Детонация двигателя это

Что такое компрессия, детонация и преждевременное воспламенение смеси

Существует несколько способов оценить работоспособность двигателя без его разборки. Наиболее простым и распространенным является измерение компрессии. В этой статье мы рассмотрим, что это такое. Также расскажем о смежных процессах – детонации и преждевременном воспламенении.

Что такое компрессия

Компрессия двигателя – это давление, создаваемое поршнем в конечном цикле сжатия в верхней мертвой точке. Часто это понятие путают со степенью сжатия или считают их одним и тем же. Но это совсем не так. Степень сжатия это неизменная величина, которая показывает, во сколько раз сжимается в цилиндре топливовоздушная смесь при перемещении поршня от нижней мертвой точки (НМТ) до верхней мертвой точки (ВМТ).

Компрессия и степень сжатия являются разными величинами, но они связаны друг с другом. Если степень сжатия – это постоянный параметр, то компрессия может меняться в зависимости от износа поршневой группы, качества топлива и по другим причинам. В свою очередь, от уровня сжатия будет зависеть и компрессия.

Компрессия в бензиновых и дизельных двигателях

Для разного типа двигателей есть свои нормы компрессии. Чтобы узнать норму компрессии бензинового четырехцилиндрового двигателя, нужно значение степени сжатия умножить на коэффициент для бензиновых двигателей. Обычно все эти параметры можно найти в технической документации автомобиля. Как правило, для бензиновых силовых агрегатов этот коэффициент равен 1,2 – 1,3.

Например, степень сжатия равна 11. Рассчитываем компрессию: 11*1,2 = 13,2. Показатель от 7 до 13 атмосфер считается нормой.

Этот параметр для дизельных силовых установок будет намного выше, так как в дизельных моторах больше степень сжатия, соответственно, выше и компрессия. Нормой для дизеля считается 25 – 33 атмосферы.

Проверка компрессии в цилиндрах

Замерить компрессию в каждом цилиндре можно с помощью прибора, который называется компрессометр. Это можно сделать самому, но нужно соблюсти определенные условия и иметь в наличии:

• компрессометр;
• полностью заряженный рабочий аккумулятор;
• рабочий стартер;
• свечной ключ.

Компрессометр имеет специальный переходник, который устанавливается вместо свечи зажигания. Двигатель прокручивается стартером. Данные с прибора фиксируются в течение нескольких секунд, пока стрелка не перестанет расти. Такая процедура проделывается с каждым цилиндром. Чтобы получить более точные данные, нужно провести замеры на холодном и прогретом двигателе.

Вполне нормально, если показатели отличаются от заявленных производителем. Это происходит из-за износа поршневой группы и других деталей. Нормой считается расхождение в районе 10%. Стоит обратить внимание также на соотношение показателей в разных цилиндрах, они также не должны сильно отличаться.

Компрессия в дизельных моторах намного выше, так как степень сжатия больше. Условия замера компрессии в дизельном двигателе:

• отключить топливный насос;
• иметь заряженный аккумулятор и рабочий стартер;
• выкрутить одну форсунку;
• установить компрессометр на место форсунки.

Если показатели давления в цилиндрах ниже установленной нормы на 10-12%, то это может привести к следующим последствиям:

• увеличение расхода топлива;
• увеличение расхода масла;
• появление нагара в камере сгорания, токсичность;
• большее давление картерных газов.

Главной причиной низкого давления является износ поршневой группы или плохая герметичность клапанов. Подлежат замене гильзы, поршневые кольца или же проводится ремонт места сопряжения клапанов и головки блока цилиндров.

Низкая компрессия в дизельных двигателях проявляется выхлопом синего дыма. Недостаточное сжатие и, как следствие, температура не позволяет сгорать солярке полностью. Неправильно выставленное зажигание, неподходящее октановое число топлива и компрессия может привести к возникновению детонации.

Что такое детонация

При нормальном сгорании топливно-воздушная смесь сгорает в цилиндре в течение всего рабочего хода поршня от ВМТ до НМТ. За счет этого плавно совершается работа по движению поршня вниз и чтобы этот процесс медленного сгорания максимально эффективно отработал, требуется смесь вовремя поджечь. Детонация двигателя представляет собой произвольное самовоспламенение смеси взрывного характера, что приводит к возникновению ударных волн. В нормальных условиях скорость распространения пламени после сгорания составляет 30 м/с, а при детонационном возгорании она доходит до 2000 м/с. Ударная волна ударяет о стенки цилиндра, вызывая характерный металлический стук. Его часто приписывают стуку пальцев поршня, хотя они тут ни при чем.

При стандартном режиме работы топливно-воздушная смесь воспламеняется, когда поршень почти достигает верхней мертвой точки. Нормальный угол опережения зажигания при этом 2-3 градуса. После завершения сгорания поршень идет в обратную сторону, получая необходимый толчок.

При детонации воспламенение начинается ещё в середине такта сжатия. Происходит преждевременное воспламенение смеси. Ударная волна идет в противоход поршню, подвергая его и цилиндр сильнейшим перегрузкам.

Причины возникновения детонации

Причин возникновения взрывного возгорания может быть несколько:

• октановое число бензина;
• конструктивные особенности двигателя;
• условия эксплуатации.

Октановое число бензина

В бензиновых двигателях возгорание топлива происходит от искры свечи системы зажигания. Октановое число бензина показывает его устойчивость к детонации. Чем выше октановое число, тем сильнее можно сжать топливовоздушную смесь без риска детонации. А чем выше степень сжатия, тем больше мощность двигателя.

Каждый двигатель настроен на определенное октановое число. Если рекомендуется использовать бензин с октановым числом 95, а залить 92, то при нагрузках будет происходить детонация.

Некачественное топливо с добавлением примесей для повышения октанового числа также может вызывать детонацию.

Конструктивные особенности двигателя

Детонация двигателя может появляться вследствие особенностей конструкции двигателя и его характеристик. Среди них можно выделить следующие:

• форма камеры сгорания;
• имеющийся наддув;
• форма днища поршня;
• местоположение свечей зажигания;
• степень сжатия.

Чем больше двигатель способен сжать топливо, тем больший риск детонации. Наличие наддува также требует использовать высокооктановый бензин.

Условия эксплуатации двигателя

Детонацию может вызвать неправильный выбор режима езды. Так, например, если двигаться на высокой передаче в гору с малой скоростью, то незамедлительно произойдет детонация. Поступает слишком много топлива, чем необходимо для этого режима движения поршней.

Преждевременное воспламенение

После детонирования низкооктанового бензина на стенках цилиндра остается нагар. Он может вызвать так называемое преждевременное воспламенение (калильное зажигание) смеси. Воспламенение идет не от разряда свечи, а от раскаленного электрода или частички нагара на такте сжатия. Момент воспламенения при этом неуправляем. Происходит снижение мощности, так как часть работы идет на сжатие уже сгоревших газов. Двигатель также может какое-то время работать после отключения зажигания.

Последствия детонации

Систематическое возникновение этого явления наносит ущерб двигателю. Страдает не только поршневая группа, но и полностью головка цилиндров и кривошипно-шатунный механизм. Длительное воздействие может вывести ДВС из строя. Также возникает сверхповышенная температура в камере сгорания (до +3700 градусов). Это приводит к прогоранию прокладки ГБЦ и днища поршня, коррозии зеркала цилиндров.

Как предупредить детонацию

В инжекторных двигателях устанавливается датчик детонации. Этот небольшой прибор улавливает колебания, определяет детонацию и корректирует зажигание при необходимости. Прибор посылает сигнал блоку управления, который затем передает его системе. Корректируется подача топлива и угол опережения зажигания. Располагается датчик детонации обычно между вторым и третьим цилиндром.

Нужно помнить, что самым действенным способом борьбы с детонацией является использование рекомендованного автопроизводителем высококачественного топлива.

Детонация — это. Детонация двигателя: причины и послествия

Как известно, работа мотора основывается на сгорании топливно-воздушной смеси в цилиндрах. Процесс этот очень быстрый и цикличный. Несмотря на всю простоту схемы работы, важно достичь точности в дозировании кислорода, топлива, а также в моменте открытия впускных и выпускных клапанов. В сегодняшней статье мы поговорим о таком явлении, как детонация. Это будет полезно каждому автомобилисту.

Характеристика

Итак, что такое детонация? Это губительное для двигателя явление. Детонация возникает тогда, когда воспламенение горючей смеси происходит раньше положенного времени. Таким образом, она взрывается еще до подачи искры свечой.

Октановое число бензина

Это, пожалуй, самая распространенная причина детонации двигателя ВАЗа и многих других моделей. Именно низкое качество топлива вызывает проблемы с двигателем. Октановое число означает, какую степень сжатия может перенести это топливо. Чем выше значение, тем лучше. Для большинства легковых автомобилей производитель рекомендует использовать 95-й бензин. Но остались также автомобили, успешно работающие и на 92-м. В принципе, если качество топлива нормальное, можно заливать АИ-92 в современную машину, где прописан АИ-95. Детонация не произойдет. Увеличится разве что расход топлива на пару процентов. Но если использовать 80-й (или того хуже — 72-й), проблемы будут необратимы.

Нагар на стенках цилиндров

Топливо после возгорания должно самоочищаться. Но со временем может оставаться нагар. Эта проблема свойственна двигателям 20-летней давности с пробегом более 350 тысяч километров. За этот период времени на стенках образуется достаточный нагар. Как он может стать причиной детонации? Все очень просто. С увеличением количества нагара уменьшается объем цилиндра. Соответственно, возрастает степень сжатия. В итоге смесь самопроизвольно взрывается.

Также отметим, что исключить образование нагара можно путем перехода на газобаллонное оборудование. Это топливо безвредно для двигателя и имеет октановое число 102. Нагар от газа не образуется, как от бензина. К тому же стоимость такого топлива вдвое меньше.

Свечи

Это неотъемлемая составляющая любого двигателя. Именно свеча формирует искру для дальнейшего воспламенения горючей смеси в цилиндрах. Ресурс данных элементов составляет порядка 60 тысяч километров. Далее могут возникать пробои в зажигании. Свеча может формировать искру недостаточной мощности либо вовсе ее не вырабатывать. В результате двигатель начинает троить. Это хорошо заметно на холостых оборотах. Мотор будет работать нестабильно. На ходу вы ощутите заметный упад мощности и динамики. При этом возрастает расход топлива.

Для повседневной эксплуатации в режиме «город/трасса» достаточно «холодных» элементов. А вот если автомобиль используется на кольцевых гонках или в драг-рейсинге, несомненно стоит выбирать «горячие» свечи. Но опять же конкретное калильное число (оно начинается от 9 и заканчивается 30) зависит от марки вашего автомобиля и рекомендаций производителя.

Немаловажным параметром является и наличие резистора на свечах. Узнать, оснащен ли элемент данной составляющей, можно по маркировке. Так, на изоляторе будет видна буква R.

Датчик детонации

На современных автомобилях процесс возгорания контролируется автоматически. ЭБУ воспринимает сигнал со всех датчиков и формирует соответствующие импульсы. Так происходит корректировка параметров горючей смеси и других данных. Где стоит датчик детонации? Элемент находится на блоке двигателя. На автомобилях ВАЗ устанавливается между вторым и третьим цилиндром. Может быть одно- и двухконтактным. Элемент призван реализовать весь потенциал мощности двигателя и снизить при этом расход топлива, исключая явление детонации.

Как поменять?

Для его замены нам понадобится накидной ключ на 13. Итак, откручиваем болт крепления датчика против часовой стрелки. Далее вынимаем штекер с проводами питания. Для этого нужно надавить на скобу-фиксатор. Тянем за штекер в сторону и вынимаем элемент. Установку следует производить в обратной последовательности. Также рекомендуется осмотреть состояние штекера. Недопустимо, чтобы его клеммы были надломанными или окисленными.

Последствия

При несвоевременных вспышках топлива двигатель терпит колоссальные нагрузки. В первую очередь страдают поршневые кольца, впускные и выпускные клапаны. Как мы уже сказали ранее, при детонации часть топлива может оставаться на стенках цилиндров. Так оно выжигает масляную пленку, и элементы работают «на сухую». Выгорают также и электроды свечей. Температура в камере сгорания заметно увеличивается. Доходит до того, что поверхность поршней попросту оплавляется. Прогорают и клапаны. На стенках цилиндров образуются задиры. Если игнорировать данную проблему и дальше, произойдет залегание колец. Мотор будет подлежать капитальному ремонту.

Заключение

Итак, мы выяснили, что такое детонация и как проверить датчик детонации. Это разрушительный процесс для любого двигателя. Мотор может потребовать капитального ремонта, а то и вовсе замены. Как вывод – не стоит экономить на свечах и заливать намеренно дешевый бензин. Все это может спровоцировать явление детонации.

Причины детонации двигателя

Детонация двигателя – это один из самых неприятных моментов за все время эксплуатации автомобиля. В абсолютно исправном двигателе топливо смешивается с воздухом и сгорает внутри цилиндра, а детонация – когда происходит взрыв топливной смеси. Взрыв сопровождается неравномерным распространением энергии, что приносит колоссальный урон внутренним деталям двигателя. После того как вы заметили детонацию двигателя вашего автомобиля, сразу же следует ехать на диагностику, ведь двигатель фактически разрушает сам себя изнутри. Но если вы обладаете некоторыми знаниями автомеханика, то можно попробовать исправить ситуацию самостоятельно, ведь причин детонации не так уж и много.

Из-за чего начинается

Детонация

Причины детонации двигателя внутреннего сгорания довольно простые и их можно отнести практически к каждому типу двигателя:

• Использование некачественного топлива.
• Забитый грязью топливный фильтр.
• Некачественные свечи зажигания или использование типа свечей, неподходящих вашему двигателю.
• Нагар на поршнях или в цилиндрах.
• Неотрегулированные клапана.
• Редкая смена расходников.

Все эти причины могут создавать помехи для нормальной работы двигателя. Если попытаться их устранить, то, возможно, двигатель станет работать, как прежде.

Некачественное топливо

Заправка автомобиля на неизвестных заправках может обернуться проблемами в дальнейшем. Даже если детонация началась не сразу, двигатель по-своему отреагировал на использование некачественного топлива. Отечественные автомобили ВАЗ не так чутко реагируют на некачественное топливо, но, возможно, оно и хуже. Ведь детонация начнется не сразу, а спустя какое-то время и уже в более тяжелой стадии, чем если бы оно началось сразу после заправки. Поэтому лучше использовать качественное топливо с крупных автозаправок известных брендов.

Если так случилось, что началась детонация двигателя, то попробуйте заливать топливо с высшим на одну ступень октановым числом. То есть если вашему автомобилю рекомендовано топливо с октановым числом 92, попробуйте заливать топливо с октановым числом 95. При интенсивной езде через неделю вы почувствуете разницу. Затем можно переходить на топливо с октановым числом, которое рекомендовано заводом-изготовителем, и впредь заливать только качественное топливо.

Лучше возить с собой канистру с топливом «на всякий случай» и не заливать топливо на старых и неизвестных заправках. От десятилитровой пластиковой канистры багажник вашего автомобиля не будет казаться забитым и, в случае необходимости, благодаря предусмотрительности, можно будет доехать до проверенной заправки.

Забитый грязью топливный фильтр

Забился топливный фильтр

Этот пункт является последствием предыдущего пункта. Со временем топливный фильтр забивается грязью, но его редко кто меняет, особенно на машинах, которые не обременены гарантией. Ремонт топливной аппаратуры из-за грязного топливного фильтра будет дорогим, особенно если дело касается инжекторного двигателя. Чтобы не попасть на ремонт двигателя, просто чаще меняйте топливный фильтр.

Если двигатель начал детонировать не сразу и не резко, а постепенно увеличивая силу и частоту детонации, требуется поменять топливный фильтр. В современных автомобилях установлено два фильтра для очистки топлива: фильтр грубой очистки и фильтр мягкой очистки. Замените их оба и посмотрите на разницу в работе двигателя. Если положительного эффекта не наблюдается, то пора переходить к следующему пункту.

Неподходящие или некачественные свечи зажигания

Проблема в свечах зажигания

В современной экономической ситуации рядовой водитель старается экономить на обслуживании автомобиля. Но есть детали, на которых экономить нежелательно. В магазинах, торгующих автомобильными запчастями, широкий выбор свечей зажигания. И часто водитель склоняется не к качеству, а к цене, покупая свечи «те, что дешевле». Но на свечах экономить нельзя, поэтому поинтересуйтесь в справочнике или в Интернете, какие свечи рекомендованы заводом-изготовителем именно для вашего автомобиля. Узнайте, как отличить настоящие свечи от подделки. Непременно воспользуйтесь этими советами при выборе свечей зажигания.

Если детонация двигателя продолжается на холостом ходу, а не только в движении, можно проверить работоспособность свечей таким образом. Послушайте работу двигателя сразу после выключения зажигания. Если вы слышите, что двигатель после того, как его заглушили, работал еще какое-то время, значит, детонация двигателя настолько сильная, что приводит к слишком сильному нагреву двигателя. Тут заменой свечей дело не ограничится, поэтому следует переходить к следующему пункту.

Нагар на поршнях или в цилиндрах

Нагар на поршнях

К сожалению, определить наличие нагара внутри двигателя невозможно без вскрытия самого двигателя. Да и стоит это очень дорого. Поэтому приобретите моющие присадки к топливу и поменяйте привычную АЗС. Если после использования присадок вы увидите черный дым из выхлопной трубы, значит, двигатель начал свое «лечение». Активные моющие присадки как бы вымывают двигатель изнутри, и вся эта сгоревшая грязь вылетает в трубу в виде копоти.

Неотрегулированные клапана

Требуется регулировка клапанов

Причиной детонации двигателя могут быть и клапана. В этом случае вам крупно повезло, потому что ремонтировать двигатель очень дорого, а регулировка клапанов стоит приблизительно 300–500 рублей для отечественного автомобиля.

После качественной регулировки клапанов детонация может исчезнуть, если проблема была в этом.

Редкая смена расходников

Замена моторного масла

Из-за того что водители экономят на своем железном коне, возможна не только детонация, но и капитальный ремонт автомобиля. Поэтому опытные автомеханики советуют на скупиться на расходники и даже менять их чаще положенного срока. При этом цена расходников может быть самая низкая. Например, вы заливаете в двигатель своего автомобиля супермасло по цене 3500 рублей за 4 литра и меняете его раз в 10 тысяч километров. Гораздо лучше для вашего двигателя будет заливка масла стоимостью 400 рублей, но при замене каждые 7–8 тысяч километров. Разница в цене такова, что за цену масла премиум-класса вы можете провести полное ТО. Но менять масло чаще положенного срока все равно лучше. Поэтому если вы начнете проводить ТО чаще, чем раньше, ваш двигатель будет только рад.

Может требоваться замена фильтров

В стандартную смену расходников входит замена моторного масла, топливного фильтра, масляного фильтра, воздушного фильтра, замена свечей. Все эти детали самым прямым образом влияют на работоспособность вашего автомобиля. Если даже вы меняли расходники недавно, все равно следует поменять их. Ведь, возможно, что в прошлый раз вы поставили детали ненадлежащего качества, а проще говоря, подделку. Поменяв расходники, засеките километраж до следующего ТО. Пусть он будет на пару тысяч километров меньше, и ваша машина ответит вам благодарностью за заботу.

Итак, современный автомобиль нуждается в заботе и уходе, и если началась детонация двигателя, то это целиком и полностью вина водителя, который за ней плохо ухаживал. При должном уходе и заправке качественным топливом детонации не будет.

Датчик детонации: что это и зачем нужен

Детонация (детонационное сгорание) – отклонение от нормы в работе двигателя, выражающееся во взрывном характере воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндрах. В норме фронт пламени распространяется со скоростью 30 м/с, тогда как при детонации скорость может достигать 2000 м/с. Явление это нежелательное, так как вследствие ударного воздействия на цилиндры, поршни, головку блока и из-за очень высокой скорости распространения пламени способно вызвать серьезную поломку через 4-6 тыс. км пробега, а иногда намного раньше.

Итак, при детонации первыми под удар попадают газораспределительный механизм и цилиндропоршневая группа. Для предупреждения подобного используется специальный датчик. Рассмотрим подробнее, чем же вызывается детонация? Что такое датчик детонации? Каковы признаки его неисправности и способы проверки?

Так ли опасна детонация и что ее провоцирует?

В идеале топливная смесь начинает воспламеняться еще до достижения поршнем крайнего верхнего положения при угле опережения зажигания 2-3°, а завершающий этап воспламенения приходится на момент, когда поршень начинает возвратное движение, минуя верхнюю мертвую точку. Для детонации характерно преждевременное самовозгорание смеси уже в середине такта сжатия, еще до того, как возникает искра между электродами на свече. Так на поршень оказывается мощное противодействие, в результате чего силовая установка теряет мощность, а расход бензина увеличивается.

В случаях ДВС малого объема сравнительно высокой мощности и со значительным крутящим моментом детонация обнаруживается на низких оборотах и скоро исчезает. В форсированных двигателях она может возникать при ощутимых нагрузках на повышенных оборотах и причинить мотору вред буквально за считанные секунды.

• несоответствие октанового числа рекомендуемому;
• особенности устройства двигателя (величина сжатия, положение свечей, геометрия камеры сгорания и поршневого днища, наличие поддува и др.);
• эксплуатационные условия (угол опережения зажигания, нагрузки, состояние камеры сгорания и др.).

Для чего нужен датчик детонации

Устройство датчика детонации

В карбюраторных моторах для предотвращения детонации вручную проворачивают трамблёр, что несколько отодвигает момент зажигания. В современных бензиновых агрегатах откорректировать угол опережения вручную нельзя, поскольку за это отвечает электроника.

С целью предотвращения детонации между вторым и третьим цилиндром на блоке предусмотрен датчик, используемый как устройство контроля, работающее на основе пьезоэффекта. Во избежание ложных сигналов настроен он на восприятие шумов в диапазоне 25-75 Гц.

• механические импульсы создают напряжение на пьезоэлектрическом элементе, возрастающее по мере роста интенсивности колебаний;
• когда напряжение превышает безопасный порог, устройство посылает сигнал о корректировке угла опережения зажигания;
• датчик трансформирует механическое воздействие в постоянный электрический сигнал, посылаемый в основной блок управления, после чего система оптимизирует впрыск и обеспечивает более позднее зажигание;
• в итоге силовая установка работает экономичнее, а мощность достигает заложенного максимума.

Признаки неисправности датчика детонации

• перегрев двигателя за короткое время, несмотря на невысокую внешнюю температуру;
• потеря мощности и приемистости;
• возникновение калильного зажигания;
• ухудшение разгонных показателей;
• увеличение потребления бензина;
• чрезмерный нагар на свечах зажигания.

Как проверить датчик детонации

Когда сканер расшифровки кода ошибки недоступен или посещение СТО невозможно, проверить датчик на исправность можно самостоятельно. При этом не следует забывать, что внутри детонационного датчика расположен чувствительный пьезоэлектрический кристалл, поэтому допускать его ударов и падений нельзя.

Проверка требует наличия мультиметра с диапазоном в тысячные доли вольта. В том, что прибор поддерживает рекомендуемый диапазон, следует убедиться до начала процедуры. Также полезно выяснить нормальный уровень сопротивления для датчика проверяемой марки автомобиля.

Для проверки напряжения на контактах снятого с головки датчика мультиметр настраивается на милливольты, после чего его щуп «+» замыкается с управляющим контактом, а «-» – с массой проверяемого устройства. К использованию в роли щупа не рекомендуется старая проводка и проводники со скрутками. Лучше чтобы длина провода щупов была минимальной.

Подсоединенный к измерителю датчик зажимается в руке, которой следует выполнить несколько не слишком интенсивных ударных движений по любой поверхности или предмету, в результате чего мультиметр отобразит наличие или отсуствие напряжения. В альтернативном случае можно легонько постучать по центру свободно лежащего датчика чем-то металлическим. Ударные манипуляции вызывают в исправном датчике потенциал в пределах 40-150 мВ. Если же разность потенциалов полностью отсутствует, датчик детонации подлежит замене.

Как заменить датчик детонации

Датчик монтируется с левой части двигателя. Нужно найти середину между деталями блока цилиндров. Добиться цели самостоятельно непросто. Даже у достаточно больших машин эта деталь мала в размерах. Это не единственное препятствие.

Для крепления датчика применяется болт, к которому непросто пробраться. Намного быстрее процедура проводится в специальных сервисах.

Видео о датчике детонации (назначение, диагностика, замена):

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Датчик детонации двигателя автомобиля и его назначение

Основным условием оптимальной работы двигателя автомобиля является нормальное сгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах мотора. А это зависит от двух основных условий – качества топлива и угла опережения зажигания. Двигатель, который работает на топливе с высоким октановым показателем и у него угол выставлен правильно обеспечивает максимальный выход мощности, экономичное потребление бензина (насколько это возможно) и обладает хорошей приемистостью.

Чем опасно детонационное сгорание и что его может вызвать?

Но если не соблюдается хоть одно из условий, то высока вероятность возникновения детонационного сгорания, которое в дальнейшем может стать причиной серьезных поломок. Суть данного сгорания сводится к тому, что часть топлива из-за ряда сложившихся факторов в камере сгорания самовоспламеняется. Причем происходит это до того, как между свечными электродами образуется искра, то есть смесь загорается раньше времени.

Особенностью детонационного сгорания является то, что оно подобно взрыву. Сгорание смеси происходит значительно быстрее и сопровождается увеличенным давлением и значительно большей температурой, чем при обычном процессе горения топливовоздушной смеси.

Результатом такого сгорания является оплавление днища поршня, прогорание его или клапанов. В общем, детонация в силовой установке способна нанести огромный вред и надобность в дорогостоящем и длительном ремонте.

Виной же появлению детонации может стать:

• некачественный бензин с низким октановым числом.
• особенности конструкции силовой установки (степень сжатия в цилиндре, форма камеры сгорания, положение свечи зажигания и т. д.);
• изменение рабочих условий в цилиндрах (неправильный угол опережения зажигания, работа под нагрузкой, возникновение значительного слоя нагара, ухудшение качества топливовоздушной смеси).

Как с этим бороться?

Один из самых простых методов избавления от детонации – это изменение угла зажигания. Ведь этот параметр значительно влияет на работу силового агрегата. При позднем зажигании топливо не успевает полностью сгореть, что сказывается на мощности, приемистости, потреблению топлива. А при раннем угле зажигания как раз и появляется детонационное сгорание – топливо сгорает раньше времени, что приводит к появлению ударных нагрузок на поршневую группу и кривошипно-шатунный механизм.

В карбюраторных автомобилях от детонации избавлялись путем проворота трамблера, обеспечивая более позднее зажигание.

В современных инжекторных авто вручную изменить угол опережения невозможно, поскольку корректировка данного параметра выполняется электронной системой управления двигателем. По сути, автомобиль сам регулирует зажигание так, чтобы обеспечить максимальный выход мощности при минимально возможном потреблении топлива. Причем это достигается на немного раннем зажигании, когда угол устанавливается так, чтобы не возникало детонационного сгорания. Но как уже сказано, возникновение данного эффекта зависит от множества факторов.

Видео: Датчики детонации

Датчик детонации. Назначение и виды

Для того, что исключить вероятность возникновения детонации в двигателе в его конструкцию включен датчик детонации (ДД). Назначение у него всего одно – выявление появления детонации в цилиндрах и подачи сигнала об этом на блок управления. А тот в свою очередь просто уменьшит угол опережения (сделает зажигание более поздним) из-за чего детонационное сгорание пропадет.

Для своей работы датчик детонации использует одну из особенностей детонационного сгорания. Его появление сопровождается ударными нагрузками и как следствие – звонким металлическим стуком и усиленной вибрацией. Вот на это все и реагирует датчик. За основу работы датчика взят пьезоэффект, суть которого – преобразование механического действия в электрический импульс.

Датчики детонации бывают двух видов:

1. Широкополосный;
2. Датчик детонации резонансного типа.

Широкополосный датчик детонации

На многих автомобилях применяется широкополосный датчик. Он выполнен в виде массивной шайбы с выводами для подключения проводки. Закрепляется он непосредственно на двигателе при помощи болта. Такой по конструкции ДД применяется, к примеру, на инжекторных ВАЗ, Daewoo Lanos, Subaru Impreza и т. д.

Датчик детонации резонансного типа

Но есть и другой тип датчиков — датчик детонации резонансного типа. По конструкции они напоминают датчик давления масла, и он уже крепиться на двигателе при помощи резьбового штуцера. Такой элемент используется, к примеру, на автомобилях Toyota.

Конструкция и принцип действия датчика детонации

Поскольку первый вариант по конструкции встречается чаще, то именно его дальше и будем рассматривать.

Состоит он двух половинок корпуса – внешнего и внутреннего. В последнем проделано отверстие под крепежный болт. Внутри корпуса установлена пьезокерамическая шайба, соединенная с проводками, ведущими на контакты, изолятор и стальной грузик. На выводе проводов установлен регулировочный резистор.

Работает все так: при нормально установленном зажигании никакой детонации нет, а значит, отсутствует и повышенная вибрация. Грузик практически не воздействует на пьезоэлемент, поэтому он практически не вырабатывает электрический импульс, а если вырабатывает, то он незначителен и резистор его не пропускает.

При появлении детонационного сгорания вибрация силовой установки значительно возрастает, из-за чего и увеличивается воздействие грузика на пьезокерамическую шайбу, поэтому значение электрического импульса увеличивается. При достижении определенного значения, он пробивает резистор и поступает на электронный блок, а тот уже принимает меры, уменьшая угол опережения.

То есть все достаточно просто: вибрация повышается – угол понижается и зажигание становиться поздним, а при нем детонация не возникает. Несмотря на всю простоту принципа действия, этот датчик очень важен, поскольку защищает двигатель от негативных параметров работы.

Видео: Реакция датчика детонации на двигателе

Ещё кое-что полезное для Вас:

Признаки неисправности

Датчик детонации обладает несложной конструкцией, однако в его работе нередко появляются проблемы. Основным признаком нарушения является падение мощности силовой установки, увеличение потребление топлива.

Особенность проблем в работе датчика заключается в том, что такие признаки может давать также и системы питания и зажигания. Поэтому многие пытаются устранить неисправность путем регулировок, обслуживания и замены составных элементов данных систем, не обращая внимания на сам датчик.

Здесь все просто. Если ЭБУ выявит, что датчик детонации неисправен, то он перейдет в аварийную работу, то есть установит позднее зажигание, чтобы исключить возможность возникновения детонации. А отсюда и снижение мощности, и повышенный расход бензина.

Конечно, при обнаружении поломки ДД будет загораться «Check engine», указывая на неисправность.

Но есть особенность — не всегда контрольная лампа горит постоянно. При неисправности этого датчика возможно очень кратковременное загорание и только под нагрузкой, что не всегда заметно. К тому же, чтобы понять, в каком именно узле произошла неисправность, необходимо подключать сканер, что не всегда возможно. Далее нужно узнать код ошибки, а затем уже выявлять по нему, действительно ли причиной проблем с работой мотора является этот датчик.

Если сканера у вас нет, рекомендуем рассмотреть модель корейского производства Scan Tool Pro Black Edition.

К основным преимуществам данного девайса можно отнести совместимость с 99% автомобилей начиная с 1993 года выпуска и диагностику не только двигателя, но и других узлов автомобиля (вспомогательных систем ABS, ESP, коробки передач, трансмиссии и т.д.). Так же устройство показывает работу всех имеющихся датчиков (в т.ч. и датчика детонации) в режиме реального времени, VIN автомобиля, реальный пробег, версию ЭБУ и многое другое.
С помощью Scan Tool Pro можно выявить код ошибки, а затем уже определить, действительно ли причиной проблем в работе мотора является датчик детонации. О наличии неисправности будут свидетельствовать следующие коды ошибок: P0325, P0326, P0327, P0328.

Даже если сканер показал, что проблемы именно в ДД, еще не факт, что именно он сломался. Возможен и обрыв проводки, ведущей к нему, или же окисление контактов, что тоже может давать сбои в показаниях, поступающих на ЭБУ.

Проверка работоспособности и замена

Поэтому в обязательном порядке при появлении указанных признаков, проверяется работоспособность этого датчика детонации. А сделать это можно двумя способами.

1. Первый заключается в замере сопротивления ДД. Для этого необходимо подключить к его выводам мультиметр, выставленный на проверку сопротивления с уровнем измерения до 2 кОм. После подключения на дисплей выведется значение сопротивления датчика. Затем необходимо несильно постучать по нему ключом или небольшим молоточком. Из-за ударов пьезоэлемент будет срабатывать, что привет к увеличению сопротивления. У исправного датчика значение должно повышаться при ударе и сразу же возвращаться к обычному значению. Если сброса сопротивления не происходит – датчик неисправен.
2. Второй способ лучше, поскольку позволяет оценить исправность датчика на работающем двигателе, что дает более точную информацию о его состоянии. Для этого необходимо запустить мотор и установить 1500-2000 об/мин на тахометре. При этом обороты должны держаться стабильно и не плавать. Далее подбираемся к установленному на моторе датчику и ключом или молоточком наносим по нему несильные удары. Если устройство исправно, то он воспримет эти удары за детонацию и передаст сигнал на ЭБУ, а тот уже скорректирует угол. Из-за этого обороты двигателя понизятся, а после прекращения постукиваний, они вернутся до заданного значения.

Таким простыми способами можно проверить датчик детонации двигателя. Единственная проблема, которая может возникнуть при проверке или замене – это место расположения. У 8-клапанных двигателей обычно до него добраться несложно. А вот у моторов на 16 клапанов он обычно располагается под выпускным коллектором, поэтому доступ до него затруднителен.

ДД ремонту не подлежит, поэтому при выявлении его неисправности он просто заменяется. И сделать это было бы нетруддно, если бы ни неудобное его расположение. В некоторых случая добраться до него можно только из-под автомобиля.

Но сама замена – простая. Отсоединяется фишка с проводкой, а затем выкручивается болт крепления или сам датчик (зависит от его конструкции). После на место устанавливается новый элемент и подключается к проводке.

Датчик детонации автомобильного мотора

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:

;
• 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.