Причины детонации инжекторного двигателя: Детонация двигателя: причины, способы устранения | SUPROTEC

Почему возникает детонация двигателя после выключения зажигания: причины и устранение

Видео о причинах и последствиях детонации в моторе автомобиля

Одной из причин ее демонстрации является слишком раннее зажигание, что можно определить по характерному звонкому стуку в двигателе. Возникает он в результате преждевременного воспламенения горючей смеси. При правильной установке угла опережения зажигания смесь воспламеняется немного, не доходя до верхней мертвой точки (2-3 градуса).

То есть начало вспышки происходит тогда, когда поршень еще не закончил восходящее движение, а завершается в момент начала возврата в нижнюю мертвую точку. Если же воспламенение происходит слишком рано, то возникает обратный удар, что и вызывает неприятный звук детонации двигателя.

Еще одна причина детонации – это применение топлива с более низким октановым числом, чем предусмотрено правилами эксплуатации данного автомобиля. К чему это приводит? В результате использования низкооктанового топлива в камере сгорания происходит образования нагара (сажи), а это приводит к критическим последствиям.

Многие водители сталкивались с тем, что после выключения зажигания двигатель не останавливается, а продолжает работать рывками, издавая неприятный звон. В такие моменты раскаленный нагар фактически играет роль свечи зажигания. Воспламенение топливной смеси происходит хаотично.

Для устранения неисправности важно знать причины детонации двигателя. Это, применение топлива низкого качества. Автовладельцы с целью экономии часто заливают бензин с меньшим октановым числом. Объяснить это легко. Современные двигателя имеют высокую степень сжатия, что требует применение более качественного бензина.

Вторая проблема — неправильно выставленное зажигание (как правило, ошибка заключается в ранней установке зажигания). Такая хитрость позволяет машине быстрее реагировать на педаль газа. Но имеется и минус. Из-за преждевременного запала горючая жидкость воспламеняется в момент, когда поршень еще не стал в верхнюю позицию. Из-за этого на поверхность поршня действует ударная нагрузка, имеет место перегрев и появляется детонация.

Обедненная смесь. Бывают ситуации, когда преждевременное воспламенение происходит из-за высокого содержания воздуха и малого объема бензина в подготовленном составе. Здесь возможны две причины — неправильно выполнена регулировка или же специально увеличена мощность мотора.

Если горючее подготовлено с учетом требований производителя, воспламенение происходит своевременно, а мотор работает идеально. При этом температура горения поддерживается на должном уровне. В случае обеднения смеси детали мотора перегреваются, из-за чего при последующем впрыске горючее загорается под действием тепла, не дожидаясь появления искры. Практика показала, что в случае «обеднения» горючего риск детонации существенно возрастает.

Появление нагара. При длительной эксплуатации на внутренних элементах мотора возникают отложения, создающие «тепловую рубашку». Это, в свою очередь, приводит к росту рабочей температуры и воспламенению горючего в камере сгорания. Итог — сильная детонация двигателя на холостых оборотах.

Неправильно выбранные свечи зажигания. Часто автовладельцы не обращают внимания на модель и тип свечей, которые покупаются для системы зажигания машины. На самом же деле этот вопрос крайне важен. Изделия должны подбираться под каждый конкретный тип мотора и подходить по тепловым характеристикам. Итогом несоответствия как раз и являются вибрации.

Снижению мощности двигателя и быстрому износу элементов кривошипно-шатунного узла. Как следствие, ресурс мотора уменьшается, и раньше наступает необходимость его ремонта.

Из-за неправильного воспламенения силовой узел постоянно перегревается. В результате происходит разрушение поршней и внешней части цилиндров. Кроме того, от высокой температуры страдают клапана, свечи зажигания и кольца на поршнях. Со временем на внутренних элементах движка появляются задиры, зазубрины и трещины. На начальном этапе это приводит к усилению детонации, а со временем и к выходу из строя двигателя.

Высок риск перегорания прокладки, которая устанавливается под ГБЦ мотора. Это произойдет, если своевременно не избавиться от проблемы, и не устранить детонацию.

Появляются сильные ударные нагрузки, которые негативно действуют на движущиеся элементы мотора. Наибольшее влияние испытывают на себе элементы кривошипно-шатунного механизма. В частности, из-за сильных ударов страдает шатун, поршень, а также вкладыши (коленвала, шатунные и коренные).

Из сказанного выше видно, что отсутствие каких-либо действий, направленных на устранение проблемы, неизбежно приводит к выходу из строя элементов мотора и необходимости больших затрат в будущем. Вот почему важно быстро диагностировать и устранить проблему.

Сильная детонация губительно действует на детали камеры сгорания. По сути, детонация — это взрыв, и несложно догадаться, что вследствие этого происходит механическое разрушение деталей двигателя.

При длительной и сильной детонации может быть испорчен и поршень, и шатун, другие элементы КШМ. Так же негативному воздействию подвергаются клапаны и другие элементы ГРМ. И конечно же цилиндры подвергаются сильнейшему негативному воздействию.

Причиной детонации в современных двигателях, включая ВАЗ, чаще всего является низкое качество топлива и количество примесей в нем. Прежде чем ехать в сервис попробуйте сменить заправку. Если детонация не исчезнет, то необходимо проверить работу топливной системы с помощью компьютерной диагностики. Так же необходимо обратиться в сервис в том случае, если детонация сильная.

Помимо низкого качества топлива причиной детонации может стать:

• низкое октановое число используемого топлива
• грязный топливный фильтр
• плохо работающие форсунки
• неполадки в работе топливного насоса
• неисправный кислородный датчик
• использование неподходящих свечей зажигания
• неисправность системы охлаждения двигателя
• неисправность блока управления работой двигателя

То есть причин много, но большинство из них можно определить только лишь с помощью специального диагностического оборудования.

Такая взрывная реакция может возникнуть в любом из ДВС, независимо от модели ВАЗ, будь то 2101 или 2114. Ниже мы приведем список основных причин детонации, возникающей в двигателях автомобилей ВАЗ:

1. Нарушение соотношения кислорода и бензина в топливной смеси. Если количество О₂ превышает положенную норму, то в отдельных местах камеры сгорания под воздействием высоких температур могут происходить окислительные процессы, которые становятся основной причиной детонации;
2. Увеличение  угла опережения зажигания. В такой ситуации процессы в цилиндрах происходят раньше еще до подхода коленвала к верхней мертвой точке двигателя. Поэтому и возникает как повышенное давление и температура, так и вызванные этим явлением химические реакции.
3. Октановое число – это величина, указывающая на качество бензина. Выше октановое число – лучше качество топлива. Еще в советские времена водители часто прибегали к различным уловкам в целях экономии – делали так называемый топливный компот, смешивая в равных пропорциях бензин марки А-76 и АИ-93. Наиболее продвинутые товарищи использовали специальные присадки, добавление которых в бензин низкого качества, повышало его октановое число. По требованиям завода изготовителя для нормальной работы ДВС в автомобили ВАЗ необходимо было заливать бензин марки АИ-93 (сегодня эту марку уже не выпускают, вместо нее появились АИ-92, АИ-95 и АИ-98, а на смену марке А-76 пришла А-80).

От  октанового числа напрямую зависит скорость воспламеняемости топлива под воздействием давления. Чем ниже этот индекс, тем выше должно быть давление. Таким образом, заливая в бак бензин с октановым числом ниже требуемого, автовладелец нарушает предусмотренный производителем цикл сгорания ТС, что и приводит к детонации.

4. Повышение степени сжатия сверх нормы провоцирует возникновение повышенных температур и давления, что, собственно, и является причиной возникновения нежелательных реакций в камере сгорания.

Все перечисленные причины появления детонации в бензиновых ДВС одинаково актуальны как для карбюраторных, так и для инжекторных топливных систем.

В ДВС карбюраторного типа детонацию сопровождает металлический стук. Особенно этот звук выражен под нагрузкой. Многие автолюбители путают его со стуком «пальчиков». В действительности же этот звук вызван взрывной волной. Если своевременно не принять соответствующих мер по устранению неполадки, последствия могут быть весьма плачевными для силовой установки авто:

• быстрее изнашиваются элементы цилиндропоршневой группы;
• прогорают поршни;
• разрушаются перемычки между кольцами;
• выгибается шатун;
• подгорают тарелки клапанов;
• может произойти пробой ГБЦ.

Есть несколько способов борьбы с детонацией. Первое и самое главное – ни заправлять автомобиль бензином с октановым числом ниже рекомендованного производителем. Если требуется топливо марки АИ-92, не стоит экономить и заливать А-80. Также старайтесь заправляться на проверенных АЗС.

В случае, когда с качеством бензина все в порядке, а двигатель все равно детонирует, проверьте зажигание и при необходимости настройте угол опережения, повернув трамблер, сделайте его более поздним.

В случае возникновения детонации на ДВС инжекторного типа, кроме железного стука появляются и другие признаки, по которым можно выявить проблему. Но из-за того, что система подачи топлива контролируется блоком управления с применением встроенных датчиков и угол опережения выставляется автоматически, самостоятельно выставить зажигание невозможно.

Появление детонации в инжекторном ДВС отслеживается при помощи встроенного датчика (ДД). Если устройство работает исправно, возникновение детонационного сгорания ТС отслеживается, сигнал передается на ЭБУ (Электронный Блок Управления) и причина устраняется автоматически, путем уменьшения угла опережения зажигания.

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

Советы по устранению детонации после отключения зажигания

Бывают случаи, когда ДВС автомобиля начинает дергаться (детонировать) после выключения зажигания. Чаще всего такая реакция наблюдается автовладельцами после заправки бензином с более низким октановым индексом. По сути, ДВС продолжает работать даже после того, как прекращена подача искры.

Бывают случаи, когда возникает детонация при выключении зажигания ВАЗ-2106 или любой другой версии. То есть, силовая установка продолжает самостоятельно работать даже после того как прекращена подача искры. Здесь тоже происходит процесс самовоспламенения, но проходит он несколько по другим причинам.

Статья в тему — Как бороться с калильным зажиганием

Водители со стажем советуют два способа, чтобы убрать детонацию двигателя внутреннего сгорания. Они просты и не требуют особых навыков.

1. Взрывное воспламенение смеси в цилиндрах двигателя не появляется без причин. Если до очередного посещения автозаправки мотор работал правильно, а после заправки возникла детонация, то причина кроется в качестве топлива. Слейте плохой бензин и залейте хороший.
2. Если эксплуатация транспортного средства длительное время проходит без сильных нагрузок, то внутри двигателя появляется нагар. Он увеличивает сжатие и уменьшает отвод тепла. Для устранения дайте силовому агрегату максимальную нагрузку: разгоните автомобиль до максимальной скорости на 5-10 минут. Делайте это на трассе, а не на городских дорогах.

Если это не помогло избавиться от детонации после глушения двигателя, то обратитесь на автосервис и проведите детальную диагностику.

Вероятные последствия детонации двигателя

• 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.

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.

Последствия этого эффекта, если не предпринять мер – очень серьезны. Перегрев составляющих частей может привести к пробою головки блока. Отсутствие масляной пленки, которая разрушается из-за воздействия детонации, повышает трение и приводит к ускоренному износу элементов ЦПГ.

Последствия детонационного сгорания смеси

Пробой прокладки ГБЦ

Прогар поршня

Особенности инжекторных моторовЭффективно бороться с этим эффектом на карбюраторных двигателях можно несколькими способами. В первую очередь при появлении детонации следует заменить топливо, особенно если перед этим осуществлялась заправка на станции с сомнительным качеством топлива.

Причины детонации инжекторного двигателя идентичны карбюраторному, но у таких моторов имеется помимо металлического звона еще ряд признаков, указывающих на возникновение этого эффекта.

А все потому, что двигатель с такой системой питания является более совершенным. У него процессы смесеобразования и подачи смеси в цилиндры контролируется электронным блоком управления на основе показаний множества датчиков. Также он в зависимости от режима работы мотора еще и самостоятельно подбирает и устанавливает угол опережения. То есть, водитель самостоятельно установить зажигание уже не может.

Электронный блок способен отследить и появление детонации. Для этого все инжекторные моторы оборудованы датчиком детонации (ДД).

Этот датчик способен выявить появление детонационного сгорания, а ЭБУ на основе его данных уже примет меры. К примеру, если причина детонации двигателя ВАЗ-2109, оснащенного инжекторной системой питания, — некачественное топливо, и датчик уловил появление эффекта, ЭБУ просто уменьшит угол опережения зажигания и детонация прекратится.

Как проверить ДД

Конструкция всех датчиков детонации идентична. Находящийся в них пьезоэлемент, преображает механическое воздействие в электроток. Исправный прибор вырабатывает слабые электрические импульсы, которые, в свою очередь, проходят через встроенный в него резистор.

При детонации вибрация усиливается и дает большую нагрузку на пьезоэлемент. В результате резистор перегорает, сопротивление не оказывается, и импульс проходит на ЭБУ. Блок управления реагирует на возникшую неисправность в системе и дает команду устранить ее. На всех моделях автомобилей ВАЗ, оснащенных ДВС инжекторного типа, установлены одинаковые ДД.

Выход ДД из строя влияет на работу ДВС следующим образом: ЭБУ, уловив сбои в работе датчика детонации, переводит работу силового агрегата в аварийный режим. При этом автоматически выставляется позднее зажигание, благодаря чему возможность детонационного сгорания исключается полностью. Признаки неисправности ДД на ВАЗ-2110:

• ДВС на холостом ходу работает неравномерно;
• снижается мощность силовой установки;
• увеличивается расход топлива;
• двигатель запускается не сразу;

Налицо признаки позднего зажигания. Такие проявления при неисправности ДД можно наблюдать на всех автомобилях ВАЗ, оснащенных инжекторными движками. Вместе с тем, подобный эффект могут провоцировать и другие датчики. Поэтому следует знать некоторые нюансы, по которым можно определить совершенно точно, что именно послужило причиной нестройной работы двигателя.

Как не странно, в большинстве случаев при возникновении проблем с работой ДВС автолюбители упускают из виду то, что причиной может служить именно Датчик Детонации. Проверяется все остальное, а ДД остается без внимания, в то время как именно его стоило бы проверить в первую очередь.

Чтобы проверить датчик детонации на предмет неисправности, нужно знать, где он расположен. Место нахождения ДД зависит от типа ДВС. На 8-клапанных агрегатах датчик находится возле выпускного коллектора и напоминает внешним видом довольно массивную гайку, закрепленную болтом.

Сложнее будет обнаружить датчик, а также подобраться к нему в авто оснащенных 16-клапанными моторами. За счет того, что ГБЦ здесь намного мощнее, ДД расположен под выпускным коллектором и осмотреть его можно лишь подняв авто на подъемнике или загнав на смотровую яму.

Вне зависимости от места расположения ДД, схема его подключения всегда идентична, будь то датчик на ВАЗ-2107 или на ВАЗ-2114. Существует 2 способа проверить работоспособность датчика детонации.

Способ первый (с применением тестера):

1. Установите прибор в режим замера сопротивления (уровень до 2 килоОМ).
2. От датчика отсоедините колодку с проводкой.
3. Подключите тестер к контактам ДД.
4. Нанесите по крепежному болту несколько несильных ударов ключом, одновременно с этим следите за показаниями тестера.

После подключения тестера к датчику на дисплее возникает определенное значение, показывающее сопротивление ДД. Когда по крепежному болту датчика наносится удар, это значение должно резко возрасти, затем снова вернуться к исходному, если датчик исправен.

Этот способ проверки не нуждается в дополнительных измерительных приборах. Вместе с тем, он считается более эффективным:

1. Запустите двигатель и наберите 2000 оборотов.
2. Возьмите рожковый ключ или небольшой молоток с металлической насадкой.
3. Начните наносить по болту датчика удары и одновременно вслушивайтесь в работу ДВС.

Если мотор продолжает работать без изменений – датчик неисправен. При нормальной работе ДД удары распознаются как детонация, на ЭБУ отправляется сигнал и автоматика переключает агрегат в аварийный режим. При этом обороты двигателя снижаются. Как только вы прекратите наносить удары по болту крепления ДД двигатель должен восстановить частоту оборотов. Так должно происходить, если датчик работает нормально.

Сразу надо отметить, что вышедший из строя ДД ремонту не полежит. Его можно только заменить. Процедура эта довольно проста. Единственная проблема состоит в труднодоступности датчиков на 16-клапанных моторах. В остальном же все предельно просто. Для работы понадобится лишь подходящий по размеру к крепежному болту рожковый ключ и новый датчик.

Обратите внимание на то что, приступая к откручиванию болта крепления, следует предварительно снять колодку с проводами. Далее, откручиваете крепежный болт, снимаете вышедший из строя датчик, на его место устанавливаете новый и закручиваете болт на место. Присоединяете колодку и работа закончена.

Конструктивно все датчики детонации одинаковы и в их основе лежит пьезоэффект, то есть механическое действие преобразуется в электрическое. И чем больше механическое воздействие, тем больше энергии датчик способен выработать.

Основной составляющей этого датчика является пьезоэлемент, который от механического воздействия вырабатывает электрический ток. При нормальном режиме работы этот датчик вырабатывает электроимпульсы небольшой силы, которые не пропускаются резистором, имеющемся в конструкции.

Во время возникновения детонации, ударные нагрузки и вибрация значительно возрастают, поэтому усиливается воздействие на пьезоэлемент. При достижении определенной силы тока, которую вырабатывает датчик, происходит пробой резистора и импульс поступает на ЭБУ, что и является для него сигналом, что требуется принятие мер для устранения появившегося неправильного сгорания.

Поскольку ДД работают по одному принципу, то схема датчика детонации ВАЗ-2110 такая же, как и на моделях 2107, 2109 (инжекторные версии), 2114 и т. д.

Отметим, что неисправность ДД может повлиять на работоспособность силовой установки. Дело в том, что если ЭБУ выявит, что он не работает, то он переведет работу мотора в аварийный режим, при котором будет установлено позднее зажигание, чтобы полностью исключить возможность возникновения детонационного сгорания.

Признаки неисправности датчика детонации ВАЗ-2110 таковы:

• Нестабильная работа мотора на ХХ;
• Падение мощностных показателей двигателя;
• Повышение расхода бензина;
• Затрудненный пуск мотора;

В общем, все то, что является следствием позднего зажигания. Признаки неисправности датчика детонации ВАЗ-2114 или любой другой инжекторной модели ВАЗ – идентичны.

Но такие признаки могут давать не только ДД, а и другие датчики, отвечающие за работу системы питания, поэтому важно знать, как проверить датчик детонации ВАЗ-2110. В противном случае, можно долго искать причину неправильной работы мотора. Часто автовладельцы не обращают внимания именно на ДД, греша на другие элементы.

Для того, чтобы проверить его, необходимо еще знать, где находится датчик детонации ВАЗ-2110. Здесь все просто, чтобы он мог эффективно улавливать вибрации, его поместили на блок цилиндров. Место его расположения во многом зависит от конструктивных особенностей самого мотора.

На 8-клапанных моторах он расположен обычно в зоне прямой видимости и добраться до него обычно легко. Поэтому определить, где находится датчик детонации на ВАЗ-2107 (инжектор), несложно. Он установлен со стороны выпускного коллектора и представляет собой массивную шайбу и идущей к ней проводкой и закрепленную на двигателе при помощи болта.

А вот на 16-клапанных моторах место установки несколько иное, чем расположение датчика детонации на ВАЗ-2107 (инжектор). Из-за того, что головка блока значительно массивнее, датчик расположили ниже – под выпускным коллектором, поэтому доступ к нему ограничен, и зачастую до него добраться можно только из-под авто на эстакаде или смотровой яме.

И хоть место расположения ДД может несколько отличаться из-за конструкции мотора, но подключение его всегда идентично. Так, схема подключения датчика детонации ВАЗ-2109 с инжекторным двигателем, такая же, как и на модели 2114.

Проверка датчика детонации ВАЗ-2110 может выполняться двумя способами.

Первый из них подразумевает наличие тестера, переведенного на замер сопротивления (уровень замера – до 2 кОм).

Для проверки всего лишь следует отсоединить колодку с проводкой от ДД и к контактам датчика подключить тестер. Затем следует наносить легкие удары ключом по болту крепления ДД и следить за показаниями на дисплее тестера.

После подключения на дисплей выведется определенное значение сопротивления датчика. В момент удара по болту, сопротивление будет резко возрастать, но затем возвращаться к старому показателю. Если этого не происходит (сопротивление не поднимается, или не возвращается) датчик неисправен и требует замены.

Второй способ не требует какого-либо оборудования и является более эффективным. Для его проведения необходимо запустить мотор, установить обороты на уровне 2000 об/мин. Затем берется рожковый ключ, можно использовать небольшой молоток с металлической наставкой (если доступ к ДД ограничен) и наносятся удары по болту крепления.

При исправном ДД после нанесения ударов обороты мотора должны упасть, поскольку такое воздействие будет расцениваться датчиком как детонация и ЭБУ на основе его сигналов уменьшит угол зажигания. После прекращения воздействия на болт обороты должны восстановиться. Если этого не происходит – ДД неисправен.

С тем, как проверить датчик детонации ВАЗ-2114 или любой другой модели, разобрались. Отметим, что этот датчик ремонту не подлежит и если он неисправен, то необходимо его заменить.

Замена датчика детонации ВАЗ-2114 – операция простая, но может быть затруднена плохим доступом к нему (16-клапанные моторы). Для смены же понадобиться всего лишь новый элемент и рожковый ключ соответствующих размеров.

Перед откручиванием крепежного болта следует предварительно отсоединить колодку с проводами. Затем болт выкручивается, снимается старый датчик, а на его место устанавливается новый и надежно фиксируется все тем же крепежным элементом. И только после этого подключается колодка с проводами.

Причины детонация двигателя на холостых оборотах

Причины и признаки детонации двигателя — при включении и выключении зажигания, как устранить, видео и др

Опытные автовладельцы знакомы с детонацией в двигателе. Она появляется как в бензиновых двигателях, так и в дизельных. Этот процесс может вызвать серьёзные нарушения в работе силового агрегата, поэтому отслеживать её крайне важно. Ниже узнаем причины возникновения детонации и пути устранения, разберёмся, что это такое.

Что это такое

Детонация двигателя – это неконтролируемое возгорание горючей смеси в камере сгорания. Этот процесс самопроизвольный и приводит к возникновению ударной волны, действующей на стенки цилиндра и поршневую группу. Возрастает нагрузка и на коленчатый вал, шатуны и вкладыши.

При самопроизвольном возгорании топливной смеси происходит взрыв, который отрицательно влияет на детали силового агрегара

В дизельном двигателе детонация возникает в случае неправильного впрыска дизтоплива. При уменьшении объёма температура поднимается. Её значение намного превышает температуру возгорания топливной смеси. Если сделать преждевременный впрыск, то топливо взорвётся до того, как поршень поднимется до верхней мёртвой точки.

Видео детонации двигателя

Как выглядит детонация в автомобильном двигателе, показано на видео:

Признаки

Детонацию различают по таким признакам:

Для контроля за опасной детонацией современный автомобиль оснащён датчиком. Он расположен на блоке силового агрегата. Каково же влияние датчика на работу двигателя? Его задача – преобразовывать энергию механических колебаний в электрические сигналы. В корпусе размещена пьезоэлектрическая пластина. Она выдаёт напряжение, пропорциональное амплитуде колебаний.

Показания датчика детонации позволяют регулировать состав горючей смеси и углы фаз зажигания

Датчик – это акселерометр, который постоянно отсылает в электронный блок управления двигателем (ЭБУ) импульсы. После обработки сигналов блок даёт команды для изменения состава смеси воздух-топливо либо смещения фазовых углов зажигания.

Если датчик вышел из строя, то ЭБУ не в силах полноценно контролировать работу двигателя и выставляет заведомо позднее зажигание. Такое решение позволяет перевести силовой агрегат в щадящий режим, но потребление топлива возрастает в 1,5–2 раза, а мощность резко падает.

Причины возникновения

Чаще всего детонация выражается при выключении зажигания (глушении) и на холостых оборотах. Разберёмся, какие причины могут привести к тому, что двигатель детонирует.

1. Использование бензина с октановым числом ниже, чем предписывает производитель. Низкооктановое топливо подходит для старых автомобилей, степень сжатия в двигателях которых намного меньше. Современные силовые агрегаты требуют качественного топлива.
2. Раннее зажигание. В некоторых автомобиля есть возможность выставления углов зажигания. Установка раннего срабатывания свечей приводит к лучшему управлению дроссельной заслонки, но, с другой стороны, становится причиной детонации. Выставляя преждевременное воспламенение смеси, моторист провоцирует возникновение ударной волны. Она действует на поршень, который двигается к верхней мёртвой точке, замедляя его. Двигатель сильно перегревается и быстро выходит из строя.
3. Бедная горючая смесь. Отдельные любители экспериментов специально повышают содержание воздуха и уменьшают количество бензина. Этим они добиваются увеличение мощности двигателя. Обеднённая смесь также получается в результате неправильной регулировки силового агрегата. Бедная горючая смесь – третья распространённая причина неконтролируемого возгорания.
4. Нагар в камере сгорания. Отложения на стенках приводят к уменьшению объёма камеры и повышению температуры блока цилиндров. Такие условия увеличивают вероятность детонации. Нагар появляется после использования топлива низкого качества.
5. Свечи зажигания. Причина детонации двигателя – это ошибочно подобранные свечи.

• Заправляйте автомобиль топливом на проверенных автозаправках.
• Не покупайте дизельное топливо с рук.
• Для устранения причин используйте свечи, которые рекомендует производитель транспортного средства. Приобретайте свечи зажигания, предписанные технической документацией на авто.
• Не экспериментируйте с установкой углов зажигания. Такие манипуляции чреваты быстрым износом двигателя.
• После ремонта мотора тщательно проведите регулировки системы подачи топлива и зажигания.

Ниже приведена подборка фотографий, показывающая последствия самопроизвольного возгорания в бензиновых и дизельных двигателях. Чаще всего прогорает днище поршня и клапанов.

Детонация двигателя способна сжечь свечи зажигания Самопроизвольное воспламенение выжигает внусные и выпускные клапана Детонация убивает двигатель внутреннего сгорания В первую очередь детонация действует на поршневую группу

Детонация опасна для всех типов двигателя. Плохое топливо – вот главный виновник её появления. При первых признаках постарайтесь побыстрее устранить причины, вызывающие неконтролируемое воспламенение горючей смеси. Игнорирование проблемы приведёт к дорогому ремонту силового агрегата.

• Автор: Дмитрий Кузнецов
• Распечатать

Причины детонации инжекторного двигателя: признаки и возможные последствия

Точное определение слову «детонация», которое можно найти сейчас, есть в энциклопедии журнала «За рулём». Правда, там само определение называют «причиной», чтобы подчеркнуть важность явления детонации. Итак, детонация двигателя – это самовоспламенение топлива в тех зонах, которые наиболее удалены от свечи. Вот так, просто и понятно – никаких «взрывов» или «стука пальцев». Правда, в действительности детонация проявляет себя характерным металлическим призвуком. Его ещё можно назвать «цокотом». Причины детонации инжекторного двигателя рассматриваются дальше.

Что точно не может быть причиной детонации на «инжекторе»

До сих пор считалось, что детонацию топлива в двигателе могут вызывать три фактора:

1. Низкое качество самого топлива;
2. Слишком низкое октановое число;
3. Неправильная установка угла опережения зажигания.

Интересно то, что к инжекторным моторам всё сказанное не относится. Угол опережения выставляется автоматически, причём подбирается он как раз под октановое число. Ну а грязное топливо, в котором есть сор, будет сгорать так же, как любое низкооктановое. Правда, косвенно его использование ведёт к засору форсунок, но проявится этот эффект далеко не сразу. В общем, все указанные пункты – не актуальны.

Форсунка, проработавшая с засорённым фильтром тонкой очистки

Ещё в 50-х годах при изучении детонации двигателя причины были найдены и озвучены:

• Используя топливо с фиксированным октановым числом, можно повышать угол опережения зажигания до строго определённого предела. Пройдя его, обычно наблюдают детонацию;
• Пусть угол опережения является постоянным. Будем постепенно уменьшать октановое число. Тогда можно будет получить детонацию, преодолев некий «порог качества». В общем, низкооктановый бензин – это плохо.

В конструкции инжекторных двигателей есть датчик детонации (ДД) (подробнее о нём написано здесь). Блок ЭБУ, в свою очередь, меняет угол опережения, отслеживая сигнал с этого датчика. Неисправность самого ДД тоже не будет фатальной – процессор, хотя и не сразу, понизит угол опережения до минимума. Мощность после этого снизится, но детонация будет исключена.

Когда датчик ДД выходит из строя, лампа Check Engine включается обязательно. До замены датчика лучше выполнять рекомендацию – число стартов двигателя нужно свести к минимуму. Просто, контроллер после включения не сразу понимает, что именно вышло из строя. Лучше перестраховаться.

Чем грозит появление нагара

Использование топлива с большим количеством вредных примесей ведёт к образованию нагара. Это – аксиома. Если же говорить о причинах детонации, нужно различать два понятия – нагар на поверхности цилиндра и отложения на корпусе свечи.

Поршни и поверхность цилиндров

Слой нагара на внутренней поверхности цилиндров есть всегда, а его количество постоянно меняется. Можно заправить авто некачественным топливом, а затем пусть мотор поработает на малой мощности. Суммарное количество нагара в результате возрастёт, что приведёт к увеличению степени сжатия и к ухудшению отвода тепла. В общем, может появиться детонация, а решают проблему так:

• Автомобиль останавливают, уменьшают угол опережения зажигания, заводят двигатель снова. Регулировку производят только на трамблёре;
• На инжекторном двигателе трамблёра нет, а угол опережения регулирует блок ЭБУ. Вмешательство оператора не требуется – нужен лишь исправный датчик детонации. Но даже с испорченным датчиком вызвать детонацию не получится – система среагирует на наличие неисправности мгновенно и правильно.

Здесь не было сказано о нагаре на корпусе свечи. Его появление действительно представляет опасность – речь идёт о «калильном зажигании». Подробней об этом явлении рассказывается ниже.

Число настоящих причин равно трём

Причин детонации инжекторного двигателя мы так и не назвали. Можно спокойно заливать любое топливо, даже с примесями, и можно полностью отключить датчик детонации – мотор будет продолжать работать, но ЭБУ соответствующим образом отрегулирует зажигание. К появлению устойчивой детонации ведут три фактора: работа на обеднённой смеси, калильное зажигание, перегрев стенок камеры сгорания. Последний из факторов вызывается только одной причиной – поломкой датчика температуры (ДТОЖ).

Датчики ДТОЖ автомобилей Lifan

Ниже перечислены датчики, исправность которых тоже важна.

Шпаргалка по отказам датчиков

Инжекторный бензиновый двигатель снабжён набором элементов, позволяющих контролировать работу системы в каждый момент времени. Все эти элементы называются датчиками. Перечислим те из них, отказ которых ведёт к появлению детонации:

• ДПДЗ, или датчик положения дроссельной заслонки. Симптомы отказа – снижение мощности, рывки и провалы при разгоне, а также неустойчивый холостой ход. Результат – работа двигателя на обеднённой смеси, но только при больших нагрузках. А детонация проявится, если управление ведётся в стиле «педаль в пол». Лампа Check Engine обычно не срабатывает.
• ДТОЖ, то есть датчик температуры тосола. Если мотор нагрет до критической температуры, блок ЭБУ должен об этом «знать». Угол опережения зажигания затем должен быть скорректирован. А иначе, и довольно быстро, начнётся устойчивая детонация.
• ДД, датчик детонации. Этот элемент выходит из строя редко, но может повреждаться проводка. При поломке именно датчика, а не при обрыве или замыкании проводов, лампа Check Engine не загорается на низких оборотах. Если неисправность уже есть, вызвать детонацию можно так: надо заглушить двигатель, скинуть и снова подключить клемму АКБ, выполнить старт. Детонация появится, а затем исчезнет до следующего запуска.

Ломается датчик ДТОЖ – получаем детонацию в критических режимах. А при поломке ДПДЗ детонация наблюдается на высоких оборотах. Появление и быстрое пропадание детонации – результат отказа ДД.

Отказ ДД может привести к появлению детонации при выключении зажигания.

Переменный резистор воспринимает угол поворота заслонки Микрофон, то есть пьезоэлемент, отслеживающий детонацию

Эксплуатация двигателя с неисправным датчиком заслонки – явление не редкое. Автовладельцы приводят доводы: контрольная лампа не включалась, рывки и провалы есть только при разгоне, а металлический призвук можно заметить не всегда. Кажется, надо менять бензин, а не датчик, а на самом деле – наоборот.

Чем грозит калильное зажигание

Допустим, свеча накаляется «до бела» и не остывает даже к следующему такту сжатия. Тогда воспламенение происходит раньше, чем появляется искра. Раннее зажигание, как мы знаем, всегда вызывает детонацию. Таким образом, её может вызвать и «калильное зажигание», о котором сейчас рассказывалось.

Очагами зажигания являются скопления нагара

Причин возникновения калильного зажигания может быть несколько:

1. Накопление на свечах большого количества нагара и копоти;
2. Выгорание «центрального электрода».

Собственно, это – всё, что можно сказать о ещё одном факторе, связанном с появлением детонации. Рассмотрим последний из них – проблему с форсунками.

Засорение форсунок и последствия

На самом деле, всегда действует правило: если засоряется любая форсунка (тут статья как её почистить), мощность двигателя снижается. Именно так работает ЭБУ, чтобы препятствовать детонации. Логика здесь в следующем: засоряется форсунка, смесь обедняется, возникает детонация. Срабатывает датчик, и ЭБУ выполняет регулирование, подстраивая все параметры под условия работы. Но такая «подстройка» вызывает снижение мощности и её нельзя проводить бесконечно.

Комплект форсунок после промывки ультразвуком

При достаточно высокой степени засорения блок ЭБУ не может исправить ситуацию: смесь поступает обеднённая, детонация идёт всё время. Может загореться и лампа Check Engine, а БК, если он есть, выдаст следующую ошибку – P0324.

Код P0324 расшифровывают так: «ошибка регулирования по детонации». Но датчик ДД и его цепи могут оказаться исправными! Тогда, разумеется, нужно будет проверять форсунки.

Получается, с включённой лампой Check Engine, особенно когда ошибки связаны с детонацией, эксплуатировать двигатель нельзя. Но с другой стороны, ни обрыв, ни выход из строя самого датчика к фатальным последствиям не приводит. Лампа Check, притом, будет загораться во всех случаях. Что ж, лучше уметь распознавать детонацию на слух.

Основные признаки появления детонации

Говорят, детонация сразу распознаётся по характерному звуку – это цокот, звон, металлический стук. Очаги воспламенения находятся вдали от свечи, и в объёме камеры при повышенном давлении образуется взрывная волна. Внешне это проявляется так, будто изнутри по стенкам цилиндра ударяют молотком.

Зависимость давления от фазы, график

Кроме того, цвет выхлопа при возникновении детонации меняется – он становится тёмно-чёрным. Температура выхлопных газов тоже меняется, понижается. Но заметить эти явления будет сложно, а при кратковременном появлении детонации – практически нельзя. Говоря же об устойчивой детонации, нужно отметить, что вызвать её получается только под нагрузкой.

Нет смысла, открыв капот, пытаться «газовать» и следить при этом за выхлопом – скорее всего, эффект не проявится. Так же нет смысла слушать двигатель – ему нужна дополнительная нагрузка. Ну а расслышать «стук пальцев», когда ведётся управление на скорости, может мало кто.

На практике чаще используют только косвенные признаки – это провалы, перегрев и т.д. У нас они перечислены в главе о причинах.

Чем так уж плоха детонация на самом деле

Внутренняя поверхность цилиндра всегда защищена слоем масла. Взрывная волна, образуемая в ходе детонации, способна разрушить масляную плёнку. И уже это явление, то есть «стирание» масла в любом случае ведёт к перегреву. А дальше металл разрушается под влиянием следующих факторов: нагрев, повышенные ударные нагрузки.

Последствия детонации двигателя проявляются не сразу. Что как раз и представляет опасность: деталь разрушается постепенно, но очаг этого процесса – есть. Его сложно заметить, нельзя устранить. Помогает только замена.

Посмотрим теперь, какие детали страдают от детонации сильнее. Их список – небольшой:

• Прокладка между блоком двигателя и ГБЦ;
• Кромки поршней;
• Корпус свечей зажигания.

Кажется, детонация, даже если она возникает периодически, не может разрушить поршень. Но такое мнение легко опровергнуть:

Очень важен характер разрушений на поршнях

Если «снесло» именно кромку – мы видим результат детонации. А вот что может произойти с прокладкой ГБЦ:

Такое разрушение можно выявить, измеряя давление

В общем, список можно продолжить. Лучше перейдём к просмотру видео.

Видеозапись со звуком работающего двигателя

Боремся с детонацией двигателя на холостых оборотах

Если вас интересует вопрос, что такое детонация двигателя на холостых оборотах, тогда это статья для вас. Двигатель начал подёргиваться, появился непонятный звонкий стук – всё понятно, это симптомы детонации двигателя на холостых оборотах. Это явление происходит из-за двух наиболее известных неисправностей. Чаще всего это проявляется при резком торможении, но и при стоянке нередко обороты резко падают вплоть до полной остановки. Есть такой авиационный термин «помпаж», означающий резкий перепад оборотов от верхних до нижних. Причин возникновения этой проблемы много, но надо разбираться в них отдельно и тщательно. Вторая распространённая проблема возникает при плавающих холостых оборотах двигателя, они крайне нестабильны и то медленно увеличиваются, то снижаются. Вот это и есть так называемая детонация двигателя на холостых оборотах.

Детонация как явление

Для предотвращения детонации двигателя на холостых оборотах нужно разобраться подробнее в этом явлении и как оно происходит. Для нормального сгорания топлива, необходимо оптимальное количество воздуха в камере сгорания, что в свою очередь может обеспечить отлаженный двигатель. В дизельных двигателях это достигается путём сжатия смеси в конце такта, а в бензиновых для этого служит свеча зажигания и пламя от электродов мгновенно распространяется по окружности рабочей камеры. Пока возгорание достигнет дальних мест камеры, смесь может воспламениться самостоятельно, не дождавшись основного фронта пламени.

Появляется незначительная по своей силе волна, которая встретив основную рабочую смесь, мгновенно её воспламеняет. Собственно говоря, это именно та детонационная волна, достигающая скорости около 1000 м/с и создающая неприятный металлический звон. Это неприятное явление в большинстве своём не является причиной больших неприятностей, но если детонация очень сильная, то детали камеры сгорания разрушаются гораздо быстрее.

Ещё различают такой вид детонации, как «дизелинг», это явление происходит при выключении зажигания. Вы выключили зажигание, а мотор не останавливается и продолжает работу, но какими-то дергаными движениями, обороты то увеличиваются, то падают и всё это напоминает самовозгорание топлива в дизельном двигателе, отсюда и такое странное название – «дизелинг». Он проявляется, когда вы при сильно загрязнённой системе подачи топлива почти полностью закручиваете винт количества.

В первичной камере заслонка открыта полностью и выходит так, что система дозировки работает постоянно. В этом и скрывается причина детонации двигателя на холостых оборотах. От данного явления нельзя просто так отмахнуться, ваш двигатель может выйти из строя. При сильной детонации возникает дополнительное тепло, и перегрев мотора выходит из допустимых норм.

В этой ситуации при перегреве может разрушиться днище поршня и внутренняя поверхность цилиндра и прокладка головки блока цилиндров будет иметь сильные повреждения. Сильно увеличиться износ деталей кривошипно-шатунного механизма.

Устраняем неисправности

Не так недавно считали, что подобное явление присуще только двигателям ВАЗовских автомобилей. Однако выяснилось, что и иномарки страдают этим же недугом и среди них имеются весьма популярные модели.Так как же понять всё происходящее с автомобилем? Как обычно вы садитесь в машину, поворачивайте ключ зажигания и запускаете двигатель. Убрав ногу с педали акселератора, вы замечаете падение оборотов мотора. Вы не понимаете случившееся, потому что холостые обороты работают в скачкообразном режиме, появляется детонация и двигатель глохнет. При повторном запуске всё приходит в норму, но это всего лишь первое предупреждение о предстоящих неприятностях.

Следует разобраться в причинах происходящего и заняться немедленным их устранением. Если холостые обороты двигателя непостоянны, то могут иметь место следующие неисправности:

Имеющиеся неисправности не так сложны, и устранить их можно самостоятельно, при условии, что вы не новичок и об устройстве работы двигателя знаете не понаслышке. В противном случае вас ожидает поездка на автосервис.

Чаще всего эту проблему решают кардинально, заменяя все перечисленные детали устройства. Ещё из одной возможных причин детонации двигателя на холостых оборотах – малое октановое число топлива с многочисленным составом примесей.

Делайте вывод, заправляйтесь только на проверенных заправках, а на незнакомых всегда требуйте сертификат качества.

Может такое случиться, что вы заправились не той маркой топлива. В таком случае надо установить более позднее зажигание, что обеспечит более низкий температурный режим и пониженное давление газов в двигателе.

Детонация двигателя- Причины и последствия

Водителям приходится сталкиваться с эффектом неконтролируемого возгорания топлива в цилиндрах силовых агрегатов в виде взрывов. В результате сверхвысоких температур и огромного давления, возникает мощная взрывная ударная волна, которая называется «детонация двигателя». Она сопровождается мгновенным выбросом большого количества энергии и разрушениями различной степени тяжести.

Причины детонации дизельного двигателя

При нормальной работе ДВС смесь возгорается, когда поршня находится в верхней точке ВМТ, при опережении угла зажигания в 2 – 3 °. Догорание смеси продолжается и после ВМТ при движении поршня в обратную сторону. Расчетная скорость перемещения языка пламени равна 30 м/сек. Во время взрыва данный параметр резко возрастает, достигая значения 2 тысячи метров за одну секунду.

Детонация двигателя возникает при:

• постоянном движении машины;
• возрастании нагрузок;
• при работе на различных передачах;
• в т. ч. на холостом ходу.

Она вызвана нарушениями параметров при сгорании топлива. Плавный процесс мгновенно сменяется сильным взрывом, что приводит к негативным последствиям:

• разрушения поршней, цилиндров;
• деталей кривошипно-шатунного механизма;
• резкое возрастание температурного режима;
• уменьшение мощностных характеристик;
• возрастание потребления горючего.

Наиболее частые причины детонации двигателя:

1. Нарушение регулировок.
2. Некачественное смешение горючего с кислородом.
3. Недостаточная эффективность охлаждающей системы.
4. Нарушение эксплуатационных требований.
5. Применение бензина низкого октанового числа.
6. Конструктивные недоработки двигателя.

Последствия детонации двигателя

Для осуществления разгона транспортного средства, водитель резко вдавливает педаль газа. При попадании топлива в условия с повышенным давлением, сверхвысокими температурами, происходит воспламенение. Внутри камеры генерируется дополнительное давление, создается взрывная волна с возрастающей амплитудой, возникает цепная реакция, не поддающаяся контролю, коленвал вращается с огромной скоростью.

Детонация приносит огромные разрушения элементам двигателя:

1. Срываются и обламываются кромки поршней.
2. Нарушается целостность цилиндров, разрушаются стенки.
3. Прокладка головки ГБЦ полностью разрывается.
4. Датчики дроссельные выходят из строя.

Читайте также…  JZ Двигатель: Технические характеристики

В отличие от детонации, при нормальном функционировании топливо равномерно сгорает и передает энергию движения на поршни, затем на коленчатый вал и т.д.

Влияние особенностей эксплуатации на силу детонации

Даже в исправном механизме велика вероятность, что произойдет детонация двигателя при разгоне или при эксплуатации машины с повышенными нагрузками. Топливо начинает детонировать при длительных подъемах, особенно если скорость превышает установленную передачу. Выражаясь иначе, водитель не должен давить на газ при преодолении подъема, пока не осуществит переход на понижение скорости.

В это время коленчатый вал имеет низкие обороты, не хватает мощности на подъем автомобиля в гору. В общее звучание работающего двигателя добавляются отчетливые детонационные стуки, вызванные высокочастотной взрывной волной.

Топливовоздушные смеси вызывают детонацию при недостаточном охлаждении и неисправностях в системе:

• преждевременное раннее зажигание;
• перегревание мотора;
• наличие большого количества нагара в камерах;
• закоксованность стенок цилиндров, приводящая к увеличению степени сжатия.

Интересно: Известны случаи, когда мастера тюнинга искусственно устраивают раннее преждевременное зажигание. Этим способом пытаются улучшить реакцию движка на нажатие педали газа при работе на уменьшенных оборотах. Смесь воспламеняется раньше, чем поршень достигает ВМТ, т. е. препятствует его движению. Здесь главное – не допустить перегрева.

Если накопилось много нагара, объем камеры резко уменьшается, а значит степень сжатия возрастает. Вредные отложения способствуют значительному повышению температурного режима . Случается, что нагар тлеет, в результате чего смесь самовоспламеняется в самый неподходящий момент (эффект калильного зажигания). Это неконтролируемое явление – детонация двигателя при выключении зажигания. При несанкционированном возгорании топлива двигатель несет серьезный ущерб, его моторесурс значительно сокращается.

Прошивки и детонация

Помимо причин, описанных выше, также имеют влияние изменения, направленные на повышение экономичности топлива. «Экономичная прошивка» заключается в следующих усовершенствованиях:

1. Установка неподходящего калильного числа свечей зажигания.
2. Изменения в топливной аппаратуре.
3. Чип-тюнинг электронного блока ЭБУ с целью внесения корректировок топливных карт.

Читайте также…  Двигатель Газ 53 — Технические характеристики

После проведения данных мероприятий смеси для разных режимов обедняются, что влечет снижение динамических характеристик авто.

Родные настройки ЭБУ рассчитаны на нормальное воспламенение смесей при номинальном температурном режиме в камерах. Детонация чаще всего случается после проведения прошивки при использовании смесей обедненного состава, автомобиль при этом испытывает серьезные нагрузки. На таких смесях детали двигателя быстро перегреваются и при впрыске возникает бесконтрольное возгорание.

Детонация при запуске двигателя

Холодный инжектор при запуске может детонировать при поступлении обедненного топлива в цилиндры. Как правило, это обусловлено засорением отверстий распыляющих форсунок. При их засоре топливо подается в ненадлежащем объеме. После прогрева детонация исчезает. Чтобы избавиться от негативного эффекта, рекомендуется регулярно проверять и очищать топливные фильтры. Засорение форсунок считается серьезным дефектом, избавиться от которого трудно без демонтажа.

Детонация дизельного двигателя

В отличие от инжекторов, в дизелях топливо не поджигается, оно самовоспламеняется при впрыске в цилиндр с раскаленным сжатым воздухом. Если объем горючего превышает установленную величину, в камере сгорания развивается ударная волна. Детонация двигателя на холостых оборотах сопровождается громким звуком, считается, что данный эффект не представляет опасности и постепенно исчезает с увеличением нагрузки.

Причины детонации дизельного двигателя на холостых оборотах – задержка возгорания топлива. Этот временной промежуток сокращается по мере возрастания температуры в системе.

Как снизить вероятность возникновения детонации:

1. Уменьшить количество, впрыскиваемого горючего.
2. Разделить камеры сгорания (предварительный отсек, рабочий).
3. Впрыскивать топливо по методу MAN.
4. Добавлять специальные присадки в дизтопливо, за счет которых происходит ускорение возгорания.

Детонация дизельного двигателя после выключения зажигания возникает по следующим причинам:

• засорение отверстий форсунок;
• отказ насоса ТНВД;
• отложения нагара.

Основные признаки детонации

От сильных взрывов при работе двигателя слышны звонкие металлические постукивания, отработавшие газы изменяются по оттенкам. Многие рабочие элементы деформируются и выходят из строя.

Читайте также…  Двигатель 1NZ-FE — Технические характеристики

Внешние проявления детонации:

1. Дым темного цвета, выходящий из системы выхлопа.
2. Снижение мощности.
3. Вибрации усиливаются по мере возрастания амплитуды взрывной волны.
4. Двигатель не реагирует на управление со стороны водителя (неустойчивая работа).
5. Детали и узлы перегреты до критических температур.

Рекомендации опытных автомобилистов

При изготовлении автомобильных двигателей все детали имеют определенные параметры, рассчитанные на эксплуатацию в номинальных температурных режимах. При детонации двигателя транспортное средство подвергается ударным нагрузкам, превышающим допустимые значения. Неравномерное распределение горючего и кислородных масс приводит к неожиданным сильным взрывам.

Чтобы выявить и предотвратить случаи детонации, рекомендуется прислушиваться к равномерности звуков работающего двигателя. При выявлении нестандартных постукиваний, шумов, необходимо остановиться и выключить мотор. Далее нужно определить источник неизвестных звуков и попытаться ее устранить.

Во избежание разрушительных последствий, детонация должна быть под постоянным контролем. Главное помнить: при нормальной работе не должны возникать даже небольшие изменения в звучании мотора.

Детонация двигателя: причины появления и способы устранения

Детонация двигателя явление не из приятных. Причины детонации мы разберем в конце статьи, а сначала давайте разберемся в том, что такое детонация, и что при ней происходит с двигателем.

Нормальное сгорание топлива в цилиндре, это химическое взаимодействие, протекающее в смеси паров бензина с воздухом. Для того чтобы процесс начался, мало просто перемешать горючее с воздухом в нужной пропорции, этому веществу необходимо еще дать необходимую энергию.

В дизельных двигателях для этого создается очень высокое давление на горючую смесь и температура в конце такта сжатия способствует воспламенению топлива. В бензиновых моторах смесь необходимо поджечь искрой, которая создается при помощи автомобильной свечи. Сформировавшееся пламя распространяется от электродов автомобильной свечи к стенкам всей камеры сгорания.

Пока фронт пламени идет от свечи зажигания к дальним зонам камеры сгорания, может произойти ее самовоспламенение до прихода огня. Несомненно, из-за этого возникает слабая ударная волна, которая встречает на своем пути подготовленное к воспламенению топливо.

От сжатия горючая смесь тут же воспламеняется. Проще говоря, эта волна и есть детонация, скорость ее распространения в цилиндре двигателя достигает порядка 1000 м/с. Это в несколько раз быстрее обыкновенного фронта огня. При этом вы можете слышать металлический звук.

Это явление проявляется, как правило, при средних и больших оборотах мотора. Слабая и кратковременная нагрузка не оказывает серьезного вредного воздействия. Кроме того, чем ближе обстоятельства сгорания в моторе к детонации, тем выше его КПД.

В дизельных двигателях уровень сжатия намного выше, от чего топливо нагревается до пятисот градусов, и самовоспламеняется без помощи искры. В бензиновых моторах уровень сжатия намного меньше, соответственно, и температура в цилиндрах ниже. Кроме того, способность самовозгораться у бензина ниже, чем у дизельного горючего.

Последствия детонации двигателя

Сильная детонация губительно действует на детали камеры сгорания. По сути, детонация — это взрыв, и несложно догадаться, что вследствие этого происходит механическое разрушение деталей двигателя.

При длительной и сильной детонации может быть испорчен и поршень, и шатун, другие элементы КШМ. Так же негативному воздействию подвергаются клапаны и другие элементы ГРМ. И конечно же цилиндры подвергаются сильнейшему негативному воздействию.

Детонация двигателя при выключении

После того как выключили зажигание, мотор автомобиля может временами продолжать работать, то есть «дергается». Частота вращательных движений коленчатого вала то увеличивается, то уменьшается. И происходящее в камере сгорания напоминает процесс самовозгорания топлива в дизельном двигателе. Это явление называется «дизелинг». Не нужно его путать с детонацией, это другое явление и ничего общего с детонацией не имеет.

Дизелинг появляется при некорректной регулировке холостого хода. В случае если система загрязнена и смесь обогащают принудительным способом, путем закручивания винта количества. Свыше меры приоткрывают заслонку первой камеры, при этом получается, что всегда работает главная дозирующая система. Это так же может служить причиной детонации на холостых оборотах.

Причины возникновения детонации в двигателе

Причиной детонации в современных двигателях, включая ВАЗ, чаще всего является низкое качество топлива и количество примесей в нем. Прежде чем ехать в сервис попробуйте сменить заправку. Если детонация не исчезнет, то необходимо проверить работу топливной системы с помощью компьютерной диагностики. Так же необходимо обратиться в сервис в том случае, если детонация сильная.

Помимо низкого качества топлива причиной детонации может стать:

• низкое октановое число используемого топлива
• грязный топливный фильтр
• плохо работающие форсунки
• неполадки в работе топливного насоса
• неисправный кислородный датчик
• использование неподходящих свечей зажигания
• неисправность системы охлаждения двигателя
• неисправность блока управления работой двигателя

То есть причин много, но большинство из них можно определить только лишь с помощью специального диагностического оборудования.

Что делать, если двигатель детонирует?

Детонация, как правило, возникает при определенных режимах работы двигателя, характеризующихся высокими оборотами двигателя и повышенной нагрузкой.

Это может быть резкий старт с места, движение в гору, движение с полной загрузкой и т.д.

Для борьбы с детонацией в современных двигателях используется специальный датчик, который так и называется датчик детонации. Он отслеживает параметры работы двигателя, и в случае появления детонации изменяет режим работы двигателя за счет изменения состава топливной смеси и параметров угла опережения зажигания.

Однако, если во время движения вы заметили, что двигатель детонирует, то первым делом необходимо изменить стиль вождения. Как можно плавнее нажимая на педаль газа старайтесь так же плавно трогаться, снизьте скорость движения, преодолевайте подъемы на пониженной (по сравнению с обычным режимом) передаче.

При первой же возможности залейте в бак гарантировано хороший бензин, купленный на официальной заправке того же Лукойла или BP. Если детонация не прекратится, то езжайте в сервис на диагностику.

К чему приводит детонация двигателя

Процесс, при котором происходит неконтролируемое самовозгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах, называется детонация двигателя. Данный дефект является взрывом, он производит разрушительные действия на узлы и детали силовых агрегатов любого вида. В физическом смысле детонация представляет из себя разрушительную взрывную волну, созданную при избыточном давлении и сверхвысокой температуре топлива.

Описание детонации и ее последствий

Во время разгона автомобиля водитель давит на педаль акселератора, топливная смесь, попадая в цилиндры, испытывает воздействие очень высокого давления и температуры. Давление возрастает от перемещения поршня вверх и возгорания топлива от свечи накаливания. Пламя, расползаясь по камере сгорания, генерирует добавочное давление.

Под воздействием сверхвысокой температуры и возросшего давления остатки горючей смеси самовоспламеняются, создавая одну за другой взрывные волны со стремительным возрастанием амплитуды.

Возникает эффект неконтролируемой цепной реакции, в ходе которой пламя на огромной скорости давит на гильзу, обороты двигателя растут до бесконечности — движок идет вразнос, раскручиваясь самопроизвольно. Такую ситуацию трудно взять под контроль.

Последствия детонации двигателя выражены появлением следующих поломок:

1. Срыв кромок поршней.
2. Повреждение стенок цилиндров.
3. Разрыв прокладки головки цилиндров.
4. Поломка датчика дроссельной заслонки.

При стабильной работе мотора происходит равномерное сгорание топливной смеси с последующей передачей энергии на поршни.

Причины возникновения детонации при включении мотора на холодную

Детонация при запуске двигателя возникает при поступлении в один или несколько цилиндров обедненных топливовоздушных смесей. Причиной обеднения смеси является засоренность специальных распылителей — форсунок.

При появлении засоров, нарушается расчетная величина объема подаваемого топлива. Чтобы установить причину появления засорения, необходимо произвести проверку фильтра грубой очистки, а также фильтров каждой форсунки.

Холодный мотор после прогрева часто восстанавливает свою работу, и детонация двигателя прекращается.

Корректировка работы двигателя при помощи электронного управления

Электронный блок управления (ЭБУ), установленный в автомобилях с инжекторным двигателем, регулирует параметры топливной смеси. При помощи ЭБУ производится коррекция угла опережения зажигания с вынужденным снижением объема впрыскиваемой топливной смеси.

Причины детонации частично исчезают, но в результате подобного регулирования мощность силового агрегата существенно снижается. При высоком уровне засоренности форсунок ЭБУ не всегда может осуществлять компенсирующие функции.

Детонация мотора после прогрева

Причины детонации прогретого мотора:

• поломан датчик заслонки;
• использование топлива, имеющего низкое октановое число;
• неисправность и засор форсунок.

После восстановления или замены датчика заслонки двигатель готов к эксплуатации на любых, в том числе и на повышенных режимах. Узнать, есть ли детонация двигателя, причины ее возникновения на прогретом моторе, можно только под нагрузкой при включенной передаче.

Низкое качество топлива, пониженное значение его октанового числа является одной из основных причин, которые способствуют повышению температуры в камере сгорания и увеличению давления в топливных цилиндрах, приводящих к возникновению взрывов.

Чем выше данный показатель топлива, тем лучше оно противостоит самовоспламенению и детонации. Высокое значение октанового числа бензина — это антидетонационный индекс.

Влияние качества топлива и свечей зажигания

Детонация двигателя также может быть вызвана нарушением хрупкого баланса между двумя факторами:

• качество свеч зажигания;
• сила сжатия топлива.

Применение неверно подобранных свечей зажигания, может явиться причиной возникновения детонации в двигателе. Назначение данных приборов состоит в контроле внутренней среды двигателя, от точности срабатывания свечей зависит своевременность и качество сгорания топлива.

При нарушении режима сжигания топлива происходит наращивание температуры в камере сгорания и перегреву элементов силового агрегата, приводящее к детонации. Чтобы устранить появившийся дефект, необходимо сменить имеющиеся свечи зажигания на другой рекомендуемый вид.

Недостаточное сжатие топлива в цилиндрах приводит к неполному сгоранию смеси и прилипанию оставшихся компонентов к стенкам цилиндров в виде нагара. В зависимости от качества бензина и уровня очистки топлива происходит образование отложений нагара, что существенно уменьшает объем цилиндра и вызывает детонацию.

Для уничтожения вредных отложений применяются специальные присадки или производится замена марки топлива на другую.

Устранение детонации мотора

На появление детонации инжекторного двигателя влияют следующие параметры:

1. Угол опережения зажигания.
2. Обеднение топливной смеси.

Многих автовладельцев интересует, как устранить детонацию двигателя своими руками. Для того чтобы избавиться от взрывного горения горючих смесей, умельцы часто используют следующие приемы:

1. Эксплуатация движка на более высоких передачах. При работе на высокой скорости сокращается время сгорания топлива на фоне максимального давления. Разгон автомобиля приводит к снижению вероятности появления детонации.
2. Замена свечей зажигания.
3. Увеличение влажности воздуха. Более влажный воздух существенно снижает температуру в камере сгорания.
4. Использование охладителя воздуха интеркулера для снижения температуры воздуха перед нагнетанием его в цилиндры.
5. Замена бензина на топливо, имеющее более высокое октановое число.
6. Перемещение трамблера для изменения угла опережения зажигания в сторону уменьшения для стабильной работы карбюраторного двигателя на холостых оборотах.
7. Торможение двигателя для опережения момента зажигания.

Применение метода корректировки положения трамблера используется на короткое время, чтобы добраться до ближайшей автозаправки и сменить топливо на более высокооктановый бензин. После этого трамблер необходимо установить в прежнее положение для обеспечения оптимального значения угла опережения.

Бывают случаи, когда автовладельцы осознанно производят корректировку угла опережения зажигания в сторону увеличения, обедняя горючую смесь. В результате происходит повышение динамических характеристик автомобиля, увеличивается крутящий момент. При проведении данной операции существенно возрастает вероятность появления детонации двигателя.

Устранение или уменьшение детонации двигателя является сложной задачей. Чтобы выявить настоящую причину возникновения взрывов внутри мотора, необходимо тщательно изучить принцип работы силового агрегата и понять, что способствует их появлению.

Признаки появления детонации движка

В результате ударных нагрузок, возникающих при взрывах, появляются характерные звуки в виде звонкого стука, изменяется состав и цвет выхлопных газов, детали двигателя получают серьезные дефекты. Кроме ярких шумовых эффектов, имеются внешние признаки появления детонации:

• кратковременный выход черного дыма из выхлопной трубы;
• уменьшение температуры отработавших газов;
• кратковременная потеря мощности двигателя;
• потеря управления работой двигателя вследствие ее неустойчивости;
• критический перегрев элементов движка.

Элементы, входящие в состав силового агрегата, изготовлены с расчетом на работу при определенных значениях температуры и давления. Ударные нагрузки, возникающие при детонации, превышают все допустимые значения.

Детонационный эффект является наиболее опасным для транспортного средства. Он может возникнуть при неравномерном распределении воздуха и топлива внутри цилиндров, что приводит к внезапным неконтролируемым взрывам.

Для своевременного выявления данного дефекта нужно регулярно контролировать появление посторонних звуков и постукиваний, исходящих со стороны силового агрегата транспортного средства. Именно источники этих звонких сигналов нужно выявить и немедленно убрать причину их возникновения.

Детонация является потенциальной опасностью для движка, поэтому ее нужно постоянно держать под контролем. Она не должна присутствовать при нормальной работе двигателя. Даже небольшой шум в двигателе необходимо постоянно исследовать и убирать причины, вызвавшие его.

Как устранить детонацию двигателя? — avtoboss.su

Какие причины детонации инжекторного двигателя самые распространённые?

Точное определение слову «детонация», которое можно найти сейчас, есть в энциклопедии журнала «За рулём». Правда, там само определение называют «причиной», чтобы подчеркнуть важность явления детонации. Итак, детонация двигателя – это самовоспламенение топлива в тех зонах, которые наиболее удалены от свечи. Вот так, просто и понятно – никаких «взрывов» или «стука пальцев». Правда, в действительности детонация проявляет себя характерным металлическим призвуком. Его ещё можно назвать «цокотом». Причины детонации инжекторного двигателя рассматриваются дальше.

Что точно не может быть причиной детонации на «инжекторе»

До сих пор считалось, что детонацию топлива в двигателе могут вызывать три фактора:

1. Низкое качество самого топлива;
2. Слишком низкое октановое число;
3. Неправильная установка угла опережения зажигания.

Интересно то, что к инжекторным моторам всё сказанное не относится. Угол опережения выставляется автоматически, причём подбирается он как раз под октановое число. Ну а грязное топливо, в котором есть сор, будет сгорать так же, как любое низкооктановое. Правда, косвенно его использование ведёт к засору форсунок, но проявится этот эффект далеко не сразу. В общем, все указанные пункты – не актуальны.

Форсунка, проработавшая с засорённым фильтром тонкой очистки

Ещё в 50-х годах при изучении детонации двигателя причины были найдены и озвучены:

• Используя топливо с фиксированным октановым числом, можно повышать угол опережения зажигания до строго определённого предела. Пройдя его, обычно наблюдают детонацию;
• Пусть угол опережения является постоянным. Будем постепенно уменьшать октановое число. Тогда можно будет получить детонацию, преодолев некий «порог качества». В общем, низкооктановый бензин – это плохо.

В конструкции инжекторных двигателей есть датчик детонации (ДД) (подробнее о нём написано здесь). Блок ЭБУ, в свою очередь, меняет угол опережения, отслеживая сигнал с этого датчика. Неисправность самого ДД тоже не будет фатальной – процессор, хотя и не сразу, понизит угол опережения до минимума. Мощность после этого снизится, но детонация будет исключена.

Когда датчик ДД выходит из строя, лампа Check Engine включается обязательно. До замены датчика лучше выполнять рекомендацию – число стартов двигателя нужно свести к минимуму. Просто, контроллер после включения не сразу понимает, что именно вышло из строя. Лучше перестраховаться.

Чем грозит появление нагара

Использование топлива с большим количеством вредных примесей ведёт к образованию нагара. Это – аксиома. Если же говорить о причинах детонации, нужно различать два понятия – нагар на поверхности цилиндра и отложения на корпусе свечи.

Поршни и поверхность цилиндров

Слой нагара на внутренней поверхности цилиндров есть всегда, а его количество постоянно меняется. Можно заправить авто некачественным топливом, а затем пусть мотор поработает на малой мощности. Суммарное количество нагара в результате возрастёт, что приведёт к увеличению степени сжатия и к ухудшению отвода тепла. В общем, может появиться детонация, а решают проблему так:

• Автомобиль останавливают, уменьшают угол опережения зажигания, заводят двигатель снова. Регулировку производят только на трамблёре;
• На инжекторном двигателе трамблёра нет, а угол опережения регулирует блок ЭБУ. Вмешательство оператора не требуется – нужен лишь исправный датчик детонации. Но даже с испорченным датчиком вызвать детонацию не получится – система среагирует на наличие неисправности мгновенно и правильно.

Здесь не было сказано о нагаре на корпусе свечи. Его появление действительно представляет опасность – речь идёт о «калильном зажигании». Подробней об этом явлении рассказывается ниже.

Число настоящих причин равно трём

Причин детонации инжекторного двигателя мы так и не назвали. Можно спокойно заливать любое топливо, даже с примесями, и можно полностью отключить датчик детонации – мотор будет продолжать работать, но ЭБУ соответствующим образом отрегулирует зажигание. К появлению устойчивой детонации ведут три фактора: работа на обеднённой смеси, калильное зажигание, перегрев стенок камеры сгорания. Последний из факторов вызывается только одной причиной – поломкой датчика температуры (ДТОЖ).

Датчики ДТОЖ автомобилей Lifan

Ниже перечислены датчики, исправность которых тоже важна.

Шпаргалка по отказам датчиков

Инжекторный бензиновый двигатель снабжён набором элементов, позволяющих контролировать работу системы в каждый момент времени. Все эти элементы называются датчиками. Перечислим те из них, отказ которых ведёт к появлению детонации:

• ДПДЗ, или датчик положения дроссельной заслонки. Симптомы отказа – снижение мощности, рывки и провалы при разгоне, а также неустойчивый холостой ход. Результат – работа двигателя на обеднённой смеси, но только при больших нагрузках. А детонация проявится, если управление ведётся в стиле «педаль в пол». Лампа Check Engine обычно не срабатывает.
• ДТОЖ, то есть датчик температуры тосола. Если мотор нагрет до критической температуры, блок ЭБУ должен об этом «знать». Угол опережения зажигания затем должен быть скорректирован. А иначе, и довольно быстро, начнётся устойчивая детонация.
• ДД, датчик детонации. Этот элемент выходит из строя редко, но может повреждаться проводка. При поломке именно датчика, а не при обрыве или замыкании проводов, лампа Check Engine не загорается на низких оборотах. Если неисправность уже есть, вызвать детонацию можно так: надо заглушить двигатель, скинуть и снова подключить клемму АКБ, выполнить старт. Детонация появится, а затем исчезнет до следующего запуска.

Ломается датчик ДТОЖ – получаем детонацию в критических режимах. А при поломке ДПДЗ детонация наблюдается на высоких оборотах. Появление и быстрое пропадание детонации – результат отказа ДД.

Детонация двигателя: причины появления и способы устранения

Что такое детонация двигателя внутреннего сгорания

Детонация двигателя явление не из приятных. Причины детонации мы разберем в конце статьи, а сначала давайте разберемся в том, что такое детонация, и что при ней происходит с двигателем.

Нормальное сгорание топлива в цилиндре, это химическое взаимодействие, протекающее в смеси паров бензина с воздухом. Для того чтобы процесс начался, мало просто перемешать горючее с воздухом в нужной пропорции, этому веществу необходимо еще дать необходимую энергию.

В дизельных двигателях для этого создается очень высокое давление на горючую смесь и температура в конце такта сжатия способствует воспламенению топлива. В бензиновых моторах смесь необходимо поджечь искрой, которая создается при помощи автомобильной свечи. Сформировавшееся пламя распространяется от электродов автомобильной свечи к стенкам всей камеры сгорания.

Пока фронт пламени идет от свечи зажигания к дальним зонам камеры сгорания, может произойти ее самовоспламенение до прихода огня. Несомненно, из-за этого возникает слабая ударная волна, которая встречает на своем пути подготовленное к воспламенению топливо.

От сжатия горючая смесь тут же воспламеняется. Проще говоря, эта волна и есть детонация, скорость ее распространения в цилиндре двигателя достигает порядка 1000 м/с. Это в несколько раз быстрее обыкновенного фронта огня. При этом вы можете слышать металлический звук.

Это явление проявляется, как правило, при средних и больших оборотах мотора. Слабая и кратковременная нагрузка не оказывает серьезного вредного воздействия. Кроме того, чем ближе обстоятельства сгорания в моторе к детонации, тем выше его КПД.

В дизельных двигателях уровень сжатия намного выше, от чего топливо нагревается до пятисот градусов, и самовоспламеняется без помощи искры. В бензиновых моторах уровень сжатия намного меньше, соответственно, и температура в цилиндрах ниже. Кроме того, способность самовозгораться у бензина ниже, чем у дизельного горючего.

Последствия детонации двигателя

Сильная детонация губительно действует на детали камеры сгорания. По сути, детонация — это взрыв, и несложно догадаться, что вследствие этого происходит механическое разрушение деталей двигателя.

При длительной и сильной детонации может быть испорчен и поршень, и шатун, другие элементы КШМ. Так же негативному воздействию подвергаются клапаны и другие элементы ГРМ. И конечно же цилиндры подвергаются сильнейшему негативному воздействию.

Детонация двигателя при выключении

После того как выключили зажигание, мотор автомобиля может временами продолжать работать, то есть «дергается». Частота вращательных движений коленчатого вала то увеличивается, то уменьшается. И происходящее в камере сгорания напоминает процесс самовозгорания топлива в дизельном двигателе. Это явление называется «дизелинг». Не нужно его путать с детонацией, это другое явление и ничего общего с детонацией не имеет.

Дизелинг появляется при некорректной регулировке холостого хода. В случае если система загрязнена и смесь обогащают принудительным способом, путем закручивания винта количества. Свыше меры приоткрывают заслонку первой камеры, при этом получается, что всегда работает главная дозирующая система. Это так же может служить причиной детонации на холостых оборотах.

Причины возникновения детонации в двигателе

Причиной детонации в современных двигателях, включая ВАЗ, чаще всего является низкое качество топлива и количество примесей в нем. Прежде чем ехать в сервис попробуйте сменить заправку. Если детонация не исчезнет, то необходимо проверить работу топливной системы с помощью компьютерной диагностики. Так же необходимо обратиться в сервис в том случае, если детонация сильная.

Помимо низкого качества топлива причиной детонации может стать:

• низкое октановое число используемого топлива
• грязный топливный фильтр
• плохо работающие форсунки
• неполадки в работе топливного насоса
• неисправный кислородный датчик
• использование неподходящих свечей зажигания
• неисправность системы охлаждения двигателя
• неисправность блока управления работой двигателя

То есть причин много, но большинство из них можно определить только лишь с помощью специального диагностического оборудования.

Что делать, если двигатель детонирует?

Детонация, как правило, возникает при определенных режимах работы двигателя, характеризующихся высокими оборотами двигателя и повышенной нагрузкой.

Это может быть резкий старт с места, движение в гору, движение с полной загрузкой и т.д.

Для борьбы с детонацией в современных двигателях используется специальный датчик, который так и называется датчик детонации. Он отслеживает параметры работы двигателя, и в случае появления детонации изменяет режим работы двигателя за счет изменения состава топливной смеси и параметров угла опережения зажигания.

Однако, если во время движения вы заметили, что двигатель детонирует, то первым делом необходимо изменить стиль вождения. Как можно плавнее нажимая на педаль газа старайтесь так же плавно трогаться, снизьте скорость движения, преодолевайте подъемы на пониженной (по сравнению с обычным режимом) передаче.

При первой же возможности залейте в бак гарантировано хороший бензин, купленный на официальной заправке того же Лукойла или BP. Если детонация не прекратится, то езжайте в сервис на диагностику.

Детонация двигателя

Процесс беспорядочного воспламенения горюче-воздушной смеси в рабочей камере цилиндра двигателя внутреннего сгорания называется детонацией.

Что такое детонация двигателя

Такое явления, как детонация ДВС появилась после создания таких двигателей, принцип работы которых основан на создании воспламенении топливно-воздушной смеси в цилиндрах, за счет чего ударной волной происходит толчок поршней и шатунов, которые вращают коленчатый вал мотора.

Хорошая качественная работа двигателя сопровождается воспламенением перемешанного подаваемого топлива с необходимым количеством воздуха. А при детонации двигателя топливная смесь взрывается и работает вне заданного цикла.

А автомобилях старых образцов проверку работоспособности мотора определяли, по большей части, на слух.

Датчик детонации ДВС

Принцип работы датчика детонации основан на том, что он фиксирует колебания цилиндров и передает электрический импульс электронному блоку управления (ЭБУ). Дальнейший контроль по предотвращению детонации двигателя берет на себя ЭБУ. Исходя из полученных электрических импульсов, он знает, надо объединить смесь или обогатить, и, следит за углом опережения зажигания. Благодаря датчику детонации ДВС работает экономично при максимальной мощности.

Причины возникновения детонации

Ресурс двигателей зависит от правильной эксплуатации. А правильность эксплуатации — это, значит, что при малейших появлениях неполадок, шумов, расхода, ненормальной вибрации сразу принимать меры по их устранению.

Причин детонации ДВС много:

1. Плохой бензин или дизтопливо (для дизелей).
2. Октановой число топлива ниже нормы по ГОСТу.
3. Закупоренные топливный и масляный фильтры.
4. Не рабочие форсунки.
5. Неправильная работа топливных инжекторов.
6. Разрегулирован топливный насос.
7. Неисправный датчик кислорода — лямбда зонд.
8. Свечи зажигания не подходят для этой ДВС конкретной марки и модели авто.
9. Нарушение циркуляции в системе охлаждения.
10. Наличие проблем с управлением двигателем.

Октановое число топлива

К частой причине возникновения детонации в ДВС относится — эксплуатация мотора бензином с низким октановым числом.

Октановое число — это показатель степени сжатия. Чем выше октановое число, тем сильнее надо сжать топливо в цилиндре, чтобы оно воспламенилось. Чем ниже октановый показатель, тем меньше требуется компрессии для воспламенения топливно-воздушной смеси.

Современные автомобили с двигателями высокого давления должны эксплуатироваться топливом с высоким октановым числом.

Октановое число является, своего рода, антидетонацией, если компрессия двигателей соответствует заливаемому топливу.

Если залить топливо с малым октановым числом в авто с мощным мотором высокой компрессии, то оно будет сгорать в нем раньше положенного времени, что уже создаст антициклическую работу.

Оптимальная работа двигателя внутреннего сгорания осуществляется за счет нахождения «золотой» середины, то есть, чтобы топливно-воздушная смесь не самовоспламенялась от неправильной степени сжатия, а происходила за счет подачи свечами зажигания искр.

Нагар в цилиндрах

Если в цилиндре низкая компрессия, то горючая смесь будет сгорать не полностью, что также приводит к дальнейшим неисправностям — закоксовке. Потом придется делать раскоксовку двигателя своими руками или в сервисе. При образовании слоя нагара на стенках цилиндра, диаметр, соответственно, уменьшается, а компрессия повышается, что приводит к возникновению детонации ДВС.Чем чище топливо, тем дольше межремонтный период ДВС и тем больше времени до капиталки ДВС. По частоте замены топливного фильтра можно определить, какого качества топливо, в основном, используется.

Не соответствуют свечи зажигания

Игнорируя рекомендации производителей двигателей и свечей зажигания можно установить не подходящие свечи. Часто, на производителей свечей не обращают внимания, при покупке только разделяют для инжекторных двигателей и для карбюраторных. Свечи, которые не подходят, будут воспламенять горючую смесь в неположенное время, что также приведет к детонации двигателя.

Рассмотренные выше 3 причины возникновения детонации — самые часто встречающиеся, но самые легко устраняемые.

Как защитить ДВС от детонации

Защитить двигатель внутреннего сгорания от детонации можно при недопущении вышеперечисленных причин. При обнаружении первых признаков детонации следует принять меры по их устранению.

1. Устанавливать рекомендованные свечи зажигания для конкретного мотора.
2. Заливать соответствующее для автомобиля топливо. Например, по рекомендации завода-изготовителя машины рекомендованным для заправки требуется только бензин с октановым числом 95, но, если заливать 92-й бензин, то может появиться детонация ДВС, потому что компрессии требуется поменьше и воспламеняется быстрее.
3. Своевременно менять фильтры, по мере их загрязнения.
4. Не перегревать мотор.
5. Следить за исправностью датчиков и сигналами бортового компьютера.

Как устранить детонацию

Детонацию ДВС, то есть взрывное горение топливно-воздушной смеси в цилиндре можно устранить зная все причины возникновения такого явления.

Убрать детонацию двигателя во время движения можно изменяя скорость и давление. Увеличение скорости уменьшит детонацию, так как максимально создаваемое давление уменьшается и, следовательно, на нагрев смеси уходит меньше времени и уменьшается время сжигания смеси.Если при нагрузке автомобиль начинает детонировать, например, при подъеме на гору начинает слышаться звуки детонации, тогда надо переключить коробку переключения переда на 1-2 ступени ниже, чтобы был запас мощности.

Последствия детонации

Как уже было описано выше, детонация — это разрушительная сила, приводящая к сильной вибрации деталей кривошипно-шатунного механизма, головки блока цилиндров и других деталей, непосредственно связанных в работой ДВС.

Что конкретно происходит при детонировании ДВС

При детонации, то есть при взрыве топливно-воздушной смеси в цилиндре, появляется ударная волна, которая разрушает гладкие стенки цилиндра, уничтожает защитную пленку на поверхностях трущихся деталей.

К последствиям детонации относится и перегрев цилиндров мотора, из-за того, что высокой температуры газы нагревают соприкасаемые детали.А при перегреве цилиндров в результате взрыва подаваемого горючего начинают крошиться кромки поршней.

Перегретый двигатель разрушает прокладку головки блока цилиндров, приводит к прогару клапанов газораспределительного механизма, свечи зажигания перегорают, возможно появление микротрещин на самом блоке или головке блока.

Отсюда делаем вывод, что детонация ДВС с сопровождающимися высокими термическими и ударными нагрузками, приводит к разрушению как отдельных деталей, так и двигателя в целом. Эксплуатация автомобиля с детонацией двигателя уменьшает работоспособный ресурс и межремонтный период.

Приобретаем полезные знания по видео: Теория ДВС.

Как детонирует двигатель на видео (шум).

Детонация двигателя: причины и советы по устранению

Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня у нас не самая приятная тема, поскольку обсуждать мы будем такой вопрос как детонация двигателя, причины, возможные последствия и советы по устранению.

Подобные явления характерны для бензинового и дизельного двигателя, в составе которого присутствует инжектор или карбюратор. Происходить детонация может на холостых оборотах, непосредственно при разгоне и даже после выключения зажигания, то есть уже не при нагрузке. Также детонация характерна для горячего и холодного ДВС.

Многих автомобилистов сильно беспокоит этот вопрос, поскольку зачастую ничего хорошего для мотора детонация не сулит. Важно не только знать причины, но также разобрать признаки и понимать, как действовать в той или иной ситуации. Постараюсь ответить на основные вопросы. Если вам будет, чем дополнить, либо останутся вопросы, просто оставляйте отзывы и пишите в комментариях. А мы поехали!

Как появляется детонация

Наверняка каждый автолюбитель знает, что для процесса горения, который происходит внутри камеры сгорания мотора, требуется два основных условия. Это создание смеси из топлива и кислорода, а также искра от свечи зажигания. Детонацией называют ситуацию, когда смесь сгорает самопроизвольно, не дожидаясь момента активации свечи.

Если двигатель работает нормально, никаких сбоев не наблюдается, то скорость распространения горючего составляет порядка 20-30 метров за секунду. Когда же происходит детонация, этот показатель может увеличиваться в десятки раз. Распознать появление такого явления довольно просто, поскольку возникает соответствующий металлический звук со стороны ДВС. Среди автомобилистов используется довольно распространенное понятие стук пальцев. Причина такого шума обусловлена тем, что взрывные волны контактируют со стенками внутри камеры сгорания. Это способствует падению мощности ДВС с параллельным стремительным ростом расхода.

Детонация может происходить и в ситуации, когда мотор уже заглушили и зажигание выключили. Мотор не сразу останавливается, а все еще работает около 20-25 секунд, и только потом глохнет. В такой ситуации ждать, пока двигатель сам остановиться, не стоит. Нужно помочь уменьшить температуру внутри, подав дополнительное количество топлива. Для этого достаточно просто нажать на педаль газа.

Риски и разновидности

Столкнуться с детонацией в жару и на газу, при холодном моторе и даже выключенном двигателе, как оказалось, не проблема. Но автомобилист должен понимать, с чем именно он имеет дело, и чем подобные явления могут обернуться.

Фактически речь идет о сильном взрыве внутри двигателя. Как вы понимаете, ничего хорошего в нем нет. Это очень опасно для ДВС. Самая большая нагрузка приходится на цилиндры, что в итоге может повлечь за собой полный выход из строя всего силового агрегата. Первой обычно срывает прокладку ГБЦ. Поскольку она не может выдерживать повышенные нагрузки механического и термического типа, в лучшем случае при детонации придется ее заменить. Если ситуация более сложная, тогда выйдет из строя коленвал, головка блока, цилиндро-поршневая группа и пр.

Как вы понимаете, намеренного желания столкнуться с подобным нет ни у кого. Но порой не всем удается предотвратить возникновение такой ситуации.

Причем не так важно, какой автомобиль у вас в распоряжении. Это может быть старенький ВАЗ 2109, более свежая Лада Гранта, или вовсе какой-нибудь Фольксваген Пассат или Форд Экоспорт последнего поколения.

Еще стоит учесть наличие 2 разновидностей детонации.

• Допустимая. Большинство автомобилистов даже не замечают, когда она возникает. И в этом ничего страшного нет. Такая детонация актуальна в ситуациях, когда существенно повышаются обороты. Причем сразу же эффект взрыва пропадает. Подобное явление актуально в моторах с повышенным крутящим моментом, большим объемом двигателя и высоким уровнем мощности;
• Недопустимая. Именно о ней и идет речь в рамках нашего материала. Проявляется в условиях повышенной нагрузки на мотор и высоких оборотах. Порой хватает буквально несколько секунд, чтобы мотор вышел из строя под воздействием детонации.

Думаю, теперь всем стало понятно, насколько это плохо, когда двигатель детонирует. Можно переходить к следующим вопросам.

Основные причины

Если знать возможные причины, предотвратить появление эффекта детонации в ДВС будет намного проще.

Проблема лишь в том, что причин существует довольно много. Зачастую все происходит из-за:

• низкого качества горючего;
• неправильной эксплуатации транспортного средства;
• загрязненного топливного фильтра;
• использования бензина с низким октановым числом;
• неисправностей и некорректной работы топливного насоса;
• несоответствующих свечей зажигания;
• загрязнения или поломки форсунок;
• проблем с датчиком кислорода;
• неисправностей системы охлаждения;
• конструктивных особенностей и пр.

Но как определить, с какой именно причиной столкнулся автомобиль в конкретной ситуации? Для этого стоит подробнее рассмотреть причин.

Подробнее о факторах детонации

Можно выделить несколько наиболее распространенных и вероятных причин, из-за которых мотор начинает детонировать.

• Качество топлива. Порой от безысходности или с целью сэкономить водители заезжают на сомнительные АЗС, не зная, какого качества топлива они предлагают. Часто на заправках искусственно повышает октановое число, добавляя метан или пропан. Это становится причиной детонации, поскольку газ испаряется быстрее, нежели чистый бензин. В итоге на стенках формируется нагар, который затем провоцирует так называемое калильное зажигание. Это есть смесь воспламеняется из-за прогретых электродов и нагара на внутренних стенках. Как результат, зажигание отключается, но двигатель все еще работает;
• Октановое число. Есть и другие ситуации, когда водитель намеренное экономит на топливе, покупая горючее с меньшим октановым числом. Потому не удивляйтесь, когда вместо рекомендуемого 95-го вы льете 92 и уж тем более 80 бензин, появляется детонация;
• Свечи зажигания. Часто автомобилисты попросту не знают, как их правильно выбирать, покупая самая дешевые или те, которые посоветует продавец. Потому свечи выбирают строго в соответствии с рекомендациями автопроизводителя под конкретный двигатель;
• Особенности конструкции. К ним относят давление в камеры, структуру поршневого дна, конструкцию камеры сгорания, место расположения свечей и пр. Практика показывает, что при большем создаваемом давлении в цилиндрах риск детонации увеличивается.

Если вы сами не можете определить причину, то тянуть время и ждать, что все вдруг пройдет само, не стоит. Отправляйтесь в автосервис, проводите диагностику и решайте проблему максимально быстро.

Борьба против детонации

Есть несколько советов, которых можно придерживаться в подобных ситуациях. Но не забывайте, что принятие конкретных мер напрямую зависит от того, в чем конкретно была причина детонации.

• Если до посещения АЗС все было хорошо, а затем появились проблемы, причина наверняка в топливе. Его лучше слить и заправиться более качественным горючим;
• Когда машина долго эксплуатируется без нагрузки, то в цилиндрах зачастую появляется нагар. Именно он провоцирует детонацию. Тут самым верным решением будет дать мотору нагрузку. То есть просто разгоните авто до максимальной скорости на сколько минут, выбрав безопасную дорогу;
• Если это дизельный мотор, при работе которого из трубы выходит черный или зеленый выхлоп, поршни в цилиндрах наверняка разрушились. Такой дым говорит о выходе алюминия. Придется менять всю поршневую группу;
• При нарушении работы свечи зажигания ее можно попробовать почистить. А лучше просто взять новую и качественную деталь;
• Проверьте и откорректируйте при необходимости угол зажигания. Раннее зажигание провоцирует перегрев ДВС. Как результат, появляется детонация.

С детонацией ДВС шутить точно нельзя. Это серьезный признак, требующий от автомобилиста незамедлительных действий, направленных на обнаружение причин внутренних взрывов в моторе, а также на их устранение.

Порой будет правильно обратиться к специалистам сразу, а не пытаться методом тыка разобраться в причинах своими силами. Не бойтесь просить помощи и консультироваться с более опытными автомобилистами. Только так можно получить солидный багаж знаний, обучаясь на чужих, и не на своих ошибках.

Всем спасибо за внимание! Обязательно подписывайтесь, оставляйте комментарии и задавайте актуальные вопросы по теме!

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Почему детонирует двигатель при глушении автомобиля

Исправное состояние мотора характеризуется ровной работой без лишних резких шумов. Любое отклонение от «нормы» не приветствуется – различные стуки и посторонние лязги указывают на критический режим работы деталей. Игнорировать такую симптоматику не рекомендуется – силовая установка может выйти из строя в самый неподходящий момент. Безответственность оценивается не мелкими расходами на диагностику, а крупными затратами на капитальный ремонт.

Что такое детонация и как ее определить

 

Любой автолюбитель может столкнуться с тем, что детонирует двигатель при глушении автомобиля. Но не каждый расценит необычный звук с правильной стороны. Ликвидировав пробелы в вопросе неустойчивых режимов работы мотора, наступит ясность в понятии, допустимо ли это явление или нет.

Определение и суть

Детонация – это процесс горения топливно-воздушной смеси с критически высокой скоростью, приводящий к резкому повышению давления и температуры. Возникает явление на этапе резкого повышения давления в цилиндре и догорания смеси в пристеночных слоях во время такта сжатия.

Мгновенное сгорание подготовленных продуктов вызывает распространение в камере сгорания ударных волн со скоростью до 1 200 м/с. При кондиционном горении также возникают волны ударного характера, однако интенсивность их распространения не превышает 50 м/с.

При столкновении ударной волны с преградами в виде стенок цилиндров и поршней издается характерный детонационный стук. Мнение о том, что это стучат поршневые пальцы, не имеет под собой никакого основания.

Последствия

Чем опасна детонация – логически предположить можно исходя из определения явления. Вполне ясно, что действие ударных волн далеко не лучшим образом сказывается на работоспособности мотора:

• Повышение отдачи тепловой энергии в днище поршня и стенки камеры сгорания и попутный их перегрев.
• Разрушение межцилиндровых перегородок и поршней.
• Ликвидация масляного слоя на стенках цилиндра.

Признаки неисправности

Прежде чем разобраться, из-за чего происходит детонация, необходимо ее выявить. Проявляется нежелательное явление исключительно на работающем моторе. Отсюда следствие – при глушении или после выключения зажигания двигатель детонировать не может. Да и на холостых оборотах встретить ее довольно трудно, разве что при запуске на газу.

А вот под нагрузкой услышать металлические стуки можно. Особенно при разгоне в гору на повышенной передаче и малых оборотах. Ударная волна также противодействует ходу поршня вверх, что выражается в потере мощности и повышенном расходе топлива.

Зеленоватый или черный дым из выхлопной указывает на то, что дело худо. Неприятное явление имело место быть и уже закончилось. Несвоевременная фиксация факта привела к тому, что отколовшиеся части алюминиевых деталей вылетают через выпуск.

 

Основные причины и как их устранить

Стоит проанализировать и недавние изменения, повлекшие за собой возникновение сильных или легких стуков:

• Посещалась заправка и был залит некачественный или низкооктановый бензин. Руководствуйтесь рейтингом АЗС при выборе автозаправочной сети. В крайнем случае поможет присадка для повышения октанового числа.
• Система зажигания карбюраторного двигателя подвергалась регулировке. Детонация любит ранее зажигание, поэтому необходимо соблюдать баланс в регулировке угла опережения.
• «Инжектор» перепрошивался с целью повышения экономичности. Бедная смесь создает благоприятные условия для нестабильной работы.

Детонационный стук может проявляться на холодную или на горячую только при низкой частоте вращения коленчатого вала. На высоких же оборотах он возникает при резком изменении нагрузки или при движении на максимальной скорости.

К сведению. Нагруженные турбодвигатели более подвержены возникновению неустойчивых режимов, нежели атмосферные.

А может ли при глушении двигатель автомашины детонировать: разбираемся в аспектах

Причислять неравномерную работу двигателя или любой другой стук к проявлению детонации ошибочно. Чтобы не ошибаться, лучшим вариантом будет узнать, как звучит детонационный режим на практике. Например, посмотреть тематические видеофайлы.

Дизелинг

Как уже отмечалось, нежелательное явление может появиться исключительно на функционирующем моторе. Как же тогда квалифицировать работу силовой установки при выключенном зажигании? Ответ механиков краток – дизелинг. Природа его иная: самовоспламенение бензина, идентичное рабочему процессу дизельного двигателя.

Наверставшие базу знаний по бензиновому ДВС новички сразу же возразят, приведя пару аргументов «против»: высокооктановое топливо обладает плохой способностью к самостоятельному воспламенению, да и степень сжатия в бензомоторе меньше. Все это верно, но при остановке агрегата создаются благоприятные условия для дизелинга.

 

Исправный двигатель может якобы детонировать при глушении при двух условиях:

1. Подача топлива в цилиндры.
2. Низкие обороты коленвала.

На деле процесс выглядит таким образом. Заглушили силовую установку, частота вращения коленчатого вала падает, топливо подается. Время, отведенное на воспламенение смеси, увеличивается.

При таких условиях искры от свечи для поджигания топлива не нужно – достаточно постепенного увеличения давления и температуры. Отработав рабочий такт, обороты коленвала увеличиваются, самовоспламенение не происходит. Далее частота снова падает и дизелинг возникает вновь. И так несколько циклов «дерганья».

Вред или польза

В отличие от стука при качании рулем, ничего опасного в том, что двигатель неустойчиво работает после обесточивания, нет. Наоборот, наличие данного эффекта косвенно подтверждает хорошую герметичность камеры сгорания, что свидетельствует об общей исправности ДВС. Данное явление может происходить только на карбюраторных моторах, потому как на инжекторных силовых установках подача топлива прекращается с выключением зажигания.

Отсюда вывод – отсутствие подергивания после остановки агрегата вовсе не является признаком плохого состояния. К слову, правильно настроенный и ухоженный карбюратор защищает двигатель от появления дизелинга. Реализовано это с помощью электромагнитного клапана системы ЭПХХ, который в исправном состоянии перекрывает подачу горючки в цилиндры при выключении ДВС.

А не калильное ли это зажигание?

Бывалые шоферы часто заменяют понятие дизелинг на калильное зажигание (КЗ), что в корне считается неверным. Элементарные различия раскрывает определение КЗ – это воспламенение топливно-воздушной смеси от нагретого источника, которым может быть:

• Перегретая поверхность свечи.
• Выпускной клапан.
• Нагар.

Как уже определились, двигатель проявляет признаки детонации при глушении от самовоспламенения ТВС при ее сжатии (свечка обесточена). Калильное зажигание подразумевает наличие отклонений именно при работающей свече зажигания: нагретые поверхности или слой нагара воспламеняют смесь раньше, чем необходимо.

Последствия КЗ опасны. Оно может вызвать:

• Оплавление свечей.
• Перегрев поршней.
• Оплавление клапанов.

Примечательно, что «калильные» моторы работают устойчиво во всем диапазоне рабочих оборотов. Устойчивость объясняется тем, что у нагретого источника температура продолжает возрастать и поддерживаться.

Коротко о главном

После остановки двигателя детонации быть не может – это неустойчивое «дерганье» именуется дизелингом. Ничего опасного в себе это явление не несет. Причина его появления – поступление топлива в цилиндры при выключенном зажигании. Встречается, как правило, на карбюраторных двигателях с неисправным ЭМК.

Детонация возникает исключительно на работающем двигателе и сопровождается характерным металлическим звоном. Проявляется при движении на малых оборотах под нагрузкой, при трогании, после заправки низкооктановым бензином и вследствие неправильной установки угла опережения зажигания на карбюраторном моторе. На инжекторной силовой установке за последнее отвечает датчик детонации двигателя и ЭБУ.

Основные причины детонации двигателя в автомобиле

В данном случае речь идет о нарушении процесса плавного сгорания топливной смеси в рабочей камере двигателя. Что происходит при детонации? Выделяющаяся тепловая энергия превращается в микровзрыв с образованием ударной волны. Если при штатных условиях пламя распространяется со скоростью почти 30 м/сек, то при детонации этот параметр подскакивает до 2000 м/сек. Как говорится, оцените разницу!

Есть и иные моменты: в штатной ситуации смесь воспламеняется в тот момент, когда поршень чуть-чуть (на 2-3 градуса по углу опережения зажигания) не доходит до ВМТ. Если же мотор детонирует, бензин начинает сгорать еще раньше. В итоге образующаяся после микровзрыва сила начинает давить на поршень, когда он еще не поднялся вверх. Процесс сопровождается характерным металлическим стуком. Последствием подобного развития событий является резкое повышение нагрузок на цилиндро-поршневую группу, коленвал, вкладыши. Это означает, что мощность силовой установки упадет, а расход горючего увеличится.

Причины детонации двигателя

Сразу стоит отметить, что описываемый процесс условно принято делить на критический и допустимый. В последнем случае имеется в виду нечастое явление, обнаруживающее себя нерегулярно. Чаще всего такая детонация слышна на малых оборотах и длится короткий промежуток времени. Это характерно для моторов малого (1,4-1,6 л) объема и сравнительно большой мощности: к примеру, 105 л. с., 1,5 л при крутящем моменте 135 Нм.

Критическая детонация свойственна форсированным двигателям, когда через несколько секунд работы мотор может потребовать немедленного капремонта.

Однако откуда берется детонация в обычных силовых установках? Причин несколько.

Неправильная эксплуатация двигателя

Детонация может проявиться и на полностью исправном моторе: например, при затяжном подъеме на неправильно выбранной передаче с одновременным нажатием на педаль акселератора. В таких условиях коленвал просто не может набрать нужные обороты и разогнать машину.

Зажигание

Некоторые автовладельцы делают угол опережения зажигания ранним, чтобы двигатель быстрее реагировал при нажатии на газ. Так оно и получается, но при этом смесь воспламеняется раньше времени и мотор детонирует, противодействуя движению поршня вверх. Кроме того, в рабочей камере начинает образовываться и накапливаться нагар, в результате чего она уменьшается в объеме и перегревается. Иногда отложения тлеют, делая процесс воспламенения смеси неконтролируемым.

Калильное зажигание и его влияние на детонацию

К детонации силовой установки может привести неграмотная замена свечей зажигания, когда эти детали устанавливаются с неверным калильным числом. Речь идет о явлении, похожим на детонацию, но не являющейся таковой. Калильное зажигание – всего лишь следствие раннего воспламенения смеси, в итоге которого мотор может работать некоторое время даже при выключении зажигания.

Вмешательство в работу ЭБУ

Зачастую владельцы машин стараются любыми методами сделать свое детище более экономным. Для этого производят перепрошивку ЭБУ, ее «чиповку» и иные манипуляции с электроникой блока. В итоге смесь обедняется, топлива действительно расходуется чуть меньше. Но при этом неизбежна детонация, приводящая к сокращению эксплуатационного ресурса двигателя.

Неверное октановое число бензина

Если сравнивать с дизелем, в бензиновой силовой установке смесь воспламеняется не от сжатия, а от электрической искры. При большом октановом числе топливо может сильнее сжиматься без появления детонации. Соответственно: использование горючее с низким параметром (отличающимся от требований производителя авто), неизбежно приведет к этому неприятному явлению. Также стоит учитывать, что не всегда этикетка на колонке АЗС соответствует содержимому ее цистерн. Т. е. если вы хотите заправляться качественным топливом, подбирайте соответствующую станцию. А как показывает практика, сделать это можно опытным путем.

Особенности конструкции

Своеобразие силового агрегата также может быть причиной образования детонации. На процесс ее образования влияют:

• конфигурация камеры сгорания;
• тип днища поршня;
• степень сжатия двигателя;
• наличие (отсутствие) турбонаддува.

Наибольшей степенью сжатия, следовательно, и риском детонации обладают турбированные моторы, работающие на бензине. Здесь топливо с низким качеством, имеющее нештатное октановое число, не только неуместно, но и опасно.

Неисправности датчиков (для инжекторных моторов)

Особенность инжекторных двигателей – наличие элементов, способных контролировать работоспособность системы в любой момент. Ниже рассмотрены датчики, отказ которых ведет к появлению детонации:

1. Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). Его неисправность сопровождается провалами мощности и рывками при движении, разгоне, а также «плавающим» холостым ходом. Детонация в этом случае особенно ярко даст о себе знать, когда стиль вождения связан с постоянным «утоплением» педали газа в пол. Стоит заметить: индикатор на панели приборов Check Engine в подобной ситуации чаще всего не загорается.
2. Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ). Если он неисправен, мотор начнет перегреваться и ЭБУ об этом не будет «знать». Т. е. детонация будет проявляться только в критическом температурном режиме.
3. Датчик детонации (ДД). Выход его из строя – довольно редкое явление: чаще всего повреждаются подходящие к нему провода. Но если неисправен будет именно ДД, лампочка Check не загорится. Чтобы убедиться в неисправности датчика детонации, пустите и заглушите мотор. Затем снимите любую клемму с аккумулятора и через несколько секунд подсоедините снова. Пустите мотор: если детонация появится, но исчезнет до следующего старта, причина – в датчике. Он же может быть «виноватым», если силовая установка продолжает работать при выключенном зажигании.

Чем опасна детонация для ДВС

Главное последствие детонации – разрушительные нагрузки. В результате ее воздействия ломаются детали КШМ и ЦПГ: поршни, кольца, шатуны, быстро изнашиваются вкладыши – одним словом, элементы, нагруженные в максимальной степени даже при штатной работе двигателя. Другой неприятный момент – повышение температуры. Это вызывает постепенное разрушение зеркала цилиндров, клапанов и пробой прокладки ГБЦ.

Общий итог воздействия температурных и ударных нагрузок, вызванных детонацией, — преждевременный износ двигателя, серьезно сокращающий его моторесурс. Для обычного автовладельца наличие постоянной детонации означает внеплановый капремонт силового агрегата.

Как избежать детонации

Конструкторы постоянно бьются над решением проблемы детонации. Один из предложенных вариантов – применение силовых установок с форкамерно-факельной системой зажигания. Что это за «зверь»? В движках подобного типа применяются две рабочих камеры: предварительная и главная. В первой формируется обогащенная топливо-воздушная смесь, во второй – обедненная. Когда осуществляется воспламенение в предкамере, весь процесс перемещается в основную зону: в итоге детонация исключается.

Простейший способ избежать детонации – езда на сравнительно высоких оборотах, минимальное использование режима работы мотора «в натяг» и диапазоне до 2000 об/мин, что неизбежно ведет к образованию нагара на клапанах и днищах поршней.

Если рассмотреть современные инжекторные двигатели, то в них за описываемым явлением «наблюдает» ЭБУ. Как только пропорции воздуха и горючего в смеси начинают отличаться от нормы, происходит автоматическая корректировка зажигания: т. е. изменяется его угол. Однако бесконечно долго ЭБУ не сможет подстраивать параметры под конкретную ситуацию: постепенно форсунки будут все же засоряться и смесь станет чрезмерно обедненной. Если имеется бортовой компьютер, то он выдаст ошибку Р0324. Это как раз тот случай, когда необходимо проверить чистоту форсунок, т. к. ДД и подходящие к нему провода могут быть исправными.

Но что делать при условии нормальной работоспособности всех вышеперечисленных систем двигателя? Рекомендации просты: следует выбирать топливо, которое рекомендует производитель, и заправляться на АЗС, длительное время зарекомендовавшей себя с лучшей стороны. Тогда не будет необходимости покупать сомнительные присадки, которые согласно надписям на этикетке, якобы повышают октановое число бензина.

Какие причины возникновения детонации двигателя и способы её устранения

Значение корректной функциональности двигателя транспортного средства по своей сути сравнимо с ролью сердца для человеческого организма. Хоть все узлы машины и работают в абсолютном взаимодействии, и каждая деталь выполняет принципиальную роль в её работоспособности, мотору отведена главная роль – движущая сила, без которой функционировать авто не будет. Малейшие неполадки со стороны мотора должны стать поводом для беспокойства автовладельца, стимулом для поиска причин неисправности и незамедлительного их устранения. В этой статье расскажем о явлении, которое автомобилисты называют детонацией силового агрегата, рассмотрим причины возникновения такого прецедента и способы его устранения.

Почему возникает детонация двигателя.

Детонация: базовая характеристика явления

Прежде чем определять причины прецедента и искать способы решения проблемы, стоит разобраться, что собой являет детонация двигателя и как её распознать автовладельцу. Детонация, как опасный для двигателя феномен, проявляется чаще всего нехарактерными звуками со стороны агрегата. Раздражающий металлический стук, сравнимый с микровзрывом по воспроизведению, зачастую возникает при включении зажигания, под нагрузкой или при глушении. Детонация при запуске двигателя, когда агрегат функционирует на холостых оборотах, многими автомобилистами воспринимается как проблема с зажиганием, однако, если прецеденты проявляются и в других ситуациях, дополняются второстепенными признаками детонирования, причины кроются значительно глубже. Дополнительные признаки детонации могут проявляться в следующем:

1. Стремительный рост расхода топливных ресурсов.
2. Ухудшение параметров мощности агрегата.
3. Регулярные перегревания двигателя.
4. Изменения цвета дыма из выхлопной трубы с практически прозрачного до чёрного.

Если вышеупомянутые симптомы проявляются комплексно и систематически, значит, мотор подвергается детонации, которая являет собой самовоспламенение топлива в камере сгорания, влекущее за собой появление взрывной волны, воздействующей негативно на компонентные детали агрегата.

https://www.youtube.com/watch?v=3BQdFrKGono

Угрожающие последствия детонации

Ответственные и внимательные к своему транспорту водители при малейших, единичных нехарактерных звуках в процессе работы силового агрегата предпринимают эффективные меры для ликвидации неисправностей: отпускание ситуации на самотёк может вылиться в серьёзные проблемы, такие как капитальный ремонт, подразумевающий существенные финансовые затраты. Детонация агрегата является не исключениям, а скорее правилом в этой ситуации, так как нехарактерное звуковое сопровождение работы мотора и повышение расхода топлива является при такой проблеме только «верхушкой айсберга». Некорректное возгорание смеси в цилиндрах, кроме звукового взрывного проявления, сопровождается воздействием волны на компоненты агрегата в форме вибрации, разрушающей мотор изнутри. Последствия детонации двигателя имеют следующий характер:

1. Кардинальное снижение производительности мотора, причиной которого выступает быстрое изнашивание элементов кривошипного и шатунного ряда.
2. Деструкция поршней и внутренних стенок цилиндров в результате систематического перегрева силового агрегата.
3. Прогорание прокладки блока мотора, расположенной под головкой цилиндра.

Как конечный результат разрушительного действия детонирования выступает абсолютная поломка мотора с последующим его дорогостоящим и продолжительным ремонтом.

Первопричины возникновения прецедента

Разобравшись в особенностях понятия «детонации», его практическом разрушающем влиянии на функциональность мотора, стоит переходить к поиску факторов, провоцирующих подобное явление. Факторов, в результате которых в двигателе может произойти детонация, имеется множество, хотя большинство из них и считаются косвенными, приводят к негативным последствиям в комплексном влиянии. Причины детонации двигателя являются идентичными для всех видов силовых агрегатов, зачастую заключаются в следующем:

1. Заправка низкооктанового топлива или горючего плохого качества.
2. Коксование мотора компонентами горения.
3. Эксплуатация свечей зажигания, не соответствующих требованиям завода изготовителя авто.
4. Сбои в процессе смесеобразования.
5. Перегревы силового агрегата.
6. Неисправность охладительной системы мотора.
7. Некорректность работы форсунок или топливного насоса.

Каждый из указанных факторов может стать первоисточником возникновения детонации, провоцируя появление дополнительных проблем в возгорании топливной смеси, что повлечёт некорректность функционирования мотора. При появлении детонации важно разобраться, что происходит в двигателе, определить точный источник неисправности на старте его прогрессирования, когда ликвидация проблемы имеет несложный и не затратный характер. Стук в моторе может быть вызван не только его детонированием, но и другими проблемами, не связанными с этим прецедентом. Если причины детонации инжекторного двигателя можно определить посредством специального датчика, установленного на авто с завода, то своевременная фиксация проблемы на карбюраторных моделях авто зависит непосредственно от внимательности владельца и его умения «слышать» машину. Рассмотрим более подробно самые популярные причины некорректного возгорания топливной смеси, знание которых поможет предотвратить множество проблем с работоспособностью машины и её конкретных рабочих узлов.

Заниженный октановый показатель горючего

Нередко желание хоть как-то сэкономить на обслуживании машины автовладельцем выливается в метод заправки транспорта в пунктах сомнительного происхождения. Такой метод экономии позволяет заправиться недорогим горючим, качество которого не соответствует стандартам международного класса. В результате потребитель заливает в машину обеднённую смесь или жидкость с уменьшенным октановым показателем, что непосредственно обуславливает функциональность мотора, провоцируя детонацию двигателя и не только. В паспорте автомобильного средства производитель указывает технологические особенности топлива, которое должно использоваться при эксплуатации машины. Заправка машины, смесью с октановым числом на несколько порядков ниже, чем рекомендует производитель, провоцирует подъём рабочей температуры агрегата под нагрузкой, а также повышение давления в ДВС. Причина неисправности в этой ситуации заключается в преждевременном зажигании, что провоцирует более продолжительное горение топлива. Этот процесс происходит по причине заниженного сжатия цилиндров, и провоцирует последующий фактор детонации, заключающийся в образовании нагара на поверхностях элементов ДВС.

Нагарообразование на внутренних поверхностях цилиндра

Накопления на внутренних стенках компонентов ДВС провоцируются преимущественно продолжительным использованием некачественного топлива и отсутствием систематического обслуживания мотора согласно регламенту. Появление отложений в форме нагара на стенках цилиндров влечёт за собой уменьшение их рабочего объёма, что провоцирует, соответственно, возрастание сжатия топливной смеси с последующей её бесконтрольной возгораемостью. Как результат, перспективы появления детонации в моторе значительно возрастают.

Некорректно подобранные свечи зажигания

Приобретение недорогих свечей, не соответствующих критериям, указанным заводом изготовителем, может выступать причиной возникновения несанкционированного воспламенения топливной смеси в ДВС. Свечи по своему предназначению исполняют роль контроллера зажигающего момента горючего в камере сгорания. Дефектные или не соответствующие требованиям автопроизводителя свечи могут провоцировать уменьшение рабочих объёмов цилиндра с последующим увеличением сжатия смеси, ростом температурных показателей двигателя. Все эти явления в комплексном сочетании провоцируют некорректное воспламенение топливной смеси и детонационные процессы. Когда в преимущественных проявлениях наблюдается детонация двигателя после выключения зажигания, водителю необходимо проверить свечи на работоспособность, заменить их, если они не соответствуют параметрам, указанным в регламенте эксплуатации машины.

Варианты устранения неисправности

При присутствии проблемы в функционировании двигателя её необходимо исправить в кратчайший период, чтобы избежать более серьёзного нарушения работы агрегата. Если имеется проблема, значит существуют и варианты её ликвидации. Попробуем разобраться, как устранить детонацию двигателя и можно ли это сделать без обязательного обращения к профессионалам на станции обслуживания. Самые простые решения вопроса, как убрать детонацию двигателя, вытекают непосредственно из основных первопричин, провоцирующих её появление. Для начала стоит сопоставить факты, когда появилась неприятная симптоматика со стороны работы двигателя. Если детонация началась непосредственно после очередной заправки машины, вероятней всего, причина кроется в качественных показателях топлива. В такой ситуации правильнее всего будет слить полностью некачественную жидкость, заправляться в дальнейшем только на сертифицированных заправочных станциях, покупая топливо, которое рекомендуется к эксплуатации автопроизводителем. Вторым полезным советом автовладельцам, столкнувшимся с проблемой детонации мотора, является проверка свечей зажигания, при потребности — их замена.

Владельцам карбюраторных автомобилей при появлении детонации необходимо проверить угол зажигания, неправильное положение которого может провоцировать появление проблемы. В инжекторных системах такую неисправность решает блок управления, получая данные с датчика детонации в автоматическом режиме. Когда система автоматически не может справиться с проблемой, на приборной панели машины появляется предупреждение об аварийном режиме, что требует квалифицированного вмешательства. Убирая детонацию, манипулируя углом зажигания, следите, чтобы несанкционированное вмешательство в работу мотора не повлекло за собой его ускоренный износ. Помните, чтобы не искать методы решения проблемы, как ликвидировать детонацию двигателя, важно проводить эффективные профилактические процедуры, которые препятствуют возникновению неполадок в работе агрегата. Профилактика детонации заключается в следующих мероприятиях:

1. Проведение регулярных обслуживаний охладительной системы машины, что позволит предотвратить перегревы двигателя, а, соответственно, станет надёжной профилактикой его детонирования.
2. Своевременно обслуживайте мотор с обязательной заменой масла согласно регламенту.
3. Во избежание образования нагара в двигателе, подвергайте его периодическим нагрузкам, которые повышают эффективность отвода тепла от агрегата.
4. При осуществлении ремонта двигателя и замене сменных элементов системы, приобретайте только детали, которые соответствуют требованиям, изложенным в техническом паспорте авто, отдавая предпочтение покупкам в сертифицированных точках.

Подведём итоги

Детонирование двигателя – это проблема, с которой может столкнуться владелец любой марки и модели авто. Причин такого неприятного явления много, однако все они заключаются в применении несанкционированного оборудования, некачественных деталей или расходных элементов в процессе обслуживания машины, а также невнимательное отношение к функциональности мотора. Детонация является перспективно опасным явлением, которое чревато дорогостоящим ремонтом силового агрегата. Будьте внимательны к мотору автомобиля, реагируйте незамедлительно на неприятные изменения его работы – это поможет обеспечить двигателю продолжительный период эксплуатации и безаварийный жизненный путь.

Детонация дизельного двигателя, причины и последствия

Одна из проблем, с которыми иногда сталкиваются автовладельцы – это детонация двигателя, которая может произойти и на холостом ходу, и в других режимах работы силовой установки. Неполадка не только становится причиной серьезных поломок, но и нередко приводит к разрушению деталей мотора. Каковы причины детонации, какие двигатели больше всего подвержены столь опасному явлению, как уменьшить риск детонирования – все это и многое другое станет темой нашего сегодняшнего разговора.

Понятие детонации, как она происходит

Случается, что возгорание топливовоздушной смеси происходит до того, как свеча накаливания, находящаяся непосредственно в цилиндре, обеспечивает правильное воспламенение при низкой температуре воздуха. Это явление, которое сопровождается сильным горением солярки, и называют детонацией дизельного двигателя. 

Детонация дизеля, внешние проявления и причины

Читайте также: Турбонаддув грузовых дизельных автомобилей

Говоря о детонации дизельного двигателя и ее причинах, важно отметить следующее. Моментальное сгорание топлива вызвано тем, что весь объем топливной смеси воспламеняется одномоментно, а не постепенно. К тому же процесс запускается раньше, еще до расчетного угла оборота коленвала, когда поршень не достиг так называемой ВМТ. 

Загорание смеси топлива и воздуха фактически и является мини-взрывом, давление от которого воздействует на стенки цилиндра, а также на днище поршня, поднимающегося навстречу газам. Вследствие удара возникают звуковые волны, и становится слышен неприятный звон.

Помимо возникновения посторонних звуков во время работы силовой установки явным признаком детонации двигателя при разгоне является изменение цвета и состава выхлопных газов. К другим внешним признакам детонации необходимо отнести следующее:

• снижение температуры выхлопных газов;
• черный дым из выхлопной системы;
• неустойчивая работа движка и как результат – потеря управления им;
• кратковременное падение мощности;
• критическое повышение температуры деталей мотора.

Причины возникновения мини-взрыва зависят от многих факторов, в частности, от того, в какой именно момент этот взрыв произошел. Так, к детонации при запуске двигателя обычно приводит обеднение топливной смеси из-за засоренности форсунок. Чтобы обнаружить засор, выполняют проверку всех фильтров в топливной системе. Обычно после прогрева нормальная работа восстанавливается, детонация прекращается.

К детонации дизельного двигателя при разгоне приводит:

• вышедший из строя датчик заслонки;
• топливо низкого качества;
• уже упомянутая нами выше засоренность форсунок или их неисправность. 

Эксперты утверждают, что после возобновления работы датчика заслонки силовая установка работает нормально при любых условиях, в том числе и на повышенных оборотах. В таком случае определить наличие или отсутствие детонации можно только при выключенной передаче под большой нагрузкой. 

Мини-взрыв проявляется исключительно во время движения транспортного средства, детонация двигателя при выключении зажигания невозможна. Если водителя настораживают посторонние звуки или иные признаки неисправности, причины следует искать в другом, поэтому рекомендуется немедленно обратиться на СТО. 

Датчик детонации

Читайте также: Гидроудар двигателя — как происходит и как его избежать

Не так давно в продаже появилось устройство, именуемое датчиком детонации дизельного двигателя. Речь идет о специальной детали, которая мониторит уровень детонации во время работы ДВС. 

Устанавливают устройство обычно в блоке цилиндров.

Делают это для того, чтобы получить максимальную мощность силового агрегата и без ущерба для него добиться оптимальных показателей топливной экономичности. Датчик необходим для своевременной подачи на электронный блок управления сигнала о возникновении детонации, превысившей допустимый порог.

Как устранить детонацию в дизеле

Прежде чем устранять детонацию, важно определить причину ее возникновения. В подавляющем большинстве случаев это неправильный угол зажигания и обедненная топливно-воздушная смесь, вызванная некачественной соляркой. 

Для устранения детонации обычно делают следующее:

• Эксплуатация мотора на более высоких оборотах, когда время сгорания топлива в сочетании с максимальным давлением заметно сокращается. 
• Применение интеркулера, чтобы воздух перед попаданием в цилиндры охладился.
• Использование качественной солярки.
• Торможение силовой установки для опережения момента зажигания.

Последствия детонации

Закажите спецтехнику на нашем сайте: Аренда спецтехники в России

Во время детонации температура в камере сгорания поднимается до 3,5 тыс. градусов. Стремительно возрастает и давление, нагрузка на мотор становится критической. Особенно плачевно все это может закончиться для современных моторов, сделанных из сплава алюминия. Последствия детонации двигателей могут быть следующими:

• перегрев и поломка деталей мотора;
• потеря мощности;
• разрушение перегородок в кольцах поршней;
• выгорание прокладки, расположенной под блоком цилиндров.

В сложных случаях высок риск проворачивания КШМ, что ведет к вращению коленвала в противоположном направлении. В конечном итоге это ведет к разрушению узлов силовой установки и необходимости сложного ремонта. 

Заключение

Детонация двигателя – явление крайне неприятное, способное повлечь за собой плачевные последствия. Именно поэтому при появлении малейших признаков возникновения в дизельном моторе мини-взрывов необходимо обратиться в сервисный центр для обнаружения причины неисправности и своевременного ее устранения.

Детонация дизельного двигателя

Поиск запроса «детонация дизельного двигателя» по информационным материалам и форуму

Впрыск топлива для чистых дизельных двигателей

Впрыск топлива для чистых дизельных двигателей

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Системы впрыска дизельного топлива играют ключевую роль в сокращении выбросов для соответствия будущим стандартам выбросов, а также в достижении других рабочих параметров, включая экономию топлива и шум сгорания.В дополнение к регулировкам времени впрыска и давления впрыска, формирование скорости может улучшить выбросы, шум и крутящий момент. Множественные впрыски, включая пилотные, пост-впрыски и пост-впрыски, широко используются для контроля выбросов PM и NOx, шума и управления последующей обработкой.

Введение

Как видно из предыдущих разделов, посвященных впрыску дизельного топлива, системы впрыска дизельного топлива претерпели колоссальные изменения, начиная с более поздней части 20–19900–16-го века.Системы впрыска P-L-N, которые характеризовали дизельные двигатели с 1920-х годов, практически исчезли из дизельных двигателей, предназначенных для самых передовых рынков. Эта эволюция почти полностью была вызвана необходимостью снизить выбросы выхлопных газов до уровней, которые были невозможны даже в 1990-х годах. Эти достижения в области аппаратного обеспечения системы впрыска топлива позволили реализовать такие функции, как:

• полностью гибкое время впрыска,
• более высокое давление впрыска топлива и возможность регулировать давление топлива в зависимости от частоты вращения / нагрузки двигателя в соответствии с конкретными условиями работы двигателя,
• настраивает скорость закачки в течение одного события закачки и
• событий множественного впрыска.

Хотя эти функции были в основном обусловлены необходимостью снижения выбросов, во многих случаях их также можно использовать для снижения шума, увеличения удельной мощности и управления температурами выхлопных газов для повышения производительности систем последующей обработки, которые можно использовать для достижения дальнейшего снижения выбросов. выхлопные выбросы.

Время впрыска

Контроль выбросов NOx. Регулировка времени впрыска — одно из основных средств снижения выбросов NOx.Системы механического впрыска топлива были первыми, в которых была предусмотрена возможность изменения времени впрыска. Однако по мере того, как электроника становится все более распространенной в управлении дизельным двигателем, инжекторы с электронным управлением стали предпочтительным средством достижения переменного момента впрыска и предложили беспрецедентную гибкость в настройке времени впрыска. Механизмы снижения NOx за счет замедления времени впрыска обсуждаются в другом месте.

Хотя сокращение NOx за счет замедления времени впрыска может быть эффективным, возможны значительные компромиссы с точки зрения расхода топлива и выбросов твердых частиц.Во многих случаях эти компромиссы должны решаться за счет дополнительных усовершенствований конструкции двигателя. Один из первых подходов к уменьшению штрафа за экономию топлива, связанного с задержкой момента впрыска, заключался в уменьшении задержки зажигания за счет использования высокой степени сжатия и более высоких давлений впрыска [685] . Дополнительные меры, такие как снижение расхода масла, повышение давления наддувочного воздуха, увеличение давления впрыска, уменьшение размера отверстия сопла форсунок, снижение потерь на трение в двигателе, снижение температуры во впускном коллекторе и т. Д.также можно использовать для контроля расхода топлива и увеличения выбросов ТЧ.

До внедрения систем впрыска с электронным управлением время впрыска топлива обычно фиксировалось на постоянном значении на всем рабочем графике двигателя. Однако системы изменения времени впрыска иногда использовались для дополнительной гибкости и для компенсации недостатков в работе двигателя. Некоторые системы PLN включают в себя механизм переменной синхронизации для компенсации изменений задержки зажигания в зависимости от частоты вращения двигателя, чтобы поддерживать более постоянную и оптимальную фазировку сгорания.В других случаях фиксированная синхронизация впрыска, необходимая для обеспечения того, чтобы выбросы NOx в течение цикла сертификации были соблюдены, может привести к избытку углеводородов при малой нагрузке, дыму ускорения, холодному дыму и неровностям холостого хода, которые можно было бы преодолеть, опередив время впрыска при малых нагрузках с помощью только незначительное увеличение выбросов NOx в рабочем цикле.

В период с 1987 по 1998 год, когда электронно-управляемая задержка времени впрыска была основным средством снижения выбросов NOx, это означает, что многие североамериканские производители двигателей, которые обычно использовали для компенсации штрафов за расход топлива, связанных с задержкой времени впрыска топлива, использовали стратегию двойного сопоставления в двигателях с электронным управлением. .В этом подходе номинальная установка времени впрыска, которая обеспечивала соответствие нормативным требованиям стандартов выбросов NOx, использовалась в переходных режимах, например, во время циклов сертификационных испытаний на выбросы. Однако, когда было определено, что транспортное средство находится в крейсерском режиме, синхронизация впрыска была увеличена для улучшения экономии топлива. Это обеспечило значительное улучшение экономии топлива в условиях круиза по шоссе, с которыми обычно сталкиваются грузовики большой грузоподъемности, но также значительно увеличило выбросы NOx.

Время впрыска само по себе ограничено в способности снижать выбросы NOx.В дополнение к уже обсужденным компромиссам. Выбросы NOx могут снова начать увеличиваться, если синхронизация достаточно замедлена или двигатель может начать пропускать зажигание [2138] [2145] [2135] . Это устанавливает практический нижний предел около 4 г / кВт · ч NOx, который может быть достигнут с помощью задержки времени впрыска [2139] . Дальнейшее сокращение NOx потребовало дополнительных мер, таких как изменение скорости впрыска, предварительный впрыск, регулировка времени впускных клапанов, рециркуляция выхлопных газов и нейтрализация NOx.Хотя замедление времени впрыска больше не является основным средством контроля NOx, оно по-прежнему является важным инструментом, который можно использовать в сочетании с другими мерами контроля для обеспечения соблюдения нормативных пределов NOx.

Управление температурой. С введением высокоэффективной доочистки NOx задержка впрыска стала менее важной для контроля выбросов NOx. Тем не менее, это важный инструмент, который можно использовать для увеличения энтальпии и температуры выхлопных газов для регулирования температуры в системах нейтрализации выхлопных газов.Это особенно полезно при холодном пуске до того, как температура последующей обработки станет достаточно высокой, чтобы обеспечить значительное сокращение выбросов. Более низкие выбросы NOx, связанные с задержкой времени впрыска, особенно важны в этих условиях для ограничения общих выбросов во время ездового цикла.

На рисунке 1 показано влияние задержки впрыска на температуру на выходе турбокомпрессора для легкового дизельного двигателя, работающего при низкой нагрузке, характерной для цикла NEDC.В условиях небольшой нагрузки температуру выхлопных газов можно повысить до 235 ° C как для холодной, так и для теплой температуры охлаждающей жидкости. Это означает увеличение примерно на 45 ° C при температуре охлаждающей жидкости 30 ° C и примерно на 25 ° C при температуре охлаждающей жидкости 90 ° C. Следует отметить, что скорость рециркуляции выхлопных газов в этом примере снижается при задержке впрыска, чтобы поддерживать постоянные выбросы NOx [4852] .

Рисунок 1 . Влияние момента основного впрыска на температуру на выходе турбины НД

Температура холодной (30 ° C) и теплой (90 ° C) охлаждающей жидкости; 2000 об / мин, 2 бара BMEP, 1.Давление на входе 2 бара; 60 ppm NOx
Дизельный двигатель 1,5 л DI, 140 кВт / 380 Нм, выбросы Euro 6 / EPA Tier 2 Bin 5; двухступенчатая система турбонаддува.

Хотя основной причиной повышения температуры выхлопных газов является увеличение потерь выхлопных газов из-за более поздней фазы сгорания, несколько других факторов также способствуют повышению температуры выхлопных газов. Замедленная фазировка сгорания снижает эффективность двигателя и, таким образом, требует сжигания большего количества топлива для создания того же тормозного момента, который будет способствовать более высокой температуре выхлопных газов.Также сообщается, что для данных на Рисунке 1 соотношение воздух-топливо уменьшается по мере увеличения времени впрыска [4852] . Уменьшение воздушно-топливной смеси будет еще больше способствовать повышению температуры выхлопных газов.

###

Прямой впрыск топлива — обзор

Прямой впрыск топлива

Еще одна технология, которая была внедрена относительно недавно в дополнение к VVT и турбонаддуву, — это прямой впрыск топлива в цилиндры бензиновых двигателей.Прямой впрыск топлива в цилиндры использовался с дизельными двигателями и использовался в ряде очень ранних двигателей, работающих на бензине. Однако более поздняя эра двигателей с электронным управлением включала впрыск топлива вне цилиндра во время такта впуска при относительно низком давлении, как объяснено в главе 4. В двигателях с непосредственным впрыском бензина топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр и требует относительно высокое давление топлива. Для прямого впрыска топлива (DFI) топливные форсунки установлены в головке блока цилиндров и распыляют бензин в камеру сгорания из топливной рампы.

Двигатель, включающий VVT, турбонаддув и DFI, имеет потенциал для улучшения экономии топлива, выбросов и производительности по сравнению с двигателем сопоставимого размера с фиксированным фазированием клапана, который обычно является безнаддувным и использует многоточечный впрыск топлива во впускной коллектор. Однако, чтобы воспользоваться преимуществами DFI, необходимо работать в нескольких режимах управления.

Одна из стратегий управления DFI настроена на очень низкую требуемую мощность двигателя, включая холостой ход и некоторые условия постоянной нагрузки двигателя при низких и средних скоростях движения автомобиля.Другая стратегия контроля может потребоваться, когда выбросам выхлопных газов требуется стехиометрический воздух / топливо для оптимальной работы каталитического нейтрализатора (см. Главу 4). Тем не менее, другой режим управления используется в условиях работы с полностью или почти полностью открытой дроссельной заслонкой, когда требуемая мощность двигателя равна или близка к максимальной выходной мощности. Эта третья стратегия контроля доступна для относительно коротких интервалов времени (например, подъем по относительно крутому склону), поскольку выбросы выхлопных газов ненадолго превышают установленные стандарты.

Стратегия управления с низким выходом включала относительно высокое содержание воздуха / топлива (например, A / F> 25: 1). Как объяснялось в главе 4, соотношение воздух / топливо, превышающее стехиометрическое, приводит к температурам сгорания, превышающим таковые для стехиометрии, и приводит к увеличению выбросов NO x . Хотя эффективность преобразования каталитического нейтрализатора ниже оптимальной для выбросов NO x , для достаточно низкой мощности двигателя все же возможно соблюдение государственных постановлений.

Для этой относительно низкой требуемой стратегии управления мощностью двигателя только воздух попадает в двигатель во время такта впуска.Топливо впрыскивается во время последних нескольких градусов вращения коленчатого вала (около ВМТ) на такте сжатия. Топливно-воздушная смесь для этого режима управления и стратегии неоднородна (как желательно) для обычного многоточечного впрыска топлива во время такта впуска. Когда происходит сгорание, давление в камере сгорания повышается, так что создается крутящий момент / мощность, но на относительно низком уровне. Для каждой конфигурации двигателя уровни мощности, при которых используется более бедная, чем стехиометрическая стратегия управления воздухом / топливом, определяются во время калибровки двигателя.Каждый производитель должен быть в состоянии гарантировать, что выбросы выхлопных газов соответствуют государственным стандартам.

Для любого двигателя DFI существует предел мощности двигателя, для которого может использоваться эта стратегия управления, более бедная, чем стехиометрия. Когда требуемая мощность достигает или превышает этот уровень, стратегия управления возвращается к поддержанию стехиометрии воздуха / топлива. Для стехиометрической стратегии управления топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр во время такта впуска. В этом случае топливно-воздушная смесь образуется внутри цилиндра.Конфигурация клапана двигателя такова, что «завихрение» поступающего воздуха смешивается с топливом, образуя по существу гомогенную смесь. Фактически, полученная смесь ближе к однородной однородности, чем при традиционном впрыске топлива во впускной канал. Это условие приводит к сгоранию с выхлопными газами, которые поддерживают концентрацию, близкую к оптимальной для эффективности преобразования каталитического нейтрализатора (см. Главу 4).

Исключением из стратегий управления стехиометрической и бедной смесью является работа двигателя вблизи полностью открытой дроссельной заслонки, как упоминалось выше.За исключением гоночных автомобилей, которые не должны соответствовать нормам выбросов, максимальная выходная мощность для уличных транспортных средств является довольно редким режимом работы. Стратегия управления для этого рабочего режима включает прямой впрыск топлива в цилиндр во время такта впуска с воздухом / топливом ниже стехиометрического и, фактически, соответствующей максимальной мощности для данного числа оборотов в минуту. Хотя соотношение воздух / топливо несколько различается в зависимости от модели двигателя, оно находится в общей области воздушной массы-топлива 12: 1.

В общем, двигатель DFI, который также включает турбонаддув и VVT, имеет характеристики и выбросы, превосходящие традиционный двигатель без наддува, с фиксированным фазированием клапана и впрыском топлива того же рабочего объема.Тенденция в современных автомобилях — использовать эти технологии.

Потенциал улучшения выбросов, шума и экономии топлива в двигателях с низким CR

Образец цитирования: Мендес, С. и Тируард, Б., «Использование нескольких стратегий впрыска при сжигании дизельного топлива: потенциал для улучшения выбросов, снижения шума и экономии топлива в двигателях с низким CR», SAE Int. J. Fuels Lubr. 1 (1): 662-674, 2009 г., https: // doi.org / 10.4271 / 2008-01-1329.
Загрузить Citation

Автор (ы): Сильвен Мендес, Бенуа Тируар

Филиал: IFP

Страниц: 13

Событие: Всемирный конгресс и выставка SAE

ISSN: 1946-3952

е-ISSN: 1946–3960

Также в: Процессы горения с воспламенением от сжатия, 2008-SP-2185, SAE International Journal of Fuels and Lubricants-V117-4EJ, SAE International Journal of Fuels and Lubricants-V117-4

Обеспечение двигателей с прямым впрыском обедненного и стехиометрического бензина за счет уменьшения выбросов наночастиц

PI: Уилл Нортроп, CO-PI: Дэвид Киттельсон

Джунхо Чон, научный сотрудник, «Циклическая изменчивость светимости пламени в цилиндрах в бензиновых двигателях с прямым впрыском»

Ноа Бок, аспирант, название диссертации: «Окислительная реакционная способность наночастиц, выбрасываемых из бензинового двигателя с прямым впрыском»

Использование технологии прямого впрыска бензина (GDI) в автомобилях малой грузоподъемности резко возросло в последние годы из-за улучшенной топливной эффективности по сравнению с технологией впрыска топлива через порт (PFI).Технология GDI также обеспечивает возможность работы на обедненном топливе, что еще больше увеличивает эффективность. Однако, поскольку двигатели GDI выделяют гораздо более высокие концентрации твердых частиц (ТЧ), их распространение противоречит все более строгим ограничениям по ТЧ. Ожидается, что использование бензиновых сажевых фильтров (GPF) будет широко применяться в транспортных средствах GDI, чтобы соответствовать ограничениям на содержание твердых частиц. На вопрос о том, как на выбросы твердых частиц из двигателей GDI влияют свойства топлива, присадки к маслу и стратегии сгорания двигателя, необходимо ответить для разработки двигателей, которые могут соответствовать как целям эффективности использования топлива, так и ограничениям по твердым частицам.Кроме того, для реализации GPF необходимо ответить на вопросы, касающиеся окислительной активности частиц сажи GDI.

Мы используем передовые инструменты и методы измерения частиц, чтобы исследовать явления образования частиц в испытательном двигателе BMW GDI. Испытательный двигатель был оснащен оптическим датчиком AVL Visiolution (датчик Visio), который измеряет пространственно-временную яркость пламени в камере сгорания.Датчик Visio — это зонд, который вставляется в камеру сгорания через отверстие в головке блока цилиндров. Наконечник зонда содержит три массива оптических волокон, каждый из которых содержит восемь отдельных оптоволоконных каналов, которые просматривают различные секции камеры сгорания. Образующее сажу диффузионное пламя излучает свет из-за накала сажи. Из-за этого области высокой интенсивности света во время процесса горения указывают на области образования сажи. Датчик Visio измеряет местоположение внутри цилиндра и в какой момент во время процесса сгорания возникает высокая интенсивность света, и на основе этой информации можно определить происхождение и причину образования сажи.Датчик Visio в сочетании с приборами для измерения взвешенных частиц дает нам обширную информацию о том, как частицы образуются в двигателе, что может позволить нам вносить изменения в параметры двигателя, в первую очередь, для снижения вероятности образования частиц. Мы также охарактеризовали характеристики GPF с трехкомпонентным катализатором (TWC), покрытого промывкой, иногда называемого четырехкомпонентным катализатором (4WC), для определения эффективности фильтрации с разрешенным размером частиц. Мы определяем окислительную способность сажи, образующейся в двигателях GDI, и то, как на нее влияют стратегия сгорания, свойства топлива и присадки к смазочному маслу.Это критически важно для реализации GPF, поскольку это фундаментальный фактор для определения содержания сажи на фильтре и кинетики окисления сажи для удаления сажи из фильтра посредством регенерации.

Частицы сажи, выбрасываемые двигателями внутреннего сгорания (ВС), образуются в камере сгорания из мест с высоким содержанием топлива / воздуха. Это может быть вызвано смачиванием топливом поверхностей цилиндров, богатыми карманами паров топлива, которые не полностью смешались с всасываемым воздухом, или каплями жидкого топлива, взвешенными во всасываемом заряде, которые переживают испарение перед сгоранием.На эти процессы сильно влияют свойства топлива, которые влияют на характеристики испарения, например теплота испарения и летучесть. Кроме того, химический состав топлива играет важную роль в образовании сажи. Ароматические соединения имеют высокую склонность к образованию сажи. Эти эффекты недавно были изучены для стехиометрической работы GDI. Тем не менее, они не изучались для стратегий сжигания обедненной смеси GDI, в которых используется поздний впрыск и расслоение топлива, что приводит к отчетливому распределению частиц по размерам.Это можно объяснить различиями в среде формирования каждой соответствующей стратегии.

Непонятые причины детонации в высокопроизводительных приложениях

В мире настройки двигателей детонация определяется как одно из следующих: возгорание, вызывающее повреждение двигателя; горение, вызывающее стук или звон; или возгорание, которое вызывает потерю мощности, раскачивание или толчки. Детонация не контролируется и часто нежелательна.Это происходит, когда топливо в цилиндре самовоспламеняется за пределами предполагаемого фронта пламени искрового воспламенения.

Детонация не всегда вызывает повреждение. При более низких нагрузках на двигатель при частичном открытии дроссельной заслонки или низких оборотах может потребоваться детонация. Например, в конце 70-х и 80-х годах стук во время нормальной работы был обычным явлением для карбюраторных двигателей. Определенные компромиссы конструкции впускного коллектора в сочетании с дымовым оборудованием приводили к тому, что обедненные топливные смеси горели за пределами контролируемого фронта пламени от свечи зажигания.

Иногда возникает незначительная детонация, которую не слышно через глушители при низкой нагрузке или даже при громком открытом выхлопе. Сильная детонация вызывает более сильный шум во время загрузки двигателя, когда дроссельная заслонка открыта и двигатель сильно крутится при большой нагрузке.

Детонация и преждевременное зажигание

Предварительное зажигание — это самовоспламенение топливно-воздушной смеси перед зажиганием свечи зажигания. Самовоспламенение происходит в месте цилиндра за пределами контролируемого фронта пламени от искрового воспламенения.

Аналогичным образом, детонация — это самовоспламенение топлива, обычно после возгорания свечи зажигания. Подобно преждевременному зажиганию, детонация происходит за пределами контролируемого фронта пламени от свечи зажигания. Термин детонация часто используется гонщиками как предварительное зажигание (до искры), так и неконтролируемое горение после искры. Такое же соглашение используется в этой статье.

Этот рисунок взят из книги 5000 лошадиных сил на метаноле (Боб Сабо, Szabo Publishing, 2006), на которой показаны температуры самовоспламенения для различных видов топлива для гонок.

Как преждевременное зажигание, так и детонация происходят из-за самовоспламенения топлива. У них есть общие характеристики, такие как очень высокая скорость горения, которые сопоставимы со скоростями взрывоопасного пламени. К ним относятся дульные скорости огнестрельного оружия или скорости сгорания взрывчатых веществ — обычно значительно превышающие 1000 футов в секунду. Высокая скорость вызывает шум из-за столкновения фронтов давления внутри цилиндра.

Детонация и частота вращения

Детонация может быть замаскирована на более высоких оборотах высокочастотным шумом, например, при открытии выпускного клапана.Это может быть настолько кратковременным явлением, что оно не приведет к повреждению до открытия выпускного клапана, сброса давления в цилиндре и прекращения детонации.

При более низких оборотах двигателя время между детонацией и открытием выпускного клапана больше, поэтому детонация более заметна. По мере увеличения числа оборотов может показаться, что детонация уходит из-за более коротких интервалов между детонацией и открытием выпускного клапана.

Гоночные двигатели в 30-40-х годах работали на бензине с более низким октановым числом, поскольку бензин с более высоким октановым числом еще не был разработан.Топливо с более низким октановым числом было восприимчиво к детонации, поскольку гонщики повышали степень сжатия двигателя для большей мощности. Детонация была особенно заметна при низких оборотах двигателя. Для борьбы с низкоскоростной детонацией эти ранние гоночные двигатели постоянно увеличивали частоту вращения до более высоких оборотов, чтобы подавить эффекты детонации.

Если двигатель по ошибке был затянут буксиром, детонация может привести к снижению производительности и возможному повреждению двигателя. В результате водители, приходящие в боксы для обслуживания, постоянно гасили свои двигатели.Для многих успешных гонщиков отключение сцепления при запуске из боксов стало настоящим искусством. При запуске в ямах был большой риск остановки двигателя из-за недостаточного пробуксовки сцепления, низкого крутящего момента двигателя на низких оборотах и ​​детонации на низких оборотах.

Наилучшие характеристики современных бензиновых двигателей достигаются при использовании смеси гоночных бензинов с октановым числом достаточно высоким, чтобы избежать детонации. Смесь бензина с более высоким октановым числом обычно не увеличивает производительность сама по себе.Вместо этого более низкая скорость горения высокооктанового бензина часто фактически снижает производительность двигателя без других изменений, сделанных для использования более высокого октанового числа.

Требуемое октановое число

бензина является характеристикой конкретного рабочего диапазона оборотов. Если этот диапазон изменить, может потребоваться гоночный бензин с другим октановым числом. Например, если двигатель проводит больше времени под нагрузкой при более низких оборотах двигателя, двигатель может столкнуться с детонацией, в то время как он не будет детонировать при той же нагрузке выше в диапазоне оборотов.Гоночный бензин с более высоким октановым числом может потребоваться для борьбы с потенциальной детонацией при работе в более низком диапазоне оборотов.

Иллюстрации из 5000 лошадиных сил на метаноле , показывающие давление в цилиндре в зависимости от угла поворота коленчатого вала для хорошего сгорания слева и детонации справа.

Диссоциация от горения

Топливо диссоциирует или распадается на различные промежуточные химические вещества во время сжатия, нагрева и сгорания. Эти промежуточные химические вещества могут изменить температуру самовоспламенения смеси по сравнению с исходным топливом.Часто неправильный запрос на настройку делается из-за детонации, предполагая, что данные основаны только на свойствах первичного топлива, когда следует учитывать изменения температуры самовоспламенения из-за диссоциации.

В дрэг-рейсингах с обдувом спиртом участники с более высоким статическим сжатием обычно должны использовать более богатую смесь, чем участники с более низким статическим сжатием, чтобы предотвратить детонацию. Однако есть момент, когда потребность в дополнительном обогащении снижается. Один из конкурентов сообщил, что после определенного момента увеличения компрессии дальнейшее обогащение не требуется, в то время как двигатель выдает больше мощности с большим сжатием.Он продолжил улучшать компрессию и достиг национального рекорда. В какой-то момент сверхвысокое сжатие фактически предотвращало образование чувствительных к детонации диссоциатов.

Диссоциировать Причины детонации

При использовании различных видов гоночного топлива некоторые из ранее описанных диссоциированных образований могут быть более подвержены детонации, чем другие. Настройка может повлиять на сжатие и нагрев, что повлияет на то, какие диссоциаты образуются, даже с тем же топливом.Эти диссоциаты влияют на чувствительность к детонации. Кроме того, изменения плотности воздуха влияют на настройку, что, опять же, влияет на диссоциацию в порочном круге.

Например, изменение точки закрытия впускного клапана в гоночном двигателе с искровым зажиганием изменит эффективное динамическое сжатие. Изменение сжатия изменяет адиабатический нагрев и давление от сжатия. Чувствительность к детонации или от нее может быть вызвана чем-то столь же простым, как замена распредвала или даже просто замедление или опережение фаз газораспределения.

На этой иллюстрации из 5000 л.с. на метаноле показана взаимосвязь между степенью сжатия и соотношением воздух / топливо для работы без детонации для гоночного топлива на метаноле. Точки данных от (a) до (e) были получены для различных гоночных двигателей. Эта кривая также зависит от надлежащего уровня обогащения для замедления самовоспламенения, что дополнительно описано в справочной информации.

Изменения давления, вызывающие Зажигание

Давление изменяет температуру самовоспламенения топлива и его диссоциации, что может вызвать детонацию.Температура самовоспламенения диссоциированного топлива может быть ниже, чем температура самовоспламенения топлива перед его разрушением, что может сбивать с толку при просмотре данных только для топлива.

Во время сжатия, допустим, температура смеси воздуха и диссоциированного топлива ниже температуры самовоспламенения. Волна давления, генерируемая в цилиндре, может препятствовать воспламенению этой смеси. Однако когда волна давления проходит через цилиндр, она может вызвать изменение температуры самовоспламенения смеси.Самовоспламенение может происходить по мере прохождения волны давления из-за сопутствующего падения температуры самовоспламенения, строго из-за изменения химической чувствительности. Кроме того, изменения в головке блока цилиндров из-за сдавливания поршня или открытия впускного клапана могут изменить формирование волны давления и повлиять на общую чувствительность к детонации комбинации.

Выемка для уплотнительного кольца на этой использованной медной прокладке головки вокруг отверстия цилиндра показывает начало прожога на плотной сопрягаемой поверхности уплотнительного кольца непосредственно перед детонацией от топливной смеси нитрометан-метанол.Обогащение этого цилиндра и новая прокладка головки позволили избежать повторения проблемы. Фото: Blown Nitro Racing с бюджетом (Боб Сабо, Szabo Publishing, 2013).

Диссоциация с различными видами топлива

Бензин

Согласно записям покойного Гарри Рикардо (Высокоскоростной двигатель внутреннего сгорания, 3-е издание, Blackie & Son Limited, 1950), который был экспертом в области технологий сгорания, нестабильные пероксиды образуются в виде промежуточных диссоциатов при сгорании бензина, что и происходит. быть очень подверженным детонации.Тетраэтилсвинец представляет собой химически активную металлическую добавку, которая подавляет детонацию этих нестабильных пероксидов. Кроме того, различные компоненты бензинового топлива, используемые в обычных смесях, обладают различными диссоциативными свойствами, что помогает бороться с образованием нестабильных пероксидов. Примерами используемых компонентов являются пентан, гексан и толуол.

Смешивание топлива в современных бензинах осуществляется, помимо других характеристик, для достижения детонационной стойкости. Некоторые марки бензина для гонок также смешаны с тетраэтилсвинцом с той же целью.Другие характеристики, такие как химическая стабильность, легкость испарения, позволяющая запускать двигатель, и стоимость производства, часто ограничивают добавки и соотношения в смеси. Эти ограничения могут поставить под угрозу способность одних марок бензина к детонации по сравнению с другими при данных обстоятельствах. Идеальный результат — это смесь, идеально подходящая для конкретных гоночных требований, и почему существует так много различных вариантов гоночного бензина.

Бензиновые смеси, продаваемые на заправочной станции, чаще всего имеют сезонные изменения в соотношении компонентов смеси и содержании топлива.Зимний бензин смешивается для облегчения запуска, а летний бензин предназначен для предотвращения образования паровых пробок. Различные сезонные смеси изменяют характеристики диссоциации и детонации, и их необходимо учитывать в прикладной программе. Бензин для насосов, приобретенный в одном сезоне, может столкнуться с проблемами детонации, если он будет использоваться в другом сезоне, из-за разницы в смеси.

Смеси этанола и бензина (E85)

E85 — это преимущественно (85%) этанол с небольшим количеством (15%) бензина.Высокое эффективное октановое число, содержащееся в этаноле, подавляет детонацию в гоночном двигателе с высокой степенью сжатия, если соотношение воздух / топливо богатое. Это было бы лямбда меньше единицы в компьютерном мире EFI. Богатая спиртовая топливная смесь также охлаждает цилиндр от температуры самовоспламенения. Такое богатое соотношение воздух / топливо может работать с преобладающим спиртовым топливом, поскольку спирт не загрязняет свечу зажигания, как это может делать другие виды топлива. Однако чрезмерное богатство снижает выходную мощность, поэтому регулировка соотношения воздух / топливо имеет жизненно важное значение.С другой стороны, чрезмерно богатые смеси могут слишком сильно охладить воздухозаборник, подавляя испарение и вызывая детонацию из состояния обедненной паром. Это результат избыточной конденсации топлива при охлаждении.

Метанол

Метанол, как и этанол, будут диссоциировать на водород и окись углерода во время компрессионного нагрева. Метанол и этанол также частично диссоциируют на водород и окись углерода во время наддува в двигателе с достаточно большим давлением от принудительной индукции до сжатия поршня и в дополнение к нему.Однако давление сжатия замедляет происходящую диссоциацию. Поэтому тепло вызывает диссоциацию, идущую в одном направлении, а давление от сжатия (или наддува) заставляет диссоциацию идти в другом. В этом случае горение представляет собой комбинацию водорода, окиси углерода и любых оставшихся паров метанола, которые не диссоциировали.

Funnycar Dragster запускает гонки на скорость 300 миль в час в парке Norwalk Raceway, штат Огайо, во время национального мероприятия IHRA с настройками для борьбы с детонацией из топливных смесей с высоким содержанием нитрометана и метанола

Различия в компрессии, температуре двигателя, фазах газораспределения и наддуве в двигателях с принудительным впуском влияют на величину диссоциации, которая происходит.Затем степень диссоциации влияет на характеристики горения заряда. Например: водород имеет очень низкую температуру воспламенения и более склонен к обратному воспламенению во впускном канале, поскольку ему не обязательно нужен традиционный источник воспламенения. Это часто ошибочно принимают за детонацию, когда на самом деле происходит диссоциация избыточного водорода.

Настройка или изменение плотности воздуха может изменить диссоциацию водорода и вызвать обратный взрыв двигателя или избежать его. Когда происходит обратное воспламенение от диссоциации водорода, последующая разборка двигателя часто не выявляет никаких повреждений двигателя.Изменение температуры самовоспламенения метанола происходит из-за разной степени диссоциации в результате настройки и изменений плотности воздуха.

В топливе метанол содержится кислород, а в традиционном бензине его нет. Таким образом, метанол может взорваться с меньшим количеством воздуха в смеси, чем бензин. Весовое соотношение воздух / топливо 8: 1 было бы слишком богатым для бензина и не взорвалось бы, но могло бы взорваться с метанольным топливом. Этот порог изменяется с изменением содержания кислорода в воздухе из-за изменения плотности воздуха.

Данные, представленные в отчете « 5000 л.с. на метаноле » от Germane и Lovell, указывают на взаимосвязь между количеством углерода в молекуле топлива и температурой самовоспламенения. (Джерман, Джефф Дж., Университет Бригама Янга, Технический обзор автомобильного гоночного топлива, SAE 1985, публикация № 852129) (Ловелл, В.Г., Детонационные характеристики углеводородов, Промышленная и инженерная химия, том 40, стр. 2388-2438 , Декабрь 1948 г.)

Нитрометан

Нитрометан диссоциирует на разные фазы.На короткое время некоторые из этих фаз являются последовательными, а некоторые даже одновременными в процессе воспламенения и горения. Однако многие фазы диссоциации нитрометана происходят просто в результате компрессионного нагрева и сгорания.

Первая фаза — эндотермическая. Он поглощает тепло и действует так, как будто его трудно воспламенить. Вот почему магнитное зажигание с длительным временем пребывания искры более эффективно с нитрометановыми топливными смесями, чтобы пройти первую фазу диссоциации сгорания. Вторая и оставшиеся фазы диссоциации при сгорании нитрометана могут быть экзотермическими, то есть горением и выделением тепла (Паспорт безопасности материалов Chem-Supply, нитрометан, 1CHOP, декабрь 2000 г.).

При горении возникают множественные фазы диссоциации с различными промежуточными соединениями и с разными характеристиками самовоспламенения (детонации). Различные смеси нитрометана и метанола еще больше усложняют изменение чувствительности к детонации, поскольку метанол имеет свой собственный набор диссоциаций и поведения. В результате направления настройки могут быть проблемными и непоследовательными от цикла к запуску.

Некоторые настройки нитро могут быть более подвержены детонации при обедненной смеси (более высокое соотношение воздух / топливо).Некоторые настройки нитро могут быть более подвержены детонации при обогащении смеси (более низкое соотношение воздух / топливо). Лучшая процедура настройки — внести как можно меньше изменений в компрессию двигателя, наддув, топливную смесь, температуру топлива и другие параметры, чтобы установить мощность двигателя в соответствии с диапазоном рабочих характеристик. Внесение нескольких изменений от цикла к запуску делает практически невозможным контроль над настройкой из-за блуждающей характеристики температуры самовоспламенения. В результате могут произойти серьезные отказы двигателя.

Недавняя фотография дрэг-гоночных автомобилей Nitro Funnycar со скоростью 300 миль в час, представленных для запуска во время дрэг-рейсинга IHRA National Event с чувствительными к детонации настройками из 90-процентных нитрометановых смесей.

Изменения соотношения воздух / топливо

Изменения в соотношении воздух / топливо также изменяют характеристики чувствительности самовоспламенения. Это изменение сложно в зависимости от степени обогащения. Обогащение до определенного значения имеет тенденцию к снижению чувствительности самовоспламенения. Обогащение метанолом или этанолом может снизить температуру цилиндра до такой степени, чтобы двигатель не взорвался.Однако чрезмерное обогащение этих видов топлива сверх определенного соотношения воздух / топливо может повысить чувствительность к самовоспламенению. Вызывая чрезмерное охлаждение и конденсацию топлива из входящего воздушного заряда, создается обеднение паром, и может произойти самовоспламенение. Он также может замедлить скорость пламени, увеличивая сгорание до такта выпуска. Это может привести к возгоранию на впуске при открытии впускного клапана.

В другом направлении, меньшее обогащение сверх определенного оптимального соотношения воздух / топливо имеет тенденцию к увеличению чувствительности к самовоспламенению.В случае метанола или этанола меньшее обогащение не будет достаточно охлаждать температуру цилиндра, повышая температуру до такой степени, что двигатель может взорваться, особенно при использовании высоких степеней сжатия.

Уникальный трюк гоночной настройки — запустить двигатель до предела детонации, затем разобрать двигатель и измерить толщину верхних подшипников штока. Подшипник слева не показал истончения после пробега. Подшипник справа от того же цилиндра после другого прогона с некоторым утонением из-за детонации.Некоторые изготовители двигателей / тюнеры используют утончение подшипников как показатель степени детонации. Некоторые ранние производители двигателей / тюнеров для гонок на нитро-дрэг-рейсингах освоили этот метод утонения определенного количества стержневых подшипников в качестве индикатора хорошей настройки.

Чрезмерное снижение обогащения может снизить мощность, поскольку сжигается меньше топлива. Продолжающееся снижение обогащения сверх определенной точки может не привести к детонации, поскольку состояние крайней бедности приводит к нехватке топлива для сжигания, и скорость пламени замедляется.Где-то в этом направлении наклона скорость пламени может быть замедлена, продолжая такт выпуска. Это может, как и чрезмерно богатые условия, вызвать обратный эффект при приеме.

Комбинированные эффекты сложны

Топливная смесь из нитрометанола с содержанием нитро-нитрометана примерно до 87 процентов с повышенной насыщенностью менее подвержена детонации. Это то же самое, что и большинство других видов топлива, особенно спиртосодержащих топлив. Тем не менее, смесь нитрометанола с более чем 87% нитро с повышенной насыщенностью становится более склонной к детонации.Это из-за избытка кислорода в топливе. Этот избыток кислорода в более высоком процентном содержании повышает чувствительность смеси к более низкой температуре самовоспламенения. Более богатая смесь нитросмесей с высоким процентным содержанием имеет больший избыток кислорода и большую чувствительность к детонации.

Если есть что-то, что можно убрать из всего этого, так это то, что в гоночной среде причина детонации может быть сложной проблемой, и не так проста, как «Если произойдет X, то выполните Y, чтобы исправить». Когда вы находитесь на этом уровне производительности, ряд факторов, которые могут повлиять на вашу проблему детонации с лишением мощности и потенциально повреждающей двигатель, требует тщательного понимания того, что происходит с вашим топливом между моментом его первого попадания в атмосферу и открытие выпускного клапана.

Влияние стратегии впрыска топлива на характеристики сгорания и соотношение NOx / дымность в ряде рабочих условий для дизельного двигателя DI большой мощности

1.

Sukjit E, Herreros JM, Dearn KD, Garcia-Contreras R, Tsolakis A (2012) Влияние добавления отдельных метиловых эфиров на горение и выбросы этанола и смесей бутанол-дизельное топливо. Energy 42 (1): 364–374

Статья Google ученый

2.

Файад М.А., Эррерос Дж. М., Мартос Ф. Дж., Цолакис А. (2015) Роль альтернативных видов топлива на характеристики твердых частиц (ТЧ) и влияние катализатора окисления дизельного топлива. Environ Sci Technol 49 (19): 11967–11973

Статья Google ученый

3.

Есилюрт М.К. (2018) Оценка дизельного двигателя с непосредственным впрыском, работающего на отработанном биодизельном масле, с точки зрения экологии и экологии. Источники энергии Часть A Восстановление Util Environ Eff 40 (6): 654–661

Статья Google ученый

4.

Оззезен А.Н., Канакчи М., Тюрккан А., Сайин С. (2008) Влияние биодизеля из отработанного пальмового масла для жарки на характеристики, характеристики впрыска и сгорания дизельного двигателя с непрямым впрыском. Energy Fuels 22: 1297–1305

Статья Google ученый

5.

Stone R (1999) Введение в двигатели внутреннего сгорания, 3-е изд. Общество автомобильных инженеров, Уоррендейл. ISBN 978-0-7680-0495-3

Книга Google ученый

6.

Chen SK (2000) Одновременное сокращение выбросов NO _x и твердых частиц за счет использования нескольких впрысков в небольшом дизельном двигателе. Технический документ SAE

7.

Musculus MP, Dec JE, Tree DR (2002) Влияние параметров топлива и отрыва диффузионного пламени на образование сажи в тяжелом дизельном двигателе DI. SAE Trans. https://doi.org/10.4271/2002-01-0889

Артикул Google ученый

8.

Chen P, Ibrahim U, Wang J (2014) Экспериментальное исследование дополнительного впрыска дизельного и биодизельного топлива во время активной регенерации сажевого фильтра. Топливо 130: 286–295

Артикул Google ученый

9.

Роберт CY, Shahed SM (1981) Влияние времени впрыска и рециркуляции выхлопных газов на выбросы дизельного двигателя DI (№ 811234). Технический документ SAE. https://doi.org/10.4271/811234

Артикул Google ученый

10.

How HG, Masjuki HH, Kalam MA, Teoh YH (2018) Влияние времени впрыска и стратегии раздельного впрыска на производительность, выбросы и характеристики сгорания дизельного двигателя, работающего на смеси биодизельного топлива. Топливо 213: 106–114

Артикул Google ученый

11.

Payri F, Benajes J, Arregle J, Riesco JM (2006) Сгорание и выбросы выхлопных газов в тяжелом дизельном двигателе с увеличенной фазой сгорания с предварительным смешиванием посредством замедления впрыска.Oil Gas Sci Technol 61: 247–258

Статья Google ученый

12.

Deep A, Sandhu SS, Chander S (2017) Экспериментальные исследования влияния времени впрыска топлива и давления на одноцилиндровый C.I. двигатель работает на 20% смеси касторового биодизеля в дизельном топливе. Топливо 210: 15–22

Артикул Google ученый

13.

Файад М.А., Цолакис А., Фернандес-Родригес Д., Херрерос Дж. М., Мартос Ф. Дж., Лапуэрта М. (2017) Манипулирование характеристиками выбросов твердых частиц современного дизельного двигателя с помощью стратегий смешивания бутанола и впрыска топлива для эффективных катализаторов окисления дизельного топлива.Appl Energy 190: 490–500

Статья Google ученый

14.

Пикетт Л.М., Зиберс Д.Л. (2004) Сажа в форсунках дизельного топлива: влияние температуры окружающей среды, плотности окружающей среды и давления впрыска. Пламя сгорания 138 (1-2): 114–135

Артикул Google ученый

15.

Can Ö, elikten Ï, Usta N (2004) Влияние добавления этанола на производительность и выбросы дизельного двигателя с непрямым впрыском с турбонаддувом, работающего при различных давлениях впрыска.Energy Convers Manag 45: 2429–2440

Статья Google ученый

16.

Нисида М., Накахира Т., Комори М., Цудзимура К., Ямагути И. (1992) Наблюдение за распылением топлива под высоким давлением с помощью метода лазерного светового листа. SAE Trans. https://doi.org/10.4271/920459

Артикул Google ученый

17.

Есилюрт М.К. (2019) Влияние давления впрыска топлива на рабочие характеристики и характеристики выбросов дизельного двигателя, работающего на отработанных биодизель-дизельных смесях отработанного кулинарного масла.Возобновляемая энергия 132: 649–666

Статья Google ученый

18.

Nehmer DA, Reitz RD (1994) Измерение влияния скорости впрыска и разделенного впрыска на сажу дизельного двигателя и выбросы NO _x . Технический документ SAE

19.

Tow TC, Pierpont DA, Reitz RD (1994) Снижение выбросов твердых частиц и NO _x за счет использования многократного впрыска в тяжелых условиях D. 1. Дизельный двигатель.SAE Int J 940214

20.

Krogerus T, Hyvönen M, Huhtala K (2017) Анализ сигнала давления в общей топливораспределительной рампе двухтопливного большого промышленного двигателя для определения продолжительности впрыска пилотных дизельных форсунок. Топливо 216: 1–9

Артикул Google ученый

21.

Bogarra M, Doustdar O, Fayad MA, Wyszynski ML, Tsolakis A, Ding P, Pacek A, Martin P, Overend R, O’Leary S (2016) Характеристики капельной эмульсии биотоплива на одноцилиндровый исследовательский дизель.Двигатель сгорания 166 (3): 9–16

Google ученый

22.

Хан И.М., Ван Ч. (1971) Факторы, влияющие на выбросы дыма и газообразных загрязнителей из дизельных двигателей с прямым впрыском (№ R&D Rpt)

23.

Raeie N, Emami S, Sadaghiyani OK (2014) Влияние момента впрыска до и после верхней мертвой точки на тягу и мощность дизельного двигателя. Propuls Power Res 3 (2): 59–67

Артикул Google ученый

24.

Parlak A, Yasar H, Hasimoglu C, Kolip A (2005) Влияние времени впрыска на выбросы NO _x дизельного двигателя непрямого впрыска с низким тепловыделением. Appl Therm Eng 25: 3042–3052

Артикул Google ученый

25.

Лапуэрта М., Армас О., Родригес-Фернандес Дж. (2008) Влияние биодизельного топлива на выбросы дизельных двигателей. Prog Energy Combust Sci 34: 198–223

Статья Google ученый

26.

Palash SM, Masjuki HH, Kalam MA, Masum BM, Sanjid A, Abedin MJ (2013) Современные технологии снижения выбросов NO _x и их влияние на рабочие характеристики и характеристики выбросов двигателей с воспламенением от сжатия, работающих на биодизельном топливе . Energy Convers Manag 76: 400–420

Статья Google ученый

27.

Suryawanshi JG, Deshpande NV (2005) Влияние задержки времени впрыска на выбросы и рабочие характеристики двигателя CI, работающего на метилэфирном эфире pongamia (No.2005–01-3677). Технический документ SAE. https://doi.org/10.4271/2005-01-3677

Артикул Google ученый

28.

Агарвал А.К., Дхар А., Шривастава Д.К., Маурья Р.К., Сингх А.П. (2013) Влияние давления впрыска топлива на размер и распределение частиц дизельного топлива в одноцилиндровом исследовательском двигателе CRDI. Топливо 107: 84–89

Артикул Google ученый

29.

Sayin C, Ilhan M, Canakci M, Gumus M (1998) Влияние времени впрыска на выбросы выхлопных газов дизельного двигателя, использующего смеси дизель-метанол.Renew Energy 34: 1261–1269

Статья Google ученый

30.

Фаяд М.А., Фернандес-Родригес Д., Эррерос Дж. М., Лапуэрта М., Цолакис А. (2018) Взаимодействие между архитектурой систем последующей обработки и сжиганием насыщенного кислородом топлива для повышения активности низкотемпературных катализаторов. Топливо 229: 189–197

Артикул Google ученый

31.

Al-Ghezi MKS (2018) Система аккумулирования тепла для солнечной электростанции с параболическим желобом солнечного коллектора.Эликсир Инт J Эликсир Возобновляемая энергия 119: 51122–51125

Google ученый

32.

Krishnamoorthi M, Malayalamurthi R, Shameer PM (2018) Оптимизация на основе RSM рабочих характеристик и характеристик выбросов двигателя с воспламенением от сжатия, работающего на дизельном топливе / смеси масла Aegle Marmelos / диэтилового эфира при различных степенях сжатия, давлении впрыска и впрыска сроки. Топливо 221: 283–297

Артикул Google ученый

33.

Parlak A, Yaşar H, Haşimoglu C, Kolip A (2005) Влияние времени впрыска на выбросы NO _x двигателя с непрямым впрыском топлива с низким тепловыделением. Appl Therm Eng 25 (17–18): 3042–3052

Артикул Google ученый

34.

Fayad MA (2019) Влияние возобновляемого топлива и стратегий впрыска на характеристики сгорания и выбросы газов в дизельных двигателях. Energy Sour Part A Recover Util Environ Eff.https://doi.org/10.1080/15567036.2019.1587091

Артикул Google ученый

Что такого хорошего в прямом впрыске? (Азбука автомобильной техники)

Возможно, вы читали или слышали, как один из ваших любимых редакторов Car Tech рассказывал о непосредственном впрыске бензина и о том, что это одна из «больших технологий», которая помогает сохранить жизнь почти 200-летнему двигателю внутреннего сгорания в 21 веке.В выпуске Азбуки автомобильной техники на этой неделе я собираюсь объяснить, что такое чертовски прямой впрыск бензина и почему вам должно быть важно, находится он в двигателе вашей следующей машины или нет.

Как работал впрыск топлива перед прямым впрыском?
Современному бензиновому двигателю внутреннего сгорания (ДВС) нужны три вещи, чтобы вращать коленчатый вал: насыщенный кислородом воздух, топливо и искра, чтобы взорвать воздух и топливо. Воздух втягивается через впускное отверстие, где он измеряется датчиком массового расхода воздуха (MAF) автомобиля, а затем проходит во впускной коллектор, где единственный впускной канал делится на четыре-восемь впускных направляющих, каждый из которых ведет к одному из цилиндрических каналов вашего автомобиля. камеры сгорания.Где-то на линии всасываемый заряд смешивается с топливом до того, как свеча зажигания заставляет все взлетать в камеру сгорания. Я уверен, что для большинства из вас это ICE 101.

Еще в древние времена технологии двигателей карбюраторы и системы одноточечного впрыска топлива производили относительно неточное смешивание воздуха и топлива во впускном коллекторе или даже перед ним, добавляя примерно необходимое количество топлива для всего ряда цилиндров. По большей части каждая камера сгорания имела то, что ей нужно.Однако, в зависимости от конструкции впускного коллектора, это приближение может привести к тому, что цилиндры, ближайшие к карбюратору или топливной форсунке, получат слишком много топлива (работа на богатой смеси), в то время как цилиндры, расположенные дальше всего, будут слишком малы (работа на обедненной смеси). Квалифицированный тюнер карбюратора (или компьютер с умным двигателем) мог удержать ситуацию от выхода из-под контроля, но даже лучшая настройка была ограничена конструкцией впускного коллектора.

Эта (не в масштабе) иллюстрация демонстрирует, как одноточечный впрыск может вызвать несоответствие между количеством топлива (зеленого цвета), добавляемого в каждый цилиндр.Антуан Гудвин / CNET

В подавляющем большинстве современных автомобилей используется система многоточечного впрыска топлива (MPFI) (также известная как впрыск через порт). Вот как это работает: вместо того, чтобы использовать один инжектор, который распыляет необходимое количество топлива, каждый из отдельных впускных каналов имеет свой собственный инжектор (или инжекторы), который добавляет брызги аэрозольного топлива во всасываемый воздух из инжектора под давлением. Топливно-воздушная смесь втягивается в открытый канал и в камеру сгорания отступающим поршнем.Затем впускной клапан захлопывается, и в уже закрытом цилиндре происходит взрывное сгорание.

Многоточечный впрыск выравнивает подачу топлива, предоставляя каждому цилиндру собственную форсунку. Антуан Гудвин / CNET

По большей части, MPFI просто прекрасен. Он, безусловно, намного более эффективен, чем более старые карбюраторные системы и системы SPFI, благодаря своей способности регулировать количество топлива, добавляемого во впускное отверстие для каждого отдельного цилиндра, выравнивая ранее бедные и богатые цилиндры на крайних концах коллектора, улучшая выработку энергии. и сокращение потерь топлива.Итак, зачем исправлять то, что фактически не сломано?

Как прямой впрыск повышает производительность?
Вы могли заметить, что во время скачков от карбюратора к SPFI к MPFI точка, в которой топливо добавляется во впускной заряд, сместилась от перед дроссельной заслонкой к впускному коллектору и далее к отдельным впускным направляющим — все ближе и ближе в камеру сгорания. Прямой впрыск выводит эту эволюцию на новый уровень, помещая инжектор внутри камеры сгорания.При перемещении форсунки в камеру сгорания система прямого впрыска бензина (GDI) получает несколько преимуществ по сравнению с ранее обсужденными системами.

Непосредственный впрыск еще больше улучшается за счет перемещения топливных форсунок в камеру сгорания. Более точное управление означает, что можно добавить еще меньше топлива. Антуан Гудвин / CNET

Поместив форсунку внутрь цилиндра, компьютер двигателя получает еще более точный контроль над количеством топлива во время такта впуска, дополнительно оптимизируя воздушно-топливную смесь для создания чистого горящего взрыва с очень небольшим расходом топлива и увеличенной подачей мощности.

Система GDI также имеет большую гибкость в отношении , когда в цикл сгорания добавлено топливо. Системы MPFI могут добавлять топливо только во время такта впуска поршня, когда впускной клапан открыт. GDI может подливать топливо, когда это необходимо. Например, некоторые двигатели GDI могут регулировать время так, чтобы меньшее количество топлива впрыскивалось во время такта сжатия, создавая гораздо меньший управляемый взрыв в цилиндре. В этом так называемом сверхбедном режиме сжигания немного снижается прямая мощность, но значительно сокращается количество топлива, используемого в периоды, когда транспортному средству требуется очень мало рывков (холостой ход, движение накатом, замедление и т. Д.).

Двигатели

GDI также быстрее реагируют на эти изменения времени и количества добавляемого топлива, повышая управляемость. Кроме того, автомобиль может более быстро регулироваться на основе сигналов от датчиков, расположенных ниже по потоку от камеры сгорания, что позволяет контролировать выброс грязных выбросов из выхлопной трубы.

Некоторые автопроизводители даже экспериментировали с использованием GDI для подачи дополнительного потока топлива в цилиндр для создания вторичного взрыва во время цикла сгорания, что потенциально привело к еще большей мощности и эффективности.

Вот забавный факт: технология прямого впрыска не , на самом деле так нова, как вы думаете. Эта технология существует с 1920-х годов для бензиновых двигателей и фактически уже используется в большинстве дизельных двигателей.

Есть ли у GDI возможные недостатки?
Вы можете спросить: «Если GDI так хорош, почему его нет в каждой новой машине?»

Частично причина в том, что производство двигателя с прямым впрыском обходится дороже из-за сложности компонентов, а это означает, что автомобиль, который в конечном итоге будет приводить в действие, также будет дороже купить.Например, форсунки двигателя GDI должны быть более прочными, чем форсунки портов, чтобы выдерживать нагрев и давление сотен (или даже тысяч) крошечных взрывов в минуту. Кроме того, поскольку система GDI должна иметь возможность впрыскивать топливо в камеру сгорания под давлением, топливопроводы, по которым подается бензин, должны иметь еще более высокую степень сжатия. Топливные системы GDI могут работать при давлении в несколько тысяч фунтов на квадратный дюйм по сравнению с 40-60 фунтами на квадратный дюйм систем впрыска через порт.

Цена на эти компоненты падает, но в целом и на данный момент портовый впрыск дешевле и «достаточно хорош» для большинства экономичных автомобилей.

Кроме того, некоторые владельцы и специалисты по обслуживанию двигателей GDI (особенно высокопроизводительных моделей с турбонаддувом) сообщают, что в системах с прямым впрыском наблюдается повышенное накопление углерода на задней стороне их впускных клапанов, что со временем приводит к снижению потока воздуха и производительности. Быстрый поиск в Google дает страницу за страницей с анекдотическими сообщениями об этой проблеме. Накопление происходит потому, что в большинстве автомобилей всасываемый воздух, откровенно говоря, довольно грязный — даже с установленными воздушными фильтрами современные системы рециркуляции выхлопных газов и системы вентиляции картера могут добавить немало грязи во всасываемую заправку — и без порта. форсунки, распыляющие бензин (и содержащиеся в нем моющие средства) на клапаны, могут стать довольно грязными на протяжении многих тысяч миль.

Прямой впрыск хорошо сочетается с другими технологиями двигателей.
Автопроизводители находят всевозможные новые способы усовершенствования двигателя внутреннего сгорания с помощью технологии прямого впрыска. Например, некоторые автопроизводители (включая Ford, Audi и BMW) используют GDI в сочетании с турбонаддувом для создания двигателей с малым рабочим объемом, которые обеспечивают небольшой КПД двигателя при большой мощности двигателя.

Система D-4S, используемая в двигателе FR-S / BRZ, сочетает в себе как систему прямого, так и портального впрыска.Антуан Гудвин / CNET

Toyota уже несколько лет предлагает свою систему впрыска топлива D-4S с некоторыми моделями своего 3,5-литрового двигателя V-6. В D-4S используется комбинация прямого впрыска и впрыска через порт, чтобы объединить лучшие черты обеих систем. Как объясняется в этой статье от Wards Auto, система впрыска через порт обрабатывает чистый запуск, прямой впрыск обрабатывает ускорение при полной нагрузке, и две системы работают в тандеме, чтобы сбалансировать все, что между ними.