Датчик детонации: что это такое

Датчик детонации: что это такое

Детонация (детонационное сгорание) – отклонение от нормы в работе двигателя, выражающееся во взрывном характере воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндрах. В норме фронт пламени распространяется со скоростью 30 м/с, тогда как при детонации скорость может достигать 2000 м/с. Явление это нежелательное, так как вследствие ударного воздействия на цилиндры, поршни, головку блока и из-за очень высокой скорости распространения пламени способно вызвать серьезную поломку через 4-6 тыс. км пробега, а иногда намного раньше.

Итак, при детонации первыми под удар попадают газораспределительный механизм и цилиндропоршневая группа. Для предупреждения подобного используется специальный датчик. Рассмотрим подробнее, чем же вызывается детонация? Что такое датчик детонации? Каковы признаки его неисправности и способы проверки?

Что такое детонационное сгорание и его последствия

Детонация в двигателе – это неконтролируемое возгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах, приводящее к “минивзрыву”. При нормальном сгорании топлива скорость распространения пламени составляет около 30 м/с, но при детонации она значительно увеличивается и уже может достигать 2 000 м/с. Такие нагрузки на цилиндры и поршневую группу могут привести к серьезной поломке уже через 5-6 тысяч километров пробега. Для предупреждения и контроля этого явления используется датчик детонации.

Нормальное сгорание топлива и сгорание с детонацией

Принцип работы ДД

Принцип работы большинства датчиков детонации основан на использовании пьезоэлектрического эффекта. Рабочий элемент измерителя обладает способностью образовывать разность потенциалов при воздействии на него внешних сил. Устройство ДД разных конструкций представлено на изображении ниже.

Датчик детонации устроен таким образом, чтобы чувствительно воспринимать внешнее воздействие. Благодаря этому он улавливает малейшее изменение в работе мотора. Детонация всегда сопровождается вибрацией, которую и улавливает ДД.

Типы датчиков, конструкция

Датчики детонации бывают двух типов.

Узкополосные или резонансные

Такой тип датчика рассчитан на генерацию напряжения при колебаниях определенного диапазона частот. Т. е. пластина (ее вес, размер, крепление и т. д.) — обеспечивает требуемый уровень напряжения только в определенном диапазоне частот.

Всё это рассчитано под поршневую группу двигателя. Отсюда и разные номера датчиков на разных моторах — диаметр поршней отличается — датчики детонации тоже будут разные.

Широкополосные

Данные датчики регистрируют колебания в более широком диапазоне. Они дешевле, надёжнее, но обработка их сигнала более сложная.

Внутри ДД находится тороидальный пьезокерамический элемент с прикрепленной массой. Корпус реагирует на вибрацию, вызванную детонацией двигателя, в свою очередь вызывая движение в пьезокерамическом элементе, который генерирует электрический сигнал. Этот сигнал используется модулем управления двигателя.

Так как причиной поломки могут быть различные варианты, следует проверить ряд элементов системы. В первую очередь следует осмотреть провода датчика и понять в каком они состоянии, а также провести тщательную проверку вилки датчика и розетки жгута. Если с ними всё хорошо, обращаем внимание на контакты розетки. При обнаружении повреждённых компонентов их следует заменить. Далее мы рекомендуем изучить состояние самого жгута. Выключите зажигание, после чего отключите жгут от датчика и проверьте его, используя омметр. Для этого на омметре выставляется предел измерения 200 Ом, а его щупы ставятся с двух концов провода. В случае если провод цел, показатель (в идеале) будет равен нулю или (что более реально) 0,3–0,6. Это поможет установить сведения о целостности цепи.

Иногда проблема может быть скрыта в состоянии экранирующей оплётки. Если это так, то следует осмотреть, насколько надёжно присоединены розетки жгута и вилки, далее изучить каждый из компонентов системы, после чего проверить целостность оплётки.

Если же неисправность была вызвана замыканием на массу, то тут следует сперва отключить весь блок, вместе с датчиком от жгута, после чего проверить целостность цепи, также используя омметр. Далее находим наиболее изношенные места. После этого берём омметр, выключаем зажигание и начинаем исследовать место, где масса двигателя соединяется с цепью. Если всё в порядке, показатели омметра соответственно будут равны 0,3–0,6.

После того как датчик снят, следует тщательно проверить все его элементы на целостность, используя омметр

Для проверки датчика детонации можно использовать также мультиметр или вольтметр.

Неисправности датчика детонации

Любой из элементов датчика может выйти из строя. Чаще всего наблюдается окисления контактов. Иногда они отходят и не проводят сигнал. При механическом воздействии повреждается оплетка. Повышенный уровень влажности негативно сказывается на электрическом элементе.

Признаки неисправности

В салоне автомобиля предусмотрена лампочка, которая сообщает о работоспособности элемента. Неисправный индикатор — первый «звоночек» водителю. Значит, требуется диагностика датчика детонации. К основным признакам относится :

• падение мощности мотора;
• на пониженных скоростях наблюдается повышение оборотов;
• пропадает отзывчивость педали газа;
• авто становится нестабильным при разгоне.

Датчик влияет на параметр потребления топлива, и когда с ним что-то случается, расход значительно увеличивается .

Как проверить датчик детонации

Проверка датчика детонации осуществляется после контроля проводки, ведущей к нему. Все розъемы должны быть целыми, отдельно осматриваются соединения контактов. Явно изношенные элементы, которые вызывают подозрение, следует заменить.

Без снятия с авто

Чтобы датчик детонации проверить без снятия с авто, придется снять штекер с блока управления. Важно знать электрическую схему. Она индивидуальна, поэтому гнёзда в колодке могут находиться в разных местах. Перед тестом отрицательную клемму необходимо отсоединить. Основная цель — проверка проводимости устройства. Если оно исправно, сигнал от контактов будет передаваться к блоку управления.

Когда производится проверка тестером, датчик детонации отсоединяется. На колодке потребуется обнажить два контакта. Для проверки необходима звуковая вибрация, и для этого рядом с элементом следует постучать по металлу. Скачок напряжения на тестере означает, что блок управления реагирует.

Проверка мультиметром

При проверке датчика детонации мультиметром, следует убедиться в целостности сигнального провода. Всё начинается со снятия защиты, проверяется экранизирующая оплетка и крепление вилки. Осматривая датчик детонации, проверка мультиметром производится путем прикладывания положительного и отрицательного провода к контакту. Следует ударить по датчику чем-то металлическим, можно использовать ключ. В идеале отклонения составляет до 200 мВ.

Как еще можно проверить

В мастерской для диагностики может использоваться осциллограф. Недостаток метода кроется в том, что процесс невозможно осуществить без отсоединения элемента. При проведении теста учитывается амплитуда диагностического сигнала. Частота покажет корректность волны, выявит неисправности пьезоэлемента.

Дополнительно есть метод проверки датчика — при работающем двигателе на скорости 2000 оборотов в минуту. При этом нужно ударить рядом с элементом. Обороты автоматически понижаются. Если ничего не происходит, придется задуматься о решении проблемы.

Как работает датчик детонации?

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

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

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

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

Почему появляется детонация

Здесь можно выделить три основных причины, из-за которых двигатель начинает работать неустойчиво:

• октановое число топлива: чем оно выше, тем меньше вероятность возникновения этого неприятного явления (качество горючего тоже важно);
• конструктивные особенности мотора: агрегаты, имеющие большую степень сжатия, более склонны к детонации, и поэтому в них нужно применять горючее с октановым числом не меньше того, что указано в инструкции;
• условия эксплуатации двигателя: неправильно выбранная передача, чрезмерная нагрузка на двигатель, неверный состав рабочей смеси — все это тоже приводит к детонации.

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.