признаки неисправности, проверка работы и замена устройства

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.

Содержание статьи:

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.

Читайте также: Сколько держится алкоголь в крови водителя

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.

Статья по теме: Замена опорного подшипника передней стойки со снятием амортизатора и без

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 интересно: Проверка форсунок дизельного двигателя и способы их очистки в домашних условиях

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. Остаётся только проверить цепи и сам датчик инструментальными средствами.

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.

К сведению: Как обшить руль оплёткой: виды и способы шнуровки

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.

По теме: Проверка бензиновых форсунок от А до Я

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.

Читайте также:  Автономные кондиционеры для автомобиля: плюсы и минусы

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.

Датчик детонации двигателя (устройство, неисправности и проверка)

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 6 мин. Просмотров 16

Датчик детонации двигателя необходим для регистрации неправильного горения топливовоздушной смеси (ТВС). В случае неисправности ДД ECM (Engine Control Module) переводит мотор в аварийный режим, ограничивая мощность и скорость реакции на педаль газа.  Рассмотрим признаки неисправности датчика, его устройство и способы диагностики.

Чем опасна детонация для двигателя?

Для эффективного преображения возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движения коленчатого вала максимальное давление в камере сгорания на такте рабочего хода должно достигаться примерно на 15-20° после верхней мертвой точки (ВМТ). При этом топливно-воздушная смесь поджигается дуговым разрядом искры зажигания, а скорость распространения фронта пламени не превышается 30-40 м/с.

В случае излишнего нагрева воздуха в конце такта сжатия, появления в камере сгорания частиц с излишне высокой температурой, топливная смесь самовоспламеняется. Скорость распространения фронта пламени при этом достигает 2000 м/с. Такой взрывообразный характер детонации приводит к повышенной нагрузке на детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и цилиндропоршневой группы (ЦПГ). Последствия детонации:

• прогорание клапанов и поршня;
• разрушение поршневых перегородок;
• прогар прокладки головки блока цилиндров;
• локальный перегрев поршней, стенок цилиндров и связанная с этим потеря эластичности поршневых колец;
• ускоренный износ деталей ЦПГ. Взрывообразное горение разрушает масляную пленку, провоцируя сухое трение;
• оплавление электрода свечи зажигания.

Причины детонирования топлива

1. Несоответствие октанового числа бензина степени сжатия в двигателе.
2. Низкое калильное число свечей зажигания. Самовоспламенение ТВС происходит от контакта с раскаленным электродом.
3. Ранний угол опережения зажигания.
4. Отложения в камере сгорания. При большом скоплении нагара на поршнях и клапанах уменьшается площадь камеры сгорания, что естественным образом ведет к увеличению степени сжатия. Детонация может появиться еще и вследствие контакта ТВС с перегретыми частичками масляных отложений.
5. Слишком бедная смесь. Избыток воздуха ускоряет окислительную реакцию топлива с кислородом и повышает риск самовоспламенения смеси.

Принцип работы датчика детонации

Видео: Датчик детонации. Зачем нужен. Как работает. Как диагностировать.

Работа датчика основывается на характеристике пьезоэлектриков преобразовывать воздействующую на них механическую энергию давления в разность потенциалов на их противоположных сторонах. Ударная волна, возникающая при детонировании, приводит к вибрациям стенок двигателя и деформации пьезоэлемента. Изменение формы последнего провоцирует появление напряжения, которое используется как выходной сигнал датчика детонации. Величина напряжения прямо пропорциональна силе вибраций, воздействующих на чувствительный элемент.

В зависимости от типа электронной схемы, использующейся для усиления и преобразования сигнала, различают резонансные и широкополосные датчики. Первый тип измерителя предполагает превышение порогового уровня лишь на одной (резонансной) частоте детонирования. Такие датчики устанавливались на ранних версиях ВАЗовских моторах с инжекторной системой питания. В широкополосных измерителях амплитуда выходного напряжения превышает пороговый уровень в определенном диапазоне частот, возникающих в двигателе при детонации.

Устройство датчика детонации

Устройство широкополосного датчика детонации:

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

Устройство ДД резонансного типа:

• корпус с резьбой;
• пьезоэлектрический кристалл;
• пружина;
• шунтирующий резистор;
• электрический разъем;
• подвижная опора;
• резистор.

Датчик детонации двигателя стоит непосредственно в блоке, вблизи одного из цилиндров. На V-образных моторах датчиков будет как минимум 2 – по одному на каждую ГБЦ соответственно.

Предохранительные меры

Сигнал с датчика подается в ECM. Детонация в двигателе является причиной для резкого отката угла опережения зажигания в сторону запаздывания. При следующих циклах работы мотора угол ступенчато уменьшается до тех пор, пока снова не будет зарегистрировано детонационное сгорание. Нередко, когда двигатель детонирует, происходит не только откат УОЗ (угол опережения зажигания), но и обогащение топливовоздушной смеси. Таким образом удается подстраиваться под изменяющиеся параметры работы, удерживая двигатель в зоне наибольшей эффективности.

Симптомы неисправности

В случае поломки датчика двигатель переходит в аварийный режим, выставляя поздний УОЗ. Неисправность датчика детонации проявляется потерей мощности, увеличенным расходом топлива, провалами при резком нажатии на газ. Если мотор по какой-то причине не переведен в аварийный режим, при движении под нагрузкой и попытках резких ускорений вы услышите характерный металлический дребезг.

Система самодиагностики

Поскольку датчик детонации влияет на исправность двигателя, ECM современных автомобилей имеет развитую систему самодиагности. ЭБУ двигателя не только регистрирует детонационное сгорание, но и «слушает» фоновый шум работающего двигателя. Если уровень шума с датчика детонации ниже порогового значения в течение 10 с и более, в энергонезависимой памяти ЭБУ регистрируется ошибка датчика. Каждому типу регистрируемой неисправности присваивается определенный код, который может быть считан диагностическим прибором.

Благодаря резистору, встроенному в схему управления, ECM способен определить обрыв цепи и короткое замыкание на массу. При этом возможна как неисправность датчика детонации, так и проблема с проводкой. Поскольку сигнал датчика важен не только для сохранения мотора, но и для контроля уровня токсичности выхлопных газов, ошибки по нему сопровождаются загоранием на приборной панели лампы Check Engine.

Проверка датчика детонации

Сигнал ДД представляет собой синусоиду с определенной частотой и амплитудой. Датчик не требует питания и не пропускает через себя ток, поэтому проверить его обычным мультиметром можно только на предмет обрыва встроенного шунтирующего резистора (защищает цепь от короткого замыкания).

Адекватная проверка датчика детонации возможна только с помощью осциллографа. Диагностировать датчики можно без снятия с автомобиля. Для этого подключитесь к сигнальному выводу и нанесите 3 точных удара металлическим предметом вблизи датчика. Сигнал должен быть без провалов и с четко выраженными затухающими колебаниями. Потеря сигнала свидетельствует о дребезге контактов внутри измерителя.

Видео: Датчик детонации ДД Проверка не снимая с авто

Особенности V-образных ДВС

В случае ошибки на один из датчиков детонации необходимо поменять их разъемы местами. Если доступ к датчикам затруднен, изучите электрическую схему. Вероятно, что провода от датчиков приходят на общий коннектор. Разъединив разъем, вы сможете обмануть ЭБУ двигателя, установив соответствующие перемычки между «папой» и «мамой».

Удалите ошибки с памяти ECM, запустите и прогрейте двигатель. Проведите тестовую поездку для возобновления кода неисправности (на приборной панели загорится Check Engine).

Если ошибка с Bank 1 изменилась на Bank 2 и наоборот, значит, проблем с проводкой от измерителя к блоку управления нет, а неисправность в самом датчике. В случае сохранения ошибки по одной и той же ГБЦ следует прозвонить проводку на предмет обрыва. Для этого воспользуйтесь мультиметром в режиме омметра. Один из щупов подключите к проводу разъема со стороны датчика, а второй к его ответной части, приходящей на ЭБУ. Проверьте, не замкнул ли сигнальный провод на массу. Для теста один из щупов подключите к сигнальному выводу разъема датчика, а вторым коснитесь массовой клеммы АКБ. Сопротивление незамкнутого провода должно быть больше 20 мОм.

Рекомендации по замене датчика

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

Что такое датчик детонации: зачем он нужен?

Автомобильный двигатель при работе на бензиновом топливе в определенный момент времени может издавать достаточно неприятный стук. С технической точки зрения такое явление называется детонацией. Критический перегрев топливной смеси очень нежелателен, так как он может стать причиной выхода из строя силового агрегата. В такой ситуации происходит рост нагрузки на цилиндры. Для этого был разработан датчик детонации. Он способен предотвращать ущерб, передавая сигналы о механических колебаниях цилиндровой в цифровом формате.

Как работает датчик и какие существуют риски?

Возникновение детонации может происходить по трем причинам. Первая из них связана с составом бензина. Из-за примесей и низкого качества топлива нагрузка на головной блок цилиндров резко увеличивается. Второй причиной считаются конструктивные особенности ДВС. В моторы с большой степенью сжатия должен поступать высооктановый бензин. Минимальное значение октанового числа указывается на крышке люка топливного бака. На детонацию оказывает влияние также  должным уход за мотором.  Появление детонации может быть причиной скопления нагара, попадания топливных газов. Принцип работы датчика детонации основан на так называемом пьезоэлектрическом механизме. В корпусе спрятана пьезопластина, которая при возникновении детонации или приближении параметров к критическому уровню вызывает появление напряжения. С возрастанием количества колебаний начинает расти и ток. При прохождении током определенного предела, электронный блок снижает угол опережения зажигания.

Можно ли проверить датчик самостоятельно?

Причинами, которые могут сигнализировать о неполадках датчика детонации могут стать увеличение времени разгона авто и процесса торможения, увеличенный расход топлива, а также появление в выхлопной трубе дыма. На приборной панели может высвечиваться информация об ошибках. Считывается информация об ошибках обычно сканером. Однако самыми распространенными ошибками, связанными с детонацией являются ошибки с кодом 0325-0328. Ошибка 0325 в большинстве случаев говорит о наличии повреждений в проводке. Ошибки 0326 и 0327 — о низком уровне сигнала. Ошибка 0328 может сигнализировать о несоблюдении меток ГРМ. Чтобы тщательно проверить датчик, зачистить все проводки и после снова все проверить. Если проблема так и осталось, то скорее всего проблема связана с самим датчиком и его необходимо заменить.

Подробнее о датчике детонации будет рассказано в этом видеоматериале:

Опубликовано: 03 июня 2019

Датчик детонации — Описание. Типы датчиков. / KODOBD.RU

Содержание страницы

Описание

Двигатель вашего автомобиля управляется несколькими датчиками, используемыми для регулирования таких вещей, как выбросы, время зажигания и температура. Один конкретный датчик называется датчиком детонации. Термин «детонация» также называется «пинг», «розовый», «детонация» или «искровой стук».

Датчик детонации — это, по сути, устройство для прослушивания, которое находится рядом с двигателем, либо на нем, на головке цилиндров или на впускном коллекторе, и обнаруживает вибрации, вызванные детонацией двигателя.

Сам датчик состоит из пьезоэлектрического кристалла и резистора. Эти пьезоэлементы генерируют напряжение при приложении к ним давления или вибрации. Из-за вибрации противовес в датчике прикладывает это давление к кристаллу. Это давление приводит к электрическому заряду, который является выходным сигналом датчика на блок управления двигателем (ECU).

Функция

Модуль управления автомобиля использует компьютер для оптимизации времени зажигания двигателя. Это, в свою очередь, влияет на пробег, мощность и долговечность двигателя. Например, при высоких оборотах двигателя модуль управления ускоряет момент зажигания. Это позволило бы топливно-воздушной смеси в двигателе иметь достаточно времени для горения.

Однако, если время воспламенения превысило определенную точку, это может привести к предварительному воспламенению. Это неконтролируемое возгорание называется стуком. Эти крошечные взрывы могут отрицательно повлиять на производительность двигателя. К счастью, датчик детонации может обнаружить вибрации от предварительного зажигания, отправить сигнал в ЭБУ и задержать момент зажигания, чтобы избежать детонации.

Что такое «детонация»?

При нормальных обстоятельствах блок управления двигателем (ECU) запускает искру, чтобы зажечь топливовоздушную смесь в камере сгорания двигателя. Поскольку для горения смеси требуется время, ЭБУ регулирует этот момент зажигания, чтобы обеспечить баланс мощности и эффективности. Это известно как опережение и замедление.

Любая задержка приведет к снижению мощности. Любое продвижение может привести к самовозгоранию внутри камеры. Если его не остановить, это может привести к повреждению двигателя.

Симптомы неисправности датчика детонации

Мы знаем, что неисправность датчика детонации приводит к серьезному повреждению двигателя. Мы рекомендуем вам следить за любыми из следующих симптомов, если ваш автомобиль отображает любой из них.

Контрольная лампа двигателя (CHECK ENGINE)

Это один из первых признаков плохого датчика детонации: CHECK ENGINE виден на вашей приборной панели. Есть множество причин, которые могут привести к включению CHECK ENGINE, и неисправный датчик детонации может быть одной из них. Если датчик детонации обнаруживает неисправность, он также загорается CHECK ENGINE.

Звуки ударов от двигателя

Как результат предварительного зажигания (стука), эти звуки могут быть довольно громкими. Источником этих звуков являются небольшие ожоги от топливовоздушной смеси в неправильные моменты времени. Эти звуки будут становиться все громче, если проблема не будет устранена.

Плохое ускорение

Поскольку датчик детонации больше не может помочь ЭБУ, производительность двигателя страдает. Следовательно, автомобиль не может разогнаться при нормальной реакции. Давление, создаваемое в камере сгорания двигателя, часто составляет лишь часть мощности двигателя. В результате крутящий момент ниже, и ваш автомобиль не будет ускоряться должным образом.

Низкий пробег

Множество факторов может привести к снижению пробега. Однако, если обнаруживается в сочетании с некоторыми из вышеперечисленных, скорее всего виноват датчик детонации. Время зажигания влияет больше, чем мощность. При неэффективности это может привести к излишнему воспламенению или детонации, что приводит к уменьшению расхода топлива.

Рывки и драг

Отсутствие правильно функционирующего датчика детонации, если его оставить без внимания, может привести к необратимому повреждению двигателя. Машина могла начать дергаться и тянуться. Это может даже сопровождаться жгучим запахом. Это явные признаки необратимого повреждения двигателя.

Стоимость ремонта датчика детонации

В большинстве случаев вы не сможете самостоятельно починить датчик детонации. Следует также отметить, что стоимость замены датчика детонации будет варьироваться в зависимости от региона и того, к кому вы обращаетесь.

Тем не менее, двигатель автомобиля значительно дороже, чем датчик детонации. Таким образом, мы рекомендуем, чтобы любой из вышеупомянутых симптомов принимался всерьез. Наконец, вы, вероятно, не сможете заменить это самостоятельно, поэтому посетите механика, чтобы сделать это правильно.

Коды ошибок по датчику детонации

P0324, P0325, P0326, P0327, P0328, P0329, P032A, P032B, P032C, P032D, P032E, P0330, P0331, P0332, P0333, P0334, P033A, P033B, P033C, P033D, P033E