Датчик детонации – для чего он нужен и как проверить его работу

Датчик детонации – это важный элемент системы управления двигателем внутреннего сгорания, который регистрирует любые изменения в его работе. Он применяется для обнаружения акустических колебаний, происходящих при возникновении явления детонации в двигателе. При помощи данных, которые передаются датчиком на электронный блок управления (ЭБУ), регулируется момент зажигания. Когда происходит детонация, зажигание задерживается до момента устранения проблемы, после этого постепенно восстанавливается его первоначальная синхронизация. Если датчик неисправен, то нарушается обратная связь и ЭБУ начинает работать некорректно. 
 

Принцип работы датчиков детонации

Процесс детонации или микровзрыва в двигателе внутреннего сгорания неизменно сопровождается возникновением вибрации определенной частоты. Датчик детонации фиксирует даже малейшее изменение в работе двигателя благодаря своей чувствительности к внешним механическим воздействиям.

Внутри каждого датчика расположен пьезоэлемент, который преобразует механические колебания, возникающие при детонации, в электрические импульсы. Эти импульсы подаются на электронный блок управления (ЭБУ), который по предустановленным алгоритмам обрабатывает сигнал. При определенных показаниях ЭБУ начинает менять режимы для сохранения работоспособности мотора.

Виды датчиков детонации:

• резонансный;
• широкополосный.

Резонансный датчик представляет собой бочкообразное устройство и имеет один канал вывода. Он генерирует напряжение при колебаниях частот, находящихся в определенном диапазоне, которые должны соответствовать детонации в двигателе. Спектр акустических колебаний, которые образуются в результате микровзрыва, рассчитывается заранее. Датчик конструктивно настраивается на необходимые колебания. И посылает сигнал контроллеру только при их обнаружении.



Частота колебаний неодинакова и зависит от разных факторов – диаметра поршня, конструкции двигателя и других. Соответственно, и датчики тоже будут устанавливаться с разными техническими характеристиками. Это создает неудобство при их использовании, поэтому в новых моделях машин они применяются намного реже.

Широкополосный датчик детонации обладает меньшей чувствительностью, но более надежен и регистрирует колебания частот в более широком диапазоне. В основе его конструкции лежит пьезоэлемент, который преобразует любое механическое воздействие в электрический импульс. Изменяемое напряжение поступает на два канала вывода, входящих в конструкцию датчика. Затем он передает весь диапазон электрических импульсов на блок управления. Там вся информация обрабатывается с помощью встроенных алгоритмов. Затем принимается решение о том, является ли каждое из поступающих колебаний частот детонацией. Считается универсальным и подходит для любого автомобиля. Применяется для современных моделей машин намного чаще резонансного.

Способы проверки датчика детонации

В некоторых случаях блок управления может сообщить об ошибке датчика, активировав лампочку на приборной панели. Проверить его работоспособность можно двумя основными методами – механическим и с помощью мультиметра.



Неисправный датчик детонации негативно влияет на режим работы двигателя, что ведет к повышенному расходу топлива, проблемам при запуске, потерям различных динамических характеристик и другим проблемам, касающихся корректной работы двигателя. Существует несколько вариантов диагностики датчика детонации. Для некоторых из них понадобится демонтаж устройства, для других снимать датчик с места установки необязательно.
 

Измерение напряжения

Диагностика работоспособности датчика производится при помощи мультиметра, который может быть как электронным, так и механическим. Проверку можно провести на месте, но удобнее будет демонтировать датчик. Мультиметр ставится в режим измерения постоянного напряжения. Затем щупы измерительного прибора присоединяются к обоим выводам датчика. Качество соединения должно быть хорошим, потому что от этого напрямую будет зависеть результат проверки. Некоторые мультиметры обладают малой чувствительностью и могут не уловить слабые скачки напряжения.



После подключения нужно продеть небольшой цилиндрический предмет в центральное отверстие датчика и надавить на него. Усилие, которое образуется во внутреннем металлическом кольце, создаст необходимое для проверки напряжение. Мультиметр без давления должен показывать нулевое значение, а при увеличении механического воздействия показатель должен расти пропорционально приложенной силе. Есть еще один вариант – положить демонтированный датчик на ровную поверхность, обладающую хорошей проводимостью звуковых волн, а затем несколько раз постучать по датчику или возле него. Отображаемые показатели напряжения на вольтметре позволят быстро оценить корректность работы датчика.

Аналогично проводится проверка не демонтированного датчика. Для этого нужно отсоединить его контакты и подключить к ним мультиметр. Затем можно надавить на датчик или постучать рядом с ним металлическим предметом. Исправный датчик среагирует на прикладываемую силу и на мультиметре отобразится напряжение, прямо пропорциональное силе приложенного воздействия.

Таким же образом можно проверить и резонансный тип датчика. Измерительный прибор соединяется с выходным контактом и корпусом датчика. После этого производится несколько ударов по корпусу и оцениваются показания на экране мультиметра. Скачкообразные изменения напряжения свидетельствуют о хорошей работе. Если измерительный прибор не реагирует на механическое воздействие, то нужно провести испытание датчика другим способом, чтобы исключить слабую чувствительность мультиметра.

Измерение сопротивления

Оба типа датчиков можно проверить с помощью измерения внутреннего сопротивления, включив мультиметр в соответствующий режим. Правила проведения испытаний аналогичны предыдущему методу. Диагностика может проводиться в динамическом режиме, в процессе работы устройства или можно демонтировать его и положить на ровную поверхность с хорошей проводимостью звуковых колебаний. При ударе по датчику или недалеко от него, значение сопротивления при его исправности будет возрастать пропорционально приложенной силе.



Диагностика датчика этим способом более точная, потому что значения колебаний сопротивления намного больше колебаний напряжения. Существующая вероятность того, что мультиметр не отреагирует на колебания в силу его низкой чувствительности, полностью исключается.

В обоих вариантах проверки нужно следить не только за числовыми колебаниями напряжения и сопротивления, но и за тем, чтобы эти показатели возвращались к первоначальным цифрам при отсутствии механического воздействия. Если этого не происходит, то значит, датчик неисправен и подлежит замене.

Использование осциллографа для проверки датчика

Диагностика этим методом самая достоверная и позволяет не только определить сам факт работы устройства, но и оценить исправность его составных элементов. Испытания проводятся с демонтированным датчиком детонации.

Подсоединяется осциллограф к контактам датчика аналогично мультиметру. Затем оценивается форма амплитуды сигнала, которая появляется на измерительном приборе. При отсутствии звуковых колебаний осциллограф будет показывать прямую линию. Но если постучать по датчику или около него, то прибор начнет показывать всплески амплитуды, высота которых зависит от силы ударов.



Форма отображаемого сигнала обладает важным диагностическим значением. В исправно работающем датчике детонации сигнал визуально представляет собой единичную пику с гладкими краями. В случае отображения на устройстве нескольких пик, а также если края сигнала имеют зазубрины, то это говорит часто о некорректной работе пьезоэлемента. В этом случае он подлежит замене.

Как и в предыдущих вариантах испытаний, отсутствие каких-либо изменений сигнала во время механического воздействия, или ситуация, при которой амплитуда не сокращается до своих первоначальных значений при отсутствии механического воздействия, свидетельствует о неисправности датчика.

Проверка на разъеме ЭБУ

Чтобы осуществить такую проверку, нужно внимательно изучить электрическую схему автомобиля, которая у каждой модели индивидуальна, и найти нужный контакт разъема датчика детонации. Далее снимается колодка с блока управления и находятся два нужных контакта. Именно к ним и подсоединяется мультиметр, который нужно включить в режиме измерения постоянного напряжения с пределом в 200 мВ. Если щупы измерительного прибора не подсоединяются напрямую, можно воспользоваться гибкими проводами, чтобы получить надежный контакт. Затем нужно постучать недалеко от датчика и оценить значения выходного напряжения на мультиметре.



При исправно работающем датчике показатели будут меняться скачкообразно и при отсутствии ударов возвращаться к первоначальным значениям. Преимущество данного метода проверки заключается в том, что параллельно с работоспособностью датчика проверяется состояние проводки. Это является важным моментом, потому что с течением времени по разным причинам она может повреждаться.

Тогда в проводах под действием посторонних магнитных и электрических полей появляются различные сигналы, которые не связаны с работой датчика детонации. Блок управления в этом случае будет работать некорректно. Качество работы контактов можно проверить, изгибая и подергивая провода. Это позволит исключить ситуацию, когда контакт нестабилен из-за механических вибраций, что часто случается в корродирующих местах заделки проводов.

Проверка датчика при работающем двигателе

Простой метод диагностики датчика детонации. Во время работы двигателя на холостых оборотах рядом с прибором наносят удары металлическими предметами. Датчик передает информацию на блок управления, который по определенным алгоритмам воспринимает это механическое колебание как детонацию. И начинает снижать обороты двигателя, что прекрасно можно услышать. Этот метод диагностики работает не всегда и зависит от особенностей отдельной модели автомобиля. Например, в некоторых машинах датчик работает, только когда коленвал находится в определенном положении.

Заключение о проверке датчика детонации

В современных моделях ЭБУ имеет сложные алгоритмы, где решение о возможной детонации принимается на основании многих факторов: температура двигателя, скорость движения, количество оборотов и прочие. Таким образом, если обороты снизились, то датчик полностью исправен, если нет – нужно воспользоваться другими методами проверки, чтобы подтвердить или опровергнуть полученный результат.