Датчик детонации двигателя принцип работы
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
Где находится датчик детонации и на что влияет
Обычно ДД устанавливается на резьбовом креплении к блоку цилиндров, около центрального цилиндра ближе к камерам сгорания. Такая его локация определена задачами, которые он призван выполнять.
Грубо говоря, датчик детонации представляет собой микрофон, улавливающий вполне определённые звуки, издаваемые бьющей о стенки камер сгорания детонационной волной.
Сама эта волна становится результатом аномального горения в цилиндрах с очень высокой скоростью. Разница между штатным процессом и детонационным такая же, как при работе выталкивающего порохового заряда в артиллерийском орудии и взрывчатого вещества бризантного типа, которым начинён снаряд или граната.
Порох горит медленно и толкает, а содержимое фугаса дробит и разрушает. Разница в скорости распространения границы горения. При детонации она выше во много раз.
Чтобы не подвергнуть поломкам детали двигателя, возникновение детонации надо вовремя заметить и пресечь. Когда-то можно было себе позволить ценой перерасхода топлива и загрязнения окружающей среды, дабы избегать детонирования смеси в принципе.
Постепенно моторные технологии достигли такого уровня, что все запасы были исчерпаны. Надо было заставить двигатель самостоятельно гасить возникающую детонацию. И мотору приделали «ухо» акустического контроля, которым и стал датчик детонации.
Внутри ДД имеется пьезоэлемент, способный преобразовывать акустические сигналы определённого спектра и уровня в электрические.
После усиления колебаний в блоке управления двигателем (ЭБУ) информация преобразовывается в цифровой формат и поступает на рассмотрение электронному мозгу.
Как только детонационные звуки зафиксированы, блок выдаёт команду на парирование неправильного горения. Это может быть дополнительное обогащение смеси или уменьшение текущего угла опережения зажигания. Иногда и то, и другое, но чаще последнее.
Типовой алгоритм работы состоит в кратковременном отбросе угла на фиксированное значение с последующим пошаговым возвратом к оптимальному опережению. Какие-либо запасы тут недопустимы, поскольку они снижают эффективность двигателя, заставляя его работать в неоптимальном режиме.
Отслеживание происходит в режиме реального времени на большой частоте, что позволяет быстро отреагировать на появление «звона», не давая ему нанести локальных перегревов и разрушений.
Синхронизировав сигналы с датчиками положения коленвала и распредвалов можно даже определить в каком именно цилиндре возникает опасная ситуация.
Принцип работы ДД
Принцип работы большинства датчиков детонации основан на использовании пьезоэлектрического эффекта. Рабочий элемент измерителя обладает способностью образовывать разность потенциалов при воздействии на него внешних сил. Устройство ДД разных конструкций представлено на изображении ниже.
Датчик детонации устроен таким образом, чтобы чувствительно воспринимать внешнее воздействие. Благодаря этому он улавливает малейшее изменение в работе мотора. Детонация всегда сопровождается вибрацией, которую и улавливает ДД.
Конструктивные особенности и принципы работы
Датчик состоит из двух основных частей – наружной и внутренней с болтовым креплением. Внутри устанавливают шайбу с пьезоэлектрическим элементом с контактами, выводящимися на изолятор и грузик. Непосредственно на выводе есть транзистор для регулировки работы цепи. Датчик детонации двигателя стоит на моторном блоке, но у различных автомобилей его место расположения может меняться.
При обычной работе двигателя вибрация остается в пределах нормы, поэтому грузик никак не воздействует на пьезоэлектрический элемент, что не вызывает импульса, а если он есть, то величина импульса такова, что он гасится защитным резистором.
При сгорании с детонацией вибрация аномально возрастает, грузик бьет по пьезоэлементу и электроимпульс пробивает сопротивление резистора, сигнализируя о проблеме на ЭБУ. Он подает команду в систему зажигания, и угол опережения уменьшается, зажигание становится более поздним, проблема исчезает.
Как заменить ДД самостоятельно?
Не рекомендуется заменять датчик на более дешевый или доступный аналог. Должно быть полное соответствие не только по марке детали, но и по совпадению каталожного номера. Только при таком раскладе можно рассчитывать на качественную и безопасную работу ЭБУ. Нарушение в работе может возникнуть при использовании подделок. Также стоит контролировать работу сенсора и проводить своевременную замену при необходимости. Последнюю можно осуществить самостоятельно при помощи нового ДД и гаечных ключей.
Замена осуществляется в следующем порядке:
- Нужно определить расположение датчика в подкапотном пространстве автомобиля. Можно воспользоваться технической инструкцией к конкретной модели авто или воспользоваться информацией сети Интернет. На иностранных моделях возможна установка детали в области канала охлаждающей системы двигателя. Двигатель с турбонаддувом потребует предварительный демонтаж интеркулера для проведения процедуры.
- Силовой агрегат должен быть холодным. При наличии охранного кода аудиосистемы необходимо его найти, чтобы потом не возникло проблем с ее включением.
- Произвести слив антифриза во избежание утечки.
- Отсоединить минусовой провод с аккумулятора. При изначальной установке двух контактов ДД, нужно также отсоединить проводную колодку.
- Демонтировать ДД посредством гаечного ключа. В зависимости от крепления используются 12-ый, 13-ый или 22-ой ключи.
- Произвести установки и фиксацию нового элемента на место прежнего. Чрезмерное закручивание гайки может привести к нарушению резьбы и ненадежному креплению.
- Провести подключение всех отсоединенных проводов и залить охлаждающую жидкость обратно. При наличии вернуть на место интеркулер.
На некоторых моделях автомобилей подобраться к датчику детонации весьма проблематично. В таком случае лучше будет воспользоваться услугами специалиста.
Отечественный автопром предполагает 2-х и 1 контактных датчиков. Нельзя допускать замену одного другим или устанавливать отличный от зарекомендованного для конкретной машины. При замене 1-контактного ДД используется торцовый ключ, которым и выкручивается деталь. Предварительно стоит отсоединить проводку и отключить систему зажигания. При 2-х контактном элементе откручивается крепежная гайка. В остальном осуществляются те же шаги.
После демонтажа сенсора гайка и провода возвращаются на свои места. Для удаления ошибок ЭБУ минусовая клемма снимается с аккума на полминуты, а затем подключается обратно.
Плавная работа силовой установки, ее динамичность и мощность зависят от исправной работы датчика детонации. Проверить его работоспособность и осуществить самостоятельную замену под силу даже начинающему автолюбителю.
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 исправности датчика детонации
На примере датчиков ВАЗовских моделей, рассмотрим алгоритм процесса.
- Подобраться к месту монтажа прибора можно снизу, поэтому поднимите машину на платформу смотровой ямы. Найдите датчик, отвинтите крепление к цилиндру, снимите со шпильки и достаньте из-под модуля.
- Отсоедините провода от автомобиля, нажимая на фиксатор.
- Для начала, устроить визуальный осмотр сигнального провода, устранить обрывы (если они есть). Затем проверить экранизирующую оплетку, также, соединить оборванные участки. Напоследок протестировать розетку на наличие в ней тока, и прочность ее крепления.
- Присоедините к вольтметру, соблюдая полярность.
- Детонацию можно имитировать легким постукиванием по корпусу датчика. На измерители должны фиксироваться скачки напряжения. Если стрелка не реагирует на постукивания, значит, датчик поломался.
- Дополнительно измерьте сопротивление, оно должно быть бесконечно велико, если датчик исправен.
- По результатам проверки примите решение о замене, либо о восстановлении датчика. После чего, ставим его обратно на место, соединяя со шпилькой, вкрутив гайку и соединив провода.
- К выбору нового датчика отнеситесь серьезно. Помните о том, что это важная деталь, отвечающая за долговечность двигателя вашего авто. Выбирайте качественную и подходящую вашей машине марку производителя.
- В иностранных моделях датчик помешен в охлаждающий тракт двигателя и залит этой жидкостью. Перед демонтажем, требуется слив ОЖ. Только после этого он выкручивается с посадочного места, отсоединяется аккумулятор.
- Убедитесь, что двигатель достаточно холодный. Присоедините аккумулятор.
- Вкрутите новую деталь, резьбовой частью, в его стандартное место. Не переусердствуйте, вкручивая, можно повредить датчик.
- Залейте недостающую жидкость и, включив зажигание, чтобы проверить возможные утечки.
