Датчик детонации двигателя (устройство, неисправности и проверка)

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 6 мин Просмотров 1.2к. Обновлено 23.02.2020

Содержание

1. Чем опасна детонация для двигателя?
2. Причины детонирования топлива
3. Принцип работы датчика детонации
4. Видео: Датчик детонации. Зачем нужен. Как работает. Как диагностировать.
5. Устройство датчика детонации
6. Предохранительные меры
7. Симптомы неисправности
8. Система самодиагностики
9. Проверка датчика детонации
10. Видео: Датчик детонации ДД Проверка не снимая с авто
11. Особенности V-образных ДВС
12. Рекомендации по замене датчика

Датчик детонации двигателя необходим для регистрации неправильного горения топливовоздушной смеси (ТВС). В случае неисправности ДД ECM (Engine Control Module) переводит мотор в аварийный режим, ограничивая мощность и скорость реакции на педаль газа.

 Рассмотрим признаки неисправности датчика, его устройство и способы диагностики.

Чем опасна детонация для двигателя?

Для эффективного преображения возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движения коленчатого вала максимальное давление в камере сгорания на такте рабочего хода должно достигаться примерно на 15-20° после верхней мертвой точки (ВМТ). При этом топливно-воздушная смесь поджигается дуговым разрядом искры зажигания, а скорость распространения фронта пламени не превышается 30-40 м/с.

В случае излишнего нагрева воздуха в конце такта сжатия, появления в камере сгорания частиц с излишне высокой температурой, топливная смесь самовоспламеняется. Скорость распространения фронта пламени при этом достигает 2000 м/с. Такой взрывообразный характер детонации приводит к повышенной нагрузке на детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и цилиндропоршневой группы (ЦПГ). Последствия детонации:

• прогорание клапанов и поршня;
• разрушение поршневых перегородок;
• прогар прокладки головки блока цилиндров;
• локальный перегрев поршней, стенок цилиндров и связанная с этим потеря эластичности поршневых колец;
• ускоренный износ деталей ЦПГ. Взрывообразное горение разрушает масляную пленку, провоцируя сухое трение;
• оплавление электрода свечи зажигания.

Причины детонирования топлива

1. Несоответствие октанового числа бензина степени сжатия в двигателе.
2. Низкое калильное число свечей зажигания. Самовоспламенение ТВС происходит от контакта с раскаленным электродом.
3. Ранний угол опережения зажигания.
4. Отложения в камере сгорания. При большом скоплении нагара на поршнях и клапанах уменьшается площадь камеры сгорания, что естественным образом ведет к увеличению степени сжатия. Детонация может появиться еще и вследствие контакта ТВС с перегретыми частичками масляных отложений.
5. Слишком бедная смесь. Избыток воздуха ускоряет окислительную реакцию топлива с кислородом и повышает риск самовоспламенения смеси.

Принцип работы датчика детонации

Видео: Датчик детонации. Зачем нужен. Как работает. Как диагностировать.

Работа датчика основывается на характеристике пьезоэлектриков преобразовывать воздействующую на них механическую энергию давления в разность потенциалов на их противоположных сторонах. Ударная волна, возникающая при детонировании, приводит к вибрациям стенок двигателя и деформации пьезоэлемента. Изменение формы последнего провоцирует появление напряжения, которое используется как выходной сигнал датчика детонации. Величина напряжения прямо пропорциональна силе вибраций, воздействующих на чувствительный элемент.

В зависимости от типа электронной схемы, использующейся для усиления и преобразования сигнала, различают резонансные и широкополосные датчики. Первый тип измерителя предполагает превышение порогового уровня лишь на одной (резонансной) частоте детонирования. Такие датчики устанавливались на ранних версиях ВАЗовских моторах с инжекторной системой питания. В широкополосных измерителях амплитуда выходного напряжения превышает пороговый уровень в определенном диапазоне частот, возникающих в двигателе при детонации.

Устройство датчика детонации

Устройство широкополосного датчика детонации:

1. Контактные шайбы, являющиеся выводами для регистрации напряжения.
2. Пьезоэлемент.
3. Инерционная масса, воздействующая при вибрациях на чувствительный элемент.
4. Тарельчатая пружина, обеспечивающая прилегание инерционной массы к чувствительному элементу.
5. Болт крепления.
6. Корпус.
7. Электрический разъем.

Устройство ДД резонансного типа:

• корпус с резьбой;
• пьезоэлектрический кристалл;
• пружина;
• шунтирующий резистор;
• электрический разъем;
• подвижная опора;
• резистор.

Датчик детонации двигателя стоит непосредственно в блоке, вблизи одного из цилиндров. На V-образных моторах датчиков будет как минимум 2 – по одному на каждую ГБЦ соответственно.

Предохранительные меры

Сигнал с датчика подается в ECM. Детонация в двигателе является причиной для резкого отката угла опережения зажигания в сторону запаздывания. При следующих циклах работы мотора угол ступенчато уменьшается до тех пор, пока снова не будет зарегистрировано детонационное сгорание. Нередко, когда двигатель детонирует, происходит не только откат УОЗ (угол опережения зажигания), но и обогащение топливовоздушной смеси. Таким образом удается подстраиваться под изменяющиеся параметры работы, удерживая двигатель в зоне наибольшей эффективности.

Симптомы неисправности

В случае поломки датчика двигатель переходит в аварийный режим, выставляя поздний УОЗ. Неисправность датчика детонации проявляется потерей мощности, увеличенным расходом топлива, провалами при резком нажатии на газ. Если мотор по какой-то причине не переведен в аварийный режим, при движении под нагрузкой и попытках резких ускорений вы услышите характерный металлический дребезг.

Система самодиагностики

Поскольку датчик детонации влияет на исправность двигателя, ECM современных автомобилей имеет развитую систему самодиагности. ЭБУ двигателя не только регистрирует детонационное сгорание, но и «слушает» фоновый шум работающего двигателя. Если уровень шума с датчика детонации ниже порогового значения в течение 10 с и более, в энергонезависимой памяти ЭБУ регистрируется ошибка датчика. Каждому типу регистрируемой неисправности присваивается определенный код, который может быть считан диагностическим прибором.

Благодаря резистору, встроенному в схему управления, ECM способен определить обрыв цепи и короткое замыкание на массу. При этом возможна как неисправность датчика детонации, так и проблема с проводкой. Поскольку сигнал датчика важен не только для сохранения мотора, но и для контроля уровня токсичности выхлопных газов, ошибки по нему сопровождаются загоранием на приборной панели лампы Check Engine.

Проверка датчика детонации

Сигнал ДД представляет собой синусоиду с определенной частотой и амплитудой. Датчик не требует питания и не пропускает через себя ток, поэтому проверить его обычным мультиметром можно только на предмет обрыва встроенного шунтирующего резистора (защищает цепь от короткого замыкания).

Адекватная проверка датчика детонации возможна только с помощью осциллографа. Диагностировать датчики можно без снятия с автомобиля. Для этого подключитесь к сигнальному выводу и нанесите 3 точных удара металлическим предметом вблизи датчика. Сигнал должен быть без провалов и с четко выраженными затухающими колебаниями. Потеря сигнала свидетельствует о дребезге контактов внутри измерителя.

Видео: Датчик детонации ДД Проверка не снимая с авто

Особенности V-образных ДВС

В случае ошибки на один из датчиков детонации необходимо поменять их разъемы местами. Если доступ к датчикам затруднен, изучите электрическую схему. Вероятно, что провода от датчиков приходят на общий коннектор. Разъединив разъем, вы сможете обмануть ЭБУ двигателя, установив соответствующие перемычки между «папой» и «мамой».

Удалите ошибки с памяти ECM, запустите и прогрейте двигатель. Проведите тестовую поездку для возобновления кода неисправности (на приборной панели загорится Check Engine).

Если ошибка с Bank 1 изменилась на Bank 2 и наоборот, значит, проблем с проводкой от измерителя к блоку управления нет, а неисправность в самом датчике. В случае сохранения ошибки по одной и той же ГБЦ следует прозвонить проводку на предмет обрыва. Для этого воспользуйтесь мультиметром в режиме омметра. Один из щупов подключите к проводу разъема со стороны датчика, а второй к его ответной части, приходящей на ЭБУ. Проверьте, не замкнул ли сигнальный провод на массу. Для теста один из щупов подключите к сигнальному выводу разъема датчика, а вторым коснитесь массовой клеммы АКБ. Сопротивление незамкнутого провода должно быть больше 20 мОм.

Рекомендации по замене датчика

Поскольку датчик детонации двигателя нужен для регистрации вибраций стенок блока цилиндров, при его установке важно соблюсти рекомендованный производителем момент затяжки. Неплотное прилегание, грязь между привалочными плоскостями либо превышенное усилие затяжки приведут к искажению сигнала и возобновления ошибки.

Печать

Датчик детонации двигателя — принцип работы и поиск неисправностей

Друзья, если вы ищете датчик детонации, тогда ознакомьтесь с этой статьей. Если вышел из строя датчик, то в автомобиле может появиться стук или детонация двигателя. Таким образом, сегодня мы собираемся обсудить датчик детонации двигателя внутреннего сгорания.

Датчик детонации – это датчик обнаружения явления детонации, который помогает двигателю не повреждаться детонацией. Он улучшает работу двигателя. Детонация – это ненормальное сгорание внутри двигателя, которое в течение длительного времени сильно повреждает компоненты двигателя. Итак, этот датчик помогает двигателю прекратить детонацию.

Что такое датчик детонации двигателя?

Данное устройство обнаруживает вибрации цилиндров двигателя из-за детонации и отправляет электрический сигнал в модуль управления двигателем.

Когда модуль получает электрический сигнал, он замедляет момент зажигания и останавливает появление детонации в двигателе.

Напряжение электрического сигнала, выдаваемого датчиком детонации, зависит от интенсивности детонации.

Таким образом, датчик детонации двигателя помогает ему. Он отправляет сигналы детонации в модуль. Поскольку детонация со временем оказывает негативное влияние на двигатель, высокая температура и вибрации, возникающие во время детонации, повреждают компоненты двигателя.

Расположение

Датчик детонации привинчен к блоку двигателя или к головке блока цилиндров.

Принцип работы датчика детонации

Датчик детонации двигателя представляет собой датчик пьезоэлектрического типа. В нем используется пьезоэлектрический элемент, который улавливает вибрации, возникающие внутри двигателя из-за детонации, и посылает электрические сигналы в модуль.

Когда модуль получает сигналы определенного напряжения от двигателя, он задерживает угол опережения зажигания, что снижает тенденцию к детонации в двигателе. Замедляя момент зажигания, датчик снижает пиковое давление и температуру внутри двигателя, что приводит к прекращению детонации.

Функции

Цель использования датчика детонации заключается в следующем:

– для уменьшения расхода энергии;

– чтобы перестал стучать двигатель;

– для улучшения топливной экономичности;

– для увеличения выходного крутящего момента;

– чтобы почувствовать вибрацию внутри двигателя.

Датчик детонации двигателя – конструкция

Пьезоэлектрический элемент. Данный элемент представляет собой керамический диск. Когда пьезоэлемент подвергается давлению во время вибрации двигателя, в нем происходит накопление электрического заряда.

Контактные диски. Расположены с обеих сторон пьезоэлектрического элемента. Контактные диски помогают проводить электрический заряд, накапливающийся в пьезоэлектрическом элементе, к клеммам.

Сейсмическая масса. Из-за инерции сейсмической массы, во время вибрации двигателя, давление на материал непрерывно и ритмично изменяется. Следовательно, это изменение давления воспринимается пьезоэлектрическим элементом, что вызывает накопление электрического заряда в нем.

Как работает датчик детонации?

Датчик прикручен к блоку цилиндров. Когда в двигателе начинается стук, внутри двигателя создается высокое давление и вибрация. Из-за сильных вибраций внутри пьезоэлемента начинает накапливаться электрический заряд.

С обеих сторон пьезоэлемента расположены контактные диски, поэтому электрический заряд, образующийся внутри элемента, поступает от контактных дисков к клеммам, которые далее подключаются к блоку управления двигателем.

Величина напряжения электрического заряда зависит от интенсивности колебаний, возникающих при детонации.

Когда модуль получает электрический сигнал от датчика детонации, он увеличивает угол опережения зажигания до тех пор, пока детонация не прекратится. Следовательно, благодаря этому стук в двигателе прекращается.

После того как стук прекращается, модуль устанавливает угол опережения зажигания, как и раньше.

Применение

В автомобильной промышленности датчик детонации двигателя используется во многих мотоциклах и автомобилях, а также в двигателях строительной техники.

Преимущества

Основные преимущества датчика заключаются в следующем:

– снижает склонность к детонации;

– улучшает мощность;

– экономит топливо;

– снижает вибрации двигателя, вызванные детонацией;

– защищает компоненты двигателя от повреждений из-за детонации;

– снижает выбросы несгоревших газов;

– улучшает работу двигателя.

Недостатки

Недостатки датчика детонации заключаются в следующем:

– меньшая точность из-за шумообразования во время детонации;

– требует своевременного ухода;

– высокая цена;

– больше сложности;

– нуждается в своевременной замене, которая требует больших затрат.

Симптомы неисправности датчика детонации

Симптомы неисправного датчика детонации следующие:

– издает слышимый стук;

– загорается сигнальная лампа двигателя;

– модуль сохранит соответствующий код неисправности;

– недостаток мощности двигателя;

– больше расход топлива и меньше ускорение.

Неисправность датчика детонации

Датчик детонации двигателя выходит из строя по следующим причинам:

– обрыв проводки датчика;

– неправильная установка;

– повреждение из-за падения;

– удары во время раскручивания.

Цепь, работа, типы и ее применение

В автомобилях стук в двигателе — это звук, детонация или стук в двигателе, возникающие из-за высокочастотных вибраций, вызванных некачественным топливом, неправильной свечой зажигания, неравномерным зажиганием/взрывом в цилиндре. и отложения на стенке цилиндра. Эти стуки в двигателе могут привести к потере мощности двигателя и поломке двигателя. В наши дни современные автомобили оснащены различными датчиками для контроля их работы, такими как измерение воздуха, температуры и т. д. В дополнение к ним также устанавливаются датчики детонации для отслеживания и поддержания уровня вибрации и шума двигателя автомобиля. В этой статье дается краткое описание датчика детонации, расположенного в двигателе автомобиля.

Датчик детонации Определение

Электронная система управления двигателем или подслушивающее устройство на двигателе, которое улавливает вибрации и звуки, исходящие от блока цилиндров или вызванные детонацией двигателя, преобразует их в электрические сигналы и отправляет их в модуль управления двигателем. (ECM) называется датчиком детонации. Он также известен как пьезоэлектрический датчик или датчик вибрации.

Система в автомобиле оценивает данные в ECM и определяет, следует ли отрегулировать угол опережения зажигания. Чтобы предотвратить повреждение, он может зажечь CEL (индикатор проверки двигателя) и выключить компонент в двигателе.

Когда блок управления двигателем получает электрический сигнал, он замедляет зажигание или угол опережения зажигания и прекращает детонацию в двигателе. Напряжение электрического сигнала, генерируемого этим датчиком, зависит от интенсивности детонации. Таким образом, этот датчик защищает двигатель, передавая сигнал детонации в ECM.

Это связано с тем, что время детонации наносит вред двигателю, а высокие температуры и вибрации, возникающие во время взрыва, могут повредить детали двигателя. Датчик детонации крепится болтами к блоку цилиндров (блоку двигателя) или головке блока цилиндров.

Принцип работы датчика детонации

Датчик детонации работает по принципу пьезоэлектрического эффекта с использованием пьезоэлектрических элементов или пьезоэлектрической керамики. Пьезоэлектрические элементы могут генерировать напряжение при воздействии на них вибрации или давления. Пьезоэлектрическая керамика — это материалы (кварц, фосфат галлия, турмалин), которые могут преобразовывать механические эффекты, такие как давление, вибрация или движение, в электрический сигнал и наоборот.

Благодаря электромеханическому эффекту пьезоэлектрической керамики они широко используются в часах, ультразвуковых преобразователях мощности, датчиках движения, ультразвуковой очистке, литотриптерах, ультразвуковой сварке, громкоговорителях с высокой частотой, активных виброгасителях, приводах атомной силы микроскопы и многое другое. 9Схема датчика детонации 0019 м показана на рисунке ниже.

Схема датчика детонации

Пьезоэлектрический элемент может обнаруживать вибрации, вызванные детонацией двигателя, и отправлять электрический сигнал в модуль ECM. ECM задерживает момент зажигания, когда он получает определенный сигнал напряжения от двигателя. В результате зажигание начинается ближе к ВМТ (верхней мертвой точке), чем раньше, что снижает внутреннюю склонность двигателя к детонации. Датчик детонации останавливает детонацию, снижая давление и максимальную температуру внутри двигателя за счет уменьшения угла опережения зажигания.

Пьезоэлектрический элемент датчика детонации настроен на определение частоты детонации двигателя. Датчик детонации обычно состоит из пьезоэлектрического кристалла (пьезоэлектрического элемента), шунтирующего резистора и винта/резьбы на одном конце датчика детонации, что позволяет вкручивать устройство в блок рядом с поршнем. Базовая структура датчика детонации показана на рисунке ниже.

Структура датчика детонации

Как проверить датчик детонации с помощью мультиметра?

Если датчик детонации выходит из строя, это обычно вызывает один или несколько серьезных симптомов. Есть несколько способов проверить, правильно ли работает датчик. Вот некоторые методы, которым вы должны следовать, прежде чем садиться за руль автомобиля. В противном случае, если датчик поврежден, результаты будут еще хуже, и двигатель может выйти из строя.

Процесс тестирования этого датчика подразделяется на 2 метода. При первом способе датчик детонации проверяют визуальным осмотром деталей, проверкой тросового узла на наличие повреждений, при этом необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. И второй метод — проверка мультиметром, как показано ниже.

Проверка мультиметром

Теперь давайте узнаем, как проверить датчик детонации с помощью мультиметра. Требуемые компоненты: Мультиметр, ЭБУ и датчик детонации.

• Сначала включите ручной тормоз и заглушите двигатель. Если двигатель очень горячий, подождите, пока он не остынет.
• Теперь откройте капот и, когда он откроется, запустите двигатель. Это мера предосторожности, чтобы не открывать капот при работающем двигателе.
• После запуска двигателя найдите датчик детонации автомобиля на коллекторе двигателя. Обычно он устанавливается по направлению к центру двигателя под впускным коллектором.
• Принесите руководство по транспортному средству (автомобилю), в котором разъясняются все меры предосторожности, которые необходимо соблюдать при поиске датчика детонации во избежание повреждений.
• Найдите кабель в сборе с датчиком детонации.
• Потяните жгут проводов от основания к датчику детонации, чтобы отсоединить его от датчика детонации.
• Возьмите мультиметр и подсоедините провода (выводы) к датчику детонации. Подключите отрицательную клемму мультиметра к массе, а положительную клемму к сигнальному проводу (плюсу) датчика детонации. Если датчик детонации исправен и работает исправно, мультиметр покажет сопротивление. Мультиметр должен показать значение сопротивления в пределах 9от 3 до 110 кОм.
• Необходим регулярный осмотр транспортных средств. Чтобы избежать непредсказуемых повреждений автомобиля во время длительных поездок, необходимо проверить датчик детонации и некоторые важные компоненты.

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о подключении датчика детонации к микроконтроллеру.

Типы датчиков детонации

Датчики детонации обнаруживают неравномерную вибрацию двигателя из-за неравномерного сгорания. Для обнаружения детонации в двигателе обычно используются два метода. Это измерение вибрации и измерение давления. Большинство этих датчиков работают по 1-му методу. Датчики обнаружения вибрации доступны в трех типах в зависимости от механизма обнаружения. Они есть; Индуктивные резонансные датчики, пьезоэлектрические резонансные датчики и пьезоэлектрические нерезонансные датчики.

Индуктивный и пьезоэлектрический резонансный датчик:

Он состоит из вибрационной пластины с той же резонансной частотой, что и удар/вибрация при ударе. Если происходит стук, то пластина достигает максимальной амплитуды вибрации и преобразуется в электрический сигнал за счет эффекта электромагнитной индукции или пьезоэлектрического эффекта. Из-за узкополосного отклика резонансный датчик может обнаруживать только определенные частоты детонации двигателя.

Пьезоэлектрический нерезонансный датчик

Этот тип использует пружинный метод для прямого измерения вибрации, поэтому диапазон частот (обычно от 5 кГц до 15 кГц) шире. Частота детонации может незначительно меняться в зависимости от частоты вращения двигателя, поэтому нерезонансные датчики обычно работают лучше, чем резонансные датчики. Датчики детонации на основе вибрации обычно устанавливаются на блоке цилиндров или головке блока цилиндров.

Датчик давления

Это еще один датчик для обнаружения детонации в двигателе для непосредственного измерения давления в цилиндре. Датчик давления обычно встраивается в свечу зажигания путем прикрепления кольцеобразного пьезоэлемента к шайбе. Детонация двигателя создает высокочастотный шум, который накладывается на нормальную форму волны давления сгорания. Обнаружение детонации осуществляется путем фильтрации этих сигналов.

Причины отказа датчика детонации

Ниже приведены причины отказа датчика детонации.

• Датчик детонации может выйти из строя из-за повреждения провода датчика.
• Если он установлен неправильно.
• Получает повреждения из-за падения.
• Из-за ударов при откручивании.
• Из-за недостаточной мощности двигателя.
• Если постоянно воспроизводится слышимый стук, он может быть поврежден.
• Горение контрольной лампы двигателя является признаком повреждения.
• Еще одной причиной повреждения датчика детонации является меньшее ускорение и большее сгорание топлива.

Датчик детонации Решенные проблемы

Неисправный датчик детонации обычно вызывает один или несколько видимых симптомов и должен быть устранен с помощью методов, предложенных автомобильным инженером. Наиболее распространенные проблемы с датчиком детонации:

Горящая лампочка проверки двигателя: Это наиболее распространенный признак проблемы с датчиком детонации. Когда PCM обнаруживает проблему с датчиком детонации или его схемой, модуль включает контрольную лампу двигателя и сохраняет в памяти соответствующий диагностический код неисправности (DTC).

Шум от двигателя: Если датчик детонации двигателя неисправен, PCM не сможет обнаружить или исправить детонацию зажигания/искры. В результате вы можете услышать металлические звуки, исходящие от двигателя. Шум часто наиболее заметен, когда двигатель перегружен.

Плохая работа двигателя: Неисправный датчик детонации также может вызвать пропуски зажигания в ECM, что приведет к ухудшению работы двигателя.

Как решить проблему детонации в двигателе с помощью датчика детонации?

Основной проблемой, которую можно решить с помощью датчика детонации, является надежное обнаружение детонации для увеличения крутящего момента и уменьшения сгорания. «Стук» возникает при повторном воспламенении топливно-воздушной смеси. Длительный стук в основном повреждает прокладку ГБЦ и головку блока цилиндров.

Этот датчик определяет характеристики высокочастотной вибрации детонации двигателя и посылает сигнал в блок управления. Цель состоит в том, чтобы достичь максимальной выходной мощности, включив зажигание как можно быстрее. Двигатели с этими датчиками снижают расход топлива и увеличивают крутящий момент.

Этот датчик обнаруживает вибрации, вызванные детонацией или пропусками зажигания, и посылает сигнал на компьютер управления двигателем для корректировки времени и устранения детонации.

Когда этот датчик указывает на блокировку двигателя или стук в двигателе, то это необходимо предотвратить, понизив степень сжатия, заправив топливо с более высоким октановым числом и изменив манеру вождения мехатроника.

Этот датчик генерирует сигнал переменного тока, который отправляется на компьютер двигателя, часто называемый ECM. Когда модуль ECM обнаруживает детонацию в системе зажигания, модуль увеличивает угол опережения зажигания до тех пор, пока детонация не исчезнет.

Преимущества

Преимущества датчика детонации are,

• Он может остановить детонацию и толчки в двигателях
• Снижает потери энергии.
• Повышает экономию топлива.
• Увеличивает выходной крутящий момент.
• Определяет вибрацию двигателя.
• Увеличивает мощность.
• Может предохранить компоненты двигателя от повреждений из-за детонации.
• Можно уменьшить выбросы несгоревших газов.
• Повышает производительность двигателя.

Недостатки

Ниже приведены некоторые недостатки датчика детонации .

• Шум, возникающий при стуке, может снизить точность.
• Время от времени необходимо техническое обслуживание.
• Дорого.
• Высокая сложность.
• Замена требуется, когда он время от времени выходит из строя, что очень дорого.

Применение

Несколько приложений датчика детонации перечислены ниже.

• Используется в автомобильной промышленности.
• Контролирует детонацию в двигателях внутреннего сгорания.
• Используется для защиты станков.
• Используется для обнаружения кавитации.
• Используется для контроля шарнирных подшипников.
• Используется в противоугонных системах.
• Используется в производстве машинных двигателей.
• Используется в приложениях безопасности, таких как системы дверного стука.
• Используется для управления внутренним зажиганием транспортных средств, особенно в автомобилях.

Итак, это все, что касается обзора работы датчика детонации и его типов. Обычно он вкручивается в блок двигателя или коллектор. Однако точное местоположение зависит от автомобиля. Вам следует обратиться к базе данных по ремонту или руководству по ремонту, чтобы определить точное местоположение датчика детонации для вашего приложения.

Что такое датчик детонации?

Всем привет, я Роуз. Добро пожаловать обратно в новый пост сегодня. Я познакомлю вас с датчиком детонации. Датчик детонации представляет собой небольшое «слушающее» устройство внутри или на двигателе, которое обнаруживает ненормальные вибрации и звуки, исходящие от блока цилиндров.

Автомобильный двигатель может иметь миллион недостатков.

В прошлом пользователи или профессионалы должны были устранять потенциальные автомобильные проблемы, пока они не выясняли, что вызвало повреждение или отказ. С другой стороны, современные автомобили стали настолько умными, что благодаря датчикам они могут обнаруживать проблемы, как только они возникают.

Весь автомобиль оснащен десятками датчиков, которые постоянно контролируют работу и состояние автомобиля. Некоторые датчики измеряют кислород, воздух или температуру, а другие, такие как датчики детонации, отслеживают уровень вибрации и звука.

Датчик детонации, с другой стороны, служит гораздо более широкой цели.

 

Ⅰ. Что такое Стук?

Двигатель стук , часто известный как стук, представляет собой звук и реакцию, которые возникают, когда в цилиндре происходит второе непреднамеренное зажигание или взрыв, помимо нормального регулируемого зажигания свечи зажигания. Другими словами, детонация для двигателей автомобилей опасна и приведет к негативным последствиям.

Фронт пламени создается при воспламенении свечи зажигания и проходит через остальную часть цилиндра. Остаточная воздушно-топливная смесь сжимается за счет движения фронта пламени. При повышении давления повышается и температура. В редких случаях температура повышается до точки, при которой происходит повторное возгорание. Детонация произойдет, когда второе зажигание создаст второй фронт пламени, и эти две реакции столкнутся.

Двигатель часто издает «хлопки» или «щелчки» во время детонации. Звук обычно становится громче, когда вы нажимаете на педаль газа или ускоряетесь.

 

Ⅱ. Что такое датчик детонации?

Датчик детонации представляет собой небольшое «слушающее» устройство внутри или на двигателе, которое обнаруживает аномальные вибрации и звуки, исходящие от блока цилиндров.

Датчик детонации обнаруживает вибрацию и звук блока цилиндров, преобразует их в электронный сигнал и передает в блок управления двигателем (ЭБУ). Затем компьютер в автомобиле оценивает данные и определяет, следует ли отрегулировать угол опережения зажигания.

Он также может включать индикатор проверки двигателя (CEL) или выключать компонент двигателя, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение.

Структура датчика детонации

В зависимости от архитектуры автомобильные датчики детонации классифицируются как индуктивные или пьезоэлектрические датчики детонации. Существует два типа пьезоэлектрических датчиков детонации: пьезоэлектрические резонансные датчики детонации и пьезоэлектрические нерезонансные датчики детонации. Существует три типа датчиков детонации: пьезоэлектрический датчик детонации металлической прокладки седла свечи зажигания, пьезоэлектрический датчик детонации металлической прокладки седла свечи зажигания и пьезоэлектрический датчик детонации металлической прокладки седла свечи зажигания.

Индуктивный датчик детонации

Индукционная катушка, железный сердечник, оболочка и постоянный магнит являются основными компонентами индуктивного датчика детонации. На рис. 1 изображена его структура.

Индуктивный датчик детонации использует принцип электромагнитной индукции для обнаружения детонации в двигателе. Железный сердечник двигателя сотрясается, и магнитный поток катушки изменяется, в результате чего возникает индуцированная электродвижущая сила. Напряжение сигнала, выдаваемое датчиком, является самым высоким, когда собственная частота датчика совпадает с частотой вибрации при детонации двигателя.

Пьезоэлектрический датчик детонации

Пьезоэлектрический датчик детонации резонансного типа

Структурная схема пьезоэлектрического датчика детонации резонансного типа

Пьезоэлектрический датчик детонации резонансного типа состоит из нескольких компонентов, включая пьезоэлектрический элемент, вибратор, основание и оболочка. На рисунке выше представлена ​​структурная схема.

Вибратор будет цепляться за пьезоэлемент, а сам вибратор крепиться к основанию. Вибрационное давление вибратора определяется пьезоэлектрическим элементом, который преобразует вибрационное давление в электрический сигнал и отправляет его в ЭБУ. Производимый сигнал сравним с сигналом индуктивного датчика детонации. Резонансный вибратор датчика детонации необходимо использовать вместе с двигателем, поскольку частота вибрации при детонации двигателя совпадает с собственной частотой двигателя. Однако, когда двигатель детонирует, вибратор будет резонировать с двигателем, и сигнал напряжения, излучаемый пьезоэлектрическим элементом, будет значительно выше, что значительно упростит измерение.

Датчик детонации пьезоэлектрический нерезонансный

Датчик детонации пьезоэлектрический нерезонансный Структурная схема

Втулка, пьезоэлемент, инерционный груз , пластиковый корпус и разъем для проводки составляют пьезоэлектрический нерезонансный датчик детонации. На рисунке выше представлена ​​структурная схема.

По сигналам ускорения пьезоэлектрический нерезонансный датчик детонации определяет детонацию. При детонации двигателя переменная сила инерционного груза и виброускорение пропорционально суммируются с пьезоэлементом, который преобразует сигнал давления в электрический сигнал и подает его в ЭБУ. В зависимости от наличия детонации напряжение выходного сигнала пьезоэлектрического нерезонансного датчика детонации практически не меняется. Фильтр определяет наличие частоты стуков в выходном сигнале датчика и определяет, имели ли место стуки. Поскольку при использовании такого типа датчиков в различных типах двигателей необходимо изменить только частотный диапазон фильтра, он обладает высокой степенью универсальности.

Пьезоэлектрический датчик детонации металлической подушки гнезда свечи зажигания

 Пьезоэлектрический держатель свечи зажигания с металлическим датчиком детонации

конструкция похожа на пьезоэлектрическую. нерезонансный датчик детонации. На рисунке выше представлена ​​структурная схема.

Этот датчик типа размещает пьезоэлектрическое устройство на прокладке свечи зажигания, по одному на каждый цилиндр, и воспринимает информацию о детонации непосредственно на основе давления сгорания в каждом цилиндре, преобразуя ее в электрический сигнал и отправляя на ЭБУ.

 

Ⅲ. Где датчик детонации?

Датчик детонации обычно устанавливается снаружи блока цилиндров, но в некоторых случаях его также можно найти под впускным коллектором. Датчик детонации расположен в средней части блока цилиндров. В качестве примера рассмотрим четырехцилиндровый двигатель. Он устанавливается между цилиндрами 2 и 3 или между цилиндрами 1 и 2 и цилиндрами 3 и 4. Его назначение — определять степень дрожания двигателя и, когда двигатель детонирует, изменять угол опережения зажигания.

 

Ⅳ. Как работает датчик детонации?

Пьезоэлектрическая керамика или пьезоэлектрические компоненты используются в большинстве датчиков детонации. «Пьезоэлектрическая керамика — это интеллектуальные материалы, которые могут преобразовывать механические эффекты (такие как давление, движение или вибрация) в электрические сигналы и наоборот», — сообщает Science Direct. Пьезоэлектрическая керамика широко используется в ряде областей благодаря электромеханическим эффектам, таким как датчики движения, часы, ультразвуковые датчики мощности, камнедробилки, ультразвуковая очистка, ультразвуковая сварка, активные вибропоглотители, твитеры, приводы атомно-силовых микроскопов и т.д.

Датчики детонации являются генераторами сигналов переменного тока, но они не похожи на большинство других генераторов сигналов переменного тока в автомобилях. Магнитоэлектрические датчики положения коленчатого и распределительного валов определяют не только скорость и положение вращающегося вала, но также вибрацию и механическое давление. Обычно это пьезоэлектрические устройства, в отличие от статоров и магниторезисторов. Они сделаны из материалов, способных обнаруживать механическое давление или вибрацию (например, при детонации двигателя может генерироваться напряжение переменного тока).

Повреждения двигателя вызваны детонацией двигателя, вызванной ранним зажиганием, плохой рециркуляцией отработавших газов, низкосортным топливом и другими факторами. Датчик детонации посылает сигнал детонации на компьютер (некоторые через модуль управления PCM), что позволяет компьютеру изменять момент зажигания, чтобы предотвратить детонацию в будущем. В контуре управления обратной связью момента зажигания они работают как «кислородные датчики».

Датчики детонации можно найти в различных местах на блоке двигателя или цилиндре. Когда возникает вибрация или стук, возникает небольшой пик напряжения; чем сильнее стук или вибрация, тем меньше пик напряжения. Чем выше основной пик производства датчиков детонации, тем больше датчиков детонации производится. На стук или стук указывает высокая частота, и датчики детонации часто строятся для измерения частот в диапазоне от 5 до 15 кГц. Микропроцессор в блоке управления повторно корректирует момент зажигания, чтобы предотвратить дальнейшие детонации, когда он обнаруживает эти частоты. Датчик детонации обычно служит довольно долго. В результате датчик будет поврежден только в результате собственного отказа.

Когда двигатель стучит, создается волна давления с частотой 1-10 кГц. Волна давления передается на блок цилиндров, создавая виброускорение в частицах металла. Давление детонации определяется датчиком детонации акселерометром, который измеряет виброускорение на поверхности блока цилиндров. Сила. Одной из наиболее распространенных причин стука является преждевременное зажигание. Поскольку двигатель должен развивать максимальную мощность, добавлен датчик детонации, позволяющий электронному устройству управления немедленно изменять время зажигания, если двигатель теряет мощность без детонации.

 

Ⅴ. В чем причина стука?

Стук возникает из-за того, что пламя не полностью распределяется после воспламенения газа в камере сгорания. Из-за чрезмерной температуры или давления далекий несгоревший газ самовозгорается. Когда его пламя сталкивается с обычным пламенем сгорания, оно создает большое давление, вызывая ненормальное постукивание двигателя. Вот основные причины стука: 1) Слишком большой угол опережения зажигания. Перед тем, как поршень достигнет верхней мертвой точки сжатия, часто происходит предварительное зажигание. Если зажигание начнется слишком рано, большая часть бензина сгорит во время такта сжатия поршня, оставив только небольшое количество топлива, которое будет сбито под давлением. 2) На поршне есть нагар. При длительном использовании на верхней части поршня скапливается толстый слой кокса, уменьшая объем камеры сгорания и увеличивая степень сжатия, вызывая детонацию. 3) Слишком высокая температура двигателя. Двигатель работает в течение длительного периода времени, температура воды слишком высока, а цикл водяного охлаждения неэффективен, что приводит к детонации двигателя при высоких температурах. 4) Недостаточное октановое число топлива. Двигатели с высокой степенью сжатия требуют высокооктанового топлива, а двигатели с низкой степенью сжатия требуют низкооктанового бензина. 5) Неравномерное соотношение воздух-топливо. Когда соотношение воздух-топливо больше 14,7, топливно-воздушная смесь обедняется, что приводит к повышению температуры сгорания и температуры двигателя, что приводит к стуку.

 

Ⅵ. Метод обнаружения датчика детонации

Возьмем для примера Passat Xinlingyu, как показано на картинке.

Обнаружение датчика детонации Passat new Lingyu

1) Обнаружение цепи датчика детонации. 1 Снимите внешнюю изоляцию жгута проводов, найдите два экранированных провода (черных) и проверьте сопротивление жгута проводов между T3c/3-земля и T3a/3-земля на уровне 200 Ом с помощью мультиметра. Сопротивление обычно составляет около 0,1 Ом. В противном случае это признак того, что жгут не работает должным образом. 2Отключите связь между датчиком детонации и ЭБУ и выполните измерения между T3c/1-T121/107, T3c/2-T121/9.9, Т3а/1-Т121/106 и Т3а/2-Т121/99. Сопротивление жгута в типичных условиях должно быть около 0,1 Ом; в противном случае жгут неисправен.