Датчик детонации двигателя (устройство, неисправности и проверка)

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.

Видео по теме

В бензиновом двигателе внутреннего сгорания, при определенном стечении обстоятельств, возникает металлический стук. «Пальцы стучат», — говорят некоторые водители. На самом деле это явление называется детонацией и его возникновение крайне нежелательно, поскольку может привести к поломке мотора вследствие огромной скорости распространения фронта пламени (более 2000 м/с) и высоких ударных нагрузок на стенки цилиндров, поршень и головку блока. Чтобы контролировать уровень опасности, на блок цилиндров устанавливается датчик детонации.

Он представляет собой акселерометр, то есть устройство, воспринимающее и преобразующее энергию механических колебаний блока цилиндров в электрические импульсы. Датчик детонации непрерывно посылает сигналы в электронный блок управления двигателем, а электроника отвечает изменением качественного состава рабочей смеси и угла опережения зажигания. Данное устройство помогает также добиться более экономичной работы и развить максимальную мощность двигателя.

От чего зависит вероятность появления детонации То, насколько часто может возникать данное явление, зависит от трех основных факторов.

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. 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? 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.

устройство датчика детонации

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.

как проверить датчик

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).

Проверка датчика детонации заключается в том, что датчик с присоединенными щупами зажимается в ладони, которой затем нужно несильно постучать по какой-нибудь поверхности. При ударах мультиметр должен фиксировать появление напряжения (обычно оно составляет порядка 30-40 мВ). Принцип прост: чем сильнее удар, тем большая разность потенциалов возникнет между электродами. Поскольку напряжение невелико, не каждый прибор способен его замерить, поэтому предварительно нужно убедиться, что имеющееся под рукой измерительное устройство рассчитано на подобные замеры. Полное отсутствие разности потенциалов свидетельствует о том, что датчик детонации неисправен.

Возникновение металлического постукивания в двигателях жигулей, работающих на бензине, считается обычным явлением. Не опытные водители думают, что проблема связана с «пальцами». Однако почти всегда причина кроется в детонации. Такие признаки могут стать предвестниками больших проблем, не исключающих и отказов моторов. Все объясняется легко – мотор не способен выдержать нагрузки, которые начинают действовать на поршни и цилиндры.

Содержание:

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.

Демонтаж

Вначале нужно отыскать датчик. Он располагается слева на двигателе, где линия половины блока цилиндров. Рядом с ним находится воздушный фильтр.

Для определения неисправности или ее отсутствия необходимо произвести снятие в такой последовательности:

Обесточить автомобиль, сняв минусовую клемму с АКБ;
Отсоединить от контактов датчика детонации, колодку с проводами. Для этого нужно нажать на фиксатор;
Открутить гайку, крепящую прибор и снять его с установочной шпильки.

Учтите, что при дальнейшей установке или замене понадобится динамометрический ключ (усилие затягивания должно составлять 20 Нм).

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.

Самостоятельная замена датчика 21120385501001на ВАЗ 2110

Замена резонансного датчика производится согласно инструкции ниже

Установить новый датчик, затянув с моментом 20 Нм.
Подсоединить разъем.

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.

Почему так случилось?

Возможно, автоматические запросы принадлежат не вам, а другому пользователю, выходящему в сеть с одного с вами IP-адреса. Вам необходимо один раз ввести символы в форму, после чего мы запомним вас и сможем отличать от других пользователей, выходящих с данного IP. В этом случае страница с капчей не будет беспокоить вас довольно долго.

Возможно, в вашем браузере установлены дополнения, которые могут задавать автоматические запросы к поиску. В этом случае рекомендуем вам отключить их.

Также возможно, что ваш компьютер заражен вирусной программой, использующей его для сбора информации. Может быть, вам стоит проверить систему на наличие вирусов.

Если у вас возникли проблемы или вы хотите нашей службе поддержки, пожалуйста, воспользуйтесь формой обратной связи.

1. Проверьте наличие и надежность подключения розетки жгута к вилке датчика.

2. Если подключение нормальное, то отсоедините от датчика розетку жгута проводов, снимите ее резиновый чехол и осмотрите состояние контактов розетки и подведенных к ней проводов. При необходимости отрихтуйте контакты соединителя или замените их.

3. Для проверки неисправности цепи жгута отсоедините датчик и блок от жгута проводов и при отключенном зажигании проверьте омметром целостность цепи «11» жгута: от контакта «2» розетки датчика до контакта «11» розетки блока. При необходимости восстановите указанную цепь.

4. После устранения неисправности включите зажигание и проконтролируйте отсутствие кода неисправности «041».

Обрыв экранирующей оплетки провода датчика детонации

1. Проверьте наличие и надежность подключения розетки жгута к вилке датчика.

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

Узнать, что измеритель не работает, возможно по ряду наиболее часто возникающих признаков. В работе мотора возникает явно выраженная нестабильность, ощущаются рывки, появляется признак троения. Машина перестает слушаться педали акселератора, динамика в наборе скорости падает. После запуска двигателя загорается сигнальный индикатор неисправности. В подобной ситуации следует не только проверить датчик, но и диагностировать другие системы. Возможно, потребуется срочная замена отказавших элементов. Информацию об отказе измерителя может передавать бортовой компьютер машины.

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.

Замеры

Теперь можно сделать проверку с помощью мультиметра, на котором выставлено минимальное значение. Если датчик одно контактный, то минусовой провод мультиметра (он обычно черный) подключается к тому месту, где устанавливается крепежный болт, а плюсовой (как правило – красный) к контакту сигнала в разъеме.

Проверка двух контактного датчика осуществляется путем подключения провода мультиметра к соответствующему контакту «-» к «-», «+» к «+». Дальнейшие действия идентичны. Чтобы активировать датчик, по нему нужно чем-либо не очень сильно постучать (например, отверткой).

Если неисправности отсутствуют, будут отмечаться скачки напряжения. Примерно от 40 до 200 мВ. Кроме того, не помешает проверка внутреннего сопротивления, которое должно стремиться к нулю. Если вы обнаружите, что с датчиком все в порядке, тогда ищите обрыв в цепи. В таком случае лучший совет – заменить всю колодку с проводами.

Если сопротивление другое, или нет скачков напряжения, значит именно с самим датчиком не все в порядке и ему нужна замена. Новый устанавливается в последовательности, обратной снятию.

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

Проверка с использованием мультиметра или стрелочного тестера

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

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

Чтобы провести тест, нужно запастись мультиметром, который будет отличаться высокой чувствительностью. Также в тесте пригодится торцовый ключ с размером «22» либо «13», что уже зависит от габаритов датчика на автомобиле. Для проверки сопротивления мультиметр следует переключить в режим «сопротивление кОм» и подсоединить к нему датчик. В случае когда речь идёт о двухконтактном датчике, то подключаться следует к выводам, если же модель одноконтактная, то подключение осуществляется к корпусу и контакту.

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

Постукивание датчиком о металлический предмет должно повлиять на изменение показателей мультиметра

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

Видео о том, как проверить механизм

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

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

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.

Ремонт или замена?

Решать вам. Стоимость изделия зависит от модели авто и производителя компонента — за замену нужно будет заплатить сумму, примерно равную его цене. Можно поменять приспособление самостоятельно, для этого понадобится помещение с ямой. Самостоятельный ремонт тоже возможен: если вы хорошо разбираетесь в автомобилях, он займёт не более часа.

Проверка датчика детонации — нетрудная задача, для которой не нужно искать дорогие инструменты. Конечно, компьютерная проверка на СТО будет более точной, но если нет желания тратить деньги, вполне можно обойтись своими силами.

Автор: Дмитрий Буймистров
Распечатать

Здравствуйте! Мое имя Дмитрий, по образованию — журналист. Специализируюсь на автомобильной тематике — карьеру начинал в интернет-магазине автомобильных комплектующих, да и сам являюсь автолюбителем. Оцените статью:

(23 голоса, среднее: 3.9 из 5)
Поделитесь с друзьями!

Как проверить

Если компонент сломался, авто будет продолжать функционировать в прежнем режиме. Ярко выраженных симптомов неисправности может и не быть. Если произойдет поломка, она будет считаться электронной, так как прибор — часть электроники автомобиля.

Поломка устройства может возникнуть по самым разным причинам – например, из-за неисправности самого прибора, замыкания системы или обрыва сигнального провода. Что провести самостоятельную диагностику, нужно определить, где находится датчик. В руководстве по эксплуатации авто есть информация об этом.

Далее начинаем снимать крепление. Откручиваем гайку на шпильке. Электроразъем отключаем и убираем в сторону. Со шпильки снимается корпус устройства. Проверка датчика детонации осуществляется при помощи двух проводов — сигнального и массы. Помните, что внутри устройства хрупкий пьезоэлектрический кристалл. Конечно, система предусматривает определенную защиту в виде компенсаторов, но от сильного механического воздействия она не спасет. Разбирать датчик не стоит, так как герметичность корпуса нарушать недопустимо.

Проверять лучше мультиметром. На его проводах не должно быть скруток. Лучше использовать прибор с короткими проводами. Щуп минуса подключается к отверстию датчика, расположенному в центре, а плюсовой — к разъему управления. Если прибор исправен, индикатор мультиметра покажет скачек электричества в 40-150 мВ.

Если устройство неисправно, активности не будет. Можно провести проверку несколькими устройствами — тогда не останется сомнений, что процедура проведена корректно. После диагностики проводится замена дефектного сенсора.

Если сенсор не работает, его необходимо заменить — других вариантов здесь нет. Стоит устройство недорого, найти его можно в любом специализированном магазине. Конечно, цена зависит от марки и модели машины, но в целом она невысока. Замену устройства можно провести и самостоятельно, но при отсутствии навыков и опыта лучше обратиться к мастерам. Они возьмут за работу 2-3 тыс. рублей.

Перед заменой надо дать мотору остыть и обесточить автомобиль, отключив минусовую клемму аккумуляторной батареи. На некоторых автомобилях устройство расположено таким образом, что снять его получится без усилий.

Для демонтажа устройства понадобится ключ на 12 — им отворачивается крепежный болт. Дальше устройство отключается и вынимается. На его место ставится новый датчик. Сборка происходит в обратном порядке.

Покупая новый датчик, смотрите на то, чтобы его каталожный номер совпадал с номером старого компонента. Тогда ЭБУ будет работать полностью корректно. Не покупайте устройства от китайских производителей — стоят они, конечно, дешевле, но экономия наверняка выйдет боком.

Датчик детонации — это очень важный и вместе с тем несложный прибор, заменить который можно, не прилагая особых усилий

Важно вовремя определить неисправность, чтобы не нанести вред автомобилю ездой с неисправным сенсором