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.

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.

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.

Датчик детонации признаки неисправности

Несколько десятилетий назад бензиновые автомобильные двигатели практически не оснащались никакой дополнительной электроникой. Все было банально просто – трамблер, катушка зажигания, высоковольтные провода с наконечниками и свечи. Из датчиков присутствовали: датчик давления масла и датчик температуры. Особенно это касалось автомобилей советского производства — модели заводов ГАЗ, ВАЗ и АЗЛК были примитивны в плане оснастки.

Со временем технический прогресс стал развиваться. Все моторы теперь управляются с помощью электроники. Без электронного блока управления не обходится ни один двигатель. Соответственно, силовые агрегаты обзавелись дополнительными датчиками и прочими электронными составляющими.

Умная система теперь следит не только за порядком работы цилиндров, но может сама автоматически подстраивать угол опережения зажигания под определенные дорожные условия. Датчики следят и за качеством горючей смеси — согласно их показаниям электронный блок управления двигателем (ЭБУ) регулирует пропорцию бензина и воздуха в зависимости от нагрузки на мотор.

Датчики в современных бензиновых двигателях

Рассмотрим принципы работы датчиков бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). На современных инжекторных ДВС стандартно устанавливаются: датчик массового расхода топлива (ДМРВ), датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), регулятор холостого хода (РХХ), датчик детонации (ДД), датчик давления масла, температурный датчик. Нередко вместо ДМРВ в современных системах ДВС применяется датчик абсолютного давления (ДАД).

ДМРВ следит за подачей воздушного потока, и в зависимости от количества впрыскиваемого форсунками топлива передает на ЭБУ данные, согласно которым блок управления задает горючей смеси нужную пропорцию.

ДПДЗ смотрит за плавностью хода автомобиля при любых нажатиях на педаль газа, при неисправностях этого датчика машина будет двигаться рывками.

РХХ влияет на устойчивость работы ДВС и контролирует расход топлива на холостых оборотах.

Температурный датчик извещает водителя о степени нагрева систем охлаждения ДВС, датчик давления масла показывает давление в системе смазки.

Датчик детонации контролирует угол зажигания в зависимости от дорожных условий и нагрузки на двигатель.

Датчик детонации

Многие автолюбители сталкивались с такой проблемой – после заправки авто плохим бензином начинают «стучать пальцы», то есть в двигателе появляется детонация. Происходит это из-за того, что некачественное топливо имеет более низкое октановое число, чем должно быть при хорошем бензине. Такая детонация может еще происходить, если в бензобак залили топливо, не подходящее по техническим условиям. Допустим, положено заправлять автомобиль бензином АИ-95, а залили Аи-92. Так вот, чтобы не «стучали пальцы», и служит датчик детонации.

Детонация может происходить не только от некачественного топлива, она возможна из-за перегрева мотора. Тяжелые дорожные условия и большие нагрузки на ДВС тоже влияют на детонационный процесс. Детонация крайне неприятна для двигателя и может привести к его неисправностям, так как сопровождается ударами внутри цилиндров – от микровзрывов происходит стук внутри цилиндров. В результате могут пострадать детали поршневой группы: цилиндры, поршни, поршневые кольца, головка блока цилиндров. Датчик детонации предназначен предотвращать детонационные взрывы, подавая данные о происходящем блоку управления. ЭБУ корректирует угол зажигания (делая его позднее), и детонация пропадает. Правда, на позднем зажигании и машина «не тянет», но это не так страшно, как поломка ДВС.

Датчик детонации представляет собой корпус, в котором размещена пьезоэлектрическая пластина. В случае возникновении детонации на пластине появляется напряжение. Это напряжение и является сигналом для ЭБУ.

Причин неработоспособности датчика немного – либо проблемы связаны с проводкой и подающим на него питанием, либо неисправен сам датчик.

Симптомы неисправности датчика детонации:

• — потеря мощности ДВС,
• — вялый разгон автомобиля,
• — повышенный расход горючего,
• — дымный выхлоп,
• — наличие детонации,
• — загорание лампы Check Ingine в салоне автомобиля.

Выявить неисправность датчика совсем несложно, работоспособность его можно проверить цифровым мультиметром.

В первую очередь нужно замерить сопротивление на контактах ДД. Если оно отличается от нужного параметра, необходима замена датчика. Останется только уточнить, какое сопротивление должно быть у данной марки.

Еще ДД проверяют, замеряя напряжение на контактах. Для этого датчик выкручивают из блока цилиндров, на один контакт подают напряжение, а его массу соединяют с минусовым проводом. ДД зажимают в руке, рукой ударяют по любой поверхности. После удара между контактами датчика должно появиться напряжение 30-40 милливольт. Отсутствие напряжения свидетельствует о неисправности ДД. Важно, чтобы мультиметр мог определять такое маленькое напряжение.

Датчик детонации ваз 2110 — Датчики — Статьи

Датчик детонации, используемый практически на всех марках современных автомобилей, включая ВАЗ 2110 и ВАЗ 2112, является достаточно надежным элементом,  в основе работы которого, тот же принцип, что и у простейших зажигалок. По сути, этот датчик представляет собой монолитную конструкцию, в которой запрессована пьезоэлектрическая пластинка, реагирующая на ударные волны определенной величины, создаваемой в цилиндрах сгорания двигателя. 

Образуемый, при этом, незначительный ток напряжением в несколько милливольт является носителем информации для бортового вычислителя автомобиля, который, в свою очередь, осуществляет оперативную подстройку угла опережения зажигания, сглаживая, тем самым, детонационные вспышки топлива. 

Несмотря на свою миниатюрность и кажущуюся конструктивную простоту, датчик детонации имеет большое значение, и пропадание сигнала от него не только сопровождается появлением соответствующего кода отказа, но и приводит к тому, что электронный блок управления автоматически переходит на безопасный режим (с минимальным углом опережения зажигания), что означает рост количества потребляемого бензина и снижение общей мощности двигательной установки. Конечно, если где-то посреди трассы вы столкнулись с отказом данного датчика, это не смертельно – по крайней мере, отечественные ВАЗ 2110 и ВАЗ 2112, некоторое время,  способны обходиться без такой настройки, однако затягивать с ремонтом, все же, не стоит. Тем более первичный осмотр можно провести на месте обнаружения отказа. 

Найти, где находится датчик детонации, не представляет труда: на последних ВАЗовских моделях он расположен в верхней части блока цилиндров, в непосредственной близости от масляного щупа. Нередко случается так, что проблему удается решить подтягиванием или ослаблением крепления датчика к двигателю (оптимально, когда датчик давления затянут с усилием 20 Нм), правда чтобы добиться этого, необходимо иметь под рукой динамометрический ключ. Такой же ключ понадобиться, если предстоит замена датчика детонации.          

Если регулировка затяжки  не привела к ожидаемому результату, то без проверки датчика детонации с возможной его заменой не обойтись, причем поиск неисправности лучше проводить на специальном стенде в условиях специализированной автомастерской. Впрочем, как говорится, голь на выдумку хитра, и при желании подобную процедуру можно выполнить самостоятельно, используя вполне стандартную измерительную аппаратуру  типа «Тестер», главное чтобы он бы в состоянии регистрировать как сверхмалые напряжения, на уровне милливольт, так и сопротивления близкие к бесконечности.

Перед тем как проверить  датчик (на рисунке позиция Б)  придется демонтировать его с двигателя, для чего следует, предварительно, отсоединить от него колодку А (понадобиться нажать фиксатор).  Далее аккуратно отверните крепежную гайку, после чего появляется возможность снять датчик с установочной шпильки. 

Для проверки датчика подсоедините к его контактам мультивольтметр, выставив на нем минимальный предел измерений. 

Необходимо помнить, что для одноконтактного датчика отрицательный провод (традиционно черного цвета) подсоединяют к месту установки болта крепления, а положительный провод (красный) к сигнальному контакту в разъеме.  

В свою очередь если датчик двухконтактного варианта, то подключение производится к соответствующим контактам в разъеме с соблюдением полярности. Для активации датчика слегка постучите по его корпусу отверткой или любым другим твердым предметом. 

Если датчик исправный – тестер зафиксирует скачки напряжения в пределах от 40 до 200 мВ. 

Также можно проверить  внутреннее сопротивление датчика, не забывая, что на изделиях, установленных на ВАЗовских моделях,  это сопротивление очень большое, практически стремящееся к нулю.

Если хотя бы один  из указанных выше параметров  отсутствует – тут уж приходится  думать, как поменять датчик детонации, потратив при этом минимум  нервов и материальных средств.

Похожие материалы

Датчик детонации. Принцип работы и проверка

Современные автомобили оснащены различными датчиками, на основании показаний которых блок управления регулирует работу всего агрегата. Одним из подобных элементов, участвующих в системе топливного впрыска, является датчик детонации, принцип работы которого основывается на пьезоэффекте.

Располагается датчик детонации на двигателе автомобиля. Он вырабатывает импульсы напряжения от детонационных взрывов в двигателе. На основании показаний, полученных от него, блок управления контролирует подачу топлива, тем самым добиваясь максимальной мощности двигателя и экономичного расхода топлива.

Типы датчиков детонации

Существует две разновидности данного прибора – широкополосный и резонансный. Но в настоящее время резонансный датчик детонации уже не устанавливается серийно. Также следует знать, что они не взаимозаменяемы, так что установить, к примеру, вместо широкополосного резонансный не получится.

Принцип действия

Работа датчика основывается на пьезоэффекте. Контроллер посылает к датчику сигнал постоянного тока с напряжением в 5В. В нем расположен резистор, который уменьшает напряжение до 2,5В и возвращает на контроллер сигнал переменного тока. Передача обратного сигнала осуществляется по цепи получения опорного напряжения. Это возможно по той причине, что сигнал от контроллера поступает в виде напряжения постоянного тока, а обратный – напряжением переменного тока. При возникновении детонационного взрыва в двигателе датчиком генерируется сигнал переменного тока, амплитуда и частота которого напрямую зависят от силы детонации. Если при нормальной работе двигателя на контроллер возвращается сигнал переменного тока с напряжением 2,5В, то контроллер оставляет работу двигателя в текущем режиме. Если же в получаемом сигнале есть отклонения от положенного значения, то контроллер изменяет угол опережения зажигания, чтобы погасить детонации и перевести работу двигателя в экономичный и безопасный режим.

Проверка датчика детонации

В домашних условиях датчик детонации и его работоспособность можно проверить при помощи мультиметра. Прежде всего, необходимо отключить от него электрическую колодку, а после выкрутить его из двигателя. Подключаем тестер к датчику следующим образом: красный (плюсовой) провод соединяется с контактом в разъеме, а черный (минусовой) — с корпусом. Для проверки работоспособности необходимо слегка постукивать по резьбе, в результате чего датчик детонации должен выдавать импульсы напряжения величиной до 300 мВ, которые и регистрирует мультиметр. Если скачки напряжения не регистрируются, то датчик неисправен. Если же мультиметр отлавливает напряжение после каждого удара, то необходимо проверить разъемы датчика и провода. Очень часто именно в плохом контакте заключается отсутствие связи контроллера и датчика, поэтому следует очистить контакты. Также необходимо проверить проводку на обрыв цепи. Вполне возможно, что кабель просто протерся где-то или оборвался.

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 много других.» Прохладный.

Что вызывает стук 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 перед зажиганием свечи зажигания.Чаще всего это происходит, когда поршень движется вверх.

[PDF] Датчик детонации — Скачать бесплатно PDF

Скачать датчик детонации …

Датчик детонации Джереми Эллис, осень 2009 г.

Обзор   

   

Цепь системы пьезоэффекта датчика фона Преимущества Общие проблемы применения

Что такое стук? 

Что такое стук ?? — высокочастотные колебания, вызванные детонацией или преждевременным сгоранием топлива в цилиндрах двигателя

Как это можно предотвратить? 



Почему мы заботимся? — Стуки могут лишить двигатель мощности и, что еще хуже, разрушить сам двигатель.Как предотвратить стук ?? — более низкая степень сжатия, более высокое октановое число топлива, изменение стиля вождения или… МЕХАТРОНИКА!

Нужна буксировка ??

Датчик 







Датчики детонации генерируют напряжение при приложении к ним вибрации с использованием пьезоэлектрического эффекта. Генерируемое напряжение пропорционально ускорению. прикладывая давление к пьезоэлементу, это давление создает электрический заряд в пьезоэлементе, который является выходным сигналом датчика.Настроен на частоту детонации двигателя (обычно 6-8 кГц)

Как это работает — Пьезоэлектрический эффект 







Обнаружен Пьером и Жаком Кюри в конце 19 века Принцип начал использоваться в промышленных датчиках в 1950-х годах. Пьезоэлектрические элементы генерируют напряжение при приложении к ним давления или вибрации Керамика и монокристаллические материалы

Цепь датчика детонации 

При обнаружении признаков детонации (т. Е.детонация), датчик детонации посылает сигнал напряжения на компьютер управления двигателем, который немного замедляет синхронизацию зажигания, чтобы избежать детонации.

Преимущества 



Двигатели транспортных средств работают более эффективно и производят больше мощности при работе вблизи предела детонации. Несмотря на свою простоту, датчики детонации обеспечивают оптимальную работу двигателя и защищают двигатель от возможных повреждений, вызванных детонацией.

Общие области применения 

Двигатели с поршневым приводом, как бензиновые, так и дизельные

Проблемы (удары)  

 

Пьезоэлектрические элементы могут быть чувствительны более чем к одному физическому измерению. , дорожная соль и др.) для автомобильной промышленности. Керамические материалы не обладают долговременной стабильностью. Датчик может быть обманут такими вещами, как неисправный водяной насос или подшипник генератора, или ослабленный стержневой подшипник. Пьезоэлектрический эффект Генерируемое напряжение пропорционально ускорению Датчики детонации обеспечивают оптимальную работу двигателя и защищают двигатель от возможных повреждений, вызванных детонацией

Резервные таблицы

Пример зависимости напряжения от частоты 

Обратите внимание на пиковое напряжение около 7 кГц.

Данные для заказа 





Цены варьируются от 50 до 300 долларов в зависимости от модели. Модели зависят от производителя автомобилей. Aftermarket и OEM-модели

Ссылки   

 

wikipedia.com partstrain.com autoshop101.com piezocryst.com misterfixit.com

Датчики детонации двигателя, часть 2

Продолжаем исследование датчиков детонации двигателя, рассмотрев одно- и двухпроводные датчики.

В предыдущем выпуске Counter Point мы обсуждали различные причины детонации в двигателе. До эпохи электронного управления двигателем у конструктора двигателей было ограниченное количество эффективных инструментов для защиты от детонации. Основными среди них были конструкция камеры сгорания, октановое число используемого топлива и отображение кривой опережения зажигания. Конструктор не мог рисковать возможностью повреждения двигателя из-за детонации, поэтому всегда было необходимо держать двигатель как можно дальше от точки, где он мог бы начаться.Это обеспечило долговечность двигателя, но ухудшило его характеристики.

Современные двигатели теперь полностью управляются электроникой. Инженерам больше не нужно соглашаться на консервативную заданную кривую опережения зажигания. Опережение искры теперь можно контролировать динамически. Это динамическое управление позволяет модулю управления двигателем (ЕСМ) учитывать изменяющиеся условия работы двигателя, а также доступное октановое число топлива, а затем использовать эту информацию для получения максимальной производительности двигателя без риска повреждения искровой детонации.

Ключевым датчиком, используемым для динамического контроля опережения зажигания и достижения максимальной производительности, является датчик детонации двигателя. В любой данной рабочей ситуации ECM пытается обеспечить максимальную доступную производительность, опережая зажигание. Если бы это продвижение не было остановлено, это неизбежно привело бы к детонации двигателя.

Блоку управления нужен дозорный, чтобы сообщить о стуке, как только он начнется. Затем контроллер ЭСУД задерживает опережение зажигания, и детонация прекращается. Контроллер ЭСУД повторяет процесс, постепенно увеличивая синхронизацию до обнаружения детонации, а затем замедляя синхронизацию до тех пор, пока детонация не прекратится.Этот процесс с обратной связью позволяет двигателю обеспечивать максимальную производительность в любых условиях без риска повреждения или потери производительности из-за детонации.

Сегодня используются две основные конструкции датчиков детонации: широкополосные однопроводные датчики и двухпроводные датчики детонации с плоским откликом. В обеих конструкциях датчиков используются пьезоэлектрические кристаллы для создания и передачи сигналов напряжения на контроллер ЭСУД. Амплитуда и частота этого сигнала варьируются в зависимости от уровней вибрации в двигателе. Сигналы широкополосного и плоского датчика детонации обрабатываются PCM по-разному.В широкополосных датчиках используется однопроводная схема. Этот тип датчика может реагировать на частоту детонации до 1000 Гц от значения расчетной частоты. Это позволяет датчику приспосабливаться к изменениям частоты детонации двигателя при изменении условий работы двигателя. Высоковольтный выход датчика позволяет использовать один неэкранированный выходной провод и схему измерения с низким импедансом, обеспечивая при этом пониженную восприимчивость к электромагнитным помехам (EMI).

Некоторые PCM выдают напряжение смещения на сигнальный провод датчика детонации.Напряжение смещения создает падение напряжения, которое PCM отслеживает и использует для диагностики неисправностей датчика детонации. Шумовой сигнал датчика детонации движется по этому напряжению смещения. Из-за постоянно меняющейся частоты и амплитуды сигнала он всегда будет за пределами параметров напряжения смещения. PCM во многих приложениях распознает нормальный выходной шум датчика детонации. PCM использует канал шума и сигнал датчика детонации, который движется по каналу шума, подобно системам напряжения смещения. Обе системы постоянно контролируют выходной сигнал датчика, отслеживая отсутствие сигнала или сигнал, который попадает в частотный канал шума.

В датчиках детонации

с плоской характеристикой используется двухпроводная схема. Это самогенерирующаяся пьезоэлектрическая конструкция, которая не требует питания датчика. Датчик имеет плоскую частотную характеристику в диапазоне от 5 до 18 кГц. Это позволяет использовать датчик на разных двигателях, регулируя частоту фильтра электроники обработки сигналов, чтобы она соответствовала частоте детонации двигателя. Датчик реагирует на частоты детонации, которые выше, чем частота первичной детонации, что позволяет системе управления использовать более высокие частоты детонации либо по отдельности, либо в сочетании с частотой первичной детонации.

Сигнал передается по шумовому каналу, который узнает PCM. Шумовой канал основан на нормальном шумовом входе от датчика детонации и известен как фоновый шум. При изменении частоты вращения двигателя и нагрузки верхние и нижние параметры шумового канала будут изменяться в соответствии с сигналом датчика детонации, сохраняя сигнал внутри канала. При детонации сигнал будет выходить за пределы частоты шумового канала, и PCM будет уменьшать опережение искры до тех пор, пока сигнал не вернется внутрь частоты шумового канала.

Необходимо тщательно выбирать количество и положение датчиков детонации, чтобы детонация из любого цилиндра или цилиндров могла распознаваться в любых условиях, особенно при высоких нагрузках и оборотах двигателя. Положение установки датчика детонации обычно находится сбоку от блока цилиндров или под впускным коллектором. Четырехцилиндровые двигатели обычно оснащены одним датчиком, пяти- и шестицилиндровые двигатели — двух-, восьми-, десяти- и двенадцатицилиндровыми двигателями — двумя или более датчиками детонации.

Сигналы датчиков обрабатываются PCM. Для каждого цилиндра формируется контрольный уровень, который непрерывно и автоматически адаптируется к условиям эксплуатации. Сравнение с полезным сигналом, полученным из сигнала датчика для каждого процесса сгорания в каждом цилиндре, позволяет PCM определить, происходит ли детонация. Если это так, точка воспламенения задерживается на фиксированную величину, например, на 3 ° поворота коленчатого вала для соответствующего цилиндра. Этот процесс повторяется для каждого цилиндра для каждого процесса сгорания, который был признан детонационным.Как только стук утихает, точка зажигания перемещается небольшими шагами, пока не вернется к своему значению карты опережения зажигания.

Поскольку предел детонации варьируется от цилиндра к цилиндру в двигателе и резко меняется в пределах рабочего диапазона, результатом является индивидуальная точка воспламенения для каждого цилиндра. Избирательное распознавание и контроль детонации цилиндров позволяет наилучшим образом оптимизировать КПД двигателя и расход топлива. Если автомобиль предназначен для работы на неэтилированном топливе высшего качества, он также может работать на обычном неэтилированном топливе с несколько сниженными характеристиками и без риска внутреннего повреждения двигателя.

В динамическом режиме в таких условиях частота детонации увеличивается. Чтобы уменьшить детонацию, в электронном блоке управления может храниться индивидуальная карта опережения зажигания для двух типов топлива. После пуска двигатель работает с «премиальной» картой. PCM переключается на «обычную» карту, если частота детонации превышает заданный предел. Драйвер не знает об этом переключении; только мощность и расход топлива немного уменьшится.

ДАТЧИК ДЕТОНАЦИИ (KS)

Общее описание
В двигателях с высокой степенью сжатия оптимальная установка угла опережения зажигания (при оборотах двигателя выше, чем на холостом ходу) очень близка к возникновению детонации.Эта близость означает, что существует вероятность детонации в какой-то момент рабочего цикла двигателя в некоторых цилиндрах. Детонация может произойти в любой момент, и бортовой контроллер позаботится о ее контроле. Во время сгорания бортовой контроллер точно определяет цилиндр или цилиндры с детонацией.

Внешний вид
На рис. 1 показаны некоторые типы датчиков KS.

Фиг.1

Принцип действия КС

KS — это пьезоэлектрический датчик, установленный на блоке двигателя и реагирующий на звуковые колебания двигателя.Сигнал датчика преобразуется в напряжение, пропорциональное уровню детонации, и подается на бортовой компьютер для дальнейшей обработки.
Частота детонации обычно находится в диапазоне от 6 кГц до 15 кГц. Бортовой компьютер анализирует детонацию каждого цилиндра и использует сложный алгоритм для сравнения его уровня со средним уровнем шума за заданные прошлые периоды. Если шум превышает средний уровень на определенное значение, бортовой компьютер обнаруживает детонацию.
Первоначально установка угла опережения зажигания основана на контрольном значении.Когда детонация обнаруживается в некоторых цилиндрах, бортовой контроллер уменьшает время на несколько градусов. После исчезновения детонации время увеличивается до тех пор, пока не достигнет своего базового значения или пока не произойдет следующая детонация. Это непрерывный процесс, обеспечивающий оптимальную синхронизацию для каждого цилиндра.

Порядок проверки работоспособности КС

1. Подключите датчик индукционного стробоскопа к первому цилиндру
2. Подключите клеммы KS к вольтметру переменного тока.
3. Запустить двигатель и оставить его работать на холостом ходу.
4. Слегка постучите по блоку цилиндров двигателя рядом с первым цилиндром.
5. Advance должен стремиться к задержке, а вольтметр должен показывать небольшое напряжение (около 1 В).

Осциллографические измерения KS

Если у вас есть осциллограф, подключите активный щуп к сигнальной клемме датчика детонации, а заземляющий щуп — к массе шасси.
Повторите процедуры, описанные выше.При нажатии вы должны наблюдать следующую форму волны, как на рис. 2:

Фиг.2

Это типичная форма волны правильно работающего KS. Если при отводе нет колебаний напряжения, замените датчик.

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 о зажигании. 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.

Стук

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, отказ от распыления 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 при достижении наилучшего крутящего момента, двигатель считается ограниченным по детонации, поскольку время зажигания настраивается для предотвращения детонации 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 снижения 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 варьируется 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 до того, как 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 обнаружения 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».
Во время нормальной работы шум, создаваемый 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 — это наиболее распространенный датчик детонации, который даже часто встречается на большинстве автомобилей OEM с замкнутой системой детонации. Многие послепродажные сигнальные лампы, 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 расти по мере возникновения события воспламенения.

Так как 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 настроить более агрессивную настройку с меньшим риском потенциального ухудшения характеристик или неблагоприятных 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, а то и 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 может 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.

Что такое детонация с ионным датчиком? PH Explains

Детонация, также известная как «стук», может иметь катастрофические последствия для двигателя. Это происходит, когда температура и давление повышаются слишком быстро после начала сгорания, что может вызвать самовоспламенение оставшейся в цилиндре воздушно-топливной смеси.

Неконтролируемое сгорание вызывает беспорядочные скачки давления, что приводит к характерному дребезжащему шуму, часто наиболее заметному, когда двигатель находится под нагрузкой. В лучшем случае такое случайное сгорание неэффективно и вредит выходной мощности двигателя.В худшем случае постоянный стук может повредить поршни, головки, стенки цилиндров и заглушки.

Чтобы противостоять этому, производители используют несколько методов обнаружения детонации. Полученную информацию затем можно использовать для изменения поведения системы управления двигателем, обычно путем изменения угла опережения зажигания, чтобы остановить детонацию.

Обнаружение детонации часто достигается с помощью акустического или пьезоэлектрического датчика детонации. Прикрепленные к блоку двигателя, они улавливают характерный шум или вибрацию, вызванные детонацией.Однако во многих случаях контролируется только один цилиндр или двигатель в целом, а в противном случае невозможно точно контролировать состояние цилиндров. Это означает, что, если в одном цилиндре из-за какой-либо аномалии начнется детонация, каждый цилиндр придется набирать обратно, что снижает мощность и эффективность двигателя — на всякий случай.

Один из способов избежать этого — использовать систему зажигания с датчиком тока ионизации. Это эффективно превращает каждую свечу зажигания в датчик в цилиндре, который можно использовать для более точного контроля детонации.Затем ЭБУ может регулировать поведение системы управления, чтобы адаптировать цикл сгорания в каждом цилиндре, что приводит к повышению эффективности и надежности.

Как работают эти ионно-чувствительные системы зажигания?

Во время четырехтактного цикла бензинового двигателя высвобождается различное количество ионов и электронов, поскольку атомы ионизируются процессами, происходящими в цилиндре. Они могут быть вызваны зажиганием свечи зажигания или тепловыми и химическими явлениями, происходящими во время сгорания.Когда зажигается искра, измерительная система подает напряжение на свечу зажигания. Генерируемое электрическое поле затем заставляет ионы и электроны в цилиндре перемещаться между центральным и заземляющим электродами вилки, создавая ток.

Проводимость газовой смеси и, следовательно, ток, измеряемый на электродах свечи, зависит от плотности электронов и ионов вокруг свечи зажигания. Результирующий измеренный ток, связанный с ионизацией, впоследствии называется «ионным током» и может использоваться для установления событий, происходящих в камере сгорания.

При обычном такте зажигания количество ионного тока, присутствующего в камере сгорания, проходит через несколько различных стадий и напрямую зависит от давления и температуры сгорания. Например, во время цикла обжига ионный ток постепенно увеличивается, а затем падает с ростом и падением давления и температуры.

Однако стук создает неравномерные всплески давления, что вызывает ионизацию дополнительных атомов. Это приводит к резким колебаниям ионного тока, давая понять ЭБУ, что происходит детонация.После этого можно предпринять шаги для устранения проблемы, например, замедлить отсчет времени. В качестве альтернативы, если произойдет пропуск зажигания, ионный ток не будет увеличиваться или уменьшаться; в этом случае может загореться сигнальная лампа.

Такие системы также можно использовать для упреждающего предотвращения детонации, отслеживая состояние цилиндра перед зажиганием искры. Кроме того, другие данные можно получить из более сложных настроек. Например, система обнаружения ионов может использоваться для оценки качества процесса сгорания или наличия какого-либо предварительного воспламенения.

Краткая история обнаружения детонации «ионным током»

Концепция измерения ионизации в цилиндре двигателя для обнаружения детонации существует по крайней мере с 1940-х годов; мириады патентов той эпохи документируют системы, предназначенные для регистрации данных с авиадвигателей.

В конце 1970-х годов были разработаны более совершенные автомобильные исследовательские системы с использованием ионно-сенсорного оборудования, которые использовались такими компаниями, как Bosch и Alfa Romeo. Поскольку электронное управление впрыском топлива и зажиганием стало гораздо более распространенным, производители также начали исследовать концепцию использования датчиков ионного тока для контроля и регулировки работы каждого цилиндра для достижения максимальной производительности без детонации.

Saab, например, запатентовал такую ​​систему обнаружения в 1984 году — за ней последовала установка, которая могла изменить время в 1986 году; Впоследствии в 1993 году она запустила в производство свою систему управления двигателем Trionic. В ней будет использоваться измерение ионного тока для обнаружения детонации и пропусков зажигания, данные, которые затем могут использоваться для изменения момента зажигания, чтобы избежать проблем и оптимизировать цикл сгорания. Эта установка также позволила более точную синхронизацию цилиндров.

BMW привлекла дополнительное внимание к системе, когда использовала «систему управления ионным током» в своем S85B50 V10, который появился в 2005 году и использовался для E60 M5, E61 M5 Touring и E63 и E64 M6 Coupe.Другие производители, включая Ferrari, Honda и Mercedes-Benz, также используют аналогичную систему.

Перемещение влево Перемещение вправо

1/3

Все о системе зажигания: определение детонации и адаптивное зажигание.

Детонация.

Детонация при сгорании — это проблема, связанная с работой двигателя. Ранние автомобили были оснащены ручным управлением, которое позволяло водителю замедлять зажигание, когда слышался характерный «розовый» звук. После того, как помутнение прекратилось, водитель мог вернуть рычаг управления в выдвинутое положение.Электронное управление позволяет выполнять этот процесс автоматически, а датчик детонации часто входит в состав электронной системы зажигания.

Датчик детонации на двигателе.

Пьезоэлектрический эффект часто используется в датчиках детонации, и настройка пьезоэлектрического элемента в сочетании с конструкцией электронной схемы датчика позволяет выделить детонацию при горении среди других механических шумов. Детонация при сгорании представлена ​​сигналом напряжения, который передается на контроллер ЭСУД, и процессор в ответ задерживает зажигание, чтобы предотвратить детонацию.Контроллер ЭСУД задерживает зажигание ступенчато, примерно на 2 ° за раз, до тех пор, пока детонация не прекратится. Когда детонация прекращается, ЕСМ снова будет постепенно увеличивать зажигание, пока не будет достигнута правильная настройка.

Адаптивное зажигание.

Вычислительная мощность современных блоков управления двигателем позволяет проектировать системы зажигания таким образом, чтобы блок управления двигателем мог изменять настройки с учетом изменений состояния компонентов, таких как бензиновые форсунки, по мере износа двигателя.