Сущность детонации и жесткой работы двигателей их устранение – Причины детонации инжекторного двигателя: признаки и возможные последствия

Содержание

Детонация двигателя — причины и устранение

Процесс беспричинного воспламенения и быстрого сгорания топливной смеси в цилиндре двигателя называется так -детонация двигателя. Явление детонации можно охарактеризовать как взрывное горение. Некоторые автолюбители путают детонацию с таким отрицательным явлением, как калильное зажигание.

Калийное зажигание — это процесс воспламенения в цилиндре двигателя топливовоздушной смеси от нагретой поверхности какой- либо детали (например, от электрода свечи) или от накаленного нагара.

Детонация двигателя — причины и устранение

Причиной образования детонации является физика горения топливовоздушной смеси. Когда увеличивается нагрузка или машина движется в гору, подача топлива увеличивается, в результате получается обогащенная смесь. Эта смесь попадает в цилиндры, в которых давление и температура имеют высокие показатели.

Детонация двигателя - причины и устранениеСгорание смеси характеризуется неоднородностью, поэтому образовываются зоны местного характера не сгоревшей смеси, где происходят химические реакции образования перекиси и альдегидов.

При достижении давлением и температурой определенного критического значения, происходит реакция, ее последствие — произвольное самовоспламенение взрывного типа.

Есть несколько факторов, которые определяют появление и характер детонации двигателя. К таким факторам относят:

  • структуру топливовоздушной смеси,
  • угол зажигания, качество применяемого топлива,
  • соотношение внутреннего объема цилиндра и камеры сгорания,
  • конструкционные недостатки двигателя.

Состав топливовоздушной смеси непосредственно влияет на образование потенциальных источников детонации. Если состав смеси будет обогащенным, то в камере сгорания обязательно появятся зоны, в которых будут протекать окислительные процессы не сгоревших продуктов. Если увеличивается угол зажигания, то во время горения максимум давления перемещается в верхнюю мертвую точку. Давление, в свою очередь растет, и появляется детонация двигателя.

О стойкости к взрывному горению говорит показатель октанового числа бензина. Чем он меньше, тем активнее будет проходить химическое окисление и тем выше вероятность детонации. Октановое число топлива показывает способность бензина при сжатии противостоять самовоспламенению. Получить при перегонке нефти бензин отличающийся высоким октановым числом достаточно сложно.

Величину, которая определяется соотношением внутреннего объема цилиндра к камере сгорания, называют степень сжатия. Чем она больше, тем больше температура и давление в камере. Конструкторы двигателей внутреннего сгорания всегда сталкивались с проблемой самопроизвольной детонацией бензина при сжатии.

Сегодня в мире начинают переходить на бензин с добавлением этанола (этилового спирта). В Германии и Финляндии появился «биобензин» 95 Е10 (октановое число равно 95, 10% составляет добавленный этанол). На таком бензине (с высоким содержанием спирта) могут работать все новые автомобили.

Причиной детонации двигателя могут стать дефекты в конструкции. Скажем, горение будет проходить медленнее, если камера сгорания имеет неправильную форму. Если форма плоской части поршня будет неудачной, то от центра к периферии поршня проход тепла будет не достаточным.

Количество зон не сгоревшей смеси будет больше, если диаметр цилиндра будет слишком большим.

На слух детонацию двигателя можно определить по металлическому стуку, который возникает из-за взрывных ударов о внутренние стенки цилиндра. Масляный слой при этом нарушается, и кривошипно-шатунный механизм начинает работать всухую.

Следствием этого является резкое увеличение температуры, в результате двигатель перегревается. А это, в свою очередь, явится причиной механической порчи деталей (к примеру, разрушение кромок поршня, разрушение прокладок между блоком и головкой цилиндра).

В итоге мощность двигателя падает, увеличивается расход топлива, детали быстрее срабатываются, все это приводит к значительному сокращению потенциальных возможностей двигателя.
О конструктивных мерах предотвращения детонации

При конструировании двигателя увеличить устойчивость к детонации можно, если сократить расстояние, которое нужно пройти фронту пламени. Для этого нужно уменьшить диаметр цилиндра. Как вариант можно рассматривать установку на цилиндр двух свечей.

Удачным решением для уменьшения детонации является двуполостная камера сгорания, которая состоит из большой и малой полостей. В малой полости образуется обогащенная смесь, в большой полости — бедная. В малую полость подается искра, фронт пламени оттуда попадает в большую полость через специальные проемы. В результате, бедная смесь воспламеняется, тем самым, исключая образование детонации.

Еще один эффективный способ предотвращения детонации двигателя — специальные датчики в цилиндрах. По данным датчиков детонации система управления двигателем устанавливает приемлемый режим работы (включая и угол зажигания). Выпуск двигателей, которые будут работать на обедненных смесях, в которых соотношение воздуха и бензина составляет 40:1 считается очень перспективным решением.

Методы борьбы с детонацией двигателя

Способом борьбы с детонацией является с одной стороны ускорение горения в локальных зонах не сгоревшей смеси. С другой стороны, замедление в этих зонах протекания химических реакций окисления, которые становятся источником произвольного возгорания.

Добиться этого можно увеличив число оборотов коленчатого вала двигателя. Увеличение числа оборотов сократит время на процессы окисления топливовоздушной смеси на не сгоревших участках. Вероятность самовозгорания тем самым уменьшается.

Способом борьбы с детонацией является также увеличение непосредственно в камере степени турбулентности смеси. При максимальном завихрении потока смеси сокращается время, которое фронт пламени проходит от источника зажигания к периферии.

С одной стороны получить такой результат можно, если использовать поршень, имеющий специальную форму верхней части. После удара об эту часть поршня смесь получает вращательный импульс. С другой стороны повышением давления, под напором которого смесь подается в камеру. Скорость потока, тем самым увеличивается, то есть повышается импульс после отражения от поршня.

Перечисленные конструктивные приемы и способы борьбы с детонацией двигателя в сегодняшних бензиновых моторах помогают уменьшить вероятность ее появления, а это оказывает положительное влияние на моторесурс в целом.

http://autobum.in.ua/

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц.сетях!

Почему возникает детонация двигателя и как ее устранить?

Содержание статьи:

детонация двигателя

Детонация двигателя – это одна из наиболее тревожных неисправностей автомобиля, но не все знают, что это за проблема и из-за чего она возникает. Такая неисправность появляется при неверном распределении смеси топлива с воздухом в цилиндре и создает неравномерное горение.

В обычных условиях в цилиндре происходит сгорание топлива смешанного с воздухом. Во время взрыва в пространстве цилиндра происходит неравномерное сгорание топлива и это может нанести повреждения стенкам цилиндра и самому поршню.

Немного о понятии детонация

Детонация двигателя – это зажигание газов внутри камеры сгорания автоматически. Это понятие произошло вместе с созданием двигателя внутреннего сгорания. На начальных этапах невозможно было понять принцип ее действия и существовало мнение, что всему виной зажигание. Теорию возникновения этого явления смогли проверить только в 1940 годах, а также научились обнаруживать детонацию и устранять ее.

Современное обнаружение детонации

Современные автомобили оснащены специальным датчиком для определения детонации, контролирующим возникновение неполадки. Это приспособление может воспринимать механическую энергию движений цилиндров и перестраивать ее в электрический импульс.

Устройство на протяжении всего времени работы двигателя посылает сигнал в блок его управления, который в свою очередь отслеживает изменения в работе мотора. При помощи такого датчика имеется возможность сделать экономичной работу максимально мощного двигателя.

Определение начала детонации

Когда в двигателе начинается детонация, то это хорошо слышно, потому как возникает сильный шум. Потому как последствия этого явления весьма нерадостны, то нужно как можно быстрее определить причину его возникновения. Для устранения неполадок следует изменить работу мотора, иначе детонация разрушит двигатель очень быстро.

Давление волны, которая происходит от вибрирования стенок цилиндра, создает характерный звук, благодаря которому можно определить начало детонации. Высота звуковой волны зависит от многих факторов и конфигурации двигателя автомобиля.

На холостом ходу это явление может случиться, если детали двигателя попали в условия повышенного нагрева. В этом случае даже при выключении зажигания, в двигателе коленчатый вал продолжает двигаться под воздействием энергии, топливо попадает в цилиндр и там нагревается до самовоспламенения.

Причины появления детонации

Описываемое явление в моторе автомобиля является самым разрушительным для любого транспортного средства. Поэтому необходимо постараться незамедлительно устранить эту неисправность. Причины появления детонации могут быть следующие:

  • некачественное топливо;
  • неисправность в топливном фильтрующем элементе;
  • поломка форсунок;
  • некачественный кислородный датчик;
  • неисправности охлаждения мотора;
  • неисправности в блоке управления мотором;
  • неисправность в насосе, подающем топливо;
  • инжекторы топлива с ограничениями;
  • неверно выбранные свечи для зажигания.

Следует заметить, что любая из вышеизложенных причин появления неисправности относительна. Иными словами не существует опережение зажигания или безусловного времени, которые дают гарантию появления описываемого явления.

Также нет ни от чего не зависящих параметров, гарантирующих, что это явление не случится. Оснований для появления неполадки множество, но следует остановиться на основных из них.

Некачественное топливо — один из поводов появления детонации мотора, которое влечет за собой увеличение температуры внутри двигателя и повышение давления внутри цилиндров. Показателем качественности топлива является октановое число. Оно указывает на степень сжатия топлива, которую оно сможет перенести.

Чем больше октановое число, тем больше бензин устойчив к воспламенению. Этот показатель топлива еще называют антидетонационным индексом. Поэтому современные и сложные двигатели работают на более дорогом бензине. Изготовители автомобилей обычно советуют вид топлива, чтобы двигатель транспортного средства работал с наибольшей производительностью.

Некачественный бензин может повлечь предварительное зажигание, а это значит, что топливо в моторе будет сгорать ранее, чем это нужно для нормальной работы двигателя. Топливо воспламеняется при нарушении степени его сжатия либо посредством свечей зажигания.

При низкой степени сжатия топлива, оно не будет сгорать полностью и налипнет на внутренние составляющие камеры. Такое налипание ведет к тому, что цилиндры начинают работать неправильно и появляется взрывное горение.

Любой вид топлива подвергается очистке до определенного уровня, но это не останавливает появление нагара. При появлении нагара и прочих отложений, объем цилиндра становится меньше и это усиливает сжатие топлива, которое влечет за собой появление детонации в моторе. Бороться с этой проблемой надо начиная с приобретения моющих присадок, а потом следует сменить топливо.

Использование неверно выбранных свечей зажигания также является причиной возникновения детонации мотора. Владельцы автомобилей зачастую, экономя средства, покупают более дешевые запчасти для своего транспортного средства, игнорируя рекомендации изготовителя.

Потому как свечи зажигания непосредственно влияют на внутреннюю работу мотора и их работа очень точная, то подобранные неверно свечи могут создать условия при которых бензин будет сжигаться неправильно. Такая работа свечей зажигания может наращивать сгорание в камере и повышать температуру рабочих частей, что непременно приведет к появлению детонации.

Описанные выше причины самые распространенные, но их устранение является наименее дорогим. Если при исправлении этих причин двигатель продолжает детонировать, то следует обратиться к профессионалам в автосервис.

Способы устранения детонации

Выше описаны самые наиболее встречающиеся причины появления детонации в моторе и само понятие этого явления, а теперь следует рассказать о том, какие существуют методу устранения этой неполадки в автомобиле. Увеличение скорости сможет помочь уменьшить вероятность взрывного горения топлива, потому как она делает меньше время его сжигания. Огромное давление снижается, и топливо не подвергается повышению температуры.

Для примера можно привести случай, если водитель едет по прямому участку дороги с горы. Когда автомобиль начинает подниматься на гору, то его скорость снижается и можно услышать детонацию мотора. Поэтому, чтобы придать ускорение автомобилю, водитель переключается на более низкую передачу и придавая ускорение автомобилю убирает это явление.

Риск появления описываемой неисправности уменьшает увеличение влажности. Содержащаяся в воздухе вода влияет на понижение температуры сгорания топлива. Самые распространенные уловки, которые используют водители, чтобы получить максимальную производительность двигателя без детонации следующие:

  • Применение наиболее качественного бензина;
  • Торможение, чтобы опередить зажигание;
  • Понижение температуры горения топлива.

Этого можно достигнуть, используя интеркулер или нагнетанием воды. Охладитель получает воздух и отправляет его в воздушные охладители, которые снижают температуру. Описываемая проблема далеко не новая в сфере эксплуатации транспортных средств и изготовители автомобилей всячески старались снизить или вовсе устранить появление детонации на протяжении долгого времени.

Intercooler автомобильный

Это довольно непростой процесс, включающий в себя большое количество разнообразных факторов. Для того чтобы понять работу двигателя, следует обрести понимание появления детонации и изучить, способствующие ей стадии.

Нужно постоянно обращать внимание на все нестандартные звуки и шумы в двигателе, потому как именно они смогут помочь определить появление детонации и должны быть устранены в кратчайшие сроки. Хотя это явление весьма опасно для мотора автомобиля, но им нетрудно управлять, главное понять причину появления неисправности.

Похожее

comments powered by HyperComments

Причины детонации двигателя и их устранение

работа двигателяВладельцы автомобилей порой сталкиваются с неисправностями в работе своих авто, в том числе и в сердце машины — моторе. Одна из них может проявляться резким взрывом топлива в рабочей камере, стремительном выбросе энергии, появлении ударной волны. Причины детонации двигателя связаны со многими факторами, которые следует обязательно изучить и устранить. Опытные водители сами разберутся в этом процессе, а вот новичкам лучше обратиться на СТО.

5 причин детонации двигателя

детонация двигателя

Для мотора такое явление весьма нежелательное, так как оно представляет собой неконтролируемую нагрузку на детали, кривошипно-шатунный механизм, цилиндро-поршневую группу. Этот эффект, по сути, является взрывом со всеми последствиями и разрушительными действиями. Если пренебрегать таким «симптомом», в конечном итоге станет необходим ремонт двигателя в Минске.

Если произошло неконтролируемое самовозгорание в цилиндрах топливовоздушной смеси значительно раньше, чем необходимо, следует выявить, чем вызвана взрывная волна.

Бензин

заправка бензином

Частой причиной проявления детонации двигателя называют низкое содержание октана в топливе. Поэтому, во избежание повторения этого неприятного события, заправляйтесь бензином с высокооктановым показателем. Современные авто оборудованы двигателями повышенной степени сжатия, что требует применения топливных материалов с высоким октаном.

Раннее зажигание

поршень двигателя после детонации

Возможно, причины детонации двигателя заключаются в раннем зажигании. Водители сознательно выполняют эту операцию, стараясь обеспечить повышенное реагирование мотора на открывание дроссельной заслонки. Фактически этот трюк возможен, однако в нем скрыт один секрет. При установке раннего зажигания провоцируется преждевременное возгорание воздушно-топливной смеси. Это происходит в момент движения поршня в ВМТ. Такое возгорание дает на этот механизм ударную нагрузку. На данном этапе происходит повышение степени перегрева внутренней части цилиндра.

Обедненная смесь

двигатель автомобиля

Детонации в двигателе вызывает и топливная смесь, называемая обедненной, в составе которой недостаточное содержание бензина, зато повышенный содержание воздуха. Такое соотношение может возникнуть при допущенных ошибках при регулировке или преднамеренно с целью увеличить мощность мотора.

Если заправлять машину качественной смесью, рекомендуемой изготовителем, то обеспечивается плавное воспламенение горючего. Это дает возможность осуществлять контроль за температурой горения. При заправке обедненной смесью перегреваются детали двигателя, расположенные внутри. Последующие впрыскивания топлива вызывают неконтролируемое возгорание смеси, что вызывает детонацию.

Нагар

нагар в двигателе

Взрывная волна в моторе может быть связана с появлением в камере сгорания слоя отложений. Нагар способен создать внутри «тепловую рубашку». Это фактор может привести к росту уровня рабочей температуры, а, следовательно, к возгоранию смеси.

Свечи зажигания

свечи зажигания

Иногда автовладельцы игнорируют рекомендации относительно подбора свечей зажигания, подыскивая менее дорогие. Параметры этой детали предназначены под конкретный двигатель в соответствии с тепловыми характеристиками. Свечи эффективно работают в точных значениях, контролируя среду внутри этого сложного механизма. Если комплект свеч подобран неправильно, возникает рост температуры нагревания ходовой части, что приводит при выключении зажигания, к взрыву.

Часто возникающие детонации двигателя вызывают прогорание поршневых днищ и клапанов. Сильный износ агрегата определяют и ударные нагрузки, на уровень которых внутренние детали мотора не рассчитаны.

Как предупредить неисправность?

снятие свечей

При неравномерном сгорании смеси топлива и воздуха появляется характерный звук, вызванный давлением от вибрирования стенок цилиндра при сгорании. Высота этой звуковой волны зависит параметров и форм камеры сгорания. Если в таком режиме эксплуатировать мотор хоть на несколько секунд, можно нанести повреждения внутренним деталям.

Возникновение этого явления должно насторожить автовладельцев, особенно, если оно часто повторяется. Необходимо немедленно выявить причины детонации двигателя и серьезно заняться их устранением.

Чтобы найти автосервис, если вам понадобился ремонт автомобилей в Минске, заходите на TAM.BY.

причины, как устранить, последствия, видео

Неконтролируемое воспламенение топливно-воздушной смеси способно привести к разрушению деталей цилиндропоршневой группы. В статье рассмотрим, что такое детонация двигателя, причины, которые ее провоцируют, и последствия.

Горение топливно-воздушной смеси

Невозможно понять, почему происходит детонация, без представления о нормальном воспламенении топливно-воздушной смеси (далее ТПВС):

  • за несколько градусов до ВМТ свеча подает искру, воспламеняя ТПВС;
  • фронт пламени начинает расходиться от электрода, где был первоначальный очаг, к стенкам камеры сгорания;
  • если угол опережения зажигания (далее УОЗ) был подобран верно, то примерно к 10º после ВМТ в камере сгорания образуется максимальное давление горения. В этот момент поршень занимает позицию, при которой воздействие энергии на плечо сформирует максимальную вращательную силу кривошипа.

Несмотря на то что поджигание смеси происходит до ВМТ, следовательно, на поршень действует замедляющая его энергия, положительная сторона гораздо более значительна. Ведь самый важный момент – приложить усилие к поршню в момент, когда рычаг позволит получить максимальный крутящий момент. Именно плавное возгорание смеси позволяет достигнуть такого эффекта.

Определение

Детонация двигателя – самопроизвольное воспламенение ТПВС, характеризующееся высокой скоростью распространения фронта пламени. Как вы можете теперь увидеть, «детон» имеет противоположную нормальному горению природу.

Основная характеристика детонационного воспламенения – скорость распространения волны (в этом случае очень удачно сравнение со взрывной волной). После подачи искры средняя скорость розростания горения 20-30 м/с. Скорость взрывной волны в момент, когда топливо детонирует, достигает 2000 тыс. м/с.

Разумеется, ничем хорошим для двигателя это не кончиться. Ударная волна «сносит» очаг воспламенения, спровоцированный свечей зажигания, ударяясь о стенки камеры сгорания. Взрывная волна создает резонирующее воздействие, которое проявляет себя звонким звуком во время работы двигателя. Именно по этому звуку можно понять, что в одном либо сразу нескольких цилиндрах происходит детонирование.

Природа возникновения

С тем, что такое детонация двигателя, мы разобрались. Но что служит предпосылкой для ее возникновения?

Детонирует в камере сгорание не только топливо, но и масло, которые при неполном сгорании топливно-воздушной смеси остаются в камере сгорания. Вернемся к процессу горения. Во время начала воспламенения топливно-воздушной смеси от искры, пропорционально распространению фронта пламени, происходит повышение давления в камере сгорания. Также неминуемо повышается температура. В этот момент на периферии, то есть в полости камеры сгорания, куда еще не дошла волна горения смеси, начинаются предпламенные реакции. Иными словами, молекулы бензина начинают распадаться под действием температуры и давления. Распавшиеся частицы топлива очень легко поджечь. Поэтому, если в каком-то месте камеры сгорания температура слишком высока, это провоцирует самопроизвольное воспламенение частиц топлива.

Теперь нам ясны причины детонации двигателя. Но почему скорость ударной волны в процессе детонации намного больше той, что мы имеем после подачи искры? В гражданском двигателе давление в надпоршневом пространстве в момент достижения поршнем ВМТ – порядка 12 атм. Распространяющийся от искры фронт пламени, приводит к увеличению давления оставшейся полости. Поэтому давление, к примеру, около верхней стенки цилиндра может достигать 50-60 Атм. Именно поэтому скорость самовоспламеняющихся частиц гораздо больше тех, которые поджигаются искрой.

Причины

Факторы, провоцирующие появление детонации:

  • несоответствие октанового числа топлива;
  • несоответствие степени сжатия. Если вследствие проведения ремонтных работ, была увеличена степень сжатия, то заправка прежней маркой бензина может привести к детонации. Допустить такую оплошность очень легко, если шлифовать ГБЦ либо сам блок, а затем установить прежнюю по толщине прокладку ГБЦ. Если вы не хотите «умертвить» мотор, к вопросу степени сжатия стоит подходить очень серьезно. Учтите, что детонация двигателя может проявляться в жаркую погоду либо в определенном диапазоне оборотов;
  • УОЗ. Слишком ранний угол может привести к «паразитному» давлению в некоторых местах камеры сгорания, что приведет к самопроизвольным взрывам;
  • неправильное соотношение топлива и воздуха. Детонация мотора может возникнуть как в случае обедненной смеси, так и при переобогащении;
  • нагар в камере сгорания. Образование отложений способствует закреплению частиц, которые после такта выпуска не покидают камеру сгорания. Сохраняя высокую температуру, они способствуют появлению в цилиндре детонации. Большое количество нагара приводит к заполнению полезного объема камеры сгорания, что может привести к появлению детонации.

Методы борьбы

Учитывая приведенные выше причины детонации, вам нужно следить за состоянием систем питания и зажигания. А также помнить о правилах выбора бензина.

Важнейшие составляющие топлива: изооктан и гептан. Изооктан, на противовес гептану, чрезвычайно устойчив к детонации. Именно соотношение изооктана к гептану и называют октановым числом бензина. Для большинства водителей выбор топлива стоит между АИ 92 либо АИ 95. Так вот 95 либо 92 и есть тем самым соотношением (к примеру, 92% изооктана и 8% гептана). Заправлять автомобиль нужно лишь той маркой бензина, которая рекомендована заводом-изготовителем. На рынке вы можете найти «Октан-корректор» либо «Октан-Бустер». Предназначение этих средств – повысить детонационную устойчивость топлива.


Среди прочих рекомендаций – периодически крутить двигатель до высоких оборотов. Постоянная езда «внатяг» либо работа двигателя  в диапазоне до 2 тыс. км приводит к ускоренному образованию нагара.

Последствия

К основным поломкам можно отнести:

  • прогорание либо частичное оплавление поршня, вследствие аномально большой температуры. Также может произойти поломка перегородок между кольцами. Устранить неисправность поможет дорогостоящая капиталка;
  • ускоренный износ ЦПГ. Детонация разрушает масляную пленку на стенках цилиндра, что приводит к сухому трению поршней;
  • прогорание выпускных клапанов;
  • перегрев двигателя;
  • повышение температуры турбины, что может привести к ее поломке;
  • высокая температура стенок цилиндра и поршня требует от колец проводить через себя большее количество тепла. Слишком высокая температура пагубно влияет на эластичность колец;
  • оплавление электрода. Ситуация редкая и случается лишь в крайне запущенном состоянии.

Любителям экономить

Если вы заправляете современный автомобиль 92 бензином, в надежде сэкономить, то вас приятно удивит информация о системе зажигания инжекторного двигателя. Регистрируя возникновение детонации, ЭБУ «отодвигает» УОЗ. Такие меры помогают устранить детонацию, но приводят к потере динамических характеристик автомобиля. Соответственно, повышается расход, что сводит на нет все попытки экономии.

Тюнерам

Также будьте аккуратны с расчетами при форсировании мотора. В особенности детонации подвержены неправильно построенные турбированные моторы. Но не обходит стороной эта проблема и атмосферные ДВС. На отечественных просторах есть любители устанавливать 16-клапанные ГБЦ в моторы с поршневой от 8-клапанных двигателей. Многие даже не подозревают, что 16-клапанные Вазовские моторы имеют масляное охлаждение поршней. Поэтому установка одной лишь ГБЦ чревата увеличением температуры в цилиндре.

Езда внатяг

Движение внатяг – езда под нагрузкой на повышенной передаче. Случается такое, когда водитель резко добавляет газ, будучи на повышенной передаче, когда обороты двигателя не превышают 2500 тыс. Спровоцировать такую ситуацию может затяжной подъем, при котором водитель не сбрасывает скорость, а сильнее нажимает на педаль.

Езда внатяг, особенно на турбированном ДВС с малым объемом, создает благоприятные условия для возникновения детонации. Именно поэтому от такого способа вождения лучше отказаться.

Датчик детонации

Именно этот сенсор регистрирует посторонние резонансные частоты в цилиндре. Ориентируясь на показания датчика детонации, ЭБУ принимает решение о корректировании УОЗ. Если двигатель в исправном состоянии, а в баке правильный вид топлива, то поломка датчика не приведет к появлению детонации. Просто теперь ЭБУ не сможет адекватно реагировать на появление столь негативного явления.

Детонация двигателя: причины и способы устранения проблемы

Для обеспечения процесса горения, в камере сгорания ДВС, необходимо выполнение двух условий — смешивание топлива с воздухом в определенном соотношении, а также наличие искры от свечи зажигания (для бензиновых моторов). Детонация двигателя — ситуация, когда подготовленная смесь загорается самостоятельно, не дожидаясь срабатывания свечи.

Как возникает детонация, и как ее гасить?

При отсутствии сбоев в работе двигателя и сжигании топливно-воздушной смеси, распространение топлива происходит со скоростью в 20-30 метров в секунду. В случае детонации двигателя, этот параметр вырастает в десять раз и достигает 2000 метров в секунду. Распознать неисправность несложно, по появлению металлического звука в области двигателя автомобиля, этот звук автовладельцы называют «стуком пальцев». Причиной постороннего шума является контакт взрывных волн со стенками камеры сгорания. В результате, мощность мотора падает, а расход топлива, наоборот, возрастает.

Детонация двигателя бывает и на заглушенном автомобиле, когда, при отключении зажигания, двигатель не останавливается сразу, а продолжает свою работу, еще в течение секунд двадцати, и только после этого, глохнет. Если такое происходит, не нужно дожидаться естественной остановки двигателя — просто обеспечьте дополнительную порцию горючего, что уменьшит температуру в камере сгорания. Благодаря этому, в системе создаются неподходящие для развития детонации условия, и проблема самоустраняется. Если говорить простыми словами, при наличии детонации двигателя, возникающей после отключения зажигания, просто выжмите газ.

Двигатель автомобиля

В чем риски детонации?

Рассматриваемый процесс представляет собой сильный взрыв, который, сам по себе, очень опасен для мотора. Наибольшую нагрузку испытывают цилиндры, что, в конечном итоге, приводит к выходу оборудования из строя. Сначала не выдерживает прокладка, установленная между головкой и блоком цилиндров. Из-за неспособности выдерживать сильные механические или термические нагрузки, ее приходится менять, в первую очередь. В наиболее сложных случаях, детонация двигателя может привести к неисправности коленчатого вала, ГБЦ, блока цилиндров или группы поршней.

Детонация бывает двух типов:

  • Допустимая. Такую проблему многие автовладельцы даже не замечают, ведь она возникает при достижении высоких оборотов и почти сразу прекращается. Этот тип детонации мотора часто возникает в двигателях с высоким крутящим моментом, большим литражом и солидной мощностью.
  • Недопустимая — появляется на ДВС, при чрезмерной нагрузке и повышенных оборотах. Достаточно нескольких секунд работы в таком режиме, чтобы двигатель вышел из строя.

В чем причины детонации?

Причин детонации достаточно много:

  • Низкое качество заливаемого топлива.
  • Неправильная эксплуатация автомобиля.
  • Заполнение бака бензином с низким октановым числом.
  • Загрязненный топливный фильтр.
  • Не корректная работа насоса, создающего давление в топливной системе.
  • Ошибки в выборе свечей зажигания.
  • Низкое качество датчика кислорода.
  • Выход из строя или загрязнение форсунок.
  • Проблемы в системе охлаждения двигателя.
  • Конструктивные особенности ДВС и другие.

Ниже рассмотрим главные причины детонации двигателя более подробно.

Низкое качество заливаемого топлива

Заправляясь на незнакомой заправке, нельзя быть уверенным в качестве горючего. Бывают ситуации, когда, уже через несколько сотен метров, после посещения АЗС, появляется посторонний стук, а после отключения зажигания — детонация двигателя. Распространенная причина явления заключается в попытке недобросовестных владельцев заправочных станций увеличить прибыль, путем искусственного завышения октанового числа. Для этого, в бензин добавляется пропан или метан.

В результате, октановое число увеличивается, но детонация двигателя все равно возникает. Как это происходит? Газ испаряется с большей скоростью, и, в камере сгорания, оказывается горючее с реальным октановым числом, которое ниже рекомендуемого параметра. Если ничего не предпринять, то на стенках камеры сгорания возникает нагар, являющийся причиной калильного зажигания. Это процесс подразумевает воспламенение топливно-горючей смеси, от нагретых электродов и нагара на стенках. Водитель отключает зажигание, но мотор продолжает работать.

Низкое октановое число

Возможны и другие ситуации, когда автовладелец принимает решение сэкономить и заливает в бак более доступное по цене топливо, имеющее меньшее октановое число. Известно, что, от величины этого параметра, зависит скорость воспламенения и качество горения бензина. Кроме того, чем выше октановое число, тем ниже риск появления детонации двигателя. Если мотор рассчитан на работу с АИ-95, а автовладелец залил АИ-80, то с большой вероятностью, начнутся детонационные процессы, во время работы мотора, уже после отключения зажигания.

Конструктивные особенности

Причиной детонации могут быть конструктивные особенности мотора, а именно уровень давления в камере сгорания, строение поршневого дна и камеры сгорания, место установки свечей зажигания и так далее. К примеру, чем больше давление создается в цилиндрах, тем выше риск появления детонационных процессов.

Ошибки в выборе свечей зажигания

Многие автовладельцы не знают критериев выбора свечей, не берут во внимание рекомендации производителя и отдают предпочтение более доступным по цене вариантам. Это ошибочный подход, ведь работа этих элементов зависит от условий и характеристик внутренней среды двигателя. Если неправильно подойти к выбору свечей зажигания, то возможно увеличение температуры нагрева ходовых элементов, из-за чего возникает детонация двигателя.

Условия эксплуатации

Еще одной причиной рассматриваемой проблемы является неправильная эксплуатация автомобиля. Один из примеров — движение машины на малой скорости, но при более высокой передаче. В такой ситуации, возникает чрезмерный нагрев деталей двигателя и появление детонационного процесса.

Как устранить детонацию?

Появление детонации двигателя, после отключения зажигания, требует оперативного реагирования со стороны автовладельца. Здесь возможны следующие шаги:

  1. Откорректируйте или настройте угол зажигания. Известно, что слишком ранее зажигание приводит к перегреву деталей двигателя и появлению детонации, даже после отключения мотора. Важно, чтобы угол зажигания соответствовал требованиям производителям машины.
  2. Будьте внимательны при заправке топлива. Важно, чтобы в камеру сгорания попадало качественное горючее. Это не тот случай, когда экономия может быть оправданной, ведь применение низкокачественного топлива приводит к серьезным проблемам с двигателем, а в будущем — к крупным расходам. Чтобы избежать детонации двигателя и прочих проблем, рекомендуется заправляться на проверенных заправках топливом, имеющим подходящее октановое число и высокое качество.
  3. Контролируйте состояние свечей и ставьте только те детали, которые рекомендует производитель.О чем говорит цвет нагара на свечах зажигания?
  4. Обратите внимание на цвет отработавших газов. Если он черный или зеленый, то имеют место проблемы с мотором — его поршни находятся на стадии разрушения, или уже повреждены. Черный или зеленый цвет свидетельствуют о выбросе алюминия, вместе с выхлопными газами. В этом случае, может потребоваться замена поршневой системы в комплексе.
  5. Периодически давайте мотору большую нагрузку, в противном случае, на стенках камеры сгорания накапливается нагар, из-за чего возможна детонация двигателя. Здесь все просто — достаточно проезжать небольшие расстояния на высоких оборотах и периодически выполнять несколько быстрых разгонов.
  6. Установите интеркулер или нагнетатель воды. С помощью этих устройств, удается уменьшить температуру в цилиндрах и исключить, тем самым, возможное появление детонационных процессов. Нагретый воздух проходит через несколько охладителей, что способствует снижению его температуры.

Бывают ситуации, когда качество горючего высокое, зажигание хорошо настроено, свечи выбраны с учетом рекомендации производителя, а детонация двигателя все равно происходит. В такой ситуации, причиной неприятного явления может быть перегрев мотора. Чтобы устранить проблему, необходимо проверить уровень антифриза в системе охлаждения и убедиться в работоспособности термостата. Если последний вышел из строя, рекомендуется обратиться к мастерам за помощью.

Как проверить термостат на разных моделях автомобиля ВАЗ, читайте и смотрите видео в специальной статье.

Детонация двигателя, что это такое, причины, методы диагностики

С детонацией двигателя сталкивался каждый автовладелец. Чаще всего она возникает сразу же после выключения зажигания.

Почему это происходит и как устранить детонацию?

Что такое детонация двигателя

По своей сути, это микро удары внутри двигателя, которые приводят к резкому увеличению нагрузки на цилиндры и поршни мотора.

Поэтому детонация является нежелательным явлением, приводящим к дополнительным нагрузкам на двигатель. В ходе данного явления топливо сгорает не контролировано и это негативно влияет на всю работу двигателя.

Температура в камере сгорания в этот момент может достигать до 3500 градусов.

Причины детонации

Причин может быть много, но к основным можно отнести следующие:

  1. Некачественное топливо;
  2. Ранее зажигание;
  3. Перегрев мотора;
  4. Образование большого нагара в цилиндрах;
  5. Не правильный стиль вождения автомобиля;
  6. Продолжительные холостые обороты двигателя под нагрузкой;
  7. Обедненная топливная смесь (характерно для карбюраторных автомобилей).

К чему может привести детонация

  1. Резкий перегрев двигателя;
  2. Снижению мощности мотора;
  3. Повышенный расход топлива;
  4. Выход из строя цилиндропоршневой группы;
  5. Коррозии цилиндров и поршней двигателя;
  6. Прогорание прокладки головки блока цилиндров;
  7. Трещины поршня;
  8. Пробитие головки БЦ;
  9. Повреждение вкладышей.

Последствия детонации двигателя

Последствия детонации двигателя

Последствия детонации двигателя

Последствия детонации двигателя

Некачественное топливо

Если показатель октанового числа залитого топлива меньше, чем необходимо для данного двигателя, то процесс детонации неизбежен.

При несоответствии октанового числа топлива (как правило, оно меньше чем нужно), происходит процесс его активного сгорания, этот процесс настолько быстрый, что сгорание напоминает небольшой взрыв внутри камер.

К примеру, по инструкции положено заливать в бак бензин АИ-98, а водитель заливает АИ-95.

Происходит выделение большого объема тепловой энергии, и под давлением выброс энергии приводит к детонации, т.е. внутреннему микровзрыву, который ощущается водителем в виде детонационных толчков.

Кроме несоответствия октанового числа топлива, детонацию может вызвать просто некачественное топливо, которое произведено с нарушением всех требований и норм.

Некачественное топливо

Некоторые водителя, чтобы не использовать более дорогое высокооктановое топливо, но при этом не допустить детонации двигателя, устанавливают более позднее зажигание.

По отзывам экспериментаторов, данное действие спасает ситуацию, так как топливная смесь начинает воспламеняться вовремя, полностью сгорает без выделения лишнего тепла и создания большего давления в цилиндрах.

Но каждый водитель делает это на свой страх и риск.

Ранее зажигание

Другая причина, по которой может происходить детонация может являться ранее зажигание.

Настройки зажигания таковы, что происходит слишком раннее возгорание воздушно-топливной смеси, что ведет к перегреву и провоцирует внутренний перегрев двигателя и деталей, приводя тем самым к процессу детонации.

Для устранения такой детонации, нужно отрегулировать зажигание, проверить его угол. Причина детонации может быть в свечах зажигания.

Если они не соответствуют по своим техническим характеристикам, рекомендованным производителем двигателя, либо просто являются некачественными.

Для этого необходима их проверка и при необходимости замена.

Перегрев мотора

Третья причина, которая может вызывать детонацию – перегрев мотора. При соответствии топлива и нормально выставленном зажигании, проверьте уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке, работу термостата, радиатор.

Перегрев мотора

Образование большого нагара в цилиндрах

Причиной образования нагара на стенках цилиндра двигателя является использование не качественного масла и топлива.

Образование большого нагара в цилиндрах

Если это произошло, то проводится раскоксовка двигателя.

Не правильный стиль вождения автомобиля

Игнорирование переключением передач с повышенной на пониженную при выходе из поворота.

При преодолении подъема средней продолжительности, когда в начале подъема 5-й передачи вроде бы как хватает, а в конце подъема нет, но водитель все равно продолжает выжимать из двигателя последние силы, не удосужившись перейти на 4-ю или 3-ю передачи.

Вот и получите стук металла об метал (похож на стук металлических шариков) внутри двигателя, именно так в основном проявляется детонация последнего.

В некоторых моделях авто устанавливаются специальные датчики, которые информируют водителя через электронные устройства об самом этом явлении и его частоте.

Холостой режим работы двигателя

Многие водителя совершают ошибку, двигаясь на автомобиле, при этом держа обороты двигателя в пределах холостого хода.

Это же происходит зимой, с целью прогрева двигателя и трансмиссии.

Причина этого лежит либо по незнанию, что так делать нельзя, либо по стремлению таким образом сэкономить топливо.

Именно в этот момент увеличивается вероятность возникновения детонации двигателя.

Детонация или самовоспламенение смеси

По неопытности можно перепутать эти два явления.

Самовоспламенение смеси происходит в результате сильного перегрева двигателя. При этом в конце такта сжатия температура топливной смеси становиться выше нормы, и она не контролировано вспыхивает.

Так же если двигатель сильно закоксован, то горячий нагар на его стенках в результате соприкосновения с топливной смесью может воспламенить ее.

самовоспламенение смеси

Чтобы разделить эти два явления нужно заглушить двигатель отключив зажигание. Если мотор глохнет не сразу, то скорее всего внутри него происходит такое явление, как детонация.

Подводим итог

Нет никаких сомнений, детонация двигателя, это вредное явление, которое требует комплексного подхода для его устранения.

Но в первую очередь следует выяснить его причины, которых может быть несколько.

Но все же для начала идите от простого к сложному и попробуйте заменить тип использованного топлива.

В большинстве случаев это снижает вероятность возникновения детонации двигателя и продлеваем его работу.

Детонация в дизельном двигателе | Дизельный двигатель

Причина детонации

В дизельном двигателе воздух сжимается в цилиндре так сильно, что его температура превышает температуру воспламенения дизельного топлива. Незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ), в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое мгновенно воспламеняется. Если количество впрыскиваемого топлива избыточно велико, в цилиндре возникают сильные ударные волны, вызывающие детонацию.

Способы предотвращения детонации

Громкий звук детонации в большинстве случаев можно услышать при работе холодного дизеля на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. В этом виновата большая задержка воспламенения, которая, как известно, уменьшается при увеличении давления и температуры. Детонация во время холостого хода не опасна для двигателя и исчезает при повышении нагрузки.

В двигателях с непосредственным впрыском дизельного топлива в воздух в камере сгорания детонацию можно устранить, уменьшив количество топлива, впрыскиваемого во время задержки воспламенения. Основное количество впрыскивается сразу после начала сгорания. Недостатком является невозможность полностью устранить выброс сажи, которая возникает, если у топлива перед воспламенением недостаточно времени для испарения и смешивания с воздухом. Когда температура и давление высоки и нет достаточного количества воздуха для сгорания, возникает реакция крекинга (расщепления молекул), которая приводит к образованию сажи. Сажа сгорает не полностью и попадает в отработавшие газы.

Детонационное сгорание топлива можно также устранить с помощью разделения камеры сгорания. Дизельное топливо впрыскивается в изолированную полость (предварительную камеру) в головке блока цилиндров.

Разделенная камера сгорания дизельного двигателя

Рис. Разделенная камера сгорания дизельного двигателя

Из-за недостатка воздуха там может гореть не всякое топливо. Вследствие предварительного сгорания в предварительной камере повышаются температура и давление. Топливо, которое не сгорело, через сужение попадает с большой скоростью в основную камеру сгорания, где и догорает до конца. Вследствие растяжения по времени процесса сгорания детонационный шум подавляется даже при использовании топлива с большой задержкой воспламенения. Правда, при этом наблюдается повышенный удельный расход топлива.

Наряду со способами смесеобразования, когда топливо впрыскивается в воздух, существует метод подачи топлива, разработанный в компании «MAN», при котором дизельное топливо впрыскивается так, что тонкой пленкой оседает на поверхности камеры сгорания. При использовании данного метода детонация не возникает, так как топливо сгорает в том объеме, в котором оно испаряется со стенки и смешивается с воздухом. Двигатели, работающие по данному принципу смесеобразования, называются многотопливными двигателями внутреннего сгорания, так в них можно использовать все виды топлива, от смазочного масла и дизельного топлива до бензина.

Производители горючего также прилагают старания, чтобы устранить детонацию. Дизельное топливо после нефтеперегонки имеет диапазон кипения 160-90 °С. Оно содержит много насыщенных углеводородов, которые легко воспламеняются. Плотность дизельного топлива составляет р — 0,83 г/ см3, а его удельная теплота сгорания Нu ~ 42000 кДж/кг. При добавлении присадок для ускорения сгорания воспламеняемость дизельного топлива еще больше увеличивается. Действие присадок заключается в том, что топливо воспламеняется непосредственно при попадании в горячий воздух, а при повышении температуры задержка воспламенения дизельного топлива уменьшается. Для этого достаточно добавить в дизельное топливо присадки для ускорения воспламенения в количестве 0,1-1 объемного процента.

Определение воспламеняемости дизельного топлива

Воспламеняемость дизельного топлива выражается с помощью цетанового числа (CZ). Оно означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и определенная сравнительная смесь из цетана и a-метилнафталина. Легковоспламеняемым реагентом смеси является цетан. Он имеет цетановое число 100, в то время как л-метилнафталин — цетановое число 0. Таким образом, например, цетановое число CZ = 55 означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и сравнительная смесь из 55% (объемных долей) цетана и 45% (объемных долей) a-метилнафталина. Воспламеняемость повышается при росте цетанового числа.

Определение цетанового числа выполняется так же, как и определение октанового числа бензина с помощью эталонного двигателя, специально предназначенного для этих замеров. Используются двигатель для оценки детонационной стойкости бензинов по методу компании «BASF» и стандартный двигатель для оценки детонационной стойкости топливных материалов — одноцилиндровые четырехтактные дизельные двигатели с устройством для регулирования конечного давления сжатия. В то время, как в двигателе компании «BASF» конечное давление сжатия регулируется с помощью ограничения впускаемого воздуха, в стандартном двигателе регулировка выполняется путем изменения степени сжатия.

Ниже измерение цетанового числа 1952/54 описывается на примере испытательного двигателя, разработанного компанией «BASF» — четырехтактного дизельного двигателя с вихревой камерой сгорания и системой испарительного охлаждения. Он работаете частотой вращения коленчатого вала приблизительно 1000 мин а тормозной генератор создает момент сопротивления. Сначала в двигатель подается исследуемое дизельное топливо. Впрыскиваемое количество должно быть отрегулировано согласно расходу 8 ± 0,3 см3/мин, а момент впрыскивания — на 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке. Во впускном коллекторе двигателя установлена дроссельная заслонка, а перед ней — измерительный диффузор. подключенный к вакуумметру. Дроссельная заслонка закрывается, уменьшая тем самым давление сжатия, пока задержка воспламенения дизельного топлива не будет равна 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке, а горение не начнется точно в верхней мертвой точке поршня. Величина разрежения отображается на дисплее вакуумметра. Воспламеняемость дизельного топлива высока, когда разрежение имеет низкое значение. Тогда через диффузор проходит лишь небольшое количество воздуха, и конечное давление сжатия — низкое.

По окончании измерения дизельного топлива впрыскиваются две сравнительные смеси при тех же условиях. Цетановое число сравнительных смесей должно различаться всего на четыре единицы. Кроме того, цетановое число дизельного топлива должно находиться в диапазоне между цетановыми числами двух сравнительных смесей. На основании зафиксированных показаний вакуумметра цетановое число дизельного топлива рассчитывается посредством линейной интерполяции и округляется до целого числа.

Цетановые числа современного дизельного топлива составляют 50-55 единиц.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *