Принцип работы датчика детонации двигателя

Датчик детонации: за что отвечает, принцип работы, как проверить — АвтоЭксперт

Оптимальная работа двигателя автомобиля во многом зависит от нормального сгорания топлива в цилиндрах.

Для этого должно быть выполнено как минимум два условия – качественное топливо и правильно выставленный угол опережения зажигания. Выполнение этих условий обеспечивает максимальную мощность и рациональный расход.

Но если какое-то условие не соблюдено, то есть риск возникновения детонации. Решить эту проблему во многом помогает датчик детонации.

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

От чего зависит появление детонации

В основе появление детонационного сгорания часто лежат три основных фактора:

1. Качество бензина и его октановое число. Чем выше октановое число, тем больше его детонационная стойкость.
2. Конструктивные особенности двигателя, которые выражаются в геометрии камеры сгорания, степени сжатия топливовоздушной смеси, положении свечей и т.д.
3. Условия эксплуатации мотора. В этом случае влияние оказывает текущая нагрузка на двигатель, нагар и степень изношенности мотора в целом.

Датчик детонации

Как уже было сказано выше, датчик используется для предотвращения детонации путем изменения угла опережения зажигания и возврата системы к контролируемому сгоранию смеси. Применяется он на инжекторных двигателях.

Во время детонационного сгорания двигателю передается сильная вибрация. Датчик устроен так, что он улавливает эти вибрации и преобразует их в электрический импульс.

К основным его элементам относятся:

• пьезокерамический чувствительный элемент;
• стальной грузик;
• контрольный резистор;
• изолятор.

Устройство широкополосного и резонансного датчиков детонации

Внутри корпуса пьезокерамический элемент соединён с проводами, выходящими на контакты и стальной грузик. На выходе расположен регулировочный резистор. Грузик при вибрации воздействует на пьезоэлемент, тем самым увеличивая электрический импульс.

Датчик устанавливается на корпусе блока двигателя. Обычно он находится между вторым и третьим цилиндром. Поскольку у двигателя есть свой рабочий уровень вибрации, то он начинает срабатывать в шумовом диапазоне 30-75 Гц.

Такое положение датчика позволяет точнее скорректировать работу всех цилиндров. Также он ставится в районе наиболее возможного распространения детонации. Работа датчика детонации включает в себя следующие этапы:

1. Механические колебания создают электрическое напряжение на пьезоэлементе, которое возрастает по мере их увеличения.
2. Когда напряжение достигает порогового уровня, датчик посылает сигнал о необходимой корректировке угла опережения зажигания.
3. Блок управления двигателем оптимизирует подачу топлива и делает зажигание более ранним.
4. В результате двигатель возвращается в нормальный режим работы с контролируемым сгоранием смеси.

Виды датчиков

Существует два типа датчиков детонации:

1. Широкополосные.
2. Резонансные.

Наиболее распространены широкополосные датчики детонации, устройство и принцип работы которых были описаны выше. Как правило, они имеют округлую форму с отверстием посередине для крепления к блоку.

Резонансные похожи на датчики давления масла с креплением в виде резьбового штуцера. Они настроены не на уровень вибрации, а на частоту микровзрывов в камере сгорания. В случае их обнаружения электрический сигнал передается контроллеру. У каждого двигателя своя частота микровзрыва, которая во многом зависит от диаметра поршней.

Признаки неисправности

При неисправности датчика на приборную панель обычно подается сигнал «Check Engine». Контрольная лампа неисправности может гореть непрерывно, либо появляться периодически с ростом нагрузки. В целом неисправный датчик не влияет на дальнейшую работу двигателя, но в случае необходимости свою функцию выполнять не сможет.

На неисправность датчика могут указывать и другие признаки:

• двигатель быстро перегревается даже при невысокой внешней температуре;
• снижение мощности и динамики;
• увеличился расход топлива;
• на свечах зажигания появляется сильный нагар.

Как проверить датчик детонации

При появлении вышеуказанных симптомов стоит проверить датчик. Если ехать в сервис нет времени или желания, то можно сделать это самостоятельно. Для этого понадобится мультиметр.

На нем нужно выставить проверяемое сопротивление около 2 кОм. При подключении датчика к прибору можно увидеть его рабочее сопротивление. Затем нужно несильно постучать ключом или молотком по корпусу датчика.

Если значение сопротивление в этот момент повысится, то датчик исправно работает.

  Устройство и принцип работы системы CVVT

Датчик детонации – это простая, но важная деталь в электронной системе управления двигателем автомобиля. Он влияет на плавную работу мотора, динамику и мощность. Можно без труда определить его неисправность и произвести замену при необходимости.

Источник:

Как проверить датчик детонации разных типов мультиметром и иными способами

В наше время учёные стремятся обеспечить человека максимальным комфортом. Это касается всех сфер жизни, и автомобили этому не исключение. Так, для облегчения эксплуатации данного транспорта в механизмы внедряются датчики и системы контроля, которые отвечают за жизнедеятельность машины. Их основной задачей является проведение оценки состояния тех или иных неэлектрических параметров.

Эта оценка преобразовывается в электрический сигнал, который и сообщает нам о неполадках. Таким электрическим сигналом может быть напряжение, частота и прочие факторы, затем эти данные преобразовываются в электрический код, который и выводится в блок управления. Одним из важнейших механизмов выступает датчик детонации. Если он неисправен, проверить механизм не составит особого труда.

Что такое датчик детонации

Схема строения датчика детонации

Это устройство отвечает за определение момента возникновения детонации в двигателе внутреннего сгорания. Датчик отличается большой надёжностью, но требует регулярного ухода. Он постоянно нуждается в чистке разъёма, что не составляет особого труда. По принципу работы его можно сравнить с пьезозажигалкой.

Чем мощней на него припадает удар, тем выше напряжение. Датчик проводит постоянное отслеживание детонационных стуков двигателя. Когда происходит отказ датчика, расход топлива увеличивается, также появляется и «тупость» мотора.

Во время езды можно услышать характерное постукивание, а мощность самого автомобиля снижается.

Благодаря электрическим импульсам датчика электронный блок управления корректирует угол опережения зажигания, доводя его до наиболее оптимального, что приводит к эффективному и полному сжиганию топливо-воздушной смеси в цилиндрах двигателя. Кроме того, датчик позволяет двигателю приспособиться к топливу, имеющему различное октановое число.

Типы: резонансные и широкополосные

Все датчики внутреннего сгорания можно разделить на:

• резонансные (бочонок);
• широкополосные (таблетка).

Резонансные датчики настроены на частоту микрозвука, а следовательно, отправляют сигнал контроллеру исключительно при его обнаружении. Что же касается датчика широкополосного типа, то он постоянно передаёт полный спектр шумов в блок управления. Это помогает системе получить больше информации и самостоятельно выявить соответствующий детонации шум.

Как понять, что датчик сломан

Такой датчик, как правило, устанавливают в автомобили, которые имеют электронную схему управления. В случае неисправности на приборной панели датчик попросту начинает проявлять активность. Признаком неисправности является возникновение надписи Check engine.

Когда датчик приходит в неисправность, существенно ухудшается разгон автомобиля. Машина продолжает заводиться, но эффективность работы существенно падает. Также во время оборотов ниже 1000 прослеживается вибрация, а количество дыма при выхлопе увеличивается.

Причины происходящего

Все неисправности можно связать с электроникой автомобиля. К ним можно отнести:

• обрыв сигнального провода;
• возникновения замыкания на массу;
• замыкание бортовой сети какого-либо провода приспособления;
• повреждение экранирующей оплётки;
• выход из строя блока управления;
• повреждения внутри самого датчика.

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.

https://www.youtube.com/watch?v=cjxQwpvtGqk

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.

Проверка с использованием мультиметра или стрелочного тестера

В первую очередь следует установить характерное сопротивление исправного в вашей модели автомобиля датчика, так как этот показатель у различных производителей отличается друг от друга.

Показатель сопротивления может быть самым неожиданным. К примеру, автомобили ВАЗ, оснащённые инжекторным двигателем, имеют практически незаметное сопротивление, что вызвано чересчур большими показателями. В Nissan и Subaru показатель примерно достигает 550 кОм, а Hyundai имеет 5 МОм.

Чтобы провести тест, нужно запастись мультиметром, который будет отличаться высокой чувствительностью. Также в тесте пригодится торцовый ключ с размером «22» либо «13», что уже зависит от габаритов датчика на автомобиле.

В случае когда речь идёт о двухконтактном датчике, то подключаться следует к выводам, если же модель одноконтактная, то подключение осуществляется к корпусу и контакту.

После этого следует слегка постучать металлическим предметом по датчику. Для этого отлично подойдёт отвёртка или болт. При этом нужно следить за показателями мультиметра. При отклонении от значения, которое указано в инструкции, датчик вышел из строя.

Постукивание датчиком о металлический предмет должно повлиять на изменение показателей мультиметра

Также постукивание можно заменить сжатием датчика в руке. Этот приём выдаёт большие колебания мультиметра, а, следовательно, более удобен. Ниже на видео можно наглядно изучить процесс проверки датчика мультиметром.

о том, как проверить механизм

Существенных различий в проверке каждого из видов датчика детонации не имеется.

Помимо мультиметра для проверки отлично подойдёт и стрелочный тестер. Этот метод ничем не отличается от предыдущего и имеет тот же алгоритм проверки.

Диагностируем с использованием вольтметра

Ещё одним интересным методом диагностики датчика, является использование вольтметра.

Во время работы автомобиля на холостом ходу вам следует подключить к датчику это устройство, а затем постучать по компоненту, который осуществляет контроль детонации, используя неметаллический твёрдый предмет. В случае когда вольтметр демонстрирует амплитуду сигнала меньше 0,1 В, датчик пришёл в негодность.

Ремонт или замена?

Тут решение остаётся только за вами. Цены таких датчиков сильно разнятся между собой, в зависимости от моделей авто.

Источник: https://nissan-modus.ru/prochee/datchik-detonatsii-za-chto-otvechaet-printsip-raboty-kak-proverit.html

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.

1. 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.
2. 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?
3. 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.

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.

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).

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.

Источник: https://znanieavto.ru/nuzhno-znat/datchik-detonacii-dlya-chego-nuzhen-i-kak-proverit.html