Описание и устройство датчика детонации двигателя

В процессе работы силовой установки может возникнуть детонация. Она негативно влияет на мотор, вызывая паразитные разрушающие нагрузки.

Для своевременного выявления неоптимального сгорания топливовоздушной смеси служит датчик детонации. Издаваемый им сигнал поступает в блок управления, который корректирует работу мотора так, чтобы не было детонации.

Описание датчика детонации

Детонацией является серьезное отклонение от нормы в работе силового агрегата, которая выражается во взрывообразном характере поджига рабочей смеси в камере сгорания. Это нежелательное явление, которое оказывает ударное воздействие на поршни, цилиндры, элементы ГБЦ и прочие узлы силовой установки. Для своевременного обнаружения данного явления используется специальный измеритель. Он получил название датчика детонации.

Предназначение и типы датчиков детонации двигателя

Чтобы избавиться от детонации в моторе, требуется датчик (ДД). У него единственное назначение – выявление этой проблемы в цилиндрах мотора и подача соответствующего импульса в блок электронного управления. Он в автоматическом режиме меняет угол опережения, уменьшая его, и более позднее зажигание позволяет избавиться от детонации. Кроме непосредственного функционала датчик детонации влияет на две основных характеристики двигателя:

1. на мощность мотора;
2. на экономное расходование топлива.

Датчик позволяет автоматически выставлять угол зажигания при запуске двигателя, благодаря этому можно быстро заводить его в любую погоду.

Принцип работы датчика детонации состоит в реагировании на ударную волну, возникающую в камере сгорания при детонации. В результате образуется усиленная вибрация и за счет пьезоэлектрического элемента механическая энергия преобразовывается в электрический разряд, который и является сигналом для ЭБУ.

Встречается два вида датчиков:

1. Широкополосные – наиболее распространенный вид. Устанавливаются на блоке двигателя обычным болтом, визуально представляя собой крупную шайбу, с выведенным проводом;
2. Резонансные датчики – напоминающие датчики давления моторного масла, которые тоже крепятся резьбовым соединением на блок. Они встречаются реже, но и используются на такой популярной марке, как Тойота.

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.

Проверяем датчик детонации

Поскольку поломка возникает в силу разных причин, придётся проверить несколько элементов системы. Осмотрите состояние проводов датчика, проверьте розетки жгута и вилки датчика. Оцените надёжность их соединений. Если тут всё в порядке — проверьте контакты розетки. Обнаружили повреждённые компоненты? Замените их. Также рекомендуется изучить состояние жгута. Выключите зажигание, отключите жгут от датчика и проверьте его омметром. Так вы узнаете, цела ли цепь.

Порой проблема кроется в состоянии экранирующей оплётки. В таком случае действуем следующим образом.

1. Смотрим, надёжно ли присоединены розетки жгута и вилки;
2. Изучаем каждый их компонент;
3. Проверяем, цела ли экранирующая оплётка.

Если причиной неисправности является замыкание на массу, действовать надо другим методом:

1. Отключаем от жгута весь блок, вместе с датчиком детонации;
2. Проверяем целостность цепи, ищем сильно изношенные места;
3. Выключаем зажигание и, используя омметр, исследуем место, в котором масса движка соединяется с цепью жгута.

Находим и демонтируем датчик

Назначение датчика детонации

Основным назначением ДД является своевременное обнаружение детонации и, как результат, максимальное продление срока службы мотора. Ресурс двигателя — это первое на что влияет измеритель.

Во время работы двигателя есть вибрация. Она постоянно преобразуется в сигнал определенной амплитуды и частоты. Как только появляется детонация, вибрация силового агрегата становится намного сильнее. Пьезоэлектрический элемент улавливает это и в электронный блок управления мотором начинает приходить соответствующий сигнал. По заранее заложенным алгоритмам ЭБУ устраняет детонацию, о чем и сообщает ДД.

Во время детонации падает мощность силового агрегата, а по кузову бежит неприятная вибрация. Это ухудшает комфорт езды. Своевременное обнаружение датчиком зарождающейся детонации в результате не только увеличивает ресурс ДВС, но и делает вождение авто более приятным.

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).

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.

Расположение ДД

Чтобы увидеть, где находится датчик детонации, требуется посмотреть на блок цилиндров. ДД располагается на том месте, где его чувствительность к детонации наивысшая. На большинстве моторов измеритель установлен между вторым и третьим цилиндрами.

Датчик детонации стоит на ровной площадке. Он плотно прижимается к поверхности силового агрегата.

Датчик детонации располагается таким образом, чтобы не контактировать с антифризом и прочими техническими жидкостями. Часть измерителей имеют резьбу на корпусе, с помощью которой они закручиваются в посадочное отверстие. Большинство ДД фиксируются с помощью отдельного болта, проходящего через их центр. При этом крайне важно соблюдение момента затяжки для правильной работы сенсора.

Устройство ДД

Датчик детонации двигателя состоит из корпуса, посредине которого отверстие для крепления к блоку двигателя, а также имеет электрический разъем для присоединения к проводке авто. Датчики различных марок авто могут значительно отличатся друг от друга. Например датчик детонации Тойота имеет кардинальные изменения по сравнению с датчиком детонации фирмы Ниссан, он больше напоминает датчик давления масла.

В основе датчика стоит пьезоэлектрический элемент при механическом воздействии на который, вырабатывается электрический импульс и регистрируется компьютером.

Определение неисправности датчика по поведению автомобиля

В первую очередь о неисправности ДД говорят изменения в поведении автомобиля. Владелец может обнаружить один или несколько симптомов:

• увеличение потребления горючего;
• загорание индикатора неисправности силовой установки;
• снижение мощности мотора;
• выхлопные газы стали более дымными;
• машина потеряла динамику и плохо реагирует на педаль газа;
• при езде постоянно возникает звук детонации;
• мотор работает с частыми перегревами.

Признаки неисправности датчика детонации

О проблеме с датчиком сигнализирует индикатор на приборной панели. Он может загораться лишь эпизодически, когда нагрузка возрастает, либо гореть постоянно. Отсутствие импульса от датчика не препятствует работе двигателя и дальнейшей эксплуатации транспортного средства, однако это отрицательно сказывается на его динамике. На то, что с детонационным сигнализатором не все в порядке, могут указывать и другие косвенные признаки:

• перегрев двигателя за короткое время, несмотря на невысокую внешнюю температуру;
• потеря мощности и приемистости;
• возникновение калильного зажигания;
• ухудшение разгонных показателей;
• увеличение потребления бензина;
• чрезмерный нагар на свечах зажигания.

Определение неисправности с помощью мультиметра

Проверить работоспособность датчика детонации можно мультиметром или любым другим тестером, в котором есть вольтметр. Для этого следует придерживаться нижеизложенной инструкции.

• Снять датчик с авто.
• К клеммам подключить щупы прибора.
• По рабочей части датчика нанести небольшие удары металлическим предметом.
• Проконтролировать показания прибора. Если на клеммах датчика не появляется напряжение, то он негоден к дальнейшей эксплуатации.

На части авто стоит одноконтактный резонансный датчик. В таком случае один из контактов следует подключить к его корпусу.

Проверка работы датчика

Проверить работоспособность датчика можно двумя способами. Сначала требуется найти, где он находится, в некоторых случаях нужно будет снять защиту. Например, у 16-тиклапанных двигателей часто ставится под выпускным коллектором. Для проверки требуется:

1. Запустить двигатель и стабильно удерживать его на 2000 оборотов. По установленному датчику наносятся несильные удары, имитирующие детонацию топлива, если он в нормальном состоянии, ЭБУ изменит угол зажигания, а обороты заметно снизятся. После прекращения постукивания обороты снова вернутся на прежнее значение.
2. Снять датчик, выкрутив его из блока двигателям. Мультиметр выставить на измерение сопротивления в диапазоне 2 кОм. Положительный электрод подсоединить к контакту, а отрицательный к металлическому кольцу, контактирующему с корпусом. После этого начинаем постукивать по датчику металлическим предметом, при этом сопротивление должно скачкообразно нарастать и сразу возвращаться к исходному значению. Если сопротивление не снижается – датчик неисправен.

Если тестирование показало, что датчик в нормальном состоянии, а при работе двигателя наблюдаются проблемы, то нужно проверить подводящие провода и контакты, которые могут просто окислиться.

Требуемые инструменты

Для замены датчика детонации требуется инструменты из таблицы ниже.

Таблица — Инструменты и материалы необходимые для замены датчика детонации

Название	Примечание
Накидной ключ или головка	Размер зависит от применяемого ДД и его крепления. Обычно это ключи от «на 13» до «на 21». На некоторых авто доступ к датчику затруднен, поэтому потребуется демонтаж некоторых узлов и деталей. В таком случае лучше заранее подготовить комплект ключей.
Вороток	В случае работы в стесненных условиях желательно иметь трещотку. На некоторых авто необходимо использовать удлинитель к воротку.
Динамометрический ключ	От соблюдения момента затяжки зависит правильность работы ДД

Где находится датчик детонации

Датчик находится на блоке ДВС, но на разных авто местоположения отличается, у кого-то спереди мотора в верхней его части, а на каком то двигателе сзади. Одно можно сказать точно, его перепутать с другими датчиками сложно, ведь прикручен и прилегает кругленький, не высокий пятак, непосредственно к блоку. Так же стоит отметить, что если у вас карбюраторная машина, то искать его не стоит, ведь его попросту нет, поскольку устанавливается только на инжекторных двигателях. Кстати при его замене нужно соблюдать усилие затяжки (оно около 19 Нм), так как затяжка с чрезмерным усилием может привести к выходу его из строя.

Ремонт детонационного датчика невозможен, поскольку это не разборная деталь, по этому если проверка датчика детонации двигателя показала что он вышел из строя, его меняют новым.

Замена датчика детонации

Ремонт датчика детонации в большинстве случаев невозможен, поэтому требуется его замена. Цена ДД редко превышает 300-350 рублей, поэтому затягивать с установкой нового измерителя не стоит.

• Разблокировать фиксатор клеммной колодки.

• Отсоединить разъем, который отвечает за связь с электронным блоком управления двигателем.

• Открутить болт, который фиксирует ДД.

• Установить новый датчик, строго соблюдая момент затяжки.

• Подключить клеммную колодку.

Обрыв сигнального провода датчика детонации

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.

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 экранирующей оплетки провода «11» жгута: от контакта «1» розетки датчика до контакта «30» розетки блока. При необходимости восстановите указанную цепь.

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

Замыкание на массу проводов датчика детонации

1. Для проверки неисправности цепей отсоедините датчик и блок от жгута проводов.

2. При отключенном зажигании проверьте омметром соединение цепей «11» и «30а» жгута с массой двигателя: соответственно от контактов «1» и «2» розетки датчика до металлических деталей двигателя.

3. При необходимости устраните неисправность указанной цепи.

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

Замыкание на бортсеть проводов датчика детонации

1. Отсоедините защитный чехол розетки датчика детонации.

2. Включите зажигание и проверьте вольтметром напряжение между контактами розетки датчика «1», «2» и металлической массой двигателя.

3. Если напряжение около «12 В», то отсоедините датчик и блок управления от жгута проводов.

4. Отключите аккумулятор от бортсети и проверьте омметром вероятность замыкания цепей «11» и «30а» жгута с электропитанием системы управления: соответственно от контактов «1» и «2» розетки датчика к контактам «18», «27» и «37» розетки блока.

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

Неисправность датчика детонации

1. При работающем на холостом ходу двигателе постучите твердым неметаллическим предметом по датчику и проверьте вольтметром переменного тока наличие сигнала от датчика детонации: если амплитуда сигнала < 0,1 В, то датчик неисправен.

2. Замените неисправный датчик детонации на исправный.

3. После замены датчика включите зажигание, запустите двигатель, установите обороты холостого хода 3300..3500 об/мин и проконтролируйте отсутствие кода неисправности «041».

Способы проверки исправности цепи датчика детонации

1. Включите зажигание и запустите двигатель. Установите обороты холостого хода двигателя 3300..3500 об/мин на время более 20 сек. Если фиксируется код неисправности «041»: неисправен жгут проводов, блок управления или датчик детонации.

2. При работающем на холостом ходу двигателе, постучите твердым неметаллическим предметом по датчику и проверьте вольтметром переменного тока наличие сигнала от датчика детонации: если амплитуда сигнала < 0,1 В, то датчик неисправен.

3. Если датчик детонации исправен, проверьте целостность цепей: «11» и «30а», а также надежность соединения экранирующей оплетки проводов датчика с металлической массой двигателя.

4. Если жгут проводов исправен, то проверьте отсутствие кода «041» на повышенных оборотах холостого хода >3000 об/м с контрольным блоком управления.

КОД 042—НЕИСПРАВНОСТЬ ЦЕПИ ВТОРОГО ДАТЧИКА ДЕТОНАЦИИ (ДД)

· Причина 1: обрыв сигнального провода датчика детонации.

· Причина 2: обрыв экранирующей оплетки провода датчика детонации.

· Причина 3: замыкание на массу проводов датчика детонации.

· Причина 4: замыкание на бортсеть проводов датчика детонации

· Причина 5: неисправность датчика детонации.

· Причина 6: неисправность блока управления двигателем.

Что такое и для чего нужен датчик детонации?

Эта деталь встречается в автомобилях, где в качестве топлива используется бензин. Он предназначен для инжекторных типов двигателей. Располагается датчик на блоке цилиндров мотора. Это важная деталь системы управления, главной целью которой является контроль уровня детонации.

Давая ответ на вопрос, за что отвечает датчик детонации, нужно отметить, что благодаря ему реализуются следующие возможности автомобиля:

• Экономия топлива.
• Возможность двигателя развивать максимальную мощность.

Датчик контролирует систему завода автомобиля, регулирует его правильную работу.

Из каких основных элементов состоит датчик детонации?

Основные детали этого механизма – это:

• Вибрационная пластина.
• Электрический элемент типа пьезо.
• Сигнальный провод.
• Оплетка.

Местонахождение датчика детонации

Сенсор крепится на алюминиевом или чугунном блоке цилиндров в районе между вторым и третьим цилиндрами. Это наиболее горячее место в блоке, и наименьшее расстояние сразу к двум цилиндрам. Выбор места, где находится датчик детонации неслучаен, именно в самой разогретой камере сгорания начнется развитие детонации, тогда как в остальных цилиндрах условия только приблизились к границе допустимого. Место крепления датчика всегда имеет ровную плоскую поверхность для исключения возможного акустического сопротивления или искажения звуковых волн. Корпус прибора всегда крепится шпилечным соединением, гарантирующим полноценное плотное прилегание к месту установки.