Для чего служит датчик детонации: Request blocked | HELLA

Содержание

Датчик детонации, для чего нужен и как проверить

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.

Содержание

  1. От чего зависит вероятность появления детонации
  2. Как работает датчик детонации
  3. Поломка датчика детонации
  4. Проверка датчика детонации

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).

Для чего нужен датчик детонации двигателя

Двигатель работает с разной степенью эффективности. Она возрастает при оптимальности свойств угла опережения зажигания. Он не должен быть поздним — иначе понизится приемистость. Двигатель нуждается в большей производительности, расход топлива возрастает.

Но и ранний угол небезопасен — это приведет к детонации, а в таких условиях клапаны прогорают особо сильно

. Среди современных производителей не принято производить серии с маленьким углом, но его характеристики не выходят за пределы детонационной области. Чтобы владелец вовремя получал уведомления о переходе в стадию детонации, существует специальный датчик.

ДД производят в двух разновидностях:

  • Резонансные.
  • Широкополосные.

Если установлен широкополосный — о разновидности детонации узнают через специальные шумы. Резонансные опознают частоту детонации, они эффективны только если она уже возникла.

Рекомендуется соблюдать условия эксплуатации нормального уровня. Тогда блоку питания будут свойственны табличные особенности, то есть, его работа стандартна. Если описываемое явление все же происходит, ДД создает сигнал, он передается на блок управления, происходит доработка характеристики зажигания (угол опережения снижается). Корректировка продолжается до тех пор, пока условия не приравниваются к естественным.

Понимая, как работает датчик детонации двигателя, вы разберетесь и с принципом работы двигателя. Алгоритм последовательности известен под таким наименованием, как closed loop. Его роль в работе систем управления очень важна — многие важные параметры удается урегулировать.

Роль датчика детонации — в подробностях

Датчик детонации входит в категорию пьезоэлементов, его источником питания служит контроллер ЭБУ. Для крепления самого датчика применяется блок цилиндров. Так прибор получает доступ к «считываемой» информации о вибрациях. Когда двигатель работает, есть риск, что бензин сдетонирует. Контроллер же, не без участия датчика, всегда вовремя сигнализирует об этом.

Главная задача такой детали, как датчик детонации — корректировка положение угла опережения зажигания.

Добиться единообразного показателя октанового числа топлива невозможно, и этот недостаток возмещает обсуждаемая деталь.

Если послышался звук, о котором говорят — «стучат пальцы», значит, образовалась детонация. Ее причина кроется в неверном ходе процедуры сгорания топлива, с опережением зажигания, на фоне перечисленных выше проявлений. Звук слышится из-за микровзрывов горючей смеси, не переносящей высоких температур, и создается впечатление, что это металл стучит о металлическую поверхность.

Почему датчик детонации перестает быть полезным

Если датчик детонации вышел из строя — проявления будут понятны. Причин, по которым происходит поломка детали, несколько:

  1. Плохой бензин. Его марка должна быть как можно выше.
  2. Настройки угла опережения зажигания выставлены неверно. Значения углов опережения максимального и статического характеров необходимо держать под контролем, а если обнаружились расхождения — надо проверять активность датчика детонации.
  3. Состав рабочей смеси обедняется, что приводит к увеличению температуры ее сгорания. Процесс детонации возникает из-за слишком маленького испарения топлива. Это приводит к недостаточному объему поглощаемого количества теплоты. Визуально о повышении температуры можно узнать по появлению налета на свечах зажигания.
  4. Противодавление в системе, образующееся по множеству причин, не позволяет горячим газам покидать камеру сгорания.
  5. Двигатель эксплуатировался в критических условиях.

Что будет без датчика

При активации двигателя угол опережения выставляется на минимальную позицию. Постепенно она возрастает, и процесс длится до образования детонации. О неисправности датчика скажут следующие проявления:

  • Достигается максимальное значение, а затем выдерживается определенное число тактов.
  • Сигнал устойчивый, но он не приходит.
  • Показания угла опережения сразу приходят в минимальное значение.

Сначала неисправности не выявится — контроллер точно определяет, есть ли поломка. Предположим, что мотор приводился в активность в критическом режиме. Запусков может быть как угодно много — в итоге, создаются все условия для полного выхода двигателя из строя.

Машина ездит и с неисправным датчиком детонации. Наибольший риск представляют именно запуски, их общее количество.

Подведем итоги. Будет ли видна очевидная польза ДД? Нет. Она, скорее, скажет о неисправности пальцев, о том, что в двигатель залит бензин низкого качества. Если у вас под рукой есть специальная система автодиагностики — вы проверите исправность ДД самостоятельно. Заменить деталь может только другой датчик.

Но роль детали очень важна. он отвечает за работу двигателя, предупреждая явление детонации, контролируя ее степень. благодаря подаваемым показателям определяют причины и особенности самого явления.

Благодаря работе ДД система управления может вовремя откорректировать характеристики, вызвавшие детонацию.

Как осуществляется замена

Датчик монтируется с левой части двигателя. Нужно найти середину между деталями блока цилиндров. Добиться цели самостоятельно непросто. Даже у достаточно больших машин эта деталь мала в размерах. Это не единственное препятствие.

Для крепления датчика применяется болт, к которому непросто пробраться. Намного быстрее процедура проводится в специальных сервисах.

Датчик детонации

10.08.2014 / 18.05.2015   •   4286 / 795

Датчик детонации служит для контроля степени детонации и жёсткости сгорания при работе двигателя внутреннего сгорания. Датчик устанавливается на блоке цилиндров двигателя и предназначен для преобразования механических вибраций двигателя в электрический синусоидальный сигнал, амплитуда которого пропорциональна мощности вибраций.
Информация датчика позволяет блоку управления откорректировать угол опережения зажигания На бензиновых двигателях или величину пред впрыска На дизельных двигателях до устранения детонационных стуков в двигателе.
Датчик представляет пьезоэлектрический акселерометр с пьезоэлектрической пластиной, который под действием механических вибраций вырабатывает ЭДС (напряжение) переменного тока.
Чем больше амплитуда и частота колебаний, тем выше напряжение. Амплитуда выходного сигнала датчика максимальна на частоте детонационных стуков в двигателе в диапазоне 5…6 кГц.

Когда напряжение на выходе датчика превышает заданный уровень, соответствующий определенной степени детонации, электронный блок управления корректирует характеристику работы зажигания или впрыска. Таким образом, достигается оптимальная характеристика работы системы для конкретных условий эксплуатации.

При неисправности датчика детонации (отсутствии сигнала) на панели приборов загорается соответствующая сигнальная лампа, двигатель при этом продолжает работать.

КОРРЕКТИРОВКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ВПРЫСКА
Датчик детонации используется для корректировки расхода при предварительном впрыске для каждой форсунки при
помощи замкнутого контура. Данный метод является самонастраивающимся и обеспечивает корректировку возможных отклонений форсунок с течением времени.

Принцип использования Датчик детонации основан на определении шумов при горении. Датчик установлен на блоке таким образом, чтобы получать наилучший сигнал от всех цилиндров. Чтобы получать одинаковый ответный сигнал от цилиндров, расположенных рядом с Датчиком детонации и на отдалении от него, входные сигналы обрабатываются для определения переменной, характеризующей интенсивность горения. Данная переменная представляет собой соотношение между интенсивностью фонового шума и шума от горения. Использование соотношения на основе фонового шума двигателя позволяет преодолеть разницу интенсивности шума в разных местах, связанную с центральным расположением акселерометра.
• Первая зона измерения служит для установления уровня фонового шума сигнала акселерометра для
каждого цилиндра. Данная зона поэтому должна соответствовать моменту времени, когда горение
отсутствует.
• Вторая зона измерения служит для измерения интенсивности шума от предварительного горения. Ее расположение должно быть таким, чтобы измерялись только шумы, создаваемые при предварительном впрыске. Поэтому она устанавливается непосредственно перед основным впрыском.

Расчет минимального импульса

Производится расчет минимального импульса, начиная с которого может происходить горение. Импульсы ниже минимального импульса не вызывают горения, так как при этом время срабатывания обмотки слишком мало для поднятия иглы форсунки. Для определения этого минимального импульса система постепенно увеличивает импульс предварительного впрыска (в приращениях по несколько мс), от 0 мс до значения, которое вызывает горение при предварительном впрыске. После определения данного значения импульса, оно вычитается из физического значения индивидуального кода коррекции форсунки и записывается в ЭБУ. При данной процедуре корректировки, в зависимости от версии, может быть получено от 2 до 6 значений корректировки для каждой форсунки, которые применяются в зависимости от давления топливной рампы. Данные значения корректировки затем прибавляются к запрашиваемым значениям импульсов, чтобы компенсировать отклонение системы.

Принцип корректировки предварительного впрыска, соответственно, заключается в определении минимального импульса. Она выполняется периодически в определенных условиях работы двигателя. По окончании корректировки, новое минимальное значение импульса заменяет значение, полученное при предыдущей корректировке. Первое значение минимального импульса задается корректировочным кодом форсунки. Последующие значения задаются системой, которая определяет новый минимальный импульс и применяет его, определяя разницу между измеренным и номинальным импульсом. Каждая корректировка может впоследствии обновляться при помощи замкнутого контура минимального импульса в зависимости от изменения характеристик форсунки. Такое обновленное значение записывается в энергонезависимую память. Вместе с тем, акселерометр не позволяет измерять количество впрыскиваемого топлива. Он позволяет только точно измерять значение длительности импульса, начиная с которого форсунка осуществляет впрыск.

Примечание:
Стандарт с 2 акселерометрами для версий Евро 5. На двигателе с 4 цилиндрами,
каждый акселерометр будет отслеживать только 2 цилиндра; цель заключается в как можно более точном
определении уровня шума при горении и предотвращении помех из других мест, для максимально точных
корректировок.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УТЕЧЕК В ЦИЛИНДРЕ
Датчик детонации также используется для определения форсунок, заблокировавшихся в открытом положении. Принцип их выявления основан на отслеживании сигнала акселерометра. В случае утечки из форсунки, накопленное топливо самовоспламеняется, если в цилиндре создаются необходимые для воспламенения условия по температуре и давлению (высокие обороты, высокая нагрузка и незначительная утечка). Данное горение начинается приблизительно за 20 градусов до верхней мертвой точки, т.е. задолго до горения, вызываемого основным впрыском. В связи с этим, уровень сигнала акселерометра значительно увеличивается в зоне измерения шума. Именно это увеличение позволяет выявлять утечки. Пороговое значение, после которого фиксируется неисправность, определяется как процент от максимального значения уровня сигнала акселерометра. В связи с серьезностью последствий неисправности, система ее выявления должна быть исключительно надежной. При этом увеличение уровня сигнала акселерометра может быть следствием нескольких причин:
• Слишком большой величины предварительного впрыска.
• Попаданием горения основного впрыска в зону измерения шума (из-за слишком большого опережения или
расширения зоны измерения шума).
• Утечки топлива из форсунки вследствие недостаточной герметичности.
В случае, если уровень сигнала Датчикf детонации становится слишком большим, система в первую очередь
ограничивает расход при предварительном впрыске и задерживает основной впрыск. Если, несмотря на данные
действия, уровень сигнала остается повышенным, это означает, что имеется реальная утечка; ЭБУ фиксирует
ошибку, и происходит остановка двигателя.

ВЫЯВЛЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТИ Датчик детонации
Данная процедура позволяет выявлять неисправность датчика, либо проводки, соединяющей датчик с ЭБУ. Она основана на определении наличия горения. На оборотах холостого хода, зона измерения шума сдвигается на горение, вызываемое основным впрыском. Если уровень сигнала увеличивается, это означает, что акселерометр работает исправно; в противном случае, фиксируется ошибка работы датчика. В случае определения указанной ошибки, ЭБУ отключает предварительный впрыск и сбрасывает давление в аккумуляторе.

Зачем нужен датчик детонации и как его поменять на Chery Amulet

Больше интересных новостей на наших страницах в социальных сетях

  

В статье:

  • Что такое детонация в двигателе и чем она грозит
  • Что способствует возникновению детонации в двигателе
  • Для чего нужен датчик детонации и как он функционирует
  • Как проявляется неисправность датчика детонации
  • Инструкция по замене ДД в Chery Amulet
  • Как снизить вероятность появления детонации

Что такое детонация в двигателе и чем она грозит

Вероятно, многие автолюбители в своей практике хотя бы раз сталкивались со специфическим стуком в двигателе, о котором в народе обычно говорят «пальцы стучат». На самом деле поршневые пальцы здесь ни при чем.

Этот звук исходит от стенок камеры сгорания при возникновении резкой ударной волны. И в этом случае мы имеем дело с явлением, которое именуется детонацией. Когда сгорание воздушно-топливной смеси происходит нормальным образом, фронт пламени распространяется с относительно невысокой скоростью.

Рост температуры и давления при этом происходит равномерно по всему объему камеры сгорания. Но при определенных условиях скорость распространения фронта пламени может резко возрастать и достигать сверхзвуковых величин в несколько сотен или даже тысяч м/с.

Значительное нарастание давления при этом носит взрывной характер, но оно наблюдается не по всему объему, а сосредоточено во фронте пламени. Таким образом образуется ударная волна, которая с огромной силой обрушивается на стенки камеры сгорания, производя характерный металлический стук. Ситуация усугубляется тем, что процесс сопровождается повышенным нагревом двигателя.

Если ничего не предпринимать для борьбы с детонацией, она способна довольно быстро привести к тяжелым повреждениям силового агрегата. Помимо стучащих звуков и перегрева двигателя детонация проявляется потерей мощности, особенно при повышенной нагрузке.

Схожие симптомы — резкое падение мощности под нагрузкой, стук в двигателе, хотя и не столь ярко выраженный — имеет совершенно другой процесс, который называется калильное зажигание. Это самопроизвольное воспламенение горючей смеси при контакте с раскаленными деталями двигателя или частицами нагара.

Калильное зажигание обычно возникает при длительной работе агрегата на максимальной мощности. Этот процесс также способен принести вред двигателю, хотя и не настолько сильный, как детонация. Решить проблему калильного зажигания может подбор свечей с более высоким калильным числом.

Что способствует возникновению детонации в двигателе

  1. Чересчур раннее зажигание.
  2. Сильный нагрев двигателя или высокая температура окружающей среды.
  3. Заниженное октановое число используемого бензина. Чем выше октановое число, тем большей детонационной стойкостью обладает топливо.
  4. Нагар в цилиндрах. Он способен повысить степень сжатия, что, в свою очередь, приведет к повышению давления и температуры в цилиндрах.
    Образованию нагара может способствовать, в частности, длительная эксплуатация автомобиля с минимальными нагрузками.
  5. Попадание смазки в камеру сгорания. Моторное масло понижает стойкость воздушно-топливной смеси к детонации.
  6. В некоторых случаях увеличивать вероятность возникновения детонации могут конструктивные особенности камеры сгорания. Из-за неудачной конструкции возможны, к примеру проблемы с теплоотводом.
  7. Небольшую детонацию во время запуска мотора могут вызывать неправильно работающие свечи зажигания.

Для чего нужен датчик детонации и как он функционирует

Не ищите датчик детонации (ДД) на своем автомобиле, если вы обладатель старой модели с карбюраторным двигателем и без электронного блока управления (ЭБУ). На всех современных машинах с инжектором датчик установлен на корпусе двигателя. В Chery Amulet он находится в верхней части блока цилиндров и прикручен к корпусу болтом.

Это небольшое устройство имеет в своем составе пьезоэлемент, который служит чувствительным элементом.

Пьезокерамическая пластина реагирует на возникающие при детонации вибрации и преобразует механические колебания в электрическое напряжение, которое с выхода датчика подается в ЭБУ.

В зависимости от величины напряжения блок управления корректирует момент опережения зажигания и таким образом оперативно устраняет возникающую детонацию.

Как проявляется неисправность датчика детонации

Как правило ДД работает должным образом и не создает неприятностей владельцам авто. В случае выхода датчика из строя электроника реагирует, устанавливая максимально позднее зажигание. Тем самым ЭБУ уберегает двигатель от повреждения из-за детонации. Мотор при этом запускается и работает, а водитель может и не заметить возникшую проблему. На неисправность датчика детонации могут указывать следующие симптомы:

  • падение мощности двигателя;
  • ухудшение динамики;
  • повышенный расход бензина;
  • выхлоп иногда становится дымным.

Индикатор неисправности двигателя может загораться периодически (при повышенной нагрузке) или гореть постоянно.

Инструкция по замене ДД в Chery Amulet

Прежде чем приступать к замене датчика детонации, убедитесь в исправности проводов, соединяющих датчик с блоком управления, и надежность контактов в разъемах. Кроме того причиной некорректной работы датчика детонации может быть его неплотное прилегание к корпусу двигателя из-за ослабшего крепления. Процедура замены датчика детонации в автомобиле Чери Амулет совсем несложная. Во избежание повреждения электроники сперва отсоедините минусовой провод от аккумулятора.

  1. Сжав пружину фиксатора, разъедините разъем с проводами, которые идут к датчику.
  2. Выкрутите болт, которым ДД крепится к блоку цилиндров. Для этого понадобится ключ на 10.
  3. Снимите датчик и не забудьте посмотреть на маркировку устройства, чтобы при необходимости приобрести соответствующую модель.
  4. Установка производится в обратном порядке. Момент затягивания болта крепления — 20±0,5 Н·м.

Никаких демпфирующих прокладок между корпусом датчика и корпусом двигателя быть не должно! Оценить работоспособность снятого датчика детонации можно путем измерения напряжения на его выходе.

Для этого потребуется мультиметр в режиме вольтметра. Плюсовой щуп измерительного прибора подсоедините к сигнальному выводу датчика, а минусовой — к его корпусу (там, где вставляется болт крепления).

Если постучать по датчику, например, рукояткой отвертки, вольтметр должен зафиксировать импульсы напряжения. Их амплитуда составит несколько десятков милливольт, поэтому на приборе нужно включить соответствующий предел измерения.

Если напряжение отсутствует, значит датчик неисправен. Еще лучше вместо вольтметра воспользоваться осциллографом, который даст более точные показания.

Как снизить вероятность появления детонации

Вероятность детонации возрастает в сильно разогретом агрегате. Это означает, что важным фактором профилактики возникновения детонации является поддержание в надлежащем порядке системы охлаждения двигателя.

Регулярно контролируйте уровень охлаждающей жидкости и меняйте ее с требуемой периодичностью (40 тыс. км. пробега или раз в 4 года). Следите за состоянием радиатора и соединительных шлангов системы. Не забывайте проверять исправность вентиляторов и водяного насоса.

Если детонация возникла после заправки, дело, скорее всего, в некачественном бензине. Его лучше слить и заправиться на более надежной АЗС. Возможно, стоит перейти на использование более высокооктанового бензина, если это допускается автопроизводителем. Более высокое октановое число говорит о большей устойчивости топлива к детонации.

За что отвечает датчик детонации, где находится и как влияет на работу двигателя: принцип действия устройства

28.05.2022