Как устроен датчик детонации

Устройство и принцип работы датчика детонации

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
От чего зависит появление детонации
Устройство и принцип работы датчика детонации
Виды датчиков
Признаки неисправности
Как проверить 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:

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

Устройство и принцип работы датчика 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:

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

Виды датчиков

Существует два типа датчиков детонации:

Широкополосные.
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.

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.

Датчик детонации автомобильного мотора

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

Чем опасна детонация для двигателя?

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

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

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

Причины детонирования топлива

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

Принцип работы датчика детонации

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

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

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

Устройство датчика детонации

Устройство широкополосного датчика детонации:

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

Устройство ДД резонансного типа:

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

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

Предохранительные меры

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

Симптомы неисправности

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

Система самодиагностики

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

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

Проверка датчика детонации

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

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

Видео: Датчик детонации ДД Проверка не снимая с авто

Особенности V-образных ДВС

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

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

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

Датчик детонации двигателя автомобиля и его назначение

Основным условием оптимальной работы двигателя автомобиля является нормальное сгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах мотора. А это зависит от двух основных условий – качества топлива и угла опережения зажигания. Двигатель, который работает на топливе с высоким октановым показателем и у него угол выставлен правильно обеспечивает максимальный выход мощности, экономичное потребление бензина (насколько это возможно) и обладает хорошей приемистостью.

Чем опасно детонационное сгорание и что его может вызвать?

Но если не соблюдается хоть одно из условий, то высока вероятность возникновения детонационного сгорания, которое в дальнейшем может стать причиной серьезных поломок. Суть данного сгорания сводится к тому, что часть топлива из-за ряда сложившихся факторов в камере сгорания самовоспламеняется. Причем происходит это до того, как между свечными электродами образуется искра, то есть смесь загорается раньше времени.

Особенностью детонационного сгорания является то, что оно подобно взрыву. Сгорание смеси происходит значительно быстрее и сопровождается увеличенным давлением и значительно большей температурой, чем при обычном процессе горения топливовоздушной смеси.

Результатом такого сгорания является оплавление днища поршня, прогорание его или клапанов. В общем, детонация в силовой установке способна нанести огромный вред и надобность в дорогостоящем и длительном ремонте.

Виной же появлению детонации может стать:

некачественный бензин с низким октановым числом.
особенности конструкции силовой установки (степень сжатия в цилиндре, форма камеры сгорания, положение свечи зажигания и т. д.);
изменение рабочих условий в цилиндрах (неправильный угол опережения зажигания, работа под нагрузкой, возникновение значительного слоя нагара, ухудшение качества топливовоздушной смеси).

Как с этим бороться?

Один из самых простых методов избавления от детонации – это изменение угла зажигания. Ведь этот параметр значительно влияет на работу силового агрегата. При позднем зажигании топливо не успевает полностью сгореть, что сказывается на мощности, приемистости, потреблению топлива. А при раннем угле зажигания как раз и появляется детонационное сгорание – топливо сгорает раньше времени, что приводит к появлению ударных нагрузок на поршневую группу и кривошипно-шатунный механизм.

В карбюраторных автомобилях от детонации избавлялись путем проворота трамблера, обеспечивая более позднее зажигание.

В современных инжекторных авто вручную изменить угол опережения невозможно, поскольку корректировка данного параметра выполняется электронной системой управления двигателем. По сути, автомобиль сам регулирует зажигание так, чтобы обеспечить максимальный выход мощности при минимально возможном потреблении топлива. Причем это достигается на немного раннем зажигании, когда угол устанавливается так, чтобы не возникало детонационного сгорания. Но как уже сказано, возникновение данного эффекта зависит от множества факторов.

Видео: Датчики детонации

Датчик детонации. Назначение и виды

Для того, что исключить вероятность возникновения детонации в двигателе в его конструкцию включен датчик детонации (ДД). Назначение у него всего одно – выявление появления детонации в цилиндрах и подачи сигнала об этом на блок управления. А тот в свою очередь просто уменьшит угол опережения (сделает зажигание более поздним) из-за чего детонационное сгорание пропадет.

Для своей работы датчик детонации использует одну из особенностей детонационного сгорания. Его появление сопровождается ударными нагрузками и как следствие – звонким металлическим стуком и усиленной вибрацией. Вот на это все и реагирует датчик. За основу работы датчика взят пьезоэффект, суть которого – преобразование механического действия в электрический импульс.

Датчики детонации бывают двух видов:

Широкополосный;
Датчик детонации резонансного типа.

Широкополосный датчик детонации

На многих автомобилях применяется широкополосный датчик. Он выполнен в виде массивной шайбы с выводами для подключения проводки. Закрепляется он непосредственно на двигателе при помощи болта. Такой по конструкции ДД применяется, к примеру, на инжекторных ВАЗ, Daewoo Lanos, Subaru Impreza и т. д.

Датчик детонации резонансного типа

Но есть и другой тип датчиков — датчик детонации резонансного типа. По конструкции они напоминают датчик давления масла, и он уже крепиться на двигателе при помощи резьбового штуцера. Такой элемент используется, к примеру, на автомобилях Toyota.

Конструкция и принцип действия датчика детонации

Поскольку первый вариант по конструкции встречается чаще, то именно его дальше и будем рассматривать.

Состоит он двух половинок корпуса – внешнего и внутреннего. В последнем проделано отверстие под крепежный болт. Внутри корпуса установлена пьезокерамическая шайба, соединенная с проводками, ведущими на контакты, изолятор и стальной грузик. На выводе проводов установлен регулировочный резистор.

Работает все так: при нормально установленном зажигании никакой детонации нет, а значит, отсутствует и повышенная вибрация. Грузик практически не воздействует на пьезоэлемент, поэтому он практически не вырабатывает электрический импульс, а если вырабатывает, то он незначителен и резистор его не пропускает.

При появлении детонационного сгорания вибрация силовой установки значительно возрастает, из-за чего и увеличивается воздействие грузика на пьезокерамическую шайбу, поэтому значение электрического импульса увеличивается. При достижении определенного значения, он пробивает резистор и поступает на электронный блок, а тот уже принимает меры, уменьшая угол опережения.

То есть все достаточно просто: вибрация повышается – угол понижается и зажигание становиться поздним, а при нем детонация не возникает. Несмотря на всю простоту принципа действия, этот датчик очень важен, поскольку защищает двигатель от негативных параметров работы.

Видео: Реакция датчика детонации на двигателе

Ещё кое-что полезное для Вас:

Признаки неисправности

Датчик детонации обладает несложной конструкцией, однако в его работе нередко появляются проблемы. Основным признаком нарушения является падение мощности силовой установки, увеличение потребление топлива.

Особенность проблем в работе датчика заключается в том, что такие признаки может давать также и системы питания и зажигания. Поэтому многие пытаются устранить неисправность путем регулировок, обслуживания и замены составных элементов данных систем, не обращая внимания на сам датчик.

Здесь все просто. Если ЭБУ выявит, что датчик детонации неисправен, то он перейдет в аварийную работу, то есть установит позднее зажигание, чтобы исключить возможность возникновения детонации. А отсюда и снижение мощности, и повышенный расход бензина.

Конечно, при обнаружении поломки ДД будет загораться «Check engine», указывая на неисправность.

Но есть особенность — не всегда контрольная лампа горит постоянно. При неисправности этого датчика возможно очень кратковременное загорание и только под нагрузкой, что не всегда заметно. К тому же, чтобы понять, в каком именно узле произошла неисправность, необходимо подключать сканер, что не всегда возможно. Далее нужно узнать код ошибки, а затем уже выявлять по нему, действительно ли причиной проблем с работой мотора является этот датчик.

Если сканера у вас нет, рекомендуем рассмотреть модель корейского производства Scan Tool Pro Black Edition.

К основным преимуществам данного девайса можно отнести совместимость с 99% автомобилей начиная с 1993 года выпуска и диагностику не только двигателя, но и других узлов автомобиля (вспомогательных систем ABS, ESP, коробки передач, трансмиссии и т.д.). Так же устройство показывает работу всех имеющихся датчиков (в т.ч. и датчика детонации) в режиме реального времени, VIN автомобиля, реальный пробег, версию ЭБУ и многое другое.
С помощью Scan Tool Pro можно выявить код ошибки, а затем уже определить, действительно ли причиной проблем в работе мотора является датчик детонации. О наличии неисправности будут свидетельствовать следующие коды ошибок: P0325, P0326, P0327, P0328.

Даже если сканер показал, что проблемы именно в ДД, еще не факт, что именно он сломался. Возможен и обрыв проводки, ведущей к нему, или же окисление контактов, что тоже может давать сбои в показаниях, поступающих на ЭБУ.

Проверка работоспособности и замена

Поэтому в обязательном порядке при появлении указанных признаков, проверяется работоспособность этого датчика детонации. А сделать это можно двумя способами.

Первый заключается в замере сопротивления ДД. Для этого необходимо подключить к его выводам мультиметр, выставленный на проверку сопротивления с уровнем измерения до 2 кОм. После подключения на дисплей выведется значение сопротивления датчика. Затем необходимо несильно постучать по нему ключом или небольшим молоточком. Из-за ударов пьезоэлемент будет срабатывать, что привет к увеличению сопротивления. У исправного датчика значение должно повышаться при ударе и сразу же возвращаться к обычному значению. Если сброса сопротивления не происходит – датчик неисправен.
Второй способ лучше, поскольку позволяет оценить исправность датчика на работающем двигателе, что дает более точную информацию о его состоянии. Для этого необходимо запустить мотор и установить 1500-2000 об/мин на тахометре. При этом обороты должны держаться стабильно и не плавать. Далее подбираемся к установленному на моторе датчику и ключом или молоточком наносим по нему несильные удары. Если устройство исправно, то он воспримет эти удары за детонацию и передаст сигнал на ЭБУ, а тот уже скорректирует угол. Из-за этого обороты двигателя понизятся, а после прекращения постукиваний, они вернутся до заданного значения.

Таким простыми способами можно проверить датчик детонации двигателя. Единственная проблема, которая может возникнуть при проверке или замене – это место расположения. У 8-клапанных двигателей обычно до него добраться несложно. А вот у моторов на 16 клапанов он обычно располагается под выпускным коллектором, поэтому доступ до него затруднителен.

ДД ремонту не подлежит, поэтому при выявлении его неисправности он просто заменяется. И сделать это было бы нетруддно, если бы ни неудобное его расположение. В некоторых случая добраться до него можно только из-под автомобиля.

Но сама замена – простая. Отсоединяется фишка с проводкой, а затем выкручивается болт крепления или сам датчик (зависит от его конструкции). После на место устанавливается новый элемент и подключается к проводке.

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.

Датчик детонации

Речь идет об устройстве, предназначенным для реагирование на появление детонации в двигателе. При возникновении подобного процесса датчик посылает электрический импульс в блок управления авто, который в автоматическом режиме корректирует угол опережения зажигания, что приводит к прекращению детонации.

По внешнему виду это монолитная конструкция с пьезоэлементом, размещенным внутри корпуса. Датчик детонации (или ДД) монтируется на мотор, оснащенный электронной системой впрыска топлива (инжектор). Данный прибор регистрирует факт детонации и отправляет полученные данные на ЭБУ (электронный блок управления). Полученную информацию обрабатывает компьютер и выдает команду на корректировку угла зажигания: в итоге детонации, которая отрицательно воздействует на функционирование двигателя, удается избежать.

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.

Где располагается ДД

На моторном блоке между 3-м и 2-м цилиндрами. Такой выбор не случаен: это наиболее горячее место двигателя и самое маленькое расстояние одновременно к двум цилиндрам. Место фиксации датчика обязательно ровное – чтобы исключить акустическое сопротивление.

Принцип действия датчика детонации

По сути, это неразборный круглый корпус, имеющий отверстие для фиксации на блоке цилиндров, а также клеммы, служащие для подсоединения к бортовой сети автомобиля. Главная часть датчика – пьезоэлемент, находящийся внутри и вырабатывающий небольшие электрические импульсы при механическом воздействии. При возникновении детонации формируются звуковые волны частотой 25-75 Гц. Они распространяются по блоку цилиндров и достигают пьезокристалла, заставляя его вибрировать в унисон с «пришедшим» звуком. Причем, чем больше амплитуда, тем сильнее вырабатываемое напряжение. Сформированные импульсы поступают в бортовой компьютер.

Типы датчика

Различают два варианта прибора. Первый из них – широкополосный. Характеризуется тем, что воспринимает одновременно несколько частот, на основании которых формирует уровень напряжения, передаваемый в ЭБУ. Вторая разновидность датчика настраивается строго на конкретную частоту. Электрический сигнал такой ДД вырабатывает при совпадении резонанса (либо его возникновении) с акустическими волнами, формируемыми детонацией в воздушно-топливной смеси, когда последняя уже воспламенилась.

Неисправности датчика детонации и их признаки

Не отвечать ЭБУ ДД может по целому ряду причин. Первый признак – загорание лампочки Check на панели приборов. При этом она не обязательно будет светиться постоянно: возможно ее кратковременное загорание при высоких нагрузках. Однако Check может сигнализировать и при иных неисправностях двигателя. Второй признак – потеря мощности, сопровождающаяся повышенным расходом горючего. Однако здесь та же ситуация: подобные симптомы могут проявляться и при других неисправных элементах мотора. Но все же лучше всего — перейти к тестированию самого датчика.

Проверка работоспособности

В большинстве случаев применяют один из трех нижеописанных методов.

Понадобится тестер, чтобы измерить сопротивление ДД. Выставьте предел измерения на мультиметре до 2 кОм и присоедините щупы прибора к клеммам датчика детонации. В спокойном состоянии тестер покажет «0». Теперь возьмите, например, гаечный ключ и легонько постучите по корпусу ДД. Если стрелка мультиметра отклонится, показывая увеличение сопротивления, то значит, датчик исправен. Отсутствие реакции тестера говорит о том, что пьезоэлемент внутри ДД не функционирует и нужно покупать новую деталь.
Также можно использовать вольтметр. Нужно выставить предел измерения напряжения до 200 мВ. Минусовый щуп мультиметра присоединяйте к массе и плюсовый – к выводу датчика. Постучите слегка по ДД: если деталь исправная, то должно высветиться напряжение примерно 10-15 мВ.
Этот способ более простой, однако позволяет провести диагностику точнее. Запустите двигатель, установив обороты вращения коленвала по тахометру в пределах 1500-2000 об/мин. При этом мотор должен быть прогретым, и работать устойчиво. Найдите местоположение вашего датчика детонации и несильно постучите по нему тем же гаечным ключом. Если ДД исправен, то он пошлет импульс напряжения в ЭБУ, который, восприняв команду, откорректирует угол зажигания. На слух это можно определить по снижению числа оборотов двигателя. Если перестать воздействовать на датчик, то обороты восстановятся до начального значения.
Возьмите заведомо исправный ДД и поставьте на свою машину.

Другие способы проверки работоспособности ДД

Разгоните авто до скорости 30-35 км/ч и включите повышенную передачу и резко надавите на педаль акселератора. Если датчик исправен, то вы услышите детонационные стуки, которые очень быстро исчезнут, т. к. в дело вступит электроника, которая изменит опережение зажигания. Отсутствие детонации служит косвенным признаком неисправности ДД. Также к дополнительным симптомам поломки датчика можно отнести:

перегрев мотора при сравнительно низкой температуре окружающего воздуха;
«троение» двигателя (калильное зажигание);
появление нагара на свечах, что обусловлено чрезмерно богатой топливо-воздушной смесью.

Замена ДД

Сначала снимите с аккумулятора плюсовую клемму и отсоедините от ДД электрические провода. Теперь нужно открутить гайку ключом на «22» (возможно, понадобится ключ на «13» — все зависит от модели ДД) и снять деталь. Устанавливать необходимо в обратной последовательности. При этом проверьте, чтобы посадочное место было чистым. Усилие при затяжке (если у вас имеется динамометрический ключ) – 10-25 Н*м.