Симптомы неисправности датчика детонации и его диагностика

В электронном управлении бензиновым мотором задействована группа датчиков, постоянно передающих информацию контроллеру. Но есть один дополнительный элемент, пребывающий в спящем режиме и подающий сигнал тревоги в определенный момент – когда в камерах сгорания детонирует воздушно-топливная смесь. Это явление сильно вредит деталям двигателя, значительно ускоряя износ поршней и головки цилиндров. Поэтому водителям, собственноручно ремонтирующим машины, желательно знать, как проверить датчик детонации при появлении характерных симптомов неисправности.

Что такое детонация в моторе?

Бензиновые двигатели рассчитаны на определенную скорость горения топливовоздушной смеси в цилиндрах, соответствующую степени сжатия. Когда горючее сжигается слишком медленно, мотор существенно теряет мощность. Если же скорость сжигания в камерах превышает расчетную, возникает детонационное горение – микровзрыв, сопровождающийся резким выделением большого количества энергии в закрытом пространстве.

Симптомы возникновения детонации – вибрация и звонкий стук поршневых пальцев, вызванный ударной волной из камеры сгорания. Причина – использование бензина с более низким октановым числом, нежели предусмотрено конструкцией двигателя. Как это происходит:

1. Низкооктановая горючая смесь, рассчитанная на сжигание при давлении 8–9 Бар (условно), сжимается поршнем до 12 Бар.
2. От искры смесь воспламеняется и начинает сгорать с высокой скоростью. Образуется ударная волна, ускоряющая сжигание, которое, в свою очередь, усиливает эту волну. Возникает детонация.
3. Результат – сильнейший удар по днищу поршня, передающийся шатуну и коленчатому валу. Разрушительной вибрации подвергаются все движущиеся детали мотора.

Важно! Детонационное горение часто путают с эффектом «псевдодизель» – самопроизвольное воспламенение топлива без искры на электродах свечи.

Последнее возникает из-за образования в камерах дополнительных источников высокой температуры – раскаленного слоя нагара. Тогда смесь возгорается сама – от сжатия и контакта с этим источником. Двигатель продолжает работать даже с выключенным зажиганием.

Как функционирует измеритель?

Постоянно работать в режиме детонации мотор неспособен – цилиндропоршневая группа разрушится очень быстро. Поэтому датчик детонации отвечает за обнаружение первичной ударной волны в камерах и оповещении электронного блока управления, который принимает дальнейшие меры по недопущению микровзрывов.

Уменьшить скорость горения смеси можно тремя способами:

• понизить степень сжатия (раньше под головку цилиндров ставили дополнительные прокладки);
• организовать вспышку на долю секунды позже, то есть, уменьшить угол опережения зажигания;
• не заливать бензин с низким октановым числом и малой детонационной стойкостью.

Из перечисленных способов контроллеру доступен только один – корректировка угла опережения. Когда хозяин автомобиля заливает неподходящее либо некачественное топливо, в камерах образуется ударная волна от слишком быстрого сжигания. Датчик детонации находится снаружи на стенке блока цилиндров, регистрирует зарождающиеся микровзрывы и подает импульс напряжения блоку управления. Последний реагирует и уменьшает угол опережения – делает зажигание поздним.

Совместные действия контроллера и детонационного датчика позволяют сберечь детали двигателя, но ухудшают ездовые характеристики. Машина после заправки начинает «тупить» и расходовать больше бензина – это не симптомы неисправного датчика, а результат заливки низкооктанового топлива и признак корректной работы измерителя. Неполадка проходит сама, когда вы используете плохое горючее и заправите качественное.

Типы и устройство датчиков

Бензиновые моторы современных машин оснащаются двумя разновидностями измерителей детонации – резонансные и широкополосные. Первый, более распространенный тип, настроен на регистрацию ударных волн узкого диапазона, то есть, каждый элемент предназначен под конкретную модель двигателя. Широкополосные приборы отличаются универсальностью, но стоят дороже и встречаются реже.

Измерители действуют по одному принципу и состоят из таких элементов:

• корпус с отверстием или шпилькой для крепления к блоку цилиндров;
• вибрационная пластина;
• элемент пьезоэлектрический;
• изоляционный слой;
• балластное сопротивление (на широкополосных приборах).

Алгоритм работы датчика прост: при возникновении детонации пластина вибрирует и воздействует на пьезоэлемент. Тот вырабатывает импульс высокого напряжения, передающийся контроллеру. Чем сильнее взрыв топливной смеси в камере, тем выше потенциал импульса. Блок управления делает зажигание более поздним и машина разгоняется медленнее, как бы сильно водитель ни нажимал педаль акселератора.

И наоборот, неисправность датчика детонации вызывает громкий перестук поршневых пальцев, поскольку контроллер не корректирует угол опережения под некачественное топливо. В данном случае исправность мотора зависит только от автолюбителя – насколько резко он станет нажимать газ.

Измеритель плотно прилегает к блоку цилиндров и не реагирует на другие вибрации двигателя, а только на детонационные процессы. Датчик считается очень надежным элементом и подчас служит дольше, нежели сам силовой агрегат. Многие автолюбители, эксплуатирующие машины в течение десятков лет, даже не слышали о его существовании.

Диагностика элемента

Четко выявить все признаки неисправности датчика детонации довольно сложно из-за «спящего» режима работы элемента. Если постоянно заправлять бак качественным топливом и бережно эксплуатировать автомобиль, то о вышедшем из строя приборе вы можете узнать нескоро.

Главный симптом неисправности – появление детонации как таковой. Если при резком нажатии на акселератор от мотора слышится звонкий стук поршневых пальцев, то электронный блок управления больше не корректирует зажигание. Скорее всего, проблема связана с датчиком.

Справка. Нередко случается, что отказ детонационного измерителя не могут определить специалисты станции техобслуживания. Здесь играет роль квалификация мастеров.

Первый способ диагностики производится «на слух» на работающем прогретом двигателе в такой последовательности:

1. Обеспечьте доступ к элементу, чтобы к нему можно было прикоснуться рукой. При необходимости снимите воздушный фильтр и патрубок.
2. Заведите мотор и оставьте работать на холостых оборотах коленчатого вала.
3. Возьмите небольшой металлический предмет и аккуратно постучите по корпусу датчика, прислушиваясь к силовому агрегату.
4. Если стук по прибору вызывает изменение в работе двигателя, элемент наверняка исправен. В противном случае прибор нужно демонтировать, чтобы проверить дополнительно.

Иногда вполне рабочий датчик откручивается в результате вибрации и плотно не прилегает к блоку цилиндров, а потому неспособен уловить детонацию. Убедитесь в надежности крепления прибора, прежде чем стучать по корпусу и делать выводы.

Более точная диагностика – проверка датчика детонации мультиметром. Способ основан на принципе действия приборчика – выработке электрического импульса пьезоэлементом от воздействия вибрационной пластины. Как диагностировать неполадку:

1. Отключите жгут электропроводки и демонтируйте деталь с блока цилиндров.
2. Настройте мультиметр на измерение максимального напряжения 200 мВ и подсоедините зажимы к выводам датчика.
3. Возьмите небольшой рожковый ключ и постучите по корпусу элемента (без фанатизма), наблюдая за показаниями дисплея.
4. В идеале должны наблюдаться скачки напряжения, измеряемые десятками милливольт. Чем сильнее удар, тем большее значение покажет рабочий датчик. Реакции нет – покупайте новую запчасть.

В процессе диагностики не забывайте об исправности передаточного звена – контактов и электропроводки. Если детонационный измеритель работоспособен, но стук пальцев при нажатии акселератора все равно прослушивается, прозвоните подводящий кабель и зачистите окислившиеся контакты.