Как проверить датчик детонации самому

Датчик детонации защищает двигатель повреждений, которые может нанести бензин с низким октановым числом.

Он улавливает вибрацию от детонации и сообщает о ней блоку управления, а тот сдвигает зажигание на более позднее, чтобы не допустить повреждения мотора.

Проверка датчика начинается с кода ошибки и осмотра проводов и разъема. Для замеров в цепи нужно снять разъем блока управления и знать схему контактов, а осциллографом проверяют на работающем двигателе. Зная, как работает датчик и где он стоит, проще отличить его неисправность от других и понять, когда пора в сервис.

Детонация — ненормальное сгорание топлива в цилиндре: топливовоздушная смесь самовоспламеняется раньше времени. Смесь вспыхивает не от искры свечи в рассчитанный момент, а самостоятельно от давления.

Детонация опасна тем, что двигатель перегревается, а из-за ударной волны в деталях могут возникнуть трещины. Чаще всего страдает поршень: у него нет прямого теплоотвода. При детонации разрушаются перегородки между поршневыми кольцами, могут подгореть и треснуть тарелки клапанов, иногда прогорает прокладка головки блока цилиндров.

Порой страдают и свечи зажигания. Вибрация от детонации ухудшает смазку трущихся поверхностей и может разрушить поршневые пальцы и шатунные вкладыши. Детонация перегревает весь двигатель и повреждает рабочие поверхности цилиндров и поршней. Затяжная детонация повреждает прежде всего прокладку головки блока и саму головку.

Датчик детонации нужен, чтобы вовремя заметить такое сгорание. Он стоит на блоке цилиндров, «слушает» вибрацию и передает сигнал блоку управления двигателем — электронному блоку, который командует зажиганием. Поэтому ошибку датчика детонации нельзя оставлять без внимания.

Датчик сообщает блоку управления, что в двигателе началась детонация. Решение принимает блок: он сдвигает зажигание в сторону «позже», то есть меняет угол опережения зажигания, чтобы искра проскакивала в более поздний момент.

Блок управления фильтрует и оценивает сигнал датчики, чтобы определить, в каком цилиндре детонация. Зажигание в этом цилиндре блок сдвигает на более позднее время и держит так, пока детонация не прекратится.

Датчик чувствует колебания двигателя за счет пьезоэффекта — свойства некоторых материалов выдавать электрическое напряжение, когда их деформируют.

Датчик детонации входит в тройку датчиков, которые корректируют угол опережения зажигания в зависимости от условий работы мотора. Их отказ не останавливает двигатель, но характеристики мотора становятся хуже.

Датчик детонации ставят на блок цилиндров — массивную металлическую часть двигателя, в которой ходят поршни. Датчик должен улавливать детонационный шум на всех режимах работы. Блок выбирают как раз поэтому: вибрация передается по его металлу.

Место подбирают так, чтобы датчик «слышал» каждый цилиндр. Если цилиндров много, нужно несколько датчиков. Датчик крепят на картере и он измеряет структурный шум — вибрацию, которая передается по металлу.

Например, на Газели и Соболе с двигателем ЗМЗ-4063.10 датчик закреплен на шпильке, ввернутой в блок цилиндров под впускным трубопроводом.

Общий ориентир расположения датчиков один — блок цилиндров, а конкретная точка зависит от двигателя.

Работает датчик на пьезоэффекте. Основная деталь внутри — пьезоэлемент: когда его механически деформируют, на его выводах появляется напряжение. Двигатель во время работы вибрирует постоянно, и датчик, привернутый к блоку, двигается вместе с ним.

Сам пьезоэлемент легкий, поэтому на него давит увесистая шайба — сейсмическая масса. Принцип такой: из-за инерции датчик движется вслед за вибрацией блока, это движение создает сжимающее усилие, а пьезокерамический элемент превращает его в электрический сигнал.

Дальше сигнал нужно отличить от обычного шума мотора. Детонацию выдают более высокие частоты звука. Например, датчик Bosch KS4-P работает на частотах от 3 до 25 кГц.

Двигатель шумит всегда, поэтому сам сигнал датчика еще не означает детонацию. Его обрабатывает блок управления: фильтрует и оценивает, а затем привязывает к конкретному цилиндру. Если в сигнале есть признаки детонации, блок сдвигает зажигание в этом цилиндре на «позже», пока детонация не прекратится.

Из принципа работы следует важная для проверки вещь: напряжение на выводах пьезоэлемента появляется, когда его деформируют, то есть при вибрации. Сигнал датчика смотрят на работающем двигателе осциллографом — прибором, который показывает форму электрического сигнала.

Разберем устройство на примере датчика, которым комплектовали шестнадцатиклапанные моторы ЗМЗ-406 и некоторые впрысковые двигатели ВАЗ. Он состоит из восьми деталей: штекера, изолятора, корпуса, гайки, упругой шайбы, инерционной шайбы, пьезоэлемента и контактной пластины.

Датчики Bosch похожи по устройству: сейсмическая масса, тарельчатая пружина, пьезокерамический элемент, контактная пластина, нажимная втулка и изоляционное кольцо, все это в пластиковом корпусе. К датчику подключается разъем или кабель, а в части исполнений есть еще шунтирующий резистор.

Инерционная шайба у первого датчика и сейсмическая масса у Bosch — тот самый груз, который по инерции давит на пьезоэлемент. Датчик целиком привинчен к блоку и вибрирует вместе с ним. У Bosch датчик выпускают с разъемом прямо на корпусе или с кабелем.

Что фиксирует блок управления. Первые два признака — загорается лампа неисправности двигателя и в памяти блока сохраняется код ошибки. Коды неисправностей бортовой диагностики, OBD, унифицированы международным стандартом  . Код считывают диагностическим сканером.

Что замечает водитель. Прежде всего, падает мощность и растет расход топлива. Двигатель «проваливается» при разгоне, топливная экономичность плохая, машина не проходит проверку выбросов и горит лампа Check Engine.

При неисправности датчика блок управления распознает ее и включает аварийную программу. Без датчика система переходит на максимально позднее зажигание. Обрыв датчика или его проводки сам по себе детонацию не вызывает.

Падение мощности, запинание при разгоне и рост расхода — косвенные признаки. Они описывают последствия, а у них бывают и другие причины, поэтому нельзя сказать, что виноват именно датчик. Прямой признак — код ошибки, связанный с датчиком детонации.

Если загорелась лампа, первым делом считывают и записывают код ошибки. Код датчика детонации — повод перейти к проверке из следующего раздела. Если кода нет, а мощность упала или вырос расход, причину ищут шире, при диагностике двигателя.

Для проверки нужно снимать разъем блока управления, знать схему его контактов и запускать двигатель с осциллографом.

Для работ нужно зафиксировать машину стояночным тормозом, выключить зажигание и поставить рычаг коробки передач в нейтраль, подложить под колеса не меньше двух упоров. Обслуживать машину с работающим двигателем правила запрещают, кроме работ, для которых двигатель по технологии нужно запустить.

Что проверяют сами. Сначала считывают сохраненный код ошибки. Затем проверяют, правильно ли сидит датчик и затянут ли он с нужным моментом, и осматривают провода и разъем.

Когда пора к специалисту. Владелец может считать код и осмотреть датчик снаружи. Если код датчика детонации остался после осмотра или осмотр ничего не выявил, дальше проверяют в мастерской. Там нужны омметр, схема контактов блока управления и осциллограф, а часть замеров делают на работающем двигателе.

Что проверяют в мастерской. Мультиметр в режиме омметра измеряет сопротивление, им проверяют проводку к блоку управления. Сначала омметр подключают между разъемом датчика и снятым разъемом блока управления: сопротивление должно быть меньше 1 Ом. Так проверяют целостность цепи. Для выбора нужного контакта в разъеме блока нужна его схема.

Затем контакт в разъеме жгута проверяют омметром на массу при снятом разъеме блока: сопротивление должно быть не меньше 30 МОм, то есть провод не замыкает на кузов. Контакт, который служит экраном, может «звониться» на массу — неисправностью это не считается.

Что проверяют осциллографом. Двигатель прогревают, щупы осциллографа подключают между выводом блока управления для датчика и массой и коротко открывают дроссельную заслонку — она регулирует подачу воздуха в двигатель. Амплитуда сигнала на экране должна заметно вырасти. Если сигнал неясен, слегка постукивают по блоку рядом с датчиком. Если «стук» не фиксируется, неисправен датчик или его цепь.

Какими должны быть значения. Исправный датчик должен выдерживать повышенную вибрацию, обладать определенными емкостью и сопротивлением изоляции и нужной чувствительностью.

Для ориентира есть паспорт датчика Bosch KS4-R: чувствительность — 28,8 мВ/g на частоте 5 кГц, сопротивление — больше 1 МОм, емкость — 1 150 ± 200 пФ, момент затяжки — 20 ± 5 Н·м.

Если датчик снимали, при установке, соблюдают момент затяжки и не подкладывают ни пружинные, ни обычные шайбы. Результат осмотра и код ошибки записывают.

Признаки неисправного датчика — лампа неисправности двигателя и код ошибки в памяти блока. Двигатель при этом может продолжать работать: отказ датчика мотор не глушит, но ухудшает его характеристики.

Троит двигатель, когда один или несколько цилиндров работают с перебоями. Прямой связи с датчиком нет. Если двигатель троит, а кода ошибки датчика детонации в памяти блока нет, причину ищут при общей диагностике двигателя.

Рост расхода топлива — частый признак неисправного датчика. Плохая топливная экономичность — причина его заменить. Если расход вырос и горит индикатор неисправности, первым делом считывают код ошибки.

1. Датчик детонации стоит на блоке цилиндров и переводит вибрацию двигателя в электрический сигнал.
2. Распознав детонацию, блок управления сдвигает зажигание в этом цилиндре на более поздний угол.
3. Детонация опасна для поршней, колец, клапанов и прокладки головки блока.
4. Частые признаки неисправного датчика — лампа неисправности, код ошибки, падение мощности и рост расхода.
5. Если двигатель «троит» — это не признак неисправности датчика.
6. Код ошибки и состояние разъема владелец может проверить сам.
7. Замеры в цепи и проверку осциллографом делают в сервисе.