Устройство датчика детонации: Зачем нужен датчик детонации?

Датчик детонации: неисправности, устройство, диагностика.

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:

1. большой расход топлива;
2. периодически возникающая детонация;
3. включение индикатора «check engine» на щитке приборов;
4. плохая приемистость;
5. снижение мощности двигателя;
6. 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

1. Если ЭБУ конструктивно должен выдавать на ДД опорное напряжение, нужно с помощью вольтметра убедиться в том что оно доходит до него. Отсутствие опорного напряжения на его клемме будет говорить о том что неисправность заключена не в нем, а в проводке либо в формирователе опорного напряжения ЭБУ. Отсутствие опорного напряжения контроллер будет воспринимать как неисправность ДД и включит аварийный режим работы. В случае же неисправности проводки импульсы, генерируемые прибором, не дойдут до ЭБУ, потому что для их передачи используется тот же провод что и для подачи опорного напряжения. Результат будет мало чем отличаться от предыдущего случая.
2. Измерение электрического сопротивления ДД. Но для того чтобы сделать вывод о наличии или отсутствии неисправности необходимо знать каким сопротивлением он должен обладать.
3. Контроль способности генерации электрических импульсов в ответ на звуковое воздействие. Подключить к выходу снятого прибора вольтметр в режиме измерения переменного напряжения с пределом измерения 200 мВ и легонько постукать по нему отверткой вольтметр должен показать появление электрического напряжения. Если показания прибора останутся равны нулю, то можно с большой вероятностью предположить неисправность датчика.

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.

Назначение и принцип работы датчика детонации старого образца (резонансный) на автмомобили ВАЗ десятого семейства

         На 8- клапанных двигателях датчик детонации ВАЗ 2110 выполняет функцию управления системой воспламенения горючей смеси. Из-за позднего зажигания водитель может столкнуться с проблемой повышенного расхода бензина, понижения мощности мотора, а также его перегрева. Если же воспламенение горючей смеси будет более поздним, это может привести к перегоранию клапанов и также снижению мощности мотора.

 

         Принципа работы устройства на ДВС 8, заключается в пьезовом эффекте. То есть уровень напряжения полностью зависит от физического воздействия на компонент. Если давление будет более высоким, соответственно, увеличится и импульс напряжения.

 

 

Распространенные неисправности

Перед тем, как поменять устройство на моторе 8 клапанов, нужно уделить время его диагностике,

— для этого в первую очередь произведите проверку проводки питания. Как показывает практика, зачастую ошибка датчика фаз обусловлена окислением контактов, если это так, то их нужно будет только прочистить. Обычно этот регулятор весьма надежен признаки неисправности в его работе проявляются редко.

— возможна поломка контроллера Проверку проводят компьютером.

Проверка функциональности датчик детонации своими руками

         Для диагностики Вам потребуется мультиметр, который предварительно стоит настроить на работу в диапазоне 200 мВ. Чтобы проверить работоспособность регулятора, к его разъемам необходимо подсоединить щупы прибора. На вашей «десятке» установлен резонансный контроллер, в этом случае один щуп следует подсоединить к корпусу.

 

 

         Затем по корпусу устройства нужно постучать отверткой. Как вы помните, показатели напряжения, которые считает тестер, будут полностью зависеть от того, насколько сильное воздействие на датчик. То есть чем удар отверткой будет сильнее, тем больше будет сигнал напряжения. В том случае, если эта зависимость имеет место, то проверенный регулятор является полностью исправным.

         После этого мультиметр следует переключить на замер параметра сопротивления. В конечном итоге диагностики полученные показатели на исправном устройстве должны составлять от 1 до 10 МОм. В том случае, если датчик пробитый, то значения будут составлять 0.001-0.09 Ом.

 

 

         Убедитесь в том, что зажигание отключено, и можно отсоединить проводку питания от устройства.

         Используя гаечный ключ на 13необходимо выкрутить, после чего устройство демонтируется и меняется на новое.

Как выбрать датчик детонации | Новости автомира

Как говорят некоторые водители, в случае одной из неисправностей двигателя «стучат пальцы». Так описывается детонация топливной смеси – крайне неприятная вещь, от которой не застрахован ни один мотор. Речь идет о детонации с высокоскоростным движением фронта пламени (скорость часто превышает 2000 м/с) и сопутствующими этому нагрузками на стенки цилиндров, на ГБЦ и поршни. Было найдено простое и элегантное решение – установить датчик детонации, который бы работал в паре с контролирующей электроникой. Автопроизводители уделяют немало внимания этой маленькой детали. И действительно, если она исправно работает, сам двигатель реже выходит из строя и может полностью реализовать свой потенциал. Конечно, это решает только одну проблему, однако мы подробно остановимся на явлении детонации и способах ее предотвращение. Также мы дадим автолюбителям несколько полезных рекомендаций по выбору датчика детонации, расскажем о его устройстве и типичных «болезнях».

Насколько устройство необходимо

Датчик детонации является акселерометром. Акселерометром называется то устройство, которое может воспринять и преобразовать энергию колебаний автомобильных блоков цилиндра (т.е. механическую энергию) в импульсы электричества. Само устройство на карбюраторные ДВС заводах-изготовитель не ставит – только на инжекторные. В старых авто без ЭБУ опережение зажигания может быть скорректировано вручную за счет проворота специальной крышки. Так можно ориентируясь на октановое число залитого бензина снизить риск детонации. Ниже мы рассмотрим некоторые способы защиты своего двигателя от данного явления, не касаясь темы датчиков. Однако уже указанный способ защитить двигатель от микровзрывов высокой надежностью не отличается.

В тандеме со всеми современными датчиками детонации работает электронный блок. Как и многие другие электронные элементы автомобиля, датчик лишь подает блоку информацию, а тот, в свою очередь, отдает команды нескольким узлам системы. Дабы топливно-воздушная смесь несанкционированно не детонировала, электроника будет оперативно изменять угол опережения зажигания, а также регулировать состав смеси. Различают 2 типа подобных датчиков:

1. Широкополосный тип, отличающийся высокой чувствительностью. Он передает блоку управления весь спектр шумов, в котором по ходу непрерывного анализа выявляется шум, соответствующий детонации топлива. Устройство исполнено в виде шайбы с находящейся на ней фишкой на два контакта;
2. Резонансный тип, который настроен производителем на частоту микровзрыва. Он подает сигнал ЭБУ только тогда, когда этот самый взрыв обнаруживается. В среде автомобилистов его называют бочонком. Сегодня данный тип считается устаревшим.

Исправный датчик детонации гарантирует экономичную работу двигателя. Кроме того, в случае исправности всех узлов ДВС сможет реализовать свою максимальную мощность.

О вероятности детонации

Частота детонации коррелирует с тремя основными вещами. Вот они:

• Состав бензина. В современных автомобилях высоко требование к октановому числу, и это неспроста. Данное число как раз описывает способность горючего не детонировать. Все знают и говорят о том, что качественное топливо положительно сказывается на функционировании двигателя и продолжительно его «жизни». Они абсолютно правы, но мы хоть немного раскроем, почему это так. Во-первых, хорошее топливо не будет расходовать ресурсы фильтров с экстремальной скоростью. Во-вторых, оно реже детонирует, тем самым минимизируя нагрузки на металлическую начинку мотора. Как видите, сплошная экономия средств в перспективе долгосрочного пользования автомобилем;
• Условия работы двигателя. Детонация происходит чаще при определенных нагрузках, выбранных передачах и при сгорании топливной смеси неправильного состава;
• Конструктивные особенности моторов. Многие современные автомобили ездят только на 95 и 98 бензине, так как их двигатели имеют большую степень сжатия. Соответственно, возрастает риск детонации, который компенсируется высокой стойкостью топлива к самовоспламенению при резком сжатии. Также важна формы камер сгорания и днищ поршней, нынешнее расположение свечей зажигания. Всегда актуальное правило: заливайте бензин с тем октановым числом, что указано производителем автомобиля на люке топливного бака.

К счастью, автолюбителям не нужно для пользования транспортом держать в голове всего нюансы его конструкции. Специализированной датчик решает проблему детонации. Важно лишь следить за исправностью его работы. Но все же разобраться с принципом его работы не помешает.

Как это устроено

Взглянув на датчик детонации в разрезе, вы увидите следующие элементы: пьезоэлектрическая пластина, пружина, сигнальный провод , тонкая оплетка, резистор. Как только мотор выдает большие механические колебания, на концах данной пластины начинает действовать напряжение. В блоке управления зафиксированы значения безопасного напряжения, которое выдает датчик по ходу работы мотора без риска детонации. Как только порог превышается, блок дают команду на уменьшение угла опережения зажигания.

Такие датчики являются довольно простыми электрическими устройствами. Не оказывают на их работу серьезного влияния внешние условия. Расположение роли тоже не играет — датчики ставят как в передней части мотора, так и в задней.

Отметим также, что детонацией специалисты привыкли называть не только явление несанкционированного взрыва топлива в цилиндрах. Этим термином также обозначают тот электрический импульс, который создается при зажигании.

Основные неисправности датчиков детонации

Перво-наперво водителю стоит обращать внимание на лампочку «Check» на панели. Если она загорелась, нужно проверить двигатель в любом случае. Лампочка указывает на самые разные неисправности деталей двигателя, так что с проблемами уже будет разбираться специалист на СТО. Однако некоторые вещи могут указать водителю на неисправность датчика детонации еще до поездки к мастеру. Вот те самые указатели:

1. Двигатель сильно шумит при работе;
2. Начала теряться мощность двигателя;
3. Двигатель периодически или постоянно троит при работе на низких оборотах;
4. Ухудшилась динамика разгона транспортного средства;
5. Ощутимо увеличился расход топлива.

Первичную картинку ситуации дополнит диагностическое оборудование. К примеру, ошибка P0327 указывает на слишком низкий уровень сигнала, а вот P0328 – на слишком высокий. При этом ошибки проявляются и после их сбрасывание в среднем каждые 10 километров пробега. Возможно, некоторые водители с таким сталкивались. Если проблему игнорировать, сиюминутных последствий не будет. Автомобильный ЭБУ будет стараться решить проблему: если в одном из цилиндров обнаружилась детонация, то будет выставлено наибольшое опережения зажигания. Режим работы двигателя заведомо не оптимален. Как результат, снизится мощность и увеличится расход.

Узнать о последствиях частых детонаций можно за осмотром мотора. Во-первых, прогорают днища поршней, равно как и клапаны в целом. Во-вторых, все детали кривошипно-шатунного механизма изнашиваются в ускоренном темпе, как если бы автомобиль эксплуатировался дольше, чем это происходило в действительности. Категорически не рекомендовано закрывать глаза на те вещи, что указывают на детонацию топливной смеси.

Перспективы ремонта

В случае неисправности ДД специалисты на станциях техобслуживания сначала проверяют всю проводку до датчика детонации на предмет обрыва. Если проблема крылась в устройстве, его предлагают заменить. Однако есть одна особенность, которой обладает большинство установленных на азиатские и европейские автомобили датчиков детонации.

Пьезоэлектрическая пластина выходит из строя в очень редких случаях. Корпус датчика имеет специальное наполнение, которое со временем плавится и оголяет пластину. Пластина такое испытание выдерживает, а вот подключенный параллельно к ней добавочный резистор нет. Его сопротивление в большинстве случаев равняется 560 КОм. Эта величина нелинейно меняется в зависимости от температуры. К тому же со временем резистор покрывается ржавчиной. ЭБУ проверяет наличие датчика по наличию сопротивления на нем, однако, пьезоэлектрическая пластина имеет близкое к бесконечности сопротивление. Следовательно, «прозванивает» автоматика упомянутый резистор. Если он вышел из строя, блок управления перестает реагировать на датчик и игнорирует сигнал с пластины. Очевидно, проблема не в датчике целиком, а только в элементе, который налаживает с блоком управления обратную связь.

Ремонт датчика детонации возможен, но дает результат не всегда. В домашних условиях в корпусе проделывается отверстие, удаляется наполнение из компаунда (часто его называют просто «смолой») и шприцом вводится высокотемпературный герметик-прокладка, как-то красный герметик фирмы ABRO, до самых краев корпуса. Возможно, перед этим придется поработать паяльником и аккуратно счистить зубной щеткой пятна ржавчины. Если электронная начинка датчика не была сильно поражена коррозией, устройство после оперативного вмешательства владельца авто будет долго функционировать без появления критических изменений выходного сигнала. Обратно датчик ставится с усилием порядка 19-20 нМ.

Другие способы предотвратить детонацию

Хоть речь и шла о датчиках, автолюбителям кроме устройства их работы и влияния на частоту несанкционированных детонаций топлива стоит знать и о других способах сохранить свой двигатель в целостности.

Выше мы указали основные причины детонации. Теперь поговорим о том, как продлить жизнь автомобильного мотора и применить новые знания на практике. Мы считаем это важным потому, что не все автомобили оснащены датчиками детонации и современной электроникой, которая регулирует работу двигателя. Но ведь с проблемой детонации может столкнуться каждый водитель. Вам стоит знать следующее:

• Если детонация началась после заправки новым топливом, старый бензин (солярка) сливается и заливается новое топливо. Заправляться на предыдущей АЗС больше не стоит;
• Удаляется нагар в цилиндрах, что позволяет уменьшить степень сжатия и серьезно улучшить отвод тепла. Все моторы имеют функцию естественной самоочистки. На пустой дороге двигателю дают максимальную нагрузку на 2-5 минут. Специалисты рекомендуют делать это несколько раз в день. К слову, когда выхлоп автомобилей на дизеле стал насыщенно-черный или имеет зеленоватый оттенок, такой прогон ничего дает – требуется замена поршневой группы;
• Проверяется состояние элементов системы охлаждения мотора, в частности радиатора и вентилятора. Радиатор необходимо чистить хотя бы раз в год, а желательно чаще;
• Проверяется состоянием высоковольтных проводов и свечей зажигания. Если есть повод грешить на последние, стоит проконсультироваться со специалистом. Возможно, свечи были подобраны неправильно и провоцируют детонацию из-за раннего зажигания;
• Регулируется угол опережения зажигания. После этого нужно выйти на дорогу, набрать скорость 40-50 км/ч, после чего нажать на педаль акселератора;
• В бензин добавляются присадки вроде Castrol TBE. Отметим лишь, что серьезного эффекта это дает не всегда, но все же улучшает детонационную стойкость заливаемого бензина. Благодаря такой присадке машина будет лучше заводиться, но стучать «пальцы» все же продолжат, пусть и не так часто.

Резюмируя советы многих автомобилистов, для снижения частоты детонаций мы настоятельно рекомендуем делать следующее: своевременно менять или ремонтировать вышедший из строя датчик детонации, заменить старые свечи на более качественные и адаптированные под работу с вашим двигателем и заправляться подходящим топливом.

Как выбрать датчик детонации

Правильно подобранный датчик детонации связывает управляющую электронику автомобиля и двигатель. Если электроника не будет должным образом регулировать работу последнего, водитель сразу отметит потерю мощности, ухудшение динамики и повышение расхода топлива. Яркий пример: неправильно подобранный датчик дает низкий уровень сигнала (хоть и новый), а бортовой компьютер выдает ошибку P0327. Если верить статистике, с подобным сталкиваются покупатели датчиков фирмы Bosch. Соответствие штатной детали и покупаемой для дальнейшей установки новой должно быть полным.

Правильнее всего будет искать датчик по VIN-коду своего транспорта. Найденная таким образом запчасть встанет на автомобиль как родная. К тому же именно так можно быстрее всего найти оригинальный датчик, который будет исправно служить весь жизненный цикл авто.

Другой вариант: искать запчасти по техническим данным транспортных средств. На датчики детонации правило также распространяется. Нужно учитывать марку, модель, параметры двигателя, годы выпуска. Риск ошибиться есть, но он сводится к минимуму, если вы собираетесь искать датчик детонации в официальном магазине или через проверенный электронный каталог, а также изучите отзывы других автомобилистов. При этом вы быстро сможете подобрать коды ближайших аналогов, которые смогут выступить в качестве замены старого изношенного устройства.

Экскурс по брендам

Рекомендуем брать OEM-запчасть, особенно если у вас новая иномарка. Качество исполнения запчасти будет максимально высоким. И это отнюдь не пустая трата денег. Когда все узлы двигателя и системы охлаждения исправны, датчик детонации не выходит из строя в принципе. А если это оригинал для конкретной модели, то ЭБУ будет принимать и анализировать реальный сигнал, тем самым сводя к минимуму частоту детонаций топлива.

Так как оригиналы стоят немалых денег, имеет смысл взять аналог. Рекордно высокими ценами здесь могут похвастать датчики для автомобилей марок Mazda, Lexus и Mitsubishi. Конечно, оригиналы по качеству исполнения дают фору любым, даже самым дорогим альтернативам. Если вы решились на покупку аналога, ищите датчики вот этих фирм: Bosch, SWAG, а также Behr/Hella (Германия), NGK (Япония)

Доступные в плане цены запчасти предлагает Amulet (Польша), Meyle, Febi (Германия), FAE (Испания). Правда, по качеству исполнения и времени эксплуатации они отличаются от перечисленных выше вариантов в худшую сторону.

В контексте покупки описываемой запчасти, советуем отдавать предпочтение только дорогостоящим аналогам и оригиналам для вашей марки авто – такие изделия служат в десятки раз дольше дешевок от малоизвестных производителей.

Вывод

Датчик детонации – одно из простых, но очень эффективных решений, которое повсеместно используется в электронных системах защиты двигателя от самовоспламенения топлива. С таким датчиком электроника сама может решить проблему детонации, тем самым улучшив поведение двигателя и уменьшив износ поршней, ГБЦ и самих цилиндров. Можем также отметить серьезное уменьшение расхода топлива после замены старого неисправного датчика на новый. Так что ДД нельзя назвать неэффективным устройством за большие деньги. Напротив, с ним можно смело реализовывать весь потенциал инжекторных двигателей. Многие инженеры признают простоту и изящность этого устройства, способного работать практически в любых условиях при тесном сотрудничестве с ЭБУ. Так что если на вашем автомобиле стоит датчик детонации и вы недовольны его работой, стоит провести его ремонт самостоятельно или купить ему замену, ведь это стоит каждой потраченной копейки.

Сегодня вы можете найти много хороших аналогов немецкого и японского производства, которые будут служить вам верой и правдой долгое время. Рискнем даже предположить, что единоразовой установки нового высококачественного датчика будет достаточно, чтобы вы больше не вспоминали о связанных с ним неполадках весь дальнейший период эксплуатации авто.

Слушаем детонацию — журнал За рулем

КОМПАНИИ И РЫНКИ

/МИНИ-ЭКСПЕРТИЗА

СЛУШАЕМ ДЕТОНАЦИЮ

ЕЕ БОЯТСЯ ВСЕ ДВИГАТЕЛИ

ТЕКСТ / МИХАИЛ КОЛОДОЧКИН

…Особенно те, что с высокой степенью сжатия. При детонации «голос» двигателя, как известно, меняет свою окраску — в спектре частот появляется специфическая составляющая с высокой амплитудой («звон»). Чтобы вовремя услышать его и сообщить электронному блоку управления, на блок цилиндров устанавливают датчик детонации. Его размещают с таким расчетом, чтобы он «прислушивался» к каждому из цилиндров. Понятно, если цилиндров много, потребуется несколько датчиков, однако под капотом «Волги» вполне управится датчик-одиночка, размещаемый на правой стороне блока. После обработки его сигналов электронные «мозги» двигателя вырабатывают команды на изменение угла опережения зажигания. При этом хороший микропроцессор может рассчитать смещение момента зажигания для каждого цилиндра в отдельности.

Речь пойдет о широкополосном датчике детонации GT305 и его зарубежном аналоге фирмы «Бош». Ими комплектуют шестнадцатиклапанные моторы ЗМЗ-406 и некоторые модели вазовских впрысковых двигателей, например, оснащенные каталитическими нейтрализаторами или системами управления с контроллерами «Январь-5.1» и М 1.5.4 N (подробнее см. ЗР, 2000, № 3).

Устройство «волжского» датчика детонации показано на рис. 1, а пример его выходного сигнала — на рис. 2. Основная деталь датчика — пьезоэлемент, на выводах которого при механической деформации появляется напряжение. Сам по себе пьезоэлемент достаточно легкий, поэтому для полноты ощущений на него давит увесистая шайба.

Заставить близнецов раскрыть свои способности оказалось нелегко — в ход пошли такие мудреные термины, как «резонансная балка», «объемная нагрузка» и «максимальная декартова компонента»… Исправный датчик должен сохранять свою работоспособность при воздействии повышенной вибрации, иметь определенное значение электрической емкости и сопротивления изоляции, а также демонстрировать нужную осевую чувствительность в определенных пределах — ни больше ни меньше. Результаты испытаний сведены в протокол.

Ожидаемого «разнобоя» не получилось — уральское изделие ни в чем не уступило именитому «немцу». Осталось вспомнить пятикратную разницу в цене и порадоваться за отечественного товаропроизводителя.

Рис. 1. Устройство датчика детонации GT305: 1 — штекер; 2 — изолятор; 3 — корпус; 4 — гайка; 5 — упругая шайба; 6 — инерционная шайба; 7 — пьезоэлемент; 8 — контактная пластина.

Датчик GT305 

(Уральский электромеханический завод).

Датчик 0261231046 

фирмы «Бош».

Рис. 2. Характеристика датчика детонации (при постоянной частоте вращения коленвала). Красный цвет соответствует наличию детонации. Остается пропустить сигнал через полосовой фильтр, оценить его амплитуду и «пожаловаться» микропроцессору — пусть принимает решение.

датчик детонации

Датчик детонации является небольшой, но очень важной деталью на современном бензиновом двигателе. В этой статье мы рассмотрим для чего он нужен, где он находится и как работает, неисправности датчика и как его проверить, а так же другие вопросы, которые могут возникнуть у начинающих водителей.

Датчик детонации устанавливают практически на все современные бензиновые двигатели. Раньше, на более старых автомобилях, он не устанавливался и водителям приходилось изменять угол опережения зажигания, например при переходе (или при случайной заправке) на топливо с другим октановым числом, чтобы предотвратить детонацию (подробнее об изменении углов, чтобы предотвратить детонацию, вот в этой статье).

Для чего нужен датчик детонации.

Но на современных автомобилях устанавливают на заводе этот датчик и благодаря ему, электронный блок управления (считывая показания с датчика детонации) контролирует работу двигателя на возможное возникновении детонации и степень её величины. И благодаря информации, поступающей с датчика детонации, электронный блок управления (бортовой компьютер) корректирует угол опережения зажигания (и состав рабочей смеси), чтобы исключить возникновение детонации.

О детонации и о причинах её возникновения я не буду писать здесь, так как написал отдельную подробную статью (в которой так же описано как отличить детонацию от калильного зажигания) и желающие могут кликнуть и почитать (статья находится вот тут). А здесь мы подробно поговорим о датчике детонации, его устройстве, диагностике и др.

Устройство и работа датчика детонации.

Этот датчик устанавливается на блоке двигателя и представляет собой пьезо-устройство, которое считывает механические колебания (вибрацию) блока цилиндров и головки двигателя и преобразует эти механические колебания (которые возникают при детонации) в электрические сигналы (импульсы), которые и считывает бортовой компьютер современного автомобиля или мотоцикла.

Ну и как было сказано выше, благодаря информации, поступающей с датчика детонации, бортовой компьютер изменяет угол опережения зажигания (чем больше детонационные стуки, тем больше изменяется угол) и состав рабочей смеси, и благодаря этому предотвращается возникновение детонации.

Работая совместно с другими датчиками, которыми оснащён современный двигатель, датчик детонации так же позволяет улучшить мощностные показатели двигателя, при этом не теряя экономичности.

Устройство и принцип работы этого датчика основан на пьезоэффекте, то есть в корпус датчика помещена пьезоэлектрическая пластинка, которая реагирует на вибрацию и от вибрации на пластинке появляется напряжение. И чем выше сила и амплитуда колебаний и вибрации (от возникновения детонационных стуков) тем выше напряжение, которое и считывает блок управления и тут же корректирует угол опережения и состав смеси.

 

 

Большинство датчиков плоские (нерезонансного типа), как на фото выше и на фото а слева. Реже на машинах бывают датчики резонансного типа (рисунок Б слева), которые не имеют отверстия в центре для болта или шпильки крепления к блоку мотора. Они внизу имеют отдельную резьбовую часть.

 

Неисправности и диагностика датчика детонации.

При выходе из строя датчика детонации, на большинстве современных машин на панели приборов загорается индикаторная лампочка (или загорается временами, при повышении нагрузки). Но добраться до места ремонта (замены датчика) не представляет трудностей, так как двигатель будет работать без проблем. Но стоит учесть, что при первой возможности (особенно перед заправкой) следует заменить датчик на исправный, так как октановое число одного и того же бензина на разных заправках может отличаться.

И при неисправном датчике детонации, заправившись бензином с неподходящим для вашего двигателя октановым числом, возможно возникновение детонации, которая вредна для любого мотора. И даже если и не будет детонации (когда октановое число не сильно отличается) но мощность и экономичность мотора, при неисправном датчике, с таким бензином будет уже не та.

Поэтому следует при первой возможности заменить датчик. На тех автомобилях, у которых при выходе из строя датчика не загорается индикатор на приборной панели, можно убедиться в неисправности датчика его проверкой, которая будет описана ниже. К тому же можно понять по поведению машины (упала мощность, экономичность, изменился цвет выхлопа), что какой то датчик вышел из строя (как выявить неисправность впрысковой иномарки по поведению машины советую почитать вот тут).

Проверить почти любой датчик современного двигателя (в том числе и датчик детонации) можно с помощью обычного мультиметра (тестера). Как с помощью обычного тестера проверить датчики современного впрыскового мотора, я написал в отдельной статье (статья находится вот тут).

Но проверку датчика детонации стоит подробно описать и здесь, так как тема статьи требует этого. К тому же проверка датчиков, установленных на многих иномарках, аналогична проверке датчиков современных отечественных машин.

В хорошо оснащённых автосервисах, для выявления какой то неисправности, (в том числе и выхода из строя датчиков) используют сканеры (например описанные вот в этой статье), которые расшифровывают код конкретной неисправности. Но у большинства автовладельцев таких полезных приборов разумеется нет. Но можно проверить датчик детонации и с помощью тестера, а если его у кого то нет, то купить его можно везде, да и смешная цена в пределах 5 — 10$ легко позволяет это сделать.

И так, для проверки нам потребуется цифровой мультиметр (тестер) выставленный в режим замера сопротивления (омметра), или в режим замера напряжения (вольтметра).

В первом случае (при проверке омметром сопротивления) следует уточнить в мануале вашего двигателя (или на форумах) какое точное сопротивление должно быть у исправного датчика, установленного именно на вашем двигателе. Так как на разных двигателях у датчиков может быть разное сопротивление.

Узнав точное сопротивление исправного датчика, отключаем провода, приходящие к датчику (снимаем клеммную колодку), и подсоединяем один щуп тестера к массе (туда где вставляется винт крепления или к самому винту, ну или к массе мотора, если датчик не снят с блока). Второй щуп тестера (омметра) подсоединяем к плюсовому контакту (обычно к нему приходит провод красного цвета с бортовым напряжением, а рядом стоящий сигнальный контакт, предназначен для провода, идущего на блок управления и он другого цвета).

На датчиках некоторых машин оба щупа следует подсоединять к клемам датчика (второй щуп ко второй клеме, а не к массе, как на фото ниже). Если при проверке выяснится, что сопротивление не такое, как на исправном датчике, или вообще нет сопротивления — обрыв) то разумеется следует заменить датчик новым.

Во втором случае (при проверке вольтметром напряжения) понадобится тестер, способный измерять микровольты (менее одного вольта). Большинство азиатских тестеров вполне способны замерить микровольты, даже если переключатель выставить на 1 — 2 вольта (тестер в таком случае покажет напряжение с нулём впереди — например 0,02 — 0,5 и т.д.).

Для такой проверки следует снять датчик детонации с блока двигателя, и подключить щупы тестера (вольтметра) к контактам датчика (клеммной колодке). Теперь остаётся с помощью отвёртки или болта (см. фото слева) тихонько постукивать по корпусу датчика. При этом вольтметр должен показать скачки напряжения, и чем сильнее удар (но в пределах разумного), тем больше скачок напряжения.

Такую же проверку можно сделать и выставив тестер в режим омметра, только при постукивании по корпусу будет меняться не вольтаж, а сопротивление (это показано в видеоролике под статьёй).

Если при проверке вольтметр ничего не покажет, то место такому датчику на помойке. Если же выяснилось, что датчик исправен, но двигатель тупит (работает некорректно — мощность и экономичность не та), или индикаторная лампочка горит, а код неисправности подтверждает, что именно из-за датчика детонации проблемы, то скорей всего неисправность в проводах, которые приходят к датчику (обрыв или перетёрлись и замыкают на массу) и следует тщательно проверить провода, приходящие к датчику и идущие от датчика к блоку управления.

Что касается замены датчика, то на большинстве машин он крепится всего одним винтом (или шпилькой с гайкой) к блоку цилиндров (см. фото слева), и его довольно легко заменить, открутив винт и отключив провода от клеммной колодки.

 

А точное  расположение датчика детонации следует уточнить в мануале вашего двигателя, или просто посветив фонариком и обследовав сверху блок цилиндров вашего мотора, и на большинстве машин датчик крепится между 2 и 3 цилиндром, ближе к головке мотора (как на фото). Датчик легко обнаружить, так как к нему приходят провода от блока управления двигателя.

Вот вроде бы и всё, надеюсь прочитав эту статью, начинающие водители теперь подробно знают почти всё о датчике детонации, успехов всем.

назначение, конструкция, где находится, проверка

На чтение 8 мин. Просмотров 7k. Опубликовано 31.08.2020

В этой статье описано всё, что необходимо знать о типах, принципе работы, функциях, методах диагностики и тестирования датчиков детонации. Мы разберём симптомы неисправных датчиков и расскажем подробные шаги и методы их обнаружения.

Что такое детонация?

В бензиновых двигателях для воспламенения топливовоздушной смеси используются свечи зажигания. Пламя непрерывно распространяется в топливовоздушной смеси.

Во время распространения пламени, если давление повышается ненормально, смесь в некоторых случаях будет возгораться самостоятельно, не дожидаясь достижения пламени, вызывая мгновенное взрывное возгорание. Это явление называется детонацией.

В то время как нормальная скорость распространения фронта пламени составляет около 30 м/с, при детонации пламя распространяется в десятки раз быстрее — до 2000 м/с.

Детона́ция (от фр. détoner — «взрываться» и лат. detonare — «греметь») — режим горения, при котором по веществу распространяется ударная волна.

Сгорание в двигателе — сложный процесс, поэтому требует довольно точной конструкции и контроля. Небольшая ошибка управления или отклонение от нормы вызовут ненормальное сгорание. Детонация — ненормальное сгорание.

Проще говоря, детонация — воспламенение смеси в ненужный момент времени (как правило раньше положенного) в неправильном месте.

Для чего нужен датчик детонации

Проще говоря, датчики детонации (ДД) — это датчики вибрации, которые хорошо подходят для обнаружения структурных акустических колебаний. Это может происходить при преждевременном зажигании или непреднамеренном возгорании смеси.

ДД это своеобразный микрофон, с помощью которого блок управления (ЭБУ) «слушает» двигатель. Датчик преобразует детонацию двигателя в электрический сигнал. Контроллер использует этот сигнал для противодействия детонации с помощью регулировки угла опережения зажигания.

Как только детонация обнаружена, ЭБУ будет постепенно задерживать зажигание до тех пор, пока детонация не будет устранена. После того, как детонация устраняется и не возникает снова, ЭБУ будет постепенно восстанавливать исходную синхронизацию зажигания. Это называется управление с замкнутым контуром и обратной связью.

Таким образом, датчик детонации — это специальный «микрофон» для ЭБУ, который выполняет роль обратной связи при регулировании момента зажигания.

Когда есть неисправность в ДД, вышеупомянутое управление с обратной связью не работает. Чтобы избежать повреждений, вызванных детонацией двигателя, ЭБУ сохранит соответствующий код неисправности и задержит опережение зажигания каждого цилиндра на определенное значение (Toyota задерживает на 8 °, Volkswagen — на 15 °). В это время снизятся мощность и экономичность двигателя.

Типы датчиков, конструкция

Датчики детонации бывают двух типов.

Узкополосные или резонансные

Такой тип датчика рассчитан на генерацию напряжения при колебаниях определенного диапазона частот. Т. е. пластина (ее вес, размер, крепление и т. д.) — обеспечивает требуемый уровень напряжения только в определенном диапазоне частот.

Всё это рассчитано под поршневую группу двигателя. Отсюда и разные номера датчиков на разных моторах — диаметр поршней отличается — датчики детонации тоже будут разные.

Широкополосные

Данные датчики регистрируют колебания в более широком диапазоне. Они дешевле, надёжнее, но обработка их сигнала более сложная.

Внутри ДД находится тороидальный пьезокерамический элемент с прикрепленной массой. Корпус реагирует на вибрацию, вызванную детонацией двигателя, в свою очередь вызывая движение в пьезокерамическом элементе, который генерирует электрический сигнал. Этот сигнал используется модулем управления двигателя.

Где находится датчик детонации

Датчик детонации установлен на блоке цилиндров или головке цилиндров (как показано на рисунке) ниже впускного коллектора.

 

 

 

В зависимости от конструкции ДД крепиться болтом к двигателю или вкручивается в него. Например, на 4-цилиндровом двигателе датчик обычно установлен между 2 и 3 цилиндром.

На четырехцилиндровых двигателях используется один датчик детонации, так как он может легко контролировать работу всех цилиндров. По мере увеличения количества цилиндров требуется больше датчиков.

Чаще всего датчики детонации разбиты на группы. Например, на шестицилиндровом двигателе датчик 1 может соответствовать цилиндрам 1–3, а датчик 2 — цилиндрам 4–6.

Читайте подробнее: Что такое Банк 1 и Банк 2, Датчик 1 и Датчик 2 (Bank 1, Bank 2, Sensor 1, Sensor 2)

Признаки неисправности

Вот некоторые из наиболее распространенных признаков неисправности датчика детонации, на которые следует обратить внимание.

Контрольная лампа Check Engine

Один из первых симптомов, который вы можете заметить, — это загорание контрольной лампы Check Engine на приборной панели. Вы должны серьезно отнестись к этому раннему предупреждению и осмотреть свой автомобиль, прежде чем проблема усугубится.

Конечно, есть много причин, по которым может загореться Check Engine, и неисправный ДД — одна из них. Независимо от причины, вы не должны игнорировать её слишком долго, иначе это может иметь плачевные последствия для двигателя.

Громкие звуки из двигателя

Когда датчик детонации начинает работать со сбоями, вы слышите громкие звуки, исходящие от двигателя, которые напоминают стук. Чем дольше вы не решите эту проблему, тем громче будут эти звуки.

Этот шум возникает из-за неправильного воспламенения топливно-воздушной смеси внутри цилиндра.

Высокий расход топлива

Если вы заметили, что проезжаете меньше километров за 1 л, то причиной этому может быть неисправный датчик детонации. Опять же, есть много причин, по которым у вас может быть высокий расход топлива.

Но если есть другие симптомы в сочетании с увеличившемся расходом топлива, то это ещё один повод полагать, что ДД неисправен.

Плохое ускорение

Когда вы нажимаете на педаль газа, а автомобиль не ускоряется так же быстро, как раньше — возможно, неисправный датчик детонации мешает эффективному ускорению. Вы можете быть уверены в этом, если у вас уже проявляются три предыдущих симптома.

Машина дёргается

Худшие симптомы неисправного датчика проявляются при повреждении внутренних деталей двигателя. Если вы позволите этой проблеме обостриться, не заменив неисправный датчик детонации, ваш автомобиль начнет все больше дёргаться.

Может даже появиться запах гари, исходящий от двигателя и попадающий в салон. Любое дальнейшее использование автомобиля в таком состоянии может привести к выходу из строя всего двигателя.

Как проверить датчик детонации, пошаговое руководство

Если ДД выходит из строя, генерируется код неисправности P0324 (неисправность системы контроля детонации) и P0325 (неисправность датчика детонации). Ошибки можно считать самостоятельно с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque.

Сигнал обратной связи от датчика детонации к ЭБУ обеспечивает наиболее оптимальное регулирование угла опережения зажигания, наилучшую производительность системы зажигания, а также предотвращает повреждение двигателя в результате детонации.

Напряжение сигнала переменного тока, генерируемое датчиком, изменяется в зависимости от уровня вибрации двигателя во время работы.

Если датчик детонации неисправен, выполните следующие действия для диагностики.

Шаг 1 — базовая проверка

1. Проверьте, не поврежден ли датчик физически.
2. Проверьте, правильно ли установлен датчик. Если момент затяжки крепления слишком сильный или слишком слабый, будет установлен диагностический код.
3. Проверьте, нет ли на поверхности датчика заусенцев, повреждений и посторонних предметов.
4. Датчик детонации следует держать вдали от шлангов, кронштейнов и проводки двигателя.
5. Если что-то из этого не в порядке, разберитесь с неисправной деталью и переходите к седьмому шагу. Если всё нормально — переходите к следующему шагу.

Шаг 2 — посмотрите обороты двигателя сканером

1. Подключите диагностический прибор к разъёму OBD-2.
2. Поверните ключ зажигания в положение «ON».
3. Выберите «Двигатель» / «Чтение потока данных» / «Сигнал датчика детонации 1».
4. Запустите двигатель и доведите его до нормальной рабочей температуры.
5. Диагностический прибор должен считывать нормальные обороты двигателя.

Шаг 3 — проверьте сопротивление внутреннего резистора

Данный шаг предназначен для датчиков с внутренним резистором. Зависит от модели автомобиля.

1. Поверните ключ зажигания в положение «OFF».
2. Отсоедините разъём проводов от датчика.
3. Измерьте значение сопротивления внутреннего резистора (стандартное значение сопротивления: 49–100 кОм).
4. Подсоедините разъем жгута проводов датчика.

Если значение сопротивления ненормальное, замените датчик детонации и перейдите к шагу 7. Если с сопротивлением всё нормально, переходите к следующему шагу.

Шаг 4 — проверьте напряжение от датчика

1. Отключите зажигание.
2. Отсоедините разъем от датчика.
3. Открутите болт крепления, снимите датчик с двигателя.
4. Возьмите электронный мультиметр и переведите его на измерение постоянного напряжения (DC), на минимальный предел измерения (200 mV).
5. Подключите мультиметр к датчику, лучше использовать зажимы типа «крокодил».
6. Возьмите гаечный ключ. Несильно постукивая по датчику, наблюдайте за изменением напряжения на мультиметре. Так же ДД можно зажать в тиски и ударять по ним, не боясь повредить датчик.

Если напряжение на мультиметре не изменяется, скорее всего датчик неисправен и требует замены.

Шаг 5 — проверьте проводку от датчика до ЭБУ

1. Отключите зажигание.
2. Отсоедините разъем от датчика.
3. Отсоедините разъем жгута проводов ЭБУ.
4. На монтажной схеме для своего автомобиля найдите контакты ДД на колодке проводов контроллера.
5. Измерьте сопротивление 1 провода.
6. Измерьте сопротивление 2 провода.

Сопротивление должно быть менее 0,5 Ом. Если прибор показывает «OL», значит в цепи есть обрыв, который нужно устранить.

Шаг 6 — проверьте цепь питания ЭБУ

1. Проверьте цепь питания ЭБУ.
2. Проверьте цепь заземления ЭБУ.

Шаг 7 — сбросьте ошибку OBD-2

1. Подключите диагностический сканер.
2. Поверните ключ зажигания в положение «ON».
3. Удалите код неисправности.
4. Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу не менее 5 минут.
5. Покатайтесь не менее 10 минут.
6. Считайте ошибки с блока управления ещё раз, чтобы убедится, что неисправность не возвращается.

Видео о том, как проверить датчик детонации.

Вывод

ДД используется для определения состояния детонации в двигателе. ЭБУ использует этот сигнал для управления моментом зажигания.

Датчик детонации обычно устанавливают на блоке или головке блока цилиндров. Датчики бывают узкополосные (резонансные) и широкополосные.

Проверка датчика детонации обычно включает в себя: считывание данных обратной связи датчика, проверку рабочего напряжения, проверку проводки между датчиком и ЭБУ, измерение сопротивления датчика и т. д.

Подробно о том, для чего нужен датчик детонации двигателя

Одним из главных условий корректной работы автомобильного двигателя заключается в нормальном горении топливно-воздушной смеси в цилиндрах. Условием для этого является множество факторов, основополагающие среди которых — высококачественное топливо и угол опережения зажигания.

Если эти два критерия не выполняются, то это провоцирует возникновение детонации, а она в свою очередь становится поводом для серьезных поломок автомобиля.

Принцип детонации основан на том, что определенная порция бензина из-за посторонних причин локально воспламеняется в камере возгорания. Данное действие происходи до момента возникновения искры между электродами свечей, то есть опережает загорание. При этом давление и температурный показатель намного выше.

Расположение и функциональные принципы

Устройство фиксируется между вторым и третьим цилиндром на блоке. Такое месторасположение выбрано абсолютно не случайно. Дело в том, эта точка считается наиболее горячей, к тому же самой приближенной одновременно к двум цилиндрам. Именно там детонация начинает действовать раньше всего, и когда достигает максимального уровня, в других частях она еще только начинает образовываться.

Сенсор представляет собой своеобразное устройство, которое преобразует механическую колебательную энергию каждого цилиндра во множество электроимпульсов. Конструкция предельно простая: пьезоэлектрическая пластина с шунтирующим резистором и защитным корпусом.

Если начинает возникать детонационное волнение, то на каждом конце пластины образуется напряжение.Он постоянно пересылает сигналы ЭБУ двигателя. Тот реагирует на них изменением угла опережения и составным качеством топлива.

Схема работы датчика очень похожа на функционирование пьезоэлектрического микрофона, настроенного на звуковые волны колебаний, свойственных только процессу детонации. Из-за того, что на работу двигателя влияет взаимодействие большого количества разнообразных деталей, она сопровождается множеством звуков определенной частоты.

Для того чтобы нейтрализовать ошибочную реакцию на посторонний звук, сенсор, подобно камертону, перенастраивается на другую звуковую волну (детонации). Ее диапазон составляет от 25 до 75 Гц.

Звуки, которые не входят в эти границы, относят к посторонним шумам, они являются маркером неисправности пальцев, поршней или вкладышей двигателя.

Эти звуковые «чужие» сигналы распространяются по металлическому блоку ДВС и с определенного момента достигают пластины датчика детонации, заставляя его резонировать. На концах пластины возникает напряжение, которое после преобразования считывает электронный блок управления.

Существует два основных типа датчиков детонации:

• широкополосный, воспринимающий несколько основных видов сигнала, относительно которых прибор определяет частоту и уровень сигнала, передаваемый на ЭБУ;
• резонансный, настроенный на определенную одну частоту, начинает сигнализирующее действие только в случаях совпадения /возникновения резонанса со звуковой волной, которая была сгенерирована детонацией воздушно-топливной смеси

Если датчик вышел из строя

Работа электронного блока управления построена таким образом, что при малейшей неисправности датчика детонации он оперативно в целях безопасности установить поздний срок зажигания.

В случае неисправности датчика двигатель функционирует уже не в корректном режиме, а ЭБУ не может выставлять точный и правильный угол опережения. Поэтому при детонационном горении топливной жидкости образуются достаточно высокие силовые нагрузки в виде интенсивных ударов, а также заметно возрастают показатели теплоотдачи у кривошипно-шатунного механизма.

Это, в свою очередь, приводит к износу всех деталей двигателя, а следственно, может стать причиной общей поломки автомобиля.

Таким образом, неисправный датчик напрямую влияет на экономичность и динамику работы ДВС.

Сигнальным маркером того, что датчик детонации вышел из строя служит загорание лампочки «CheckEngine», а также больший, чем обычно расход топлива и интенсивные газовые выхлопы. В этом случае датчик детонации подлежит замене.

Как самостоятельно проверить датчик?

Чтобы узнать, как работает датчик детонации двигателя, следует пройти соответствующую диагностику в сервисе. Там специальное оборудование выдаст код ошибки, а автослесарь устранит все неисправности.

Если нет возможности расшифровать код сообщения на информационной панели, то можно попробовать самостоятельно продиагностировать на наличие неисправности датчик детонации.

• Первоначально следует залить в бак бензин высокого качества и прогреть его в течение некоторого времени до рабочих показателей.
• Далее проверяется мотор, корректность его работы. На скорости, не превышающей 40 км/ч перейти в режим повышенной передачи.
• Одновременно педалью газа резко добавить обороты.

Если в ближайшую минуту будет слышен детонационный стук, то можно считать, что датчик работает корректно. В случае если звон не обнаружился, то это косвенно подтверждает неисправность устройства.

Также можно использовать дополнительную проверку, основанную на особенных характеристиках работы электронного блока управления. При переходе на аварийный режим функционирования маркерами неисправности датчика станут:

• быстрый перегрев мотора при относительно низких температурах воздуха;
• возникновение такого явления, как «троение» двигателя;
• свечи зажигания забиваются нагаров из-за того, что топливная смесь переобогащается;
• расход бензина увеличивается, а мощность двигателя заметно уменьшается

При таких «симптомах» автомобиль не рекомендуется эксплуатировать, так как это может привести к значительному и дорогостоящему ремонту.

Что такое датчик детонации?

Что такое датчик детонации?

Датчик детонации — это, по сути, небольшое «подслушивающее» устройство в двигателе или на нем, которое обнаруживает эти нерегулярные вибрации и звуки, исходящие от блока цилиндров.

Датчик детонации улавливает вибрацию и звук, исходящие от блока цилиндров, превращает их в электронный сигнал и отправляет этот сигнал в блок управления двигателем (ЭБУ). Затем автомобильный компьютер оценивает информацию и определяет, следует ли изменить угол опережения зажигания.

Связанное сообщение: Best Aftermarket EFI Systems

Это также может вызвать появление светового сигнала проверки двигателя (CEL) или потенциально отключить часть двигателя, чтобы спастись от дальнейшего повреждения.

Где находится датчик детонации?

Датчик детонации обычно прикрепляется непосредственно к внешней стороне блока цилиндров, но в некоторых случаях он расположен под впускным коллектором.

Как работает датчик детонации?

В большинстве датчиков детонации используется пьезокерамика или элементы.Согласно Science Direct , «пьезоэлектрическая керамика — это интеллектуальный материал, который преобразует механическое воздействие (например, давление, движение или вибрацию) в электрический сигнал и наоборот. Благодаря электромеханическому эффекту пьезоэлектрическая керамика используется в широком спектре приложений, таких как датчики движения, часы, ультразвуковые преобразователи мощности, литотриптеры, ультразвуковая очистка, ультразвуковая сварка, активные гасители колебаний, высокочастотные громкоговорители, приводы для атомных силовых микроскопов, и многие другие.» Прохладный.

Что вызывает детонацию в двигателе?

Детонация в двигателе может возникнуть по нескольким причинам. Вот несколько возможных причин:

• Неправильная синхронизация : Искра не зажигается в нужное время.
• Неправильная топливно-воздушная смесь : неправильное соотношение воздуха и топлива может вызвать проблемы с зажиганием.
• Отложения внутри цилиндра : Грязь, сажа и загрязнения могут попасть в цилиндры и создать самые разные проблемы.
• Неисправные, неисправные или неподходящие свечи зажигания : Неправильный тип свечи зажигания, свечи зажигания с накоплением отложений или неправильные зазоры в свечах зажигания могут вызвать плохую искру или неправильно рассчитанную искру.

Соответствующее сообщение: Лучшие инструменты для зазора свечей зажигания

Что такое предварительное зажигание?

Предварительное зажигание часто путают или путают со стуком, но это разные вещи. Хотя детонация часто происходит примерно в то же время, что и зажигание свечи зажигания, предварительное зажигание происходит до того, как произойдет зажигание свечи зажигания.Чаще всего это происходит, когда поршень движется вверх.

Монитор датчика детонации — журнал Turbo и High-Tech Performance

Просмотреть все 4 фотографии Настройка

Dyno просто великолепна. Но двигатель с динамометрической настройкой не всегда может быть настроен на стресс, который он может увидеть на улице, не говоря уже о продолжающемся злоупотреблении, скажем, во время трек-дня. Это особенно верно, если мы говорим о динамометрических станциях без загрузки. Во-первых, окружающая погода может быть намного жарче, чем во время тестирования. Или ветер со скоростью 140 миль в час, толкающий автомобиль на скорости, может дольше удерживать двигатель на передаче, вызывая больше тепла в двигателе.В любом случае датчики детонации могут выйти из строя, но без автономного устройства и ноутбука в поле зрения большинство водителей не догадываются, невежественно держа ногу на дроссельной заслонке.

Многие автономные системы управления двигателем способны замедлять воспламенение и обогащать топливо при детонации. Тем не менее, было бы неплохо узнать, нужно ли вам дополнительно снизить наддув или зажигание, учитывая текущие условия и октановое число топлива, вместо того, чтобы полагаться только на способность ECU выполнять мгновенный контроль повреждений до катастрофического отказа двигателя? Когда вы начинаете выходить на конкретные значения, превышающие крутящий момент колеса 100 фунт-фут на литр двигателя, запас прочности на детонацию становится все меньше, прежде чем что-то потенциально плохое произойдет из-за всего этого давления в цилиндрах.

Просмотреть все 4 фотографии

Knock Link, распространяемый компанией Performance Developments, представляет собой довольно простое устройство, использующее собственный датчик детонации, который включает набор светодиодных индикаторов. Важно отметить, что он не контролирует и не предотвращает детонацию — он только контролирует шумы, которые могут быть вызваны им или преждевременным зажиганием. «Это очень недорогой способ предупредить вас, прежде чем вы получите повреждение», — говорит основатель Performance Developments Нил Харви. «И конечно, это правда, что ущерб уже мог быть нанесен (если взрыв был достаточно сильным), но если нет, у вас, по крайней мере, есть возможность знать, что если делать это постоянно, то, что вы делаете в настоящее время, потенциально может привести к повреждение двигателя.»

Светодиодные индикаторы на индикаторе Knock Link показывают только фоновый шум, который экспоненциально возрастает с шумом двигателя (а именно крутящим моментом), и это легко понять. Два зеленых индикатора указывают на нормальный рабочий шум двигателя, а два оранжевые огни говорят вам проявлять осторожность. Внезапное усиление шума двигателя загорится ярко-красным светом «Knock», который говорит о том, что происходит что-то отличное от обычного шума двигателя, и, скорее всего, это детонация.

Просмотреть все 4 фотографии

В блоке есть винт с регулировкой чувствительности, благодаря чему он будет работать на любом транспортном средстве.Настроить очень просто. Допустим, у рассматриваемого автомобиля максимальный крутящий момент составляет около 4000 об / мин. Мы предположим, что ваша машина не взрывается на холостом ходу (если это так, убейте свой тюнер). Что вы делаете, так это разгоняете машину до 4000 об / мин и поворачиваете винт по часовой стрелке, пока не загорится один зеленый индикатор. То, что вы здесь сделали, отфильтровало обычный механический шум двигателя. Любые дополнительные вибрации, обнаруженные датчиком детонации Knock Link, будут отображаться на светодиодном индикаторе. Ваша цель — оставаться зеленым на максимальных оборотах с нагрузкой, с которой вы постоянно ездите.

Мы тестировали наш Knock Link на BMW M3 E36 с турбонаддувом в течение прошлого года — это аккуратное маленькое устройство. Поскольку автомобилем управляет автономная система управления двигателем, конечно, мы могли бы контролировать выходное напряжение активности заводских датчиков детонации, если бы захотели, но для этого потребовалось бы, чтобы у нас был открытый ноутбук на пассажирском сиденье, что бы требуется оторвать взгляд от дороги во время работы с полностью открытой дроссельной заслонкой. Мы также могли бы просто зарегистрировать пробег, чтобы посмотреть позже, но что, если машина взорвалась во время всего этого рывка, и мы не знали, что нужно немедленно выключить дроссель? С помощью Knock Link мы можем подключить его где угодно (или иметь его под рукой) и легко контролировать шум двигателя по мере его появления.

Посмотреть все 4 фотографии

Во время использования мы заметили, что Knock Link может быть чрезвычайно стабильным и одновременно чувствительным. Во-первых, никогда не получается, что, если мы управляем автомобилем с неполным дросселем на первой передаче — или на любой другой передаче, если на то пошло — мы увидим один зеленый свет, как и ожидалось. При полном повороте на третьей или четвертой передаче Knock Link регистрирует один зеленый свет при 10–12 фунтов на квадратный дюйм, что дает нам душевное спокойствие, учитывая мелодию. При 15 фунтах на квадратный дюйм октановое число насоса становится сомнительным и начинает срабатывать один, а иногда и оба оранжевых индикатора «Внимание».Но если мы добавим пару галлонов гоночного топлива в полный бак топлива для насоса, индикаторы снова станут зелеными. Единственный раз, когда мы запустили пару красных вспышек на топливном насосе, было, если регулятор наддува был повернут выше 16 фунтов на квадратный дюйм, что начинает превышать 500 л.с. на этой машине. Зарегистрированный шум не слышен невооруженным ухом, но Knock Link говорит нам на этом уровне усиления, учитывая мелодию и октановое число, что, возможно, не стоит держать ногу на дроссельной заслонке.

Возможно, решение сбросить дроссельную заслонку должно быть принято во время недовольства Corvette Z06 или Dodge Viper, и мы понимаем, что легче перестать оставлять сиденье унитаза для наших жен, чем проиграть эту гонку — кто знает? Подобно тому, как подсознание отличает плохое от хорошего, Knock Link говорит нам, что такое постоянное поведение не может быть хорошим для нашего движка (или наших кошельков).

Knock Link поставляется с оконечным ремнем безопасности, датчиком детонации и светодиодным дисплеем Knock Link за 328 долларов. Для более серьезных, в тюнинговом магазине Performance Developments также есть Knock Block, доступный за 625 долларов, в котором используются два датчика детонации и набор наушников, чтобы на самом деле прослушивать и слышать стук двигателя. Если бы мы предлагали услугу тестирования динамометрического стенда, мы бы рассмотрели возможность предложить это заказчику в качестве опции. Его легко подключить и откалибровать, и вы можете заработать несколько дополнительных долларов в процессе.И кто знает, может быть, в ближайшем будущем вы избавите кого-нибудь от дорогостоящей модернизации двигателя.

Обнаружение детонации — Инструменты тюнера

Автор и авторские права: Брайан Барнхилл
Технический директор Tuner Tools LLC

Обнаружение и предотвращение детонации

Как и этот надоедливый сосед или ворчливый член семьи, ваш двигатель — это то, о чем вы бы предпочли не стучать. Детонация — это предупреждение и указание на потенциальную и нерешенную проблему.К счастью, есть несколько простых инструментов для отслеживания и определения детонации и помощи в настройке вашего двигателя, чтобы предотвратить условия, которые приводят к детонации и преждевременному воспламенению.

Физика

Детонация и преждевременное зажигание — это явления, которые описывают неправильное или неконтролируемое сгорание, и оба приводят к снижению производительности и управляемости и даже могут вызвать катастрофическое повреждение двигателя. Понимание того, что описывают эти термины, физики, лежащей в основе явления, почему они возникают и как их предотвратить, является наиболее важным аспектом настройки вашего двигателя, поскольку ошибка здесь по существу гарантирует возможный отказ двигателя.

Зажигание

Чтобы полностью понять явления, мы должны сначала обсудить и понять сам процесс воспламенения. Напомним, что двигатель — это, по сути, воздушный насос, и он зависит от изменений давления для перемещения воздуха в двигатель и из него. Зажигание топливовоздушной смеси инициируется свечой зажигания, когда блок управления двигателем или распределитель подает сигнал катушке зажигания. Это вызывает расширение ранее сжатой газовой смеси.

Правильный выбор времени для обеспечения максимальной мощности требует воспламенения смеси при пиковом давлении в цилиндре.Однако поскольку воспламенение не является мгновенным событием, и фронт пламени распространяется через камеру сгорания. Это требует, чтобы начальное событие искры произошло до верхней мертвой точки (BTDC) и всегда измеряется в градусах вращения относительно верхней мертвой точки. При настройке момента зажигания на карте ЭБУ изменяются именно эти значения. Обычно положительные значения указывают градусы BTDC, а отрицательные значения — ATDC.

Выбор момента искры для обеспечения полного воспламенения смеси всегда при пиковом давлении в цилиндре создаст максимальный крутящий момент от настраиваемого двигателя.Ключ состоит в том, чтобы иметь как можно меньшее опережение по времени при сохранении этого давления — это метод отображения зажигания с ограничением крутящего момента, и значение может называться средним опережением искры наилучшего крутящего момента и всегда должно быть целью, если оно не ограничено поведение двигателя, такое как детонация или преждевременное зажигание. Именно поэтому так важны мониторинг и контроль детонации.

Детонация

Детонация, звон и детонация описывают неправильное распространение фронта пламени — другими словами, топливно-воздушная смесь горит с непостоянной и непредсказуемой скоростью.Это приводит к тому, что событие окончательного воспламенения происходит во время, отличное от пикового давления в цилиндре и снижения давления. Это может быть вызвано множеством проблем, включая неправильную синхронизацию зажигания, нераспыление топлива или наличие локальных горячих точек в камере сгорания. Это приведет к возникновению нескольких участков возгорания не в том же месте, что и фронт пламени. Это можно в основном описать как силу воспламенения, «прыгающую» вокруг камеры сгорания, а не исходящую из одного места.

Результатом каждого из этих событий воспламенения является собственное давление или ударная волна.Эти волны распространяются от локальной точки воспламенения и сталкиваются друг с другом внутри цилиндра. Результатом является комбинированная ударная волна, резонирующая на частоте, отличной от частоты нормального горения, и даже создает слышимый металлический стук или звон, отсюда и название этого явления. Это может вызвать отверстия в компонентах двигателя и небольшие вмятины на поверхности поршня, а также очень быстрый износ и нагрузку на все компоненты двигателя.

Если детонация происходит при значении угла опережения зажигания, меньшем, чем значение для наилучшего крутящего момента, говорят, что двигатель ограничен детонацией, поскольку время зажигания настраивается так, чтобы предотвратить детонацию в этом месте карты, а не на максимальный крутящий момент.Это часто имеет место в асинхронных двигателях с более высоким сжатием и усилием, где давление и температура в цилиндре могут быть очень высокими. Главное — запросить как можно больше опережения зажигания, избегая при этом детонации во время любых операций и параметров двигателя.

Предварительное зажигание

Предварительное зажигание — явление совершенно отдельное и отличное от детонации. Предварительное зажигание происходит, когда смесь вызвана другим способом, кроме синхронизированной искры, часто значительно раньше запланированного времени.Это вызывает огромные нагрузки на вращающиеся компоненты двигателя, поскольку полное зажигание происходит до пикового давления в цилиндре и намного раньше ВМТ. Преждевременное зажигание пытается толкнуть поршень назад против инерции вращения и часто может привести к поломке шатунов, пальцев на запястье и отказу других компонентов.

Прерывание зажигания часто вызывается чрезмерными температурами в камере сгорания из-за высокой температуры всасывания, сильного сжатия, высоких уровней наддува (которые вызывают высокие температуры всасываемого воздуха), физических горячих точек из-за дефектов или повреждений поршня или низкосортного бензина. (Бензин с более низким октановым числом легче воспламеняется.) Предотвращение преждевременного воспламенения достигается в основном за счет правильного выбора деталей, рабочих параметров (наддув, используемое топливо и т. Д.) И конструкции двигателя. Предварительное зажигание обычно является признаком более серьезной проблемы с двигателем транспортного средства. Преждевременного воспламенения также можно избежать, используя такие элементы, как впрыск воды / метанола или промежуточный охладитель для понижения температуры на впуске или методы повышения эффективного октанового числа воздушно-топливной смеси.

Торговые инструменты

К счастью, существует множество инструментов для обнаружения, прогнозирования и контроля детонации.Стоимость этих инструментов колеблется от 25 до 1000 долларов и более — более простые инструменты позволят пользователю определить, когда двигатель стучит, в то время как более сложные инструменты будут использовать предположения и предшествующие данные для прогнозирования и предотвращения детонации, прежде чем она станет серьезной. . Понимание того, как работает каждый инструмент, что означает эта информация и как они применяются, имеет решающее значение для принятия решения о том, какие инструменты необходимы для вашей стратегии настройки.

Канистра «Дет»

Детонация, или «детонация», по сути, является стетоскопом для двигателя и позволяет тюнеру физически слышать внутреннее сердцебиение процесса сгорания.Это самый простой и дешевый инструмент для обнаружения детонации, но при этом он остается очень надежным средством определения детонации — и хорошая новость в том, что вы можете построить его самостоятельно за 25 долларов, используя детали из местного хозяйственного магазина. Det can — это, по сути, усилитель вибраций вашего двигателя. Он прикрепляет цилиндр к блоку, который будет вибрировать и создавать волну давления внутри цилиндра, а затем соединяет этот цилиндр воздушным шлангом с гарнитурой или другим баллоном, чтобы пользователь мог слышать шум.Это работает по тому же принципу, что и самодельный трюк «две банки на веревочке».
При нормальной работе шум, генерируемый детектором, будет напоминать нормальный шум двигателя и иметь такую ​​же частоту. Однако, если бы произошел стук, был бы слышен другой и очень отчетливый шум. Прислушиваясь к этим событиям, вы можете определить, когда ваш двигатель стучит, и настроить его соответствующим образом.

Датчик детонации

Есть 2 распространенных типа датчиков, которые могут использоваться для обнаружения детонации.Первым и наиболее распространенным типом, который обычно называют датчиком детонации, является тип микрофона. Второй — датчик давления в цилиндре. Оба обсуждаются и имеют различные применения и преимущества.

— Датчик детонации микрофона

Датчик детонации в виде микрофона является наиболее распространенным датчиком детонации, который даже часто встречается на большинстве автомобилей OEM с замкнутой системой детонации. Многие послепродажные датчики детонации, системы контроля детонации и автономные системы управления двигателем также в значительной степени полагаются на этот датчик в качестве основы своей системы.Этот обычный датчик на самом деле является микрофоном в самом простом смысле этого слова. Датчик прочно прикреплен к блоку двигателя и обнаруживает шум двигателя с помощью метода, используемого любым обычным микрофоном. Однако этот датчик откалиброван для прослушивания и обнаружения очень разных частотных диапазонов.

Как обсуждалось ранее, детонация создает волну давления в камере сгорания, которая будет вибрировать с частотой, легко отличимой от фонового шума двигателя. Датчик детонации микрофона должен быть откалиброван, чтобы определить нормальный частотный диапазон двигателя и отфильтровать этот шум на выходе.При обнаружении любого шума за пределами этой частоты система детонации передает эту информацию в ЭБУ или в используемую систему индикации (например, световой сигнал детонации). Связывая эту информацию с другими данными в ECU, такими как AFR, RPM, Load, Spark Advance и т. Д., Тюнер может определить место, в котором происходит детонация, и соответственно изменить настройку.

Однако у этого датчика есть несколько недостатков. Самая большая это восприимчивость к шуму. Хотя большую часть шума двигателя можно отфильтровать, бывают случаи, когда чрезмерный фон и шум двигателя не позволяют датчику выдавать надежный и точный сигнал.Распространенным виновником является оппозитный двигатель Subaru — OEM-система обнаружения детонации фактически работает в разомкнутом контуре и игнорирует датчик в верхних диапазонах оборотов из-за этой проблемы. Более сложные системы могут обеспечить лучшую фильтрацию и чувствительность для предотвращения этой проблемы, но всегда следует проявлять осторожность при определении места установки для датчика детонации этого типа.

Так как этот датчик работает, обнаруживая вибрации, передаваемые через блок из камеры сгорания, он действительно обнаруживает признаки детонации, а не сам детонацию.В связи с этим особенно важно, чтобы датчик был прикручен к самому блоку и как можно ближе к камере сгорания. Проблемы возникают, если используются разные материалы или прокладки / уплотнения между материалом, к которому датчик прикручен болтами, и цилиндром. Этот метод измерения также означает, что детонация должна сначала произойти, прежде чем система сможет ее обнаружить, что затрудняет прогнозирование возникновения детонации и основывается на предположениях и исторических данных, а не на измерениях в реальном времени.

Датчик давления

С помощью датчика давления можно измерить фактическое давление в камере сгорания.Поскольку детонация вызывает скачок давления и колебания в камере сгорания, это очень точный способ обнаружения и измерения степени детонации. Датчик также может измерять распространение фронта пламени в реальном времени, поскольку давление будет повышаться по мере возникновения события воспламенения.

Поскольку датчик давления обнаруживает очень небольшие изменения давления в цилиндре, тюнер может видеть колебания или несоответствия, которые могут указывать на начало детонации. Это дополнительное разрешение и дальновидность позволяют настройке быть более агрессивной с меньшим риском потенциальных ситуаций снижения производительности или вредных условий работы двигателя.Кроме того, этот датчик позволяет тюнеру точно определять точку максимального давления в цилиндре и является еще одним полезным инструментом для определения оптимального момента зажигания.

Однако этот метод не лишен недостатков. Датчик обычно дороже, чем другие методы обнаружения детонации. Требования к установке также могут увеличить стоимость двигателя, если он установлен в OEM-системе. Кроме того, установка такого датчика, если он изначально не был установлен, может быть чрезвычайно трудной, если не почти невозможной без модификации самого блока цилиндров.Одним из решений такой проблемы является установка датчика в свечу зажигания. Пьезоэлектрический датчик давления устанавливается на свечу зажигания, а затем свеча зажигания устанавливается как обычно (хотя и с дополнительным проводом для нового датчика). Это очень простое и элегантное решение проблемы, однако оно значительно увеличивает цена свечи зажигания, а также последствия повреждения или засорения свечей.

Область применения свечей зажигания этих типов все еще довольно узка, и в настоящее время может оказаться невозможным приобрести такое готовое решение для многих автомобилей.Однако люди, разбирающиеся в электронике, могут изготовить свои собственные свечи с таким решением, хотя следует проявлять осторожность, чтобы не нарушить поведение свечи зажигания и не повлиять на процесс сгорания при размещении этого датчика. Также обратите внимание, что на многие датчики могут отрицательно влиять электрическая активность во время искры или высокая температура процесса сгорания. Эти области потребуют особого внимания при изготовлении самодельного датчика. Только самые опытные и знающие тюнеры и специалисты по двигателям должны пытаться установить такой датчик, поскольку последствия ошибки и отказа во время работы могут и будут вызывать опасные условия и могут привести к катастрофическому повреждению двигателя.

Не тратьте время на стук …

Без сомнения, детонация является самым большим убийцей любого двигателя производительности, но все еще в значительной степени игнорируется или неправильно понимается большим процентом тюнеров. Я был убежденным сторонником использования качественного определения детонации звука в любом тюнинговом проекте с тех пор, как я настраивал его, но есть ряд тюнеров, которые не согласны, заявляя, что все, что вам нужно для безопасной настройки двигателя, — это динамометрический стенд, несущий нагрузку. с точным и чувствительным считыванием крутящего момента.Было бы здорово, если бы это было так, поскольку установка датчика детонации на двигатель перед настройкой может быть сложной и трудоемкой, особенно с тесным современным моторным отсеком. Давайте исследуем ситуацию немного глубже, но прежде чем мы это сделаем, нам нужно еще раз вернуться к тому, что такое детонация и что мы пытаемся сделать, оптимизируя опережение зажигания. Начнем с опережения зажигания:

Здесь мы говорим о двигателях с искровым зажиганием, у которых, как следует из названия, сгорание инициируется искрой.Опережение зажигания описывает количество градусов поворота коленчатого вала относительно верхней мертвой точки (ВМТ) на такте сжатия, на котором возникает искра. Хотя обычно событие зажигания происходит до ВМТ (ВМТ), в некоторых ситуациях искра все еще может происходить после ВМТ (ВМТ). Дело в том, что мы хотим синхронизировать событие искры так, чтобы мы достигли максимального давления в цилиндре в нужной точке цикла двигателя, чтобы создать максимальный крутящий момент на коленчатом валу.Эта точка известна как минимальное время для достижения наилучшего крутящего момента (MBT) — также иногда называемое временем максимального тормозного момента.

Большинство людей, незнакомых с работой двигателя, полагают, что при возникновении искры топливо и воздух в цилиндре просто взрываются, как динамитная шашка. На самом деле событие возгорания — это относительно медленный и плавный процесс, при котором фронт пламени распространяется от свечи зажигания, сжигая несгоревшее топливо и воздух перед ним, когда он движется через камеру сгорания.При нормальных условиях сгорания фронт пламени может перемещаться со скоростью от 0,5 до 80 метров в секунду в зависимости от конструкции двигателя, типа топлива, соотношения воздух-топливо и скорости двигателя. Результатом является относительно плавный и постепенный рост давления внутри цилиндра. Мы стремимся запустить искру так, чтобы пиковое давление в цилиндре достигалось примерно 16 градусов по ВМТ, при котором мы можем достичь максимального механического воздействия на коленчатый вал и, следовательно, максимального крутящего момента. Это цель регулировки опережения зажигания.Однако в некоторых случаях детонация может возникать еще до того, как мы доберемся до ОБТ, и в этой ситуации мы ссылаемся на двигатель с ограничением по детонации.

Детонация или детонация, как ее еще называют, ненормальное состояние горения, которое возникает после того, как искра инициировала горение. По мере того, как фронт пламени движется через камеру сгорания, тепло и давление внутри камеры сгорания будут расти. В некоторых случаях этого увеличения тепла и давления может быть достаточно, чтобы вызвать самовоспламенение или самовозгорание карманов остаточного газа (несгоревшего топлива и воздуха).Когда это происходит, результатом является взрыв, а не контролируемое горение — в отличие от обычного горения, детонация похожа на взрыв динамита. Скорость фронта пламени в результате детонации является сверхзвуковой и может превышать 1000 м / с, что приводит к резкому и резкому повышению давления в цилиндре. Эти резкие скачки давления приводят к слышимому «звенящему» шуму. Это результат того, что структура двигателя резонирует в ответ на скачок давления, что очень похоже на то, как если бы вы ударили двигатель молотком.

Теперь мы рассмотрели основы, давайте обсудим убеждение, что в обнаружении детонации нет необходимости. Помните, что давление в цилиндре используется для создания крутящего момента на коленчатом валу. Точка, в которой достигается пик давления, является ключевым аспектом. Если давление достигает пика слишком рано, это контрпродуктивно — давление в цилиндре борется с поршнем, поскольку он все еще движется вверх по отверстию. Это основа теории, согласно которой детонация может быть обнаружена исключительно по выходному крутящему моменту двигателя.Когда происходит детонация, резкие и мгновенные пики давления в цилиндре являются контрпродуктивными, и, следовательно, общий выходной крутящий момент двигателя упадет, как если бы мы просто увеличили угол опережения зажигания в двигателе, который не был ограничен детонацией.

Эта теория до некоторой степени верна, и в некоторых двигателях крутящий момент двигателя будет падать в начале детонации. Однако, по моему собственному опыту, это меньшинство случаев. В большинстве случаев, когда мы увеличиваем угол опережения зажигания в двигателе с ограничением по детонации, мы все равно будем видеть, как крутящий момент продолжает расти, даже если двигатель детонирует.Давайте посмотрим, почему:

Этому есть две причины. Первая заключается в том, что обычно мы обнаруживаем, что один цилиндр начинает стучать раньше других. Это может быть связано с производственными допусками, распределением воздуха / топлива или распределением тепла в двигателе. В этом случае мы можем обнаружить, что крутящий момент падает на одном цилиндре, который стучит, однако другие цилиндры все еще могут показывать увеличение выходного крутящего момента. Чистым эффектом здесь является общее увеличение крутящего момента, несмотря на детонацию одного цилиндра, поэтому мы увидим указанный крутящий момент на динамометрическом стенде.

Другая причина, по которой этот метод несовершенен, заключается в том, что двигатель, который сильно ограничен детонацией (например, многие серийные двигатели с турбонаддувом, работающие на насосном топливе), в конечном итоге будет иметь угол опережения зажигания, который значительно отстает от идеальной точки. Это приводит к тому, что пиковое давление в цилиндре происходит намного позже, чем мы хотим, а также пиковое давление в цилиндре также значительно ниже, чем то, что мы увидели бы, если бы синхронизацию можно было оптимизировать для MBT. В этой ситуации, если скачки давления, вызванные детонацией, происходят в нужной точке цикла двигателя, они могут фактически свидетельствовать об улучшении крутящего момента двигателя, а не об уменьшении.

На протяжении многих лет я сталкивался с рядом ситуаций, когда двигатель демонстрировал значительное увеличение крутящего момента на динамометрическом стенде при одновременном обнаружении детонации, которая была слышна через мое оборудование для обнаружения детонации, а также видна через цифровое обнаружение детонации ЭБУ. система. Если вы хотите убедиться, что ваша настройка будет одновременно безопасной и надежной, полагаться исключительно на показания крутящего момента с вашего динамометрического стенда не удастся. Если вы серьезно относитесь к настройке и сохранению двигателей в целости и сохранности, приобретение качественной системы обнаружения детонации имеет жизненно важное значение.

Вы не стали бы пытаться настраивать двигатель без широкополосного измерителя отношения воздух-топливо, так зачем пытаться настраивать без возможности точного определения детонации?

Чтобы узнать больше о настройке, посетите наш БЕСПЛАТНЫЙ курс здесь.

Что делает датчик детонации и как определить, что это плохо?

Вы когда-нибудь нажимали на газ в автомобиле и слышали легкий «стук» или «гудок», а также шум двигателя и звук выхлопа? То, что вы слышите, — это предварительное зажигание, которое происходит, когда есть карман топливно-воздушной смеси, который воспламеняется перед фронтом пламени от свечи зажигания.Когда это происходит, вокруг взрыва возникает крошечная ударная волна (наряду с обычной детонацией от свечи зажигания), которая значительно увеличивает давление в цилиндре. В крайних случаях детонация может привести к катастрофическому повреждению двигателя, включая кавитацию или даже перфорацию днища поршня.

Источник | Райан Гселл / Flickr

На более старых двигателях, где можно было регулировать угол опережения зажигания, детонация могла быть устранена путем небольшого замедления времени.Впрыск воды тоже одно время был решением, и, конечно же, начиная с 1920-х годов, тетраэтилсвинец добавлялся в топливо в качестве антидетонационного соединения, которое также защищало седла клапанов.

Этилированный газ был запрещен в середине 70-х годов, а угол опережения зажигания в современных двигателях определяется управляющим компьютером двигателя. Старые двигатели увеличивали или замедляли синхронизацию с помощью вакуума и регулировали его в соответствии с нагрузкой на двигатель. На современном двигателе компьютер получает информацию от нескольких датчиков, но многие двигатели по-прежнему имеют датчик детонации, обычно устанавливаемый на впускном коллекторе или головке блока цилиндров.

Датчик детонации обнаруживает вибрации, возникающие в результате детонации или неправильного сгорания, и отправляет сигнал в управляющий компьютер двигателя, который затем регулирует время для устранения детонации.

Признаки неисправности датчика детонации

• Неисправный датчик детонации зарегистрирует код неисправности и включит лампу проверки двигателя (CEL), хотя для некоторых двигателей потребуется несколько циклов отказа перед сохранением кода.
• Осечка
• Вибрация, особенно на скорости шоссе
• Стук или стук двигателя
• Низкая экономия топлива и ускорение

Датчики детонации выходят из строя нечасто, но если вы подозреваете эту проблему, вам необходимо двигайтесь быстро, чтобы предотвратить повреждение двигателя.

МАГАЗИН ДАТЧИКОВ ДЕТОНАЦИИ.

Блок управления детонацией — Tuner Nerd

Блок управления детонацией

Модернизируйте свой блок управления двигателем Honda серии B / D / H настраиваемой системой контроля детонации.
Разработанная для интеграции с Honda Tuning Suite (HTS), эта система обеспечивает как реактивное, так и запоминаемое управление и защиту от детонации.

Как это работает
Обнаружение детонации на этом устройстве полностью автоматическое. Он считывает MAP или TPS и RPM, чтобы запомнить условия, при которых произошла детонация.Затем он отправляет сигнал от 0 до 3,3 В, который соответствует интенсивности детонации для данного состояния RPM / MAP / TPS. Он будет постоянно контролировать и, обнаружив, что условия благоприятные, соответствующим образом снизит выходное напряжение. Пользователь может настроить свое программное обеспечение для настройки (HTS), чтобы определить, на сколько градусов времени уменьшается на вольт.

Программное обеспечение
Этот настраиваемый пользователем интерфейс позволяет просматривать активность детонации, а также сохраненные в памяти зоны контроля детонации.

• Настраиваемый размер отверстия
• Амплитуда и фильтр
• Счетчики увеличения и уменьшения количества детонаций
• Карта или порог TPS

HTS Пример
HTS имеет специальный параметр контроля детонации. См. Пример ниже, где мы
указали задержку синхронизации при увеличении напряжения (от 0 до 3,3 В макс., Диапазон 5 В не поддерживается устройством)

Neptune Example
Мы можем использовать параметр настройки датчика Neptune (используемый для гибкого топлива) в качестве входа контроля детонации.См. Пример ниже:

Что включено

• 1x Блок контроля детонации
• 1x Датчик детонации Bosch
• 1x Жгут проводов
• 1x USB-кабель

FAQ

• Может ли это работать с другими ЭБУ? Да. Пока в ЭБУ есть отображение аналогового входного напряжения и задержки синхронизации на вольт.
• Производит ли это аудиозапись или журналы? Нет, эта функция зарезервирована для Knock Monitor Pro.
• Сколько входов требуется для этого устройства? Требуется 2 входа: датчик детонации и частота вращения. Опционально — датчик TPS / MAP.

TIDA-00152 Эталонный дизайн интерфейса автомобильного акустического датчика детонации

См. Важное примечание и Заявление об ограничении ответственности, относящиеся к эталонным проектам и другим ресурсам TI.

Описание

В этой эталонной конструкции TIDA-00152 используется двухканальная ИС обработки сигналов для обнаружения преждевременной детонации в двигателях внутреннего сгорания (бензиновых).В основе этой конструкции лежит TPIC8101, который служит интерфейсом между акустическими датчиками или акселерометрами и системами управления автомобильным двигателем. Программируемые функции этого устройства включают выбор чувствительности обнаружения детонации двигателя, резонансной частоты двигателя и управление частотой дискретизации встроенных АЦП и ЦАП в цепи обработки сигналов. Эти функции позволяют TPIC8101 быть гибким интерфейсом, который может адаптироваться к ограничениям по стоимости и / или времени обработки данных клиента.

Характеристики

• 2-канальное устройство (автомобили обычно имеют два датчика детонации)
• Программируемые функции (усиление, центральная частота bpf, предварительная скалярная частота входного сигнала)
• Широкий выбор микроконтроллеров (девять выбираемых внешних тактовых частот)
• Full SoC (может использоваться для общей обработки аналоговых сигналов)
• Решение без Xtal (при наличии часов от MCU)
• AEC-Q100

См. Важное примечание и заявление об ограничении ответственности, относящиеся к эталонным проектам и другим ресурсам TI.

Схема / блок-схема

Быстро понять общую функциональность системы.

Скачать схему

Данные испытаний

Получайте результаты быстрее благодаря проверенным данным испытаний и моделирования.

Скачать тестовые данные

Устройства TI (1)

Закажите образцы, получите инструменты и найдите дополнительную информацию о продуктах TI в этом справочном дизайне.

Символы CAD / CAE

Texas Instruments и Accelerated Designs, Inc. сотрудничали друг с другом, чтобы предоставить клиентам TI схематические символы и посадочные места на печатных платах для продуктов TI.

Шаг 1 : Загрузите и установите бесплатную загрузку.

Шаг 2 : Загрузите символ и посадочное место из таблицы файла CAD.bxl.

Texas Instruments и Accelerated Designs, Inc. сотрудничали друг с другом, чтобы предоставить клиентам TI схематические символы и посадочные места на печатных платах для продуктов TI.

Шаг 1 : Загрузите и установите бесплатную загрузку.

Шаг 2 : Загрузите символ и посадочное место из таблицы файла CAD.bxl.

Шаг 3 : Откройте файл .bxl с помощью программного обеспечения Ultra Librarian.

Вы всегда можете получить доступ к полной базе данных символов CAD / CAE по адресу https://webench.ti.com/cad/

Посадочные места печатных плат и условные обозначения доступны для загрузки в формате, не зависящем от производителя, который затем может быть экспортирован в ведущие инструменты проектирования EDA CAD / CAE с помощью Ultra Librarian Reader. Читатель доступен в виде (скачать бесплатно).

UL Reader — это подмножество набора инструментов Ultra Librarian, которое может создавать, импортировать и экспортировать компоненты и их атрибуты практически в любом формате EDA CAD / CAE.

Техническая документация

См. Важное примечание и Заявление об ограничении ответственности, относящиеся к эталонным проектам и другим ресурсам TI.

Руководство пользователя (3)

Файлы дизайна (4)

Поддержка и обучение

Выполните поиск в нашей обширной онлайн-базе знаний, где доступны миллионы технических вопросов и ответов круглосуточно и без выходных.