнорировать их нельзя. Основными признаками неисправности датчика являются проблемы с запуском, снижение мощности силовой установки при увеличении скорости и заметное увеличение расхода топлива.
На что влияют неисправности датчика детонации
Можно ли ездить с неисправным датчиком детонации? Этот вопрос интересует автомобилистов, которые впервые столкнулись с этой проблемой. В общих чертах ответ на этот вопрос можно сформулировать так: в краткосрочной перспективе пользоваться автомобилем можно, но при первой же возможности необходимо провести правильную диагностику и устранить проблему.
По сути, по принципу работы ЭБУ, при неисправности датчика детонации топлива, зажигание автоматически выставляется позже, чтобы предотвратить повреждение деталей поршневой группы в случае фактической детонации при сгорании топливной смеси в результате увеличивается расход топлива и значительно снижается динамика, что будет особенно заметно при увеличении скорости.
Что будет если отключить датчик детонации полностью?
Некоторые автовладельцы даже пытаются отключить датчик детонации, так как при нормальных условиях эксплуатации и заправке хорошим топливом он может показаться ненужным. Однако это не так! Потому что стук бывает не только из-за плохого топлива и проблем со свечами, компрессией и пропусками зажигания. Поэтому при отключении датчика детонации последствия могут быть следующие:
- быстрый выход из строя (пробой) прокладки ГБЦ со всеми вытекающими последствиями;
- ускоренный износ элементов цилиндропоршневой группы;
- треснутая головка блока цилиндров;
- прогорание (полное или частичное) одного или нескольких поршней;
- выход из строя перемычек между кольцами;
- кривая кривошипа;
- подгорание клапанных тарелок.
Это связано с тем, что при возникновении этого явления электронный блок управления не будет предпринимать действий по его устранению. Поэтому ни в коем случае нельзя его отключать и ставить резисторную перемычку, так как это чревато дорогостоящим ремонтом.
Как определить неисправность датчика детонации
При появлении первых признаков неисправности ДД интересует закономерный вопрос: как проверить и определить неисправность датчика детонации. В первую очередь нужно сказать, что проверить датчик детонации можно, не снимая его с блока цилиндров, следовательно, предварительно демонтировав его с посадочного места. И сначала лучше сделать несколько тестов, когда датчик прикручен к блоку. Вкратце процедура выглядит так:
- отрегулируйте обороты холостого хода примерно до 2000 об/мин;
- металлическим предметом (молотком, ключом) легонько постучать (.) один-два раза по корпусу блока цилиндров в непосредственной близости от датчика (можно постучать непосредственно по датчику);
- если обороты двигателя после этого упадут (это будет слышно), значит, датчик исправен;
- скорость осталась на прежнем уровне; требуется дополнительная проверка.
Для проверки датчика детонации автомобилисту понадобится электронный мультиметр, способный измерять величину электрического сопротивления, а также напряжение постоянного тока. Проверить это лучше всего с помощью осциллографа. Схема работы датчика, которую вы носите с собой, наглядно покажет, исправен он или нет.
Но так как обычному автолюбителю доступен только один тестер, то достаточно проверить показания сопротивления, которые выдает датчик при касании. Диапазон сопротивлений находится в пределах 400…1000 Ом. Обязательна и элементарная проверка целостности вашей проводки, нет ли обрыва, повреждения изоляции или короткого замыкания. Без помощи мультиметра не обойтись.
Если проверка показала, что датчик детонации топлива исправен, а ошибка сигнала датчика выходит за допустимые пределы, то, возможно, стоит искать причину не в самом датчике, а в работе двигателя или изменениях коробки передач. Почему? Во всем виноваты звуки и вибрации, которые ДД может воспринять как детонацию топлива и неправильно отрегулировать угол зажигания!
