Известно, что эффективная работа двигателя во многом зависит от оптимальности характеристик угла опережения зажигания. Если угол слишком поздний, то падает приемистость, увеличивается расход топлива, двигатель начинает перегреваться. Если угол слишком ранний, возникает детонация, в результате чего падает мощность и появляется риск прогорания клапанов. Современные системы управления двигателем стремятся поддерживать как можно больший угол, но без "ухода" характеристики в детонационную зону. Датчик детонации (далее по тексту ДД) как раз и сообщает системе управления о начале детонации, а последняя на основании этих данных корректирует характеристику.
ДД бывают двух типов: резонансные и широкополосные. Широкополосные фиксируют и передают в виде сигнала весь спектр шумов. Далее сигнал обрабатывается и в нем выделяется шум, соотв. детонации. Резонансные настроены на частоту детонации, и соотв. срабатывают только в случае возникновения последней. В двигателях VQ используется ДД резонансного типа.
При нормальных условиях эксплуатации (нормальный бензин, исправные свечи и т.д.) блок управления использует табличные характеристики, которые считаются оптимальными. Другими словами, контур ДД не используется при нормальных условиях. Однако если по каким-то причинам начинается детонация, ДД посылает сигнал блоку управления, который корректирует характеристику зажигания в сторону уменьшения угла опережения. Если детонация не прекращается, блок снова корректирует характеристику и т.д. в цикле до тех пор, пока детонация не прекращается. Таким образом достигается оптимальная характеристика для данных конкретных условий эксплуатации. Этот простой алгоритм носит название closed loop и используется системами управления двигателем для регулировки многих важных параметров, таких как состав топливовоздушной смеси и т.д.
Из всего вышесказаного следует вывод, что при нормальных условиях эксплуатации ДД как будто бы и не нужен. Но это не совсем так. Во-первых, в наших условиях никогда нельзя быть уверенным в бензине, который залит в бак. Кроме того, детонация может возникать и при многих других условиях: проблемы со свечами, с компрессией и т.д. Во-вторых, точно неизвестно как ведет себя блок управления в случае неисправности ДД. Есть подозрение, что в этом случае он перехоит на некоторую "аварийную" характеристику, что бы гарантированно избежать детонации. Эта характеристика может быть далека от оптимальной, и соответственно привести к увеличению расхода топлива, падению приемистости и т.д. Как только будет точная информация по этому вопросу, можно будет одназначно сказать насколько действительно нужен ДД.
Как проверить исправность датчика детонации
Проверить датчик можно самостоятельно, за несколько минут с помощью системы самодиагностики. Здесь подробно описано как это делается. Если высветился код 34, это свидетельствует об отказе датчика. Можно выяснить, "умер" ли датчик совсем или еще пытается работать. Для этого нужно сбросить результат самодиагностики, проехать пару километров и повторить процедуру проверки. Если код опять появился, значит датчик не работает совсем. Если же нет, то можно попытаться потянуть время до замены, заресетив блок управления с помощью Consult на фирменном сервисе.
Чем можно заменить датчик детонации
Очевидно, что другим датчиком. Возможные варианты: подходящий датчик от других двигателей (например от инжекторных ВАЗов); новый оригинальный; новый неоригинальный; оригинальный б/у.
По поводу датчиков от инжекторных ВАЗов. Исходя из теории, которая подтвердается практикой, тратить время на поиски "подходящего" датчика от инжекторных ВАЗов не стоит. На ВАЗах используют датчики двух типов: широкополосный двухконтактный 2112-3855020 и резонансный одноконтактный 2112-3855010. Очевидно, что широкополосный датчик на Cefiro не пойдет. Что касается резонансного, то здесь тоже есть проблема: резонасная частота детонации может отличаться (хотя уверенности в этом нет). Соответственно, датчик либо не будет работать вообще, либо (что гораздо хуже), будет работать неправильно. Следует также добавить, что по имеющимся сведения, в России пока не производят резонансных датчиков для ВАЗ, только широкополосные. Так что если уж и искать аналог, то среди импортной продукции.
Новый оригинальный датчик на Cefiro стоит $100-150 в зависимости от региона и поставщика, плюс 10-14 дней на доставку. Б/у стоит на порядок дешевле и его можно купить на каком-нибудь разборе, но нет никакой гарантии, что вы не меняете "шило на мыло". Что касается неоригинальных датчиков, тут лучше искать продукцию известного производителя.
Процедура замены
Датчик расположен с левой части двигателя (по ходу движения, т.е. с той стороны где находится воздушный фильтр), между половинками блока цилиндров. Датчик крепится болтом на 12. Подлезть к нему можно, но достаточно сложно. Проще сделать эту операцию в авторизированом сервисе. Она займет 10-20 минут.
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.
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.
Одна из желательных обязанностей современного водителя – знать, как проверить датчик детонации и на что он влияет. Впрочем, просветиться насчет остальных датчиков тоже никому не помешает. Ибо нередки случаи, когда приборная доска начинает мерцать, как новогодняя елка, а хозяин машины впадает либо в полное игнорирование, либо в дичайшую панику.
Без сомнения, электронизация автомобиля облегчила общение с ним, и серьезно упростила контроль над состоянием его здоровья. Но без хотя бы начальных теоретических знаний и практических навыков вся начинка превращается в набор бессмысленных и не информативных деталей.
Да, автосервисов нынче столько, что найти их можно даже в полузабытом захолустье. Но в случае подмигивания консоли нужно знать, насколько серьезно вы попали: доедете ли до ближайшего СТО, пусть и потихоньку, медленно, или надо проситься мимо проезжающему транспорту на буксир. Ведь поломка может быть не слишком опасной, позволяющей проехать еще километров 300-500, а то и больше, но может оказаться настолько болезненной, что без срочного и пристального внимания восстановление автомобиля обойдется в немалые деньги.
Как проверить датчик детонации и на что он влияет , в чем состоят его функции, мы и расскажем в этом материале. Постараемся сделать это подробно, но не скучно и доступно.
Зачем нужен ДД? Детонация – явление, чрезвычайно опасное для движка. Постоянные и усиливающиеся взрывы в камере сгорания могут вызвать разрушение блока цилиндров. До появления электронного управления коррекция проводилась вручную, поворотом крышки распределения зажигания в зависимости от октанового показателя топлива.
На современных движках она зафиксирована неподвижно, а функцию регулировки берет на себя ЭБУ, ориентируясь на данные, полученные от ДД. Основной его составляющей является пьезоэлектрическая пластинка, на разнесенных концах которой при микровзрывах появляется напряжение. Превышение им определенного порога ведет за собой подачу сигнала ЭБУ.
Чем грозит поломка ДД?
Сразу утешим непросвещенных: при выходе датчика из строя ехать на машине можно, и даже слишком осторожничать не нужно. Однако, переставая получать данные от датчика, ЭБУ принимает превентивные меры и выставляет запаздывание зажигания. Это влечет за собой некоторые последствия:
- расход топлива заметно вырастает и может достигнуть 15-20%;
- мощность двигателя падает; при повышенных нагрузках (к примеру, движение в горку с грузом) приходится добавлять оборотов, чтобы выгрести. Последствия: перегрев и более быстрый износ;
- привычной резвости можно больше не ожидать. Разгоняться вы будете, как на старой «копейке», обогнать фуру, к примеру, станет затруднительно;
- появится дымный выхлоп, что является дополнительным неудобством: вы не сможете понять, что начались проблемы, которые сопровождаются подобным симптомом.
Проверка ДД
Наиболее надежной проверкой, безусловно, является сканирование профессиональным инструментом. Однако до посещения СТО нужно удостовериться, что сбоит именно он. Загоревшаяся контрольная лампа вовсе не является стопроцентным указанием, что именно он вышел из строя.
Могут окислиться контакты, может быть перебита проводка – существуют сотни причин появления тревожного огонька. А сканирование, заметим, бесплатно вам никто не проведет. Поэтому лучше точно выяснить, что неполадка вызвана именно им, чтобы зря не тратить деньги. Для примитивной проверки потребуется только чувствительный вольтметр.
- Датчик детонации демонтируется с борта автомобиля;
- Измерительный прибор переводится в режим измерения милливольт – иначе показательной картины не получится.
Плюс вольтметра (обычно маркирован красным) подключается к сигнальному проводу датчика; - Минус, черного цвета, подсоединяется к массе ДД (в этом месте проходит болт);
- Дальше можно зажать датчик в кулак и постукивать им по столу с разной силой, а можно легонько ударять по его корпусу пластиковой ручкой отвертки;
- Прибор должен фиксировать меняющееся напряжение. Для разных датчиков колебания могут составлять 30-40 мВ (цифра предварительно уточняется по прилагаемому руководству или другой технической документации). Если изменения отсутствуют, датчик без всяких сомнений следует заменить.
Датчик детонации (ДД) передает сигнал возникновения детонации на электронный блок управления (ЭБУ). Ответным действием ЭБУ является уменьшение угла опережения зажигания и обогащение топливно-воздушной смеси двигателя. В сущности датчик детонации отвечает за своевременное обнаружение детонирования смеси. Теперь вы знаете для чего нужен датчик детонации.
Детонация в двигателе ― это взрывы топливно-воздушной смеси. Причин этому для бензинового двигателя может быть несколько. Вот некоторые из них:
- низкое октановое число топлива;
- обедненная топливно-воздушная смесь;
- слишком раннее зажигание;
- толстый слой нагара в камерах сгорания, увеличивающий степень сжатия двигателя.
Последствиями длительного воздействия этого процесса на двигатель чаще всего стают сломанные перегородки между канавками под кольца на поршнях. Это, в свою очередь, приводит к падению компрессии, и образованию задиров на зеркале цилиндров. Устраняются эти неисправности ремонтом цилиндро-поршневой группы двигателя, то есть расточкой и хонинговкой цилиндров, а также заменой поршней и колец. Из этого становится ясно зачем гасить детонацию.
Определить наличие детонации в двигателе можно по характерным дребезжащим металлическим звукам, которые многие водители путают сто стуком пальцев в шатуне.
Принцип действия
Работа прибора основана на свойстве пластин из материалов, называемых пьезоэлектриками, преобразовывать механическую энергию давления приложенного к ним в разность потенциалов их противоположных сторон. Состоит такой датчик из корпуса с элементами крепления к двигателю, и пластины пьезоэлектрика внутри с клеммами, подключенными к ее противоположным торцам. Пластина деформируется под воздействием звуковых колебаний при детонации и преобразует энергию механических колебаний в электрические импульсы соответствующий частоты и амплитуды. Неисправности чаще всего связаны с обрывами выводов внутри корпуса. Несмотря на кажущуюся простоту дефекта, никто не пытается ремонтировать датчик, предпочитая ремонту замену.
Разновидности
Датчик детонации может быть либо резонансным (в виде цилиндра с одним контактом сверху), или широкополосным (похожий на толстую шайбу с двухконтактным разъемом).
Широкополосный датчик детонации преобразует все шумы двигателя в электрические колебания и передает их в ЭБУ для распознавания и принятия решения.
Резонансный настроен на частоту детонации двигателя и выдает сигнал только при совпадении частоты шума с его резонансной частотой.
Обратите внимание на то что широкополосные датчики не взаимозаменяемы с резонансными, даже если они изготовлены одной фирмой.
Конструкция датчика детонации (Mazda 3)
Признаки дефекта ДД
Симптомы неисправности:
- большой расход топлива;
- периодически возникающая детонация;
- включение индикатора «check engine» на щитке приборов;
- плохая приемистость;
- снижение мощности двигателя;
- повышенная дымность выхлопа.
Проверка датчика детонации будет уместна при появлении любого из этих признаков, особенно второго по счету. О том как проверить датчик детонации поговорим ниже.
Способы проверки
Расчет резонанса двигателя
Если мотор вашего авто укомплектован резонансным датчиком, который вышел из строя. А вы по каким-то причинам хотите заменить его датчиком другой модели, то для этого необходимо знать резонансную частоту вашего двигателя. Ее можно рассчитать по эмпирической формуле:
F рез = 900/(π * r), где π - 3,14… r - радиус поршня в миллиметрах, результат же получится в кГц.
Например, для силового агрегата с диаметром поршней 82 мм F рез = 900/(3,14 * 41) = 6,99083 кГц или после округления 6,991 кГц.
Для замены нужно выбирать датчик с резонансной частотой как можно ближе к частоте резонанса двигателя. После того как датчик выбран нужно подогнать его электрическое сопротивление к значению «родного» датчика. Если сопротивление нового значительно больше, подпаяйте параллельно ему резистор сопротивлением как у старого. Если же сопротивление нового меньше, то подпаяйте последовательно с ним резистор номиналом равным разности сопротивлений старого и нового.
Проверка датчика детонации может осуществляется несколькими способами, а именно проверять на сопротивление ДД и изменение его напряжение при воздействии металлическим предметом на датчик.
Проще всего конечно же подключив сканер к компьютеру и считать все параметры двигателя, в том числе и кривую сигнала ДД. Но тем, авто владельцам кто не имеет такой возможности оптимальным методом будет измерение тестером.
В данном случае разберем подробно как проверить датчик детонации двигателя в режиме напряжения, а также опишем подробно как проверять ДД на изменения сопротивления.
Прежде всего перед тем как проверять работоспособность детонационного датчика не помешает ознакомится с теорией что представляет собой и как работает . При возникновении детонации в двигателе, проходит ударная волна, сотрясающая датчик, в котором в свою очередь возникает разность потенциалов в несколько милливольт. Кроме того электрическая цепь ДД имеет свое внутреннее сопротивление. Такое сопротивление в зависимости от марки и модели датчика отличается.
Что при измерении сопротивления, что измерении напряжения (воздействуя металлическим предметом на датчик) - процедура производится на снятом датчике.
Проверка датчика детонации на сопротивление
Снимаем датчик, берем мультиметр устанавливаем его в режим измерения «сопротивление кОм» и стуча по железному корпусу ДД металлическим предметом (имитируя детонацию двигателя) смотрим на изменения.
Проверка изменения напряжения датчика детонации
Переводим тестер в режим «миливольты», подключаем плюсовой щуп к плюсовому контакту, а минусовой на массу датчика. И имитируя ударную волну детонации смотрим на разность потенциалов (около 30-40мВ в зависимости от интенсивности). Мультиметр вам покажет как датчик преобразует детонацию в переменный ток. Что говорит об исправности либо неисправности датчика детонации.