На що впливає Датчик Детонації та як його перевірити
Зміст
Датчик виявлення детонації (ДД) в циліндрах двигуна не був очевидною необхідністю в перших системах управління моторами, а в часи більш простих принципів організації живлення та запалення бензинових ДВЗ аномальне горіння суміші взагалі ніяк не відстежувалося. Але потім мотори стали складнішими, вимоги щодо економічності та чистоти вихлопу різко зросли, що зажадало збільшення обсягу контролю за їх роботою в кожний момент часу.
Бідні та надбідні суміші, помірні ступеня стиснення та інші подібні фактори потребують постійної роботи на межі детонації без переходу за цей поріг.
Де знаходиться датчик детонації та на що впливає
Зазвичай ДД встановлюється на різьбовому кріпленні до блоку циліндрів, біля центрального циліндра ближче до камер згоряння. Така його локація визначена завданнями, які він має виконувати.
Грубо кажучи, датчик детонації є мікрофоном, що вловлює цілком певні звуки, що видаються б'є об стінки камер згоряння детонаційною хвилею.
Сама ця хвиля стає результатом аномального горіння у циліндрах з дуже високою швидкістю. Різниця між штатним процесом і детонаційним така сама, як і при роботі виштовхуючого порохового заряду в артилерійському знаряддя і вибухової речовини бризантного типу, яким начинений снаряд чи граната.
Порох горить повільно та штовхає, а вміст фугасу дробить та руйнує. Різниця у швидкості поширення межі горіння. При детонації вона вища у багато разів.
Щоб не зазнати поломок деталі двигуна, виникнення детонації треба вчасно помітити і припинити. Колись можна було собі дозволити ціною перевитрати палива та забруднення навколишнього середовища, щоб уникати детонування суміші в принципі.
Поступово моторні технології досягли такого рівня, що запаси були вичерпані. Треба було змусити двигун самостійно гасити детонацію. І мотору приробили "вухо" акустичного контролю, яким і став датчик детонації.
Усередині ДД є п'єзоелемент, здатний перетворювати акустичні сигнали певного спектра та рівня на електричні.
Після посилення коливань у блоці управління двигуном (ЕБУ) інформація перетворюється на цифровий формат і надходить на розгляд електронного мозку.
Типовий алгоритм роботи полягає у короткочасному відкидання кута на фіксоване значення з наступним покроковим поверненням до оптимального випередження. Будь-які запаси тут неприпустимі, оскільки вони знижують ефективність двигуна, змушуючи його працювати в неоптимальному режимі.
Відстеження відбувається в режимі реального часу на великій частоті, що дозволяє швидко відреагувати на появу "дзвону", не даючи йому завдати локальних перегрівів та руйнувань.
Синхронізувавши сигнали з датчиками положення коленвала та розподільних валів можна навіть визначити в якому саме циліндрі виникає небезпечна ситуація.
види датчиків
За спектральними характеристиками історично їх два – резонансний и широкосмуговий.
У першому підвищення чутливості використовується яскраво виражена реакція на цілком певні звукові частоти. Заздалегідь відомо який спектр видається деталями, що страждають від ударної хвилі, саме на них датчик конструктивно і налаштовується.
Датчик широкосмугового типу має меншу чутливість, зате вловлює коливання різних частот. Це дозволяє уніфікувати прилади і не підбирати їх характеристики під конкретний двигун, а велика здатність вловлювати слабкі сигнали не дуже затребувана, детонація має достатню акустичну гучність.
Порівняння датчиків обох типів призвело до повного витіснення резонансних ДД. В даний час застосовуються тільки двоконтактні широкосмугові датчики тороїдальної форми, закріплені на блоці центральною шпилькою з гайкою.
ознаки несправності
При нормальній роботі двигуна датчик детонації не видає сигналів небезпеки і в роботі системи управління не бере участі. Програма ЕБУ виконує всі дії за своїми зашитими на згадку про карти даних, штатні режими забезпечують бездетонаційне горіння паливоповітряної суміші.
Але при значних відхиленнях температури в камерах згоряння детонація може проявитися. Завдання ДД – вчасно подати сигнал парування небезпеки. Якщо цього не відбувається, то з-під капота лунають характерні звуки, які у водіїв чомусь прийнято називати стукотом пальців.
Хоча насправді ніякі пальці при цьому не стукають, а основний рівень гучності походить від вібрації днища поршня, який ударяється хвиля вибухового горіння. Це і є основною ознакою позаштатної роботи підсистеми контролю детонації.
Непрямими ознаками стануть помітна втрата потужності двигуна, зростання його температури, аж до появи калільного запалення, і нездатність ЕБУ впоратися із ситуацією у штатному режимі. Реакцією керуючої програми в подібних випадках стане запалення лампочки Check Engine.
Зазвичай ЕБУ здійснює прямий контроль над діяльністю датчика детонації. Рівні його сигналів відомі та зберігаються в пам'яті. Система порівнює поточну інформацію з діапазоном допуску та при виявленні відхилень одночасно з включенням індикації запам'ятовує коди помилок.
Це різні види перевищення чи зниження рівнів сигналу ДД, і навіть повний обрив його ланцюга. Коди помилок можна вважати бортовими комп'ютерами або зовнішнім сканером через діагностичний роз'єм.
Коди помилок можна вважати бортовими комп'ютерами або зовнішнім сканером через діагностичний роз'єм.
Якщо діагностичного пристрою у вас немає, рекомендуємо звернути увагу на бюджетний мультимарковий автосканер Scan Tool Pro Black Edition.
Особливістю даної моделі корейського виробництва є діагностика як двигуна, як у більшості бюджетних китайських моделях, а й інших вузлів і агрегатів автомобіля (коробку передач, допоміжні системи ABS, трансмісію, ESP тощо.).
Також цей пристрій сумісний з більшістю автомобілів, починаючи з 1993 року випуску, стабільно працює без втрат зв'язку з усіма популярними діагностичними програмами та має досить демократичну ціну.
Як перевірити датчик детонації
Знаючи пристрій і принцип роботи ДД, перевірити його можна досить простими способами, як знімаючи з двигуна, так і за місцем, у тому числі безпосередньо на заведеному моторі.
Вимірювання напруги
До знятого з блоку циліндрів датчика підключається мультиметр у режимі вимірювання напруги. Акуратно вигинаючи корпус ДД через вставлену в отвір втулки викрутку можна простежити за реакцією вбудованого п'єзоелектричного кристала на зусилля, що деформують.
Поява напруги на роз'ємі та його величина порядку двох-трьох десятків мілівольт приблизно вказує на справність п'єзогенератора приладу та його здатність виробляти сигнал у відповідь на механічну дію.
Вимірювання опору
Деякі датчики містять вбудований резистор, підключений на кшталт шунта. Його величина становить порядок десятків або сотень ком. Обрив або коротке замикання ланцюга всередині корпусу можна зафіксувати підключенням того ж таки мультиметра в режимі вимірювання опору.
Прилад повинен показати номінал резистора, що сам шунтує, оскільки сам п'єзокристал має практично нескінченно великий опір, звичайним мультиметром не вимірюване. При цьому показання приладу також залежатимуть від механічного впливу на кристал через генерацію напруги, що спотворює показання омметра.
Перевірка датчика на роз'ємі ЕБУ
Визначивши за електричною схемою автомобіля потрібний контакт роз'єму контролера ЕБУ, стан датчика можна перевірити повніше, з включенням ланцюгів проводки, що підводять.
На знятому розніманні проводяться ті ж вимірювання, що описані вище, відмінністю буде лише одночасна перевірка справності кабелю. Вигинаючи і смикаючи дроти переконуються у відсутності блукаючої несправності, коли контакт з'являється і пропадає від механічних вібрацій. Цим особливо страждають корродуючі місця загортання проводів у наконечники роз'ємів.
При під'єднаному ЕБУ та включеному запаленні можна перевірити наявність опорної напруги на датчику та правильність його поділу зовнішнім та вбудованим резисторами, якщо це передбачено схемою конкретного автомобіля.
Зазвичай опора +5 Вольт ділиться приблизно навпіл та на тлі цієї постійної складової генерується змінний сигнал.
Перевірка осцилографом
Найбільш точний і повний приладовий спосіб потребує використання цифрового осцилографа, що запам'ятовує, або осцилографічної приставки до діагностичного комп'ютера.
При ударах по корпусу ДД на екрані буде видно, наскільки п'єзоелемент здатний генерувати круті фронти сигналу детонації, чи правильно працює сейсмо маса датчика, не допускаючи сторонніх коливань, що загасають, чи достатня амплітуда вихідного сигналу.
Методика потребує достатнього досвіду в діагностиці та знання типових картинок сигналу справного приладу.
Перевірка на робочому двигуні
Найпростіший спосіб перевірки навіть не вимагатиме використання електровимірювальних приладів. Двигун запускається і виводиться на обороти нижче за середні. При нанесенні помірних ударів по датчику детонації можна спостерігати реакцію ЕБУ на його сигналів.
Повинен статися штатний відскок кута випередження запалення і пов'язане з цим падіння оборотів двигуна, що встановилися. Спосіб вимагає певної навички, оскільки не всі мотори однаково реагують на таке тестування.
Деякі «помічають» сигнал детонації лише в межах досить вузької фази обороту розподільних валів, до якої ще треба потрапити. Адже, за логікою ЕБУ, детонація не може виникнути, наприклад, на такті випуску або на початку такту стиснення.
Заміна датчика детонації
ДД відноситься до навісного обладнання, заміна якого жодних складнощів не представляє. Корпус приладу зручно закріплений на шпильці і для його зняття достатньо відкрутити гайку і зняти електричний роз'єм.
Іноді замість шпильки використовується болт на різьбленні у тілі блоку. Труднощі можуть виникнути лише за корозії різьбового з'єднання, оскільки прилад дуже надійний і його зняття потрібно дуже рідко.
Допоможе універсальне проникне мастило, іноді зване рідким ключем.
