За что отвечает датчик детонации

Проверка датчика детонации, за что он отвечает, как работает и его неисправности

В бензиновом двигателе внутреннего сгорания, при определенном стечении обстоятельств, возникает металлический стук. «Пальцы стучат», — говорят некоторые водители. На самом деле это явление называется детонацией и его возникновение крайне нежелательно, поскольку может привести к поломке мотора вследствие огромной скорости распространения фронта пламени (более 2000 м/с) и высоких ударных нагрузок на стенки цилиндров, поршень и головку блока. Чтобы контролировать уровень опасности, на блок цилиндров устанавливается датчик детонации.

Он представляет собой акселерометр, то есть устройство, воспринимающее и преобразующее 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. Данное устройство помогает также добиться более экономичной работы и развить максимальную мощность двигателя.

От чего зависит вероятность появления детонации
То, насколько часто может возникать данное явление, зависит от трех основных факторов.

В первую очередь, на вероятность возникновения влияет химический состав бензина, а точнее, его октановое число. Чем оно выше, тем более он устойчив к этому явлению.
Второй фактор, который влияет не меньше, – конструктивные особенности двигателя, а именно степень сжатия, форма камеры сгорания, расположение свечей зажигания, форма днища поршня и т.п. Например, двигатель с большей степенью сжатия более склонен к детонации и нуждается в высокооктановом бензине. Иначе, зачем производители пишут минимально допустимое октановое число на люке бензобака?
Третий фактор – условия работы мотора. На вероятность появления детонации влияет состав рабочей смеси, нагрузка, выбранная передача, нагар.
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.

устройство датчика детонации

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

Поломка датчика детонации
При возникновении неисправности датчика детонации на приборной панели загорается контрольный индикатор. Мотор при этом работает, и на автомобиле вполне можно ехать. На закономерный вопрос «зачем тогда нужен этот датчик» ответ следующий.

На старых автомобилях, не оборудованных электронным блоком управления, угол опережения зажигания корректировался вручную поворотом крышки прерывателя-распределителя зажигания. Это позволяло скорректировать работу системы зажигания в зависимости от октанового числа бензина, которое может сильно отличаться на разных заправках. У современного двигателя устройство трамблера иное, его крышка неподвижна, поэтому такую функцию выполняет ЭБУ. Соответственно, если датчик детонации выйдет из строя, то угол опережения зажигания не сможет быть скорректирован.

Вышедший из строя датчик детонации влияет на динамику и экономичность двигателя. Принцип работы электронного блока управления таков, что при возникновении неисправности датчика он устанавливает заведомо позднее зажигание в целях безопасности, чтобы исключить вероятность разрушения мотора. В результате силовой агрегат работает, но начинает потреблять гораздо больше топлива, и ухудшается динамика машины. Второе особенно заметно при повышенных нагрузках.

Проверка датчика детонации
Основные симптомы, указывающие на то, что данное устройство вышло из строя:

падение мощности;
ухудшение разгонных характеристик и резкое увеличение «аппетита» двигателя;
дымный выхлоп.
При этом на панели загорается индикатор неисправности двигателя. Причем, он может, как гореть постоянно, так и загораться кратковременно при увеличении нагрузки.

как проверить датчик

Далеко не всегда под рукой есть сканер, который сможет считать и расшифровать код неисправности. Добраться до СТО также не всегда возможно. Возникает вопрос: как проверить датчик детонации самостоятельно? Из инструментов нужен цифровой мультиметр.

В первую очередь необходимо выяснить, каким сопротивлением должен обладать исправный датчик на конкретной модели автомобиля или двигателя, поскольку у всех производителей эта величина разная. Если оно отличается от нормального, нужна замена.

Также можно проверить напряжение на электрических контактах датчика, для чего нужно отсоединить электрический разъем питания датчика и снять его с двигателя. После этого мультиметр переводится в режим измерения напряжения в милливольтах, его плюсовой щуп соединяется с сигнальным контактом, а минусовой – с массой датчика (отверстие, через которое проходит болт крепления к двигателю).

Проверка датчика детонации заключается в том, что датчик с присоединенными щупами зажимается в ладони, которой затем нужно несильно постучать по какой-нибудь поверхности. При ударах мультиметр должен фиксировать появление напряжения (обычно оно составляет порядка 30-40 мВ). Принцип прост: чем сильнее удар, тем большая разность потенциалов возникнет между электродами. Поскольку напряжение невелико, не каждый прибор способен его замерить, поэтому предварительно нужно убедиться, что имеющееся под рукой измерительное устройство рассчитано на подобные замеры. Полное отсутствие разности потенциалов свидетельствует о том, что датчик детонации неисправен.

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/(𝚷 * r), где r – радиус поршня, а 𝚷 – 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.

За что отвечает датчик детонации

Датчик детонации – для чего он нужен и как проверить его работу

Датчик детонации – это важный элемент системы управления двигателем внутреннего сгорания, который регистрирует любые изменения в его работе. Он применяется для обнаружения акустических колебаний, происходящих при возникновении явления детонации в двигателе. При помощи данных, которые передаются датчиком на электронный блок управления (ЭБУ), регулируется момент зажигания. Когда происходит детонация, зажигание задерживается до момента устранения проблемы, после этого постепенно восстанавливается его первоначальная синхронизация. Если датчик неисправен, то нарушается обратная связь и ЭБУ начинает работать некорректно.

Принцип работы датчиков детонации

Процесс детонации или микровзрыва в двигателе внутреннего сгорания неизменно сопровождается возникновением вибрации определенной частоты. Датчик детонации фиксирует даже малейшее изменение в работе двигателя благодаря своей чувствительности к внешним механическим воздействиям.

Внутри каждого датчика расположен пьезоэлемент, который преобразует механические колебания, возникающие при детонации, в электрические импульсы. Эти импульсы подаются на электронный блок управления (ЭБУ), который по предустановленным алгоритмам обрабатывает сигнал. При определенных показаниях ЭБУ начинает менять режимы для сохранения работоспособности мотора.

Виды датчиков детонации:

• резонансный;
• широкополосный.

Резонансный датчик представляет собой бочкообразное устройство и имеет один канал вывода. Он генерирует напряжение при колебаниях частот, находящихся в определенном диапазоне, которые должны соответствовать детонации в двигателе. Спектр акустических колебаний, которые образуются в результате микровзрыва, рассчитывается заранее. Датчик конструктивно настраивается на необходимые колебания. И посылает сигнал контроллеру только при их обнаружении.

Частота колебаний неодинакова и зависит от разных факторов – диаметра поршня, конструкции двигателя и других. Соответственно, и датчики тоже будут устанавливаться с разными техническими характеристиками. Это создает неудобство при их использовании, поэтому в новых моделях машин они применяются намного реже.

Широкополосный датчик детонации обладает меньшей чувствительностью, но более надежен и регистрирует колебания частот в более широком диапазоне. В основе его конструкции лежит пьезоэлемент, который преобразует любое механическое воздействие в электрический импульс. Изменяемое напряжение поступает на два канала вывода, входящих в конструкцию датчика. Затем он передает весь диапазон электрических импульсов на блок управления. Там вся информация обрабатывается с помощью встроенных алгоритмов. Затем принимается решение о том, является ли каждое из поступающих колебаний частот детонацией. Считается универсальным и подходит для любого автомобиля. Применяется для современных моделей машин намного чаще резонансного.

Способы проверки датчика детонации

В некоторых случаях блок управления может сообщить об ошибке датчика, активировав лампочку на приборной панели. Проверить его работоспособность можно двумя основными методами – механическим и с помощью мультиметра.

Неисправный датчик детонации негативно влияет на режим работы двигателя, что ведет к повышенному расходу топлива, проблемам при запуске, потерям различных динамических характеристик и другим проблемам, касающихся корректной работы двигателя. Существует несколько вариантов диагностики датчика детонации. Для некоторых из них понадобится демонтаж устройства, для других снимать датчик с места установки необязательно.

Измерение напряжения

Диагностика работоспособности датчика производится при помощи мультиметра, который может быть как электронным, так и механическим. Проверку можно провести на месте, но удобнее будет демонтировать датчик. Мультиметр ставится в режим измерения постоянного напряжения. Затем щупы измерительного прибора присоединяются к обоим выводам датчика. Качество соединения должно быть хорошим, потому что от этого напрямую будет зависеть результат проверки. Некоторые мультиметры обладают малой чувствительностью и могут не уловить слабые скачки напряжения.

После подключения нужно продеть небольшой цилиндрический предмет в центральное отверстие датчика и надавить на него. Усилие, которое образуется во внутреннем металлическом кольце, создаст необходимое для проверки напряжение. Мультиметр без давления должен показывать нулевое значение, а при увеличении механического воздействия показатель должен расти пропорционально приложенной силе. Есть еще один вариант – положить демонтированный датчик на ровную поверхность, обладающую хорошей проводимостью звуковых волн, а затем несколько раз постучать по датчику или возле него. Отображаемые показатели напряжения на вольтметре позволят быстро оценить корректность работы датчика.

Аналогично проводится проверка не демонтированного датчика. Для этого нужно отсоединить его контакты и подключить к ним мультиметр. Затем можно надавить на датчик или постучать рядом с ним металлическим предметом. Исправный датчик среагирует на прикладываемую силу и на мультиметре отобразится напряжение, прямо пропорциональное силе приложенного воздействия.

Таким же образом можно проверить и резонансный тип датчика. Измерительный прибор соединяется с выходным контактом и корпусом датчика. После этого производится несколько ударов по корпусу и оцениваются показания на экране мультиметра. Скачкообразные изменения напряжения свидетельствуют о хорошей работе. Если измерительный прибор не реагирует на механическое воздействие, то нужно провести испытание датчика другим способом, чтобы исключить слабую чувствительность мультиметра.

Измерение сопротивления

Оба типа датчиков можно проверить с помощью измерения внутреннего сопротивления, включив мультиметр в соответствующий режим. Правила проведения испытаний аналогичны предыдущему методу. Диагностика может проводиться в динамическом режиме, в процессе работы устройства или можно демонтировать его и положить на ровную поверхность с хорошей проводимостью звуковых колебаний. При ударе по датчику или недалеко от него, значение сопротивления при его исправности будет возрастать пропорционально приложенной силе.

Диагностика датчика этим способом более точная, потому что значения колебаний сопротивления намного больше колебаний напряжения. Существующая вероятность того, что мультиметр не отреагирует на колебания в силу его низкой чувствительности, полностью исключается.

В обоих вариантах проверки нужно следить не только за числовыми колебаниями напряжения и сопротивления, но и за тем, чтобы эти показатели возвращались к первоначальным цифрам при отсутствии механического воздействия. Если этого не происходит, то значит, датчик неисправен и подлежит замене.

Использование осциллографа для проверки датчика

Диагностика этим методом самая достоверная и позволяет не только определить сам факт работы устройства, но и оценить исправность его составных элементов. Испытания проводятся с демонтированным датчиком детонации.

Подсоединяется осциллограф к контактам датчика аналогично мультиметру. Затем оценивается форма амплитуды сигнала, которая появляется на измерительном приборе. При отсутствии звуковых колебаний осциллограф будет показывать прямую линию. Но если постучать по датчику или около него, то прибор начнет показывать всплески амплитуды, высота которых зависит от силы ударов.

Форма отображаемого сигнала обладает важным диагностическим значением. В исправно работающем датчике детонации сигнал визуально представляет собой единичную пику с гладкими краями. В случае отображения на устройстве нескольких пик, а также если края сигнала имеют зазубрины, то это говорит часто о некорректной работе пьезоэлемента. В этом случае он подлежит замене.

Как и в предыдущих вариантах испытаний, отсутствие каких-либо изменений сигнала во время механического воздействия, или ситуация, при которой амплитуда не сокращается до своих первоначальных значений при отсутствии механического воздействия, свидетельствует о неисправности датчика.

Проверка на разъеме ЭБУ

Чтобы осуществить такую проверку, нужно внимательно изучить электрическую схему автомобиля, которая у каждой модели индивидуальна, и найти нужный контакт разъема датчика детонации. Далее снимается колодка с блока управления и находятся два нужных контакта. Именно к ним и подсоединяется мультиметр, который нужно включить в режиме измерения постоянного напряжения с пределом в 200 мВ. Если щупы измерительного прибора не подсоединяются напрямую, можно воспользоваться гибкими проводами, чтобы получить надежный контакт. Затем нужно постучать недалеко от датчика и оценить значения выходного напряжения на мультиметре.

При исправно работающем датчике показатели будут меняться скачкообразно и при отсутствии ударов возвращаться к первоначальным значениям. Преимущество данного метода проверки заключается в том, что параллельно с работоспособностью датчика проверяется состояние проводки. Это является важным моментом, потому что с течением времени по разным причинам она может повреждаться.

Тогда в проводах под действием посторонних магнитных и электрических полей появляются различные сигналы, которые не связаны с работой датчика детонации. Блок управления в этом случае будет работать некорректно. Качество работы контактов можно проверить, изгибая и подергивая провода. Это позволит исключить ситуацию, когда контакт нестабилен из-за механических вибраций, что часто случается в корродирующих местах заделки проводов.

Проверка датчика при работающем двигателе

Простой метод диагностики датчика детонации. Во время работы двигателя на холостых оборотах рядом с прибором наносят удары металлическими предметами. Датчик передает информацию на блок управления, который по определенным алгоритмам воспринимает это механическое колебание как детонацию. И начинает снижать обороты двигателя, что прекрасно можно услышать. Этот метод диагностики работает не всегда и зависит от особенностей отдельной модели автомобиля. Например, в некоторых машинах датчик работает, только когда коленвал находится в определенном положении.

В современных моделях ЭБУ имеет сложные алгоритмы, где решение о возможной детонации принимается на основании многих факторов: температура двигателя, скорость движения, количество оборотов и прочие. Таким образом, если обороты снизились, то датчик полностью исправен, если нет – нужно воспользоваться другими методами проверки, чтобы подтвердить или опровергнуть полученный результат.

Датчик детонации: что это такое, где находится, назначение, принцип работы, признаки неисправности

Датчик детонации (ДД, датчик стука) – это устройство, которое измеряет силу детонации при сжигании топлива в работающем моторе. Его устанавливают на блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Датчик детонации помогает топливу максимально сгореть, поддерживает работу ДВС на максимальной мощности. Датчик помогает экономично расходовать горючее.

Детонация — это отклонение в работе двигателя, проявляющееся взрывным характером воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндрах мотора. В норме распространение обеспечивается со скоростью не более 30 м в секунду, а при детонации оно способно достигать 2000 метров и более за 1 секунду. Поэтому и был разработан датчик детонации, который работает вместе с электроникой и помогает предотвращать подобные явления.

Что такое датчик детонации

Датчик детонации передает информацию на электронный блок системы управления. Если устройство неисправно, то на приборной панели автомобиля горит лампочка, что позволяет диагностировать его неисправность.

Такое нарушение опасно не самим взрывом. Повышенная скорость распространения пламени приводит к ускоренному износу ремня ГРМ, поршней, цилиндров и даже выходу из строя сердца машины – двигателя. Это может произойти уже через 5 тыс. км пробега и даже раньше.

Интересно, что в бензиновом моторе иногда появляется металлический стук, а в народе это явление называют «пальцы стучат». Этот звук не что иное, как детонация.

В статье – всё про датчик детонации, для чего нужен, устройство и принцип работы, виды, где находится, признаки неисправностей, как проверить и предотвратить детонацию.

Детонация — что это такое?

Детонационное сгорание возникает, когда удаленные от свечей зажигания части топливно-воздушной смеси (ТВС) из-за поджатия пламенем нагреваются и самовоспламеняются с образованием небольшого взрыва. Такое явление является ощутимым для водителя. В момент движения проявляется характерный акустический признак – металлический стук в кривошипно-шатунном механизме. Степень детонации определяется в частном порядке и зависит от объема ТВС, сгорающей с нарушениями. Детонация – это ненормальное сгорание ТВС.

Слово детонация происходит от французского слова détoner (взрываться) и латинского слова detonare (греметь).

Основное последствие мини-взрыва – это увеличение теплоотдачи элементов кривошипно-шатунного механизма с активизацией их износа. Это приводит к серьезным поломкам. То, насколько часто проявляется проблема, оказывает ключевое действие на ее исход. Отдельные модули машины могут быстро выйти из строя без возможности восстановления, будет показана их замена.

Как выглядит детонация

Детонация — это режим горения, при котором по используемой ТВС распространяется ударная волна. Сам процесс сгорания очень сложный, потому здесь требуется постоянный конструктивный контроль. Любое нарушение способно привести к ненормальному сгоранию – ТВС воспламенится в ненужный момент или в неположенном месте.

В идеальных условиях топливо должно воспламеняться до того, как поршень достигнет верхнего положения, причём угол опережения зажигания в этот момент равен 2-3°. А когда поршень возвращается в исходное положение, этап воспламенения завершается. При детонации происходит самовозгорание ТВС в середине такта сжатия, до того момента, когда появится искра на свече зажигания. Получается, что поршень оказывает противовес, мотор теряет мощность, а расход топлива возрастает.

Если двигатель небольшого объёма с повышенной мощностью и крутящим моментом, то детонация появляется на небольших оборотах и довольно скоро исчезает. А в форсированных моторах детонация появляется при высоких нагрузках и может ухудшить состояние силового агрегата на пару секунд.

Чем опасно детонационное сгорание и что его может вызвать

Детонация в моторе представляет собой неконтролируемое сгорание топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя. Такое нарушение способно провоцировать «мини-взрывы». Ещё раз повторюсь: если топливо в камерах перерабатывается правильно, скорость распространения пламени не превышает 30 м/с. При детонации показатель заметно увеличивается в отдельных, буквально критических ситуациях достигает 2500 м/с. Такие нагрузки на цилиндры и поршневую группу приводят к серьезной поломке через 5-6 тыс. км. Именно предотвращение таких ситуаций и обеспечивает датчик.

Частота и риски возникновения детонации при работе ДВС находятся в прямой зависимости от трех основных факторов:

1. Состав бензина. Первый и самый главный показатель. Современные двигатели особенно чувствительны к октановому числу топлива и это можно легко объяснить. Именно этот показатель прямо отображает способность жидкости не провоцировать детонацию. Качественное топливо заметно продлевает срок службы мотора и отдельных его модулей. Хороший бензин не будет расходовать ресурс используемых фильтров слишком интенсивно, что приведет к меньшему негативному влиянию на металлические части двигателя.
   Некачественный бензин может вызвать детонацию
2. Условия работы ДВС. Часто детонация случается, когда мотор работает под определенными нагрузками на отдельных передачах, когда при сгорании образуется ТВС с неправильными пропорциями.
3. Некорректные параметры зажигания (угол опережения и момент подачи топливной смеси).
4. Экстремальные нагрузки при малых оборотах мотора.
5. Нарушения работы системы охлаждения. В этом случае происходит сильный нагрев деталей мотора и воспламенение от нагара.
6. Конструктивные особенности ДВС. Часто машины могут ездить только на 95 или 98 бензине. Это объясняется тем, что двигатели имеют максимальную способность к сжатию. При применении некачественной ТВС возрастает вероятность детонации. Не менее важна форма камеры сгорания и днища поршней, расположение свечей зажигания. Чтобы не провоцировать поломки, стоит использовать горючее с указанным производителем октановым числом. Эта информация есть на лючке топливного бака. При этом опасно заливать не только 92 вместо рекомендуемого 95, но и 98.

Соизмерить все риски, возникающие при использовании транспортного средства – просто невозможно. Именно поэтому на помощь приходят датчики. Отдельный модуль оценивает риск детонации и контролирует работоспособность мотора. Чтобы суметь своевременно обнаружить проблему, стоит внимательно рассмотреть его конструкцию и разобраться с принципом работы.

Влияет ли датчик детонации на расход топлива? Однозначно, да. При выходе из строя интенсивность затрат горючего возрастает.

Удар волны принимают стенки камер цилиндра, которые не могут полностью снизить силу детонации и защитить другие элементы от массированной ударной волны, соответственно энергия выйдет за их пределы, оставив разрушающий след. Что будет, если не работает датчик детонации? Все ближайшие элементы получат серьёзную нагрузку, связанную с нисходящей волной.

Последствия детонации двигателя

Со временем детонационные взрывы приводят к оплавлению дна поршня и прогоранию клапанов. В моторе могут проявляться стуки, шумы, увеличится его рабочая температура. Это связано с многократной ударной деформацией и перегревом. Не исключено появление неисправностей во всех узлах, находящихся в непосредственной близости от ударной волны. Подобным воздействием система расшатывается, ускоряется ее износ.

Если появились признаки выхода из строя датчика, следует провести проверку. Если она подтвердит неисправность, показана замена модуля. В этом случае придётся потратиться на дорогой и сложный ремонт.

Самая главная опасность неисправности датчика детонации в том, что даже его полный выход из строя не повлияет на остановку ДВС. Мотор продолжит свою работу, это быстро приведёт к его износу, как будто он работает дольше, чем в действительности.

Для чего нужен датчик детонации

В карбюраторных двигателях для профилактики детонации в ручном режиме проворачивают трамблер, это позволяет отвести момент зажигания мотора на более позднее время. В современных бензиновых агрегатах, контролировать это действие вручную – невозможно, поскольку ответственность за положение угла опережения производит электроника.

С целью профилактики детонации между вторым и третьим цилиндром на блоках располагают специальный датчик-контроллер, принцип действия которого основе пьезоэффекта. Чтобы предупредить образование ложных сигналов используют широкий диапазон значений, со значением от 25 до 75 Гц.

Датчик детонации превращает механические колебания в электрический импульс

Что делает датчик детонации? Он принимает и преобразует энергию механических колебаний блоков цилиндров в электрический импульс. Устройство постоянно отправляет значения в ЭБУ мотора, а электроника регулирует изменение состава топливно-воздушной смеси и угла опережения зажигания. Если детонация происходит постоянно, то динамика авто снижается, расход топлива увеличивается, но зато сохраняется ресурс мотора.

Устройство и принцип работы

Если посмотреть на датчик детонации в разрезе, можно заметить следующие элементы:

• внешний и внутренний корпус с отверстием под крепёжный болт;
• пружины;
• пьезоэлектрическая пластина;
• сигнальный провод;
• стальной грузик;
• тонкая оплетка;
• резистор.

Размеры датчика сравним с размерами спичечного коробка.

Схема датчика детонации

Как работает датчик детонации? После появления больших механических колебаний на моторе, на концах пружин начинают действовать напряжения. В блоке управления фиксируются значения безопасного нагнетания, передаваемые датчику по ходу работы двигателя без риска детонации. После превышения порога, основной блок детали передает команду, что надо произвести коррекцию угла опережения зажигания.

Роль датчика детонации в двигателе – значительная, несмотря на то, что устройство представлено в форме простого электрического модуля. Оно не оказывает никакого действия на внешнее воздействие. Уровень сигнала детонации может меняться, в зависимости от того, в какой части ДВС установлен элемент: в передней или задней.

Вот как работает датчик детонации:

• Механические импульсы создают напряжение в датчике детонации на пьезоэлектрическом элементе. Напряжение растет по мере увеличения интенсивности колебаний.
• После превышения безопасного и допустимого порога, датчик посылает сигнал о необходимости коррекции угла опережения.
• Датчик обеспечивает преобразование механического воздействия в постоянный электрический сигнал, передаваемый в блок управления.
• Система корректирует впрыск топлива и угол опережения.
• При выполнении перечисленных условий, мотор работает максимально эффективно при минимальном расходе топлива. Мощность ДВС достигает заложенного максимума.

Получается, что датчик детонации необходим для предотвращения возникновения детонации. Его основная функция – своевременное обнаружение воспламенения и передача данных об изменениях на блок.

Без датчика детонации ресурс мотора бы значительно сократился

Простыми словами: устройство работает как датчик вибрации, который способен обнаруживать акустические металлические колебания, которые возникают при раннем зажигании или случайном возгоранием топлива. Датчик детонации работает как «микрофон», благодаря которому блок управления «прослушивает» мотор. Если произошла детонация, то электронный блок управления будет сдерживать зажигание каждого цилиндра, пока мини-взрывы не прекратятся. В этот момент уменьшится мощность и экономичность ДВС. Когда детонация исчезнет и не будет возникать вновь, то блок управления со временем восстановит исходную синхронизацию зажигания. Такое управление называется с замкнутым контуром и обратной связью.

Виды датчиков детонации

Для работы системы используют одну из особенностей процесса. Появление детонации по своему принципу схоже с ударными нагрузками, провоцирует звонкий металлический стук и сильную вибрацию. На все эти изменения реагирует прибор. В его основе находится пьезоэффект, суть которого преобразование механического действия в электрический импульс.

Чтобы исключить вероятность появления детонации в конструкции автомобиля присутствует специальный датчик. Он имеет одно назначение – обнаружение детонаций в цилиндрах, и подача сигнала об этом нарушении на электронный блок системы управления (ЭБУ) транспортным средством. Эта цепь просто уменьшает угол опережения и детонационное сгорание пропадает.

Датчики детонации бывают двух видов: широкополосный и резонансный (одноконтактный). В чём их разница?

Типы датчиков детонации

Широкополосные

Широкополосный датчик улавливает колебания в различном числовом диапазоне, то есть он более чувствительный. Их считают принципиально простыми, они сравнительно недорогие и надёжные. Внутри такого датчика содержится тороидальный пьезокерамический механизм, к которому подведено электричество.

Широкополосный датчик выглядит в виде большой шайбы с 2 выводами для подключения проводов. Он крепится на моторе при помощи резьбового штуцера. Этот тип устройств применяется, например, на автомобилях марки Тойота с инжекторным двигателем. На карбюраторные моторы датчик детонации таким образом не устанавливается.

Узкополосные или резонансные

Датчики такого плана рассчитаны на генерацию напряжения при колебаниях, совершаемых в определенном диапазоне. По сути, пластина обеспечивает необходимый уровень напряжения только при установленной частоте. То есть датчик уже изначально настроен на частоты детонации. Это все работает с поправкой на поршневую группу двигателя. Именно из-за этого на разных моторах устанавливают отличающиеся датчики с разным устройством.

Среди автомобилистов резонансный датчик называют «бочонком». Это устаревший тип устройства.

Из-за чего срабатывает датчик детонации? Основная причина – неправильное воспламенение топлива в цилиндрах.

Где находится

Мы изучили, какую функцию выполняет датчик детонации. Осталось разобраться, где находится этот элемент, значимый для нормальной работоспособности двигателя. В большинстве случаях, когда конструкцией автомобиля не предусмотрено другое, он размещается на блоке или головке цилиндров. Где расположен элемент можно понять по фото, но он всегда будет находиться немного ниже впускного коллектора.

Где находится датчик детонации

Чаще всего его устанавливают в середине группы цилиндров, чтобы обеспечивать точную отладку их работы. Место для них устанавливается в соответствии с размещением самой разогреваемой камеры сгорания. При двигателе поперечного и продольного сечения контроллер устанавливают чуть ниже впускного коллектора.

Где стоит элемент зависит от его исходной конструкции. Чаще всего он прикрепляется болтом к мотору и вкручивается в него. На ДВС с 4 цилиндрами, датчик будет установлен между вторым и третьим по счету.

Датчик детонации чаще всего устанавливают в срединном положении

При 4-цилиндровом ДВС целесообразно применять единственный датчик детонации, потому что он сможет в полной мере контролировать работу всех цилиндров. Если исходное число элементов больше, контроллеры внедряют дополнительно. Заметим, что для ДВС с 6 цилиндрами уже надо 2 датчика.

Признаки неисправности

Слаженное взаимодействие всех систем в автомобиле оказывает действие на бесперебойную работу двигателя и отдельных модулей. Датчики отвечают за мониторинг функций системы и передают информацию на бортовой компьютер. Неисправность приборов часто выявляется в ходе диагностики с использованием профессионального оборудования в сервисных центрах.

Но, стоит заметить, что диагностировать часть проблем может и сам водитель, знающий совсем немного об устройстве транспорта. Изначально нужно узнать, как проверить датчик детонации мультиметром на сопротивление. Подобные знания позволят, как минимум заподозрить неполадки и вовремя обратиться к мастеру.

Если на проблему с детонацией ТВС не обращать внимание, то детали кривошипно-шатунного механизма износятся очень быстро, как будто автомобиль использовали больше, чем в действительности.

Обрыв датчика детонации

Как определить неисправность датчика детонации? Неисправности может спровоцировать:

• само устройство;
• нарушение проводки;
• обрыв оплетки в отдельных местах;
• неисправность отдельного блока двигателя.

Понять, что проблема имеется, можно по таким признакам:

• снижение интенсивности разгона автомобиля;
• нестабильность оборотов на холостом ходу;
• мотор начинает троить, слышится характерный шум;
• увеличивается расход топлива на 1 км;
• на приборной панели загорается определенная лампочка;
• из выхлопной трубы идет сизый или практически черный дым.

Это характерные признаки неисправного датчика детонации, но они могут свидетельствовать и об других проблемах.

Контрольная лампа Check Engine

Первый признак, по которому можно заподозрить неисправность — это загорание специальной лампочки на приборной панели, причём мотор при этом работает. К этому предупреждению, подаваемому системой управления, стоит относиться внимательно, иначе проблема рискует усугубиться в самые короткие сроки.

Контрольная лампа Check Engine может указывать на неисправность датчика детонации

Безусловно, выход датчика из строя – не единственное нарушение, провоцирующее загорание элемента. Поломка датчика детонации, всего лишь одна из возможных проблем. Но действовать надо сразу, чтобы потом не утруждать себя дорогостоящим и длительным ремонтом двигателя.

Рассчитывать на то, что лампочка обязательно загорится – не следует. Лампочка загорается чаще всего только при обрыве цепи, даже если датчик детонации неисправен. Поэтому, чтобы выявить, в каком узле появилась неисправность, нужно подключать сканер, чтобы узнать код ошибки.

Вот коды ошибок, связанные с детонацией: P0325, P0326, P0327, P0328. Эти ошибки можно считать самому при помощи диагностического сканера, либо адаптера ELM327, используя программу Torque.

Если горит датчик детонации, то это может быть связано также с обрывом датчика детонации.

Когда электронный блок управления «увидит», что датчик детонации некорректно работает, то он перейдёт в аварийный режим. То есть выставится позднее зажигание, чтобы предотвратить риск появления детонации.

Громкие звуки из мотора

Если возникает сбой в работе датчика детонации, он начинает издавать непонятные громкие звуки. Водитель будет казаться, что они идут от двигателя внутреннего сгорания и по своей сути напоминают стук. Если эту проблему игнорировать, со временем шумы станут сильнее. Нарушение говорит о том, что ТВС внутри цилиндра ДВС воспламеняется не совсем верно или в неподходящий момент.

Повышенный расход топлива

Если расход на 1 км заметно увеличился, то причиной этого может являться неисправность датчика детонации, но проблема не является единственной. Машина начинает «есть» топлива намного больше и при других нарушениях. Следовательно, этот признак не является однозначным, но может выступать маркером при рассмотрении в совокупности с другими изменениями.

Слабое ускорение

Ускорение может происходить не так быстро при выжимании педали газа – то есть снижается динамика. Этот симптом также выступает классическим, но лишь подчеркивает проблему, а не является диагностическим критерием.

Автомобиль дёргается

Этот симптом проявляется при игнорировании описанных ранее признаков. Вначале машина начинает дергаться только при трогании, а затем проблема возникает даже в процессе движения на различных передачах.

Главное запомнить, что эксплуатировать машину при подобной неисправности – категорически нельзя. Дальнейшее использование способно повлечь за собой выход из строя важных элементов двигателя. Единственное, что можно сделать – отправиться в сервисный центр и попросить об осмотре. Если проблема подтвердится, датчик детонации подлежит срочной замене.

Иные симптомы

Есть и другие признаки, указывающие о том, что датчик вышел из строя:

• повышенные шумы при работе силового агрегата («стучат пальцы»);
• снижение мощности и приёмистости;
• в выхлопных газах возникает чёрный дым;
• перегрев мотора даже при прохладной погоде;
• появление калильного зажигания;
• постоянное троение на низких оборотах;
• ухудшение динамики разгона;
• нагар на свечах зажигания;
• уменьшение тяговой мощности.

Появление одной из перечисленных проблем не позволяет подозревать в поломке именно этот элемент ДВС. Выявить проблему можно при совокупном появлении нескольких изменений. Какую роль играет датчик детонации в автомобиле – становится понятно после его поломки. Без него ДВС не может работать в полную силу.

Как проверить

Как проверить исправность датчика детонации? Это зависит от модели марки автомобиля, но общий алгоритм работ следующий:

1. Чтобы добраться к месту расположения прибора, машину загоняют на смотровую яму. Включив фонарик или другой прибор, находят элемент и откручивают крепление к цилиндру. Модуль снимают со шпильки и вытаскивают.
2. Отсоединяют его провода от машины, зажимая фиксатор.
3. Для начала устройство просто осматривают на наличие повреждений и заусенцев. Далее проверяют оплетку и тестируют розетку на наличие в ней тока и прочности крепления.
4. Если датчик установлен неправильно, с сильной или слабой затяжкой, то на это укажет диагностический код.
5. Присоединяют элемент к вольтметру или цифровому мультиметру с обязательным соблюдением полярности.
6. Мультиметр надо настроить на милливольты (200 mV). Плюсовой щуп надо зафиксировать на управляющий контакт, а минус – на массу датчика. По центру проверяемого устройству надо слегка постучать металлическим предметом. Должны появиться значения в пределах от 40 до 150 мВ. Если разности потенциалов нет, то датчик следует заменить.
7. При применении вольтметра действия следующие. Имитировать детонацию двигателя можно при помощи легкого постукивания по корпусу датчика. На вольтметре должно появиться сопротивление датчика. У работающего устройства значение при ударе повышается и моментально возвращается к нормальному состоянию. Если сброса значения сопротивления не происходит, то датчик детонации — неработающий.
8. В иномарках элемент находится в охлаждающем контуре двигателя, потому перед тем как снять его придется слить жидкость. После проведения подготовки элемент скручивают и отсоединяют аккумулятор.

Перечисленных тестов будет достаточно, чтобы обнаружить поломку самостоятельно. При ее выявлении стоит искать подходящий модуль на замену или подбирать качественный аналог.

Посмотрите интересное видео о проверке датчика детонации , не снимая его с авто:

Второй способ проверки более надёжный, потому что мы его будем проверять на работающем моторе. Заведите двигатель и выставите 1500—2000 оборотов в минуту, обороты держим стабильные. Затем надо несильно постучать по датчику детонации. Если устройство в порядке, то оно «подумает», что это детонация и произойдёт корректировка угла, что приведёт к снижению оборотов двигателя. После того, как постукивания прекратятся, обороты вернутся в исходное положение.

Самое сложное – это подобраться к датчику, особенно у моторов на 16 клапанов. Заменить устройство – просто. Надо отсоединить фишку датчика детонации с проводами и выкрутить болт крепления (или сам датчик, всё зависит от конструкции). Затем надо установить новый датчик детонации и подключить его к проводке.

Можно попытаться сбросить ошибку OBD-2:

1. Подсоедините диагностический сканер.
2. Поверните ключ зажигания в положение ВКЛ или ON.
3. Сбросьте код неисправности.
4. Заведите мотор и дайте ему поработать вхолостую хотя бы 5 минут, затем проедьтесь 10-15 минут.
5. Считайте ошибку снова, чтобы убедиться, что они не появились снова.

Как прозвонить датчик детонации? Это можно сделать для устройств с внутренним резистором. Необходимо повернуть ключ зажигания в положение OFF. Отцепите разъём проводов от датчика детонации. Далее надо измерить показатель сопротивления внутреннего резистора, оно должно быть в диапазоне 49-100 кОм. Подключите разъём проводов датчика. Если показатель сопротивления нестандартный, то надо менять датчик детонации.

Как правильно установить (поменять) датчик детонации? Самостоятельно проводить эту работу не стоит, лучше доверить автомобиль специалистам из сервисного центра.

Способы предотвратить детонацию

В ряде случаев детонация происходит под влиянием причин, не связанных с работоспособностью датчика. Надо знать о некоторых способах профилактики детонации:

1. Если детонация мотора при езде на дизеле или бензине начинается после заправки на конкретной АЗС, пользоваться ее услугами – не следует.
2. Регулярное удаление нагара в цилиндрах позволяет минимизировать степень сжатия и значительно улучшить отвод тепла. В большинстве случаях моторы справляются с этой функцией самостоятельно за счет самоочистки. Но, помочь силовому агрегату может и сам водитель. Машину следует прогнать на максимальной мощности пустой дороге в течение 2-5 минут.
3. Регулярно надо мониторить состояние системы охлаждения: радиатора и вентилятора. Эти элементы чистят от естественных загрязнений минимум 1 раз в год, но лучше почаще.
   Как выглядит загрязненный основной радиатор
4. Проверьте состояние свечей зажигания и высоковольтных проводов.
5. Проводить регулировку угла опережения зажигания. Для этого на дороге разгоняют скорость в 40-50 км/час и нажимают на газ.
6. В бензин можно добавить присадку (например, Castrol TBE). Это немного улучшит детонационную стойкость топлива. Авто заводиться будет лучше, но стуки из-под капота не исчезнут.

От рядовых автолюбителей можно услышать о специальных присадках, которые следует добавлять в бензин. Эти компоненты в ряде случаев улучшают детонационную стойкость. Но, стоит ли их использовать? Однозначно, нет, потому что это – дополнительные расходы. Лучше регулярно проверять работоспособность контролирующего модуля и заправлять машину на проверенных сетевых АЗС.

Как выбрать датчик детонации

Как влияет датчик детонации на работу двигателя, становится понятно при его неисправности. Многие автомобилисты жалуются, что с выходом из строя этого элемента, транспортное средство утрачивает свою исходную мощность, хуже набирает разгон и теряет тягу. Ко всему прочему добавляются дополнительные расходы – мотор начинает в больших объёмах «поглощать» топливо.

К покупке и выбору нового датчика стоит отнестись максимально серьезно. Надо понимать, что это одна из основных деталей, отвечающих за долговечность и продуктивность ДВС. Следует покупать только приборы, полностью соответствующие по всем параметрам.

Не следует экономить на детали. Некачественные элементы крайне быстро выходят из строя. Лучше отдать предпочтение производителям из США и Германии.

Лучше всего искать датчик для своей машины и проверять его на совместимость по VIN-коду. Благодаря этому оригинальный элемент сможет выполнять все свои функции. Если невозможно подобрать датчик по ВИН-коду по каким-либо причинам, то надо смотреть на технические параметры транспортного средства: марка, модель, год производства, устройство мотора. Покупку лучше осуществлять в проверенных магазинах.

К перечню лучших брендов можно отнести:

• ОЕМ;
• Bosch;
• SWAG;
  Датчик детонации SWAG
• Hella;
• Behr;
• Срок службы датчиков детонации от этих производителей – максимально долгий. При исправности системы охлаждения и соблюдении других условий, конструктивный элемент может и вовсе не выходить из строя.

Вот список дешёвых аналогов, которые хуже по качеству:

• Amulet;
• Meyle;
• Febi;
• FAE.

Детонация представляет собой нарушение в работе двигателя, характеризующееся повышенным воспламенением топливной смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания автомобиля. В норме распространение потоков должно происходить со скоростью равной или не превышающей 30 м/с, но при нарушениях в работе устройства, показатель стремительно возрастает.

Чрезмерное воспламенение опасно взрывом только в критических случаях. Чаще всего неисправность блока детонации грозит дорогостоящим ремонтом двигателя из-за ускоренного износа поршней и цилиндров. А после замены датчика можно увидеть заметную экономию топлива.