5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Датчик детонации двигателя: для чего нужен, как работает, неисправности

Датчик детонации признаки неисправности

Несколько десятилетий назад бензиновые автомобильные двигатели практически не оснащались никакой дополнительной электроникой. Все было банально просто – трамблер, катушка зажигания, высоковольтные провода с наконечниками и свечи. Из датчиков присутствовали: датчик давления масла и датчик температуры. Особенно это касалось автомобилей советского производства — модели заводов ГАЗ, ВАЗ и АЗЛК были примитивны в плане оснастки.

Со временем технический прогресс стал развиваться. Все моторы теперь управляются с помощью электроники. Без электронного блока управления не обходится ни один двигатель. Соответственно, силовые агрегаты обзавелись дополнительными датчиками и прочими электронными составляющими.

Умная система теперь следит не только за порядком работы цилиндров, но может сама автоматически подстраивать угол опережения зажигания под определенные дорожные условия. Датчики следят и за качеством горючей смеси — согласно их показаниям электронный блок управления двигателем (ЭБУ) регулирует пропорцию бензина и воздуха в зависимости от нагрузки на мотор.

Датчики в современных бензиновых двигателях

Рассмотрим принципы работы датчиков бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). На современных инжекторных ДВС стандартно устанавливаются: датчик массового расхода топлива (ДМРВ), датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), регулятор холостого хода (РХХ), датчик детонации (ДД), датчик давления масла, температурный датчик. Нередко вместо ДМРВ в современных системах ДВС применяется датчик абсолютного давления (ДАД).

ДМРВ следит за подачей воздушного потока, и в зависимости от количества впрыскиваемого форсунками топлива передает на ЭБУ данные, согласно которым блок управления задает горючей смеси нужную пропорцию.

ДПДЗ смотрит за плавностью хода автомобиля при любых нажатиях на педаль газа, при неисправностях этого датчика машина будет двигаться рывками.

РХХ влияет на устойчивость работы ДВС и контролирует расход топлива на холостых оборотах.

Температурный датчик извещает водителя о степени нагрева систем охлаждения ДВС, датчик давления масла показывает давление в системе смазки.

Датчик детонации контролирует угол зажигания в зависимости от дорожных условий и нагрузки на двигатель.

Так ли опасна детонация и что ее провоцирует?

В идеале топливная смесь начинает воспламеняться еще до достижения поршнем крайнего верхнего положения при угле опережения зажигания 2-3°, а завершающий этап воспламенения приходится на момент, когда поршень начинает возвратное движение, минуя верхнюю мертвую точку. Для детонации характерно преждевременное самовозгорание смеси уже в середине такта сжатия, еще до того, как возникает искра между электродами на свече. Так на поршень оказывается мощное противодействие, в результате чего силовая установка теряет мощность, а расход бензина увеличивается.

В случаях ДВС малого объема сравнительно высокой мощности и со значительным крутящим моментом детонация обнаруживается на низких оборотах и скоро исчезает. В форсированных двигателях она может возникать при ощутимых нагрузках на повышенных оборотах и причинить мотору вред буквально за считанные секунды.

Детонация объясняется рядом факторов, к которым относят:

  • несоответствие октанового числа рекомендуемому;
  • особенности устройства двигателя (величина сжатия, положение свечей, геометрия камеры сгорания и поршневого днища, наличие поддува и др.);
  • эксплуатационные условия (угол опережения зажигания, нагрузки, состояние камеры сгорания и др.).

Данное устройство можно проверить, самостоятельно используя системы самодиагностики. Если же высвечивается код 52, то это свидетельствует о поломке датчика. В то же время можно определить степень его поломки, для этого необходимо собрать результаты диагностики и проехать на автомобиле несколько километров и снова повторить процедуру. В случае если код снова высвечивается, то неисправность датчика детонации налицо.

Если же после того, как автомобиль проехал некоторое расстояние, и датчик больше не выдает тот же показатель, то вероятнее всего, можно поездить еще некоторое время без замены этого элемента.

Конструктивные особенности и принципы работы

Датчик состоит из двух основных частей – наружной и внутренней с болтовым креплением. Внутри устанавливают шайбу с пьезоэлектрическим элементом с контактами, выводящимися на изолятор и грузик. Непосредственно на выводе есть транзистор для регулировки работы цепи. Датчик детонации двигателя стоит на моторном блоке, но у различных автомобилей его место расположения может меняться.

При обычной работе двигателя вибрация остается в пределах нормы, поэтому грузик никак не воздействует на пьезоэлектрический элемент, что не вызывает импульса, а если он есть, то величина импульса такова, что он гасится защитным резистором.

При сгорании с детонацией вибрация аномально возрастает, грузик бьет по пьезоэлементу и электроимпульс пробивает сопротивление резистора, сигнализируя о проблеме на ЭБУ. Он подает команду в систему зажигания, и угол опережения уменьшается, зажигание становится более поздним, проблема исчезает.

Немного о явлении детонации

Для того, чтобы детально разобраться, для чего нужен датчик детонации на ВАЗ 2114, поговорим сначала о самом явлении детонации и причинах ее возникновения. Внешним проявлением детонации являются характерные металлические звуки, о которых говорят: «стучат пальцы». Но на самом деле детонация происходит из-за разбалансирования параметров процесса сгорания топлива и момента опережения зажигания, в результате чего многократно увеличиваются температура и давление внутри камеры сгорания, что приводит к микровзрывам самовоспламенившейся горючей смеси, дающим эффект стука металла о металл.

Читать еще:  Программа Трейд-ин автомобилей - обмен авто с пробегом

Теперь, когда стало ясно, для чего служит датчик детонации, можно назвать главные причины появления детонации в двигателе ВАЗ 2114:

  1. Качество бензина, его марка. Чем ниже октановое число бензина (марка), тем он менее детонационностойкий.
  2. Неточность в настройке угла опережения зажигания. Чтобы ее выявить, нужно проверить значения максимального и статического значений углов опережения зажигания. Такой недочет может стать причиной серьезных неисправностей, в том числе ошибки в определении детонации. В этом случае уже нужно проверять, как работает датчик детонации.
  3. Увеличение температуры сгорания рабочей смеси за счет обеднения ее состава. Обедненная смесь инициирует процесс детонации за счет снижения испарения топлива и, как следствие, уменьшения поглощаемого количества теплоты. Из-за этого резко растет температура, возникает детонация. Визуально признак обедненной смеси можно определить по налету на свечах зажигания.
  4. Наличие любой неисправности, увеличивающей противодавление в системе, препятствует выходу горячих газов из камеры сгорания, способствуя этим развитию детонационных колебаний.
  5. Критические условия эксплуатации двигателя (состав применяемой рабочей топливной смеси, превышение допустимой техусловиями нагрузки на двигатель, отложения нагара на элементах камеры сгорания, жаркие климатические условия и т. п.)

Явление детонации, сопровождаемое перегревом элементов двигателя, в частности, кривошипно-шатунного механизма, от раза к разу снижает износостойкость деталей, вызывая серьезные поломки, а затем и окончательный выход из строя двигателя автомашины.

Симптомы неисправности прибора

При своей сравнительно небольшой цене и малогабаритных размерах определитель детонации играет огромную роль в функционировании транспортного средства.

Неисправности датчика детонации способствуют увеличению расхода топлива и уменьшению динамической мощности машины. Поэтому если вы подозреваете, что необходимо отремонтировать или заменить его, то обязательно это сделайте.

Мы привыкли видеть на машинах значки на панели приборов. Они указывают, как функционирует транспортное средство. Когда определитель детонации перестаёт нормально работать, то загорается знак — «Проверьте двигатель» (Check Engine).

Этот механизм влияет на двигатель внутреннего сгорания. На машинах с таким механизмом стоит электронная система управления. Когда все устройства в машине работают верно, то индикаторы не зажигаются.

Как работает датчик детонации

Принцип работы датчика основывается на пьезоэффекте. Данное устройство представляет собой помещенную в корпус пьезоэлектрическую пластину, на концах которой, в случае возникновения детонации, появляется напряжение. С ростом амплитуды и частоты механических колебаний двигателя напряжение возрастает.

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

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.).

Читать еще:  Чистка форсунок своими руками: ультразвуком, химическим методом

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.

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.

Читать еще:  Съемная тонировка своими руками: как сделать и установить

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector