Признаком детонации двигателя является: Детонация двигателя: причины, способы устранения | SUPROTEC

alexxlabОпубликовано

Содержание

Признаком детонации двигателя является – АвтоТоп

🔧 Причины детонации двигателя при выключении зажигания и запуске.
— Сохрани эту статью к себе на стену.

• Такое явление, как детонация двигателя, знакомо практически каждому автовладельцу. Чаще всего она возникает при движении в гору на высокой передаче с небольшой скоростью. К звуку работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) примешивается жесткий металлический стук, который многие принимают за стук поршневых пальцев.

— Что такое детонация?

• Детонация – это процесс взрывного воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя. В то время как нормальная скорость распространения фронта пламени составляет около 30 м/с, при детонации огонь распространяется в десятки раз быстрее – до 2000 м/с.

• В нормальных условиях смесь начинает воспламеняться, когда поршень немного не доходит до верхней мертвой точки, угол опережения зажигания составляет обычно 2-3 градуса. Завершается вспышка после того, как поршень минует ВМТ. В случае детонации смесь воспламеняется еще в середине такта сжатия. Поршень испытывает сильное противодействие, в итоге пропадает мощность двигателя и значительно повышается расход топлива.

• Данное явление никогда не идет на пользу мотору, однако детонацию можно разделить на допустимую и недопустимую. В первом случае ее даже не всегда удается заметить. Обычно она возникает на низких оборотах и продолжается недолго. Чаще всего подобное происходит в двигателях небольшого объема с относительно большой мощностью и крутящим моментом (например, 107 л.с. и 135 Нм при объеме 1,4 л). Недопустимая детонация, как правило, возникает в форсированных ДВС при повышенных нагрузках на высоких оборотах. Всего после нескольких секунд работы в таких условиях, мотор может получить критические повреждения.

• Существует еще одно явление, которое автовладельцы нередко путают с детонацией – дизелинг. Мотор после выключения зажигания продолжает работать рывками, то с повышением, то с понижением оборотов, звук работы двигателя при этом металлический, схожий со звуком детонации. Это явление иного рода и причины его появления иные: при глушении мотора, бензин в цилиндрах самовоспламеняется из-за высокой степени сжатия, как в дизельном ДВС, отсюда и название. Не следует путать дизелинг с калильным зажиганием – там при глушении рабочая смесь воспламеняется от нагретых электродов свечей и нагара.

— Чем опасна детонация?

• Весь кривошипно-шатунный механизм и головка блока цилиндров испытывают разрушающие нагрузки, способные при длительном воздействии привести к поломке ДВС. Кроме того, температура в цилиндрах также поднимается до недопустимых значений (до +3700 градусов), что грозит прогаром прокладки ГБЦ, а также коррозией днища поршня и зеркала цилиндров.

• рокладка головки блока – это первая деталь, которая придет в негодность из-за детонации. Она способна перенести лишь кратковременную работу в режиме запредельных термических и механических нагрузок. Худшее, чем грозит детонация – замена блока цилиндров, коленчатого вала, поршневой группы и головки блока.

— Причины возникновения детонации:

• Причины, в силу которых возникает данное явление, можно разделить на три группы:

• октановое число бензина;
• конструктивные особенности ДВС;
• условия эксплуатации автомобиля.

— Влияние октанового числа:

• В отличие от дизельного двигателя, в котором воспламенение рабочей смеси происходит благодаря высокой степени сжатия, в бензиновом для этой цели применяется система зажигания. Смесь бензина и воздуха поджигается искрой, возникающей между электродами свечей.

• Степень сжатия у бензиновых моторов намного меньше, это связано с тем, что бензин не столь устойчив к детонации, как дизельное топливо. Основной характеристикой бензина является октановое число, отражающее его детонационную стойкость. Чем оно выше, тем сильнее можно сжать топливно-воздушную смесь.

• Если автомобиль, силовой агрегат которого рассчитан на применение топлива с октановым числом не ниже 95, заправить бензином марки АИ-92, то с высокой долей вероятности можно утверждать, что при высоких нагрузках рабочая смесь в цилиндрах будет детонировать.

• Однако проблема может появиться и в случае, если марка топлива соответствует рекомендациям производителя. Все дело в качестве бензина. Недобросовестные продавцы нередко самостоятельно повышают октановое число, путем добавления в горючее сжиженного пропана или метана. Эти газы очень быстро испаряются, после чего в баке остается низкооктановый бензин.

• Вследствие детонации низкооктанового топлива, в камере сгорания усиленно образуется нагар, который, в свою очередь, может вызвать такое явление, как калильное зажигание. В этом случае двигатель продолжает работать даже после выключения зажигания. Причины его возникновения в том, что воспламеняется топливно-воздушная смесь не от искры, а от раскаленных электродов свечи или нагара.

— Влияние конструктивных особенностей:

• Причины возникновения детонации могут крыться в конструктивных особенностях двигателя.
К их числу можно отнести:

• степень сжатия;
• форму камеры сгорания;
• форму днища поршня;
• наличие наддува;
• расположение свечей зажигания.

• Так, чем выше степень сжатия, тем ДВС более склонен к детонации. То же можно сказать и о системах наддува («надутым» моторам требуется высокооктановый бензин).

— Влияние условий эксплуатации:

• Не последнюю роль играют и условия, в которых эксплуатируется машина. Детонация может возникать при движении на повышенной передаче с низкой скоростью. Так, если попытаться въехать в гору на четвертой передаче со скоростью 30 км/ч, из-под капота незамедлительно раздастся характерный металлический стук.

• Свое влияние оказывает правильность работы системы зажигания (рабочая смесь в цилиндрах детонирует при раннем зажигании), исправность системы охлаждения двигателя, наличие нагара на поршнях и в камерах сгорания. Подвергают себя опасности автовладельцы, стремящиеся любыми способами уменьшить аппетит машины. С этой целью электронный блок управления «перепрошивается» для приготовления более бедной смеси, чем нужно. В результате ухудшается динамика авто, а при повышенных нагрузках возникает детонация.

Детона́ция (от фр. détoner — «взрываться» и лат. detonare — «греметь» [1] ) — режим горения, при котором по веществу распространяется ударная волна, инициирующая химические реакции горения, в свою очередь, поддерживающие движение ударной волны за счёт выделяющегося в экзотермических реакциях тепла. Комплекс, состоящий из ударной волны и зоны экзотермических химических реакций за ней, распространяется по веществу со сверхзвуковой скоростью и называется детонационной волной [1] . Фронт детонационной волны — это поверхность гидродинамического нормального разрыва.

Скорость распространения фронта детонационной волны относительно исходного неподвижного вещества называется скоростью детонации. Скорость детонации зависит только от состава и состояния детонирующего вещества и может достигать нескольких километров в секунду как в газах, так и в конденсированных системах (жидких или твёрдых взрывчатых веществах). Скорость детонации значительно превышает скорость медленного горения, которая всегда существенно меньше скорости звука в веществе и не превышает нескольких метров в секунду.

Многие вещества способны как к медленному (дефлаграционноному) горению, так и к детонации. В таких веществах для распространения детонации её необходимо инициировать внешним воздействием (механическим или тепловым). В определённых условиях медленное горение может самопроизвольно переходить в детонацию.

Детонацию, как физико-химическое явление, не следует отождествлять со взрывом. Взрыв — это процесс, в котором за короткое время в ограниченном объёме выделяется большое количество энергии и образуются газообразные продукты взрыва, способные совершить значительную механическую работу или вызвать разрушения в месте взрыва. Взрыв может иметь место и при воспламенении и быстром сгорании газовых смесей или взрывчатых веществ в ограниченном пространстве, хотя при этом детонационная волна не образуется. Так, быстрое (взрывное) сгорание пороха в стволе артиллерийского орудия в процессе выстрела не является детонацией.

Стук, возникающий в двигателях внутреннего сгорания, также называют детонацией (англ. knock ), однако это не детонация в строгом смысле этого слова. Стук вызывается преждевременным самовоспламенением топливовоздушной смеси с последующим быстрым её сгоранием в режиме взрывного горения, но без образования ударных волн. Детонационные волны в работающем двигателе (англ. superknock ) [2] возникают крайне редко и только при нарушении условий эксплуатации, например из-за нештатного низкооктанового топлива. При этом двигатель очень быстро выходит из строя из-за разрушения конструкционных элементов ударными волнами.

Содержание

История исследований явления [ править | править код ]

Вероятно, впервые термин «детонация» был введён в научный обиход Лавуазье в «Трактате по элементарной химии» (фр. Traité élémentaire de chimie ), опубликованном в Париже в 1789 году [3] . Во второй половине XIX века были синтезированы вторичные взрывчатые вещества, в основе действия которых лежит явление детонации. Однако из-за большой скорости детонационной волны и разрушительного действия взрыва научное изучение детонации оказалось чрезвычайно затруднено и началось с публикаций исследований явления детонации газовых смесей в трубах в 1881 году французскими химиками Малляром и Ле Шателье и независимо от них Бертло и Вьелем [4] . В 1890 году русский учёный В. А. Михельсон, опираясь на работы Гюгонио по ударным волнам, вывел уравнения для распространения детонационной волны и получил выражение для скорости детонации [5] . Дальнейшее развитие теории было выполнено Чепменом в 1899 году [6] и Жуге в 1905 году [7] . В теории Чепмена—Жуге, названной гидродинамической теорией детонации, детонационная волна рассматривалась как поверхность разрыва, а условие для определения скорости детонации, названное их именами ( условие Чепмена—Жуге [en] ), было введено как постулат.

В 1940-е годы Я. Б. Зельдович разработал теорию детонации, в которой учитывается конечное время протекания химической реакции вслед за нагревом вещества ударной волной. В этой модели условие Чепмена—Жуге получило ясный физический смысл как правило отбора скорости детонации [8] , а сама модель была названа моделью ZND [en] — по именам Зельдовича, Неймана и Дёринга, так как независимо от него к схожим результатам пришли фон Нейман [9] в США и Дёринг [10] в Германии.

Модели Чепмена—Жуге и ZND позволили существенно продвинуться в понимании явления детонации, однако они по необходимости были одномерными и упрощёнными. С ростом возможностей экспериментального исследования детонации в 1926 году английскими исследователями Кэмпбеллом и Вудхедом был открыт эффект спирального продвижения фронта детонации по газовой смеси [11] . Это явление получило название «спиновой детонации» и впоследствии было обнаружено и в конденсированных системах [12] .

В 1959 году сотрудники ИХФ АН СССР Ю. Н. Денисов и Я. К. Трошин открыли явление ячеистой структуры и пульсирующих режимов распространения детонационной волны [13] [14] .

Механизм детонации [ править | править код ]

Детонация может возникать в газах, жидкостях, конденсированных веществах и гетерогенных средах. При прохождении фронта ударной волны вещество нагревается. Если ударная волна достаточно сильная, то температура за фронтом ударной волны может превысить температуру самовоспламенения вещества, и в веществе начинаются химические реакции горения. В ходе химических реакций выделяется энергия, подпитывающая ударную волну. Такое взаимодействие газодинамических и физико-химических факторов приводит к образованию комплекса из ударной волны и следующей за ней зоны химических реакций, называемого детонационной волной. Механизм превращения энергии в детонационной волне отличается от механизма в волне медленного горения (дефлаграции), движущейся с дозвуковой скоростью, в которой передача энергии в исходную смесь осуществляется в основном теплопроводностью [15] .

Гидродинамическая теория детонации [ править | править код ]

Если характерные размеры системы заметно превышают толщину детонационной волны, то её можно считать поверхностью нормального разрыва между исходными компонентами и продуктами детонации. В этом случае законы сохранения массы, импульса и энергии по обеим сторонам разрыва в системе координат, где фронт волны неподвижен, выражаются следующими соотношениями:

  • ρ 0 D = ρ ( D − u ) <displaystyle
    ho _<0>D=
    ho (D-u)>— сохранение массы,
  • P 0 + ρ 0 D 2 = P + ρ ( D − u ) 2 <displaystyle P_<0>+
    ho _<0>D^<2>=P+
    ho (D-u)^<2>>— сохранение импульса,
  • P 0 D + ρ 0 D ( e 0 + D 2 / 2 ) = P ( D − u ) + ρ ( D − u ) ( e + ( D − u ) 2 / 2 ) <displaystyle P_<0>D+
    ho _<0>D(e_<0>+D^<2>/2)=P(D-u)+
    ho (D-u)(e+(D-u)^<2>/2)>— сохранение энергии.<2>(V_<0>-V)>,
  • e − e 0 = 1 2 ( P + P 0 ) ( V 0 − V ) <displaystyle e-e_<0>=<frac <1><2>>(P+P_<0>)(V_<0>-V)>[16] .

Первое соотношение выражает линейную зависимость между давлением P и удельным объёмом V=1/ρ и называется прямой Михельсона (в зарубежной литературе — прямой Рэлея). Второе соотношение называется детонационной адиабатой или кривой Гюгонио (в зарубежной литературе также — Рэнкина—Гюгонио). Если известно уравнение состояния вещества, то внутренняя энергия может быть выражена через давление и объём, и кривая Гюгонио может быть также представлена как линия в координатах P и V [17] .

Модель Чепмена—Жуге [ править | править код ]

Система двух уравнений (для прямой Михельсона и кривой Гюгонио) содержит три неизвестных (D, P и V), поэтому для определения скорости детонации D требуется дополнительное уравнение, которое невозможно получить только из термодинамических соображений. Поскольку детонационная волна устойчива, звуковые возмущения в продуктах не могут догонять фронт детонационной волны, иначе он будет разрушаться. Таким образом, скорость звука в продуктах детонации не может превышать скорость течения за фронтом детонационной волны.

На плоскости P, V прямая Михельсона и кривая Гюгонио могут пересекаться не более чем в двух точках. Чепмен и Жуге предположили, что скорость детонации определяется по условию касания прямой Михельсона и кривой Гюгонио для полностью прореагировавших продуктов (детонационной адиабаты). В этом случае прямая Михельсона является касательной к детонационной адиабате, и эти линии пересекаются ровно в одной точке, названной точкой Чепмена-Жуге (CJ). Это условие соответствует минимальному наклону прямой Михельсона и физически означает, что детонационная волна распространяется с минимально возможной скоростью, и скорость течения за фронтом детонационной волны в точности равна скорости звука в продуктах детонации [18] .

Модель Зельдовича, Неймана и Дёринга (ZND) [ править | править код ]

Модель Чепмена-Жуге позволяет описать распространение детонационной волны как гидродинамического разрыва, но не даёт ответов на вопросы, связанные со структурой зоны химических реакций. Эти вопросы стали особенно актуальными в конце 1930-х годов в связи с быстрым развитием военной техники, боеприпасов и взрывчатых веществ. Независимо друг от друга Я. Б. Зельдович в СССР, Джон фон Нейман в США и Вернер Дёринг в Германии создали модель, названную впоследствии по их именам моделью ZND. Аналогичные результаты были получены и в кандидатской диссертации А. А. Гриба, выполненной в 1940 году в Томске [19] .

В этой модели считается, что при распространении детонации вещество сначала нагревается при прохождении фронта ударной волны, а химические реакции начинаются в веществе спустя некоторое время, равное задержке самовоспламенения. В ходе химических реакций выделяется тепло, которое приводит к дополнительному расширению продуктов и увеличению скорости их движения. Таким образом, зона химических реакций выступает в роли своего рода поршня, толкающего ведущую ударную волну и обеспечивающего её устойчивость [20] .

На диаграмме P, V эта модель условно отображается в виде процесса, первой стадией которого будет скачок по адиабате Гюгонио для исходного вещества в точку с максимальным давлением, с последующим постепенным спуском по прямой Михельсона до её касания с адиабатой Гюгонио для прореагировавшего вещества, то есть до точки Чепмена-Жуге [21] . В этой теории правило отбора скорости детонации и гипотеза Чепмена-Жуге получают своё физическое обоснование. Все состояния выше точки Чепмена-Жуге оказываются неустойчивыми, так как в них скорость звука в продуктах превышает скорость течения за фронтом детонационной волны. В состояния ниже точки Чепмена-Жуге попасть невозможно, так как скачок давления на фронте ударной волны всегда больше конечной разности давлений между продуктами детонации и исходным веществом [22] .

Однако такие режимы могут наблюдаться в эксперименте при искусственном ускорении детонационной волны, и они называются соответственно пересжатой или недосжатой детонацией [23] .

Детонация в технике [ править | править код ]

В двигателях внутреннего сгорания детонацией часто называют взрывное горение в цилиндре (см. Стук в двигателе). Двигатели внутреннего сгорания, реализующие цикл Отто, рассчитаны на медленное горение горючей смеси без резких скачков давления. Быстрое сгорание смеси резко повышает давление в камере сгорания, что приводит к ударным нагрузкам на детали конструкции двигателя и быстрому выходу двигателя из строя. Топливо с более высоким октановым числом допускает большую степень сжатия и лучше противостоит детонации [24] .

Детонационное горение является наиболее термодинамически выгодным способом сжигания топлива и преобразования химической энергии топлива в полезную работу [25] . Поэтому детонация может применяться в рабочем процессе в камерах сгорания перспективных энергетических установок, таких как импульсный детонационный двигатель [26] [27] .

Явление детонации лежит в основе действия взрывчатых веществ, широко применяемых как в военном деле, так и в гражданской хозяйственной деятельности при производстве взрывных работ [28] .

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.

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.

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.

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.

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.

Причины детонации двигателя

                                     

Причины детонации двигателя

 

Стук, возникающий при разгоне автомобиля, многие классифицируют как «стук пальцев», что не верно, — это результат детонации.

Одной из причин детонации может быть чрезмерно раннее зажигание. При этом топливная смесь воспламеняется преждевременно, а высвобождаемая энергия затрачивается только на увеличение силы трения в кривошипно-шатунном механизме и может привести к повреждению пар трения (например, к образованию задиров на коленвале и вкладышах).

Еще одной причиной детонации является использование более низкооктанового топлива, чем это предусмотрено в технических требованиях изготовителя конкретного двигателя (например, использование бензина А-76 вместо А-95).

Фактически, низкооктановые бензины — рассчитаны на использование в двигателях, степень сжатия в которых ниже, чем в тех двигателях, которые рассчитаны на использование более высокооктановых бензинов. Поэтому, топливная смесь, приготовленная из низкооктанового бензина (при ее использовании в двигателе с более высокой степенью сжатия) — детонирует (сгорает со скоростью взрыва), при чем выделяется большое количество тепловой энергии, что в свою очередь, при продолжительной эксплуатации двигателя приводит к его серьезным повреждениям.

Признаками детонации двигателя является черный дым из выхлопной трубы и падение мощности двигателя из-за нарушения процесса горения топливной смеси.

Полное отсутствие детонации — тоже плохо и может свидетельствовать либо о слишком позднем зажигании, либо об использовании более высокооктанового бензина.

 

                   

Калильное зажигание: условия и причины возникновения

 

Детонация и калильное зажигание — это два разных явления.

Калильное зажигание — это процесс воспламенения топливной смеси поверхностью какой-либо чрезмерно нагретой детали камеры сгорания.

При калильном зажигании сгорание смеси происходит как обычно, однако несколько преждевременно и равносильно самопроизвольному увеличению угла опережения зажигания по отношению к оптимальному значению. В таком режиме мощность двигателя внезапно и резко падает, и если не снизить нагрузку на двигатель — перегретые детали будут повреждены.

Теоретически, разделяют два случая калильного зажигания — до возникновения искры между электродами свечи зажигания или после этого.

Реальную опасность для двигателя представляет только первый случай.

Наиболее типичной причиной возникновения калильного зажигания является перегрев свечей зажигания, который может возникнуть в случае использования слишком «горячих» свечей зажигания.

Кроме этого, источником калильного зажигания могут быть выпускной клапан или поршень. Здесь следует отметить о том, что температура, при которой может произойти калильное зажигание от перегретого клапана или поршня — меньше, чем у свечи, так как воспламеняющая способность зависит не только от величины нагрева, но и от величины площади поверхности перегретой детали.

Также, здесь следует отметить, что перегрев выпускного клапана может быть спровоцирован неправильной регулировкой газораспределительного механизма, в результате которой выпускной клапан зажат настолько, что не в состоянии герметично закрывать отверстие в головке двигателя для выпуска выхлопных газов из камеры сгорания.

Основные причины возникновения калильного зажигания является чрезмерно раннее зажигание и эксплуатация двигателя в течение продолжительного времени в режиме максимальной мощности, на максимальных оборотах (недостаточное охлаждение блока цилиндров и его головки), когда полностью открыта дроссельная заслонка (обогащенная топливная смесь).

Таким образом, калильное зажигание возникает в режиме

максимальной мощности  двигателя.

 

                       Работа двигателя после выключения зажигания

(Вспышки при выключенном зажигании)

 

Работа двигателя после выключения зажигания, то есть в режиме минимальной нагрузки (на холостом ходу), — наиболее вероятна после движения автомобиля в условиях, которые способствуют повышенному нагреву деталей двигателя.

В таких условиях, уже после выключения зажигания, коленчатый вал под действием инерции продолжает свое движение, в результате чего топливная смесь попадает в один из цилиндров двигателя и при медленном сжатии успевает нагреться до температуры самовоспламенения, а после этого следует рабочий цикл, который приводит к захвату топливной смеси другим цилиндром и т.д. Работа двигателя в таком режиме может продолжаться на протяжении от нескольких секунд — до нескольких минут (процесс будет продолжаться до тех пор пока двигатель постепенно не остынет).

Также, следует отметить, что, кроме нагрева деталей двигателя, на продолжительность работы двигателя влияют отработавшие газы, оставшиеся в цилиндре после предыдущего рабочего цикла, так как на низкой частоте вращения вентиляция цилиндров значительно хуже. Поэтому, отработанные газы, смешиваясь со свежей топливной смесью, прогревают ее, улучшая условия для самовоспламенения. Кроме этого, снижение концентрации рабочей смеси за счет разбавления отработанными газами — исключает возникновение детонации, поэтому работа двигателя после выключения зажигания практически безопасна, не смотря на неравномерность его вращения.

Практически все современные двигатели оборудованы электромагнитным клапаном, который перекрывает подачу топлива в карбюратор через систему холостого хода после выключения зажигания, и поэтому исключает возможность его работы в таком режиме.

Поэтому, работа двигателя современного автомобиля после выключения зажигания может свидетельствовать о неисправности вышеуказанного электромагнитного клапана или о неисправности цепей его управления.

Для того, что бы остановить двигатель, продолжающий работать после выключения зажигания, — необходимо ненадолго глубоко нажать на педаль газа (что бы в камеру сгорания попало большое количество топливной смеси, которое охладит перегретые детали и устранит условия для возникновения процесса самовоспламенения).

Еще одним способом, который позволяет сократить продолжительность работы двигателя после выключения зажигания, — является понижение частоты вращения двигателя на холостом ходу, однако при этом может повыситься токсичность выхлопных газов, а также ухудшаются условия его смазки.

 

                          Влияние нагара на режим работы двигателя

 

Еще одним фактором, который влияет на режим работы двигателя — является нагар на стенках камеры сгорания.

Влияние наличия нагара проявляется в ухудшении условий для охлаждения головки блока двигателя, в повышении фактической степени сжатия рабочей смеси, а также в том, что нагар может оказывать каталитическое действие, вызывая самовоспламенение работы смеси.

При изменении режимов работы двигателя нагар может разрыхляться и расслаиваться, при этом, частицы, отделившиеся от стенок камеры сгорания легко перегреваются и могут провоцировать возникновение калильного зажигания.

В совокупности — эти факторы способствуют созданию условий, при которых невозможно нормальное сгорание топливной смеси.

Поэтому, в случае, если во время форсированной езды по автомагистрали в двигателе прослушиваются какие-то непонятные стуки — это не детонация. Логичнее объяснить их самовоспламенением топлива из-за перегрева двигателя или обильного нагара в камерах сгорания. Однако, если стуки проявляются на переменных режимах работы двигателя, то это признак детонации.

 

Автор: Alex Petrovsky

                                                                                         

 

 

                                                              

                                                               

 

                                                                          НА ВЕРХ

Причины и признаки детонации двигателя

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 чего используют датчик детонации

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.

Варианты решения

  • 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.

Последствия на фото

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.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Почему возникает детонация на холодном и горячем двигателе: основные причины

Дальше рассматривается только один тип двигателей – инжекторные. А у них, как известно, всем управляет блок ЭБУ: он регулирует подачу топлива, а также переключает ток в катушках зажигания. Главное, что под контролем ЭБУ находятся две важных цифры – угол опережения зажигания и насыщенность смеси. Интересно то, что других параметров, влияющих на появление детонации, назвать будет нельзя (их нет). А сама детонация – это горение, но проходящее в таком режиме, когда очаг воспламенения находится вдали от свечи. Проще говоря, если «нештатные» очаги есть, то есть и детонация. Ниже рассказывается о том, чем она, то есть детонация, может быть вызвана.

Признаки и последствия детонации двигателя

Все детали, составляющие конструкцию мотора, рассчитаны только на определённую температуру и давление. А не рассчитаны они на повышенные ударные нагрузки, которые сопровождают детонацию всегда. Снаружи двигателя слышится характерный звон (стук), а внутри происходит следующее: на деталях образуются очаги разрушения. Такие дефекты со временем не уменьшаются, а как раз наоборот. Срезанные, сорванные кромки поршней – это и есть результат детонации, которая появлялась регулярно.

Боковая поверхность и верхние кромки страдают в первую очередь

Её результатом может быть и пробой прокладки ГБЦ. Заметим, что само явление детонации сопровождается изменением выхлопа: состав меняется, цвет темнеет, температура понижается. Впрочем, всё это заметить сложно – детонация может появляться и исчезать. Остаётся надеяться на чуткость слуха, да на лампу Check Engine.

Даже появление устойчивой детонации не всегда приводит к срабатыванию индикатора. Например, при выходе из строя датчика дроссельной заслонки получается следующее: ЭБУ «думает», что всё нормально, а мотор «шпарит» на обеднённой смеси и при этом, конечно же, он будет «звенеть».

Почему «звенит» холодный двигатель

Детонация на холодном двигателе, если она действительно возникает, чаще будет обусловлена одним фактором – слишком обеднённой смесью в одном или нескольких цилиндрах. И тут надо смотреть, что стало причиной. Наиболее частой из этих причин становится засорение форсунок. Объём топлива, подаваемого на такте впуска, должен соответствовать числам, рассчитанным программой контроллера. В случае появления засора это правило не выполняется.

Форсунки иногда нужно чистить

Надо сказать, по мере прогрева эффект может исчезать полностью. Проверять нужно фильтр грубой очистки, затем фильтры на всех форсунках, ну а засорение самой форсунки – неприятность довольно серьёзная. И бороться с ней будет накладно с финансовой точки зрения.

Блок ЭБУ стремится компенсировать засор, варьируя разные параметры. Детонация при этом не возникает, однако снижается мощность. Но «регулирование», о котором шла речь, тоже имеет свои пределы – при значительной степени засорённости оно не помогает. Тогда зажигается лампа Check, а двигатель начинает «звенеть».

Пусть наблюдается детонация при запуске горячего двигателя – она появляется и сразу исчезает. Тот же эффект может обнаруживаться и при «холодном» запуске. В таком случае можно утверждать, что неисправен датчик детонации. Сам датчик выходит из строя редко, и скорее всего, проблема – в проводке. О наличии неисправности скажет включение лампы Check. Но пока обороты остаются низкими, на некоторых двигателях лампочка не срабатывает.

Появление детонации контролирует именно такой датчик

Блок ЭБУ, как мы говорили, регулирует два параметра: угол опережения зажигания, степень насыщенности смеси. Если сигнал, считываемый с датчика, полностью отсутствует, то ЭБУ выставляет значения на «разумный минимум». Смесь не будет слишком обеднённой, чтобы исключить детонацию. Но в первую секунду блок ЭБУ «не знает», что сигнал с датчика отсутствует, и параметры доводятся «до предела».

Проведите опыт: отключите, а через 5 минут снова подключите любую клемму АКБ, выполните старт. Затем обороты двигателя нужно повысить до 3000 об/мин. Детонация, продолжающаяся 1-2 секунды, должна наводить на одну мысль: неисправности в цепи датчика – есть, их надо искать.

Детонация может возникнуть и после прогрева

Если говорить об «инжекторе», а не о карбюраторном ДВС, нужно заметить, что детонация на горячем двигателе – явление трудноуловимое. Она может возникать только под нагрузкой, то есть стоять и «газовать», пытаясь услышать звон, будет бесполезно. Одной из причин появления детонации является поломка датчиков – это датчик температуры, а также датчик положения заслонки дросселя. Рассмотрим оба вопроса подробнее.

Чтобы заметить эффект от поломки температурного датчика (ДТОЖ), нужно прогреть двигатель до 90-100 Гр. C. Возможно, это удастся сделать, не выезжая с парковки, но в зимнее время такой прогрев займёт ровно час. Дальше, принимая значение температуры равным 80 градусам, блок ЭБУ продолжит корректировать угол опережения в соответствии с этим «усреднённым» значением. А оно является заниженным, и поэтому возникнет детонация. Сам угол опережения затем будет сразу уменьшен. Но такая регулировка, конечно же, имеет пределы.

Любой датчик ДТОЖ – обычный терморезистор

Неисправный датчик может проявлять себя по-разному: до прогрева он ведёт себя нормально, затем начинает «чудить». И вот тогда, то есть в таких случаях, неисправность не определяется и лампа не загорается. А детонация может исчезать и снова появляться. Тут нужен БК: надо смотреть, чему равны «цифровые» показания температуры.

При отсутствии датчика ДТОЖ блок ЭБУ считает, что температура равна 80-ти градусам. Превысив этот предел, легко добиться появления устойчивой детонации.

Пусть будет неисправен датчик положения дроссельной заслонки. И допустим, считываемое с него значение – меньше, чем «настоящее». Тогда смесь будет слишком обеднённой, и детонация на горячем двигателе возникнет обязательно. Кстати, пока мотор не прогрет, эффект не проявится. Ещё одним важным фактором считается наличие нагрузки.

Датчик считывает угол отклонения дроссельной заслонки

Выше сказано, что к детонации приводит сочетание трёх факторов:

  1. Поломка датчика заслонки;
  2. Значительная нагрузка на двигатель;
  3. Достаточный уровень прогрева.

Устранять нужно, конечно же, именно первый фактор. Тогда мотор можно будет эксплуатировать в любых режимах.

Пытаясь газовать на стоянке, нет смысла ждать появления детонации по причине неисправности датчика. Речь идёт, разумеется, только о датчике положения заслонки. Смотрите, что указано в «пункте 2» – мотору нужна нагрузка. Это значит, что эффект не проявит себя, если передача не включена.

Пара слов о калильном зажигании

В 50-е годы явление детонации только начинали изучать. Тогда был обнаружен следующий эффект: воспламенение могло происходить раньше, чем появлялась искра. Выяснилось, что очагом воспламенения являлись частички нагара. Сам эффект, о котором идёт речь, был назван «калильным зажиганием». И этот эффект, оказывается, приводит к детонации всегда.

Не путать с детонацией при выключении зажигания!

Такой нагар становится причиной калильного зажигания

Логика здесь состоит в следующем: детонация появляется в случаях, когда зажигание является «ранним». Но калильное зажигание, как многие знают, всегда предшествует «штатному». Блок ЭБУ исправно контролирует момент появления искры, но в этом не всегда будет смысл – горение может идти уже тогда, когда ток в катушке ещё отсутствует.

Допустим, появляется детонация при запуске горячего двигателя, и она не исчезает через секунду или две. Как известно, так может проявляться калильное зажигание. А вот на «холодном» двигателе калильное зажигание не возникает никогда. Это утверждение в совокупности с первым позволяет выполнять диагностику.

Заметим ещё раз – здесь говорится о причинах появления детонации. Одной из них принято считать эффект «калильного зажигания». Его, в свою очередь, вызывает наличие любого из факторов:

  • Появление характерного нагара на плоском электроде либо на корпусе свечи;
  • Полное или частичное выгорание центрального электрода;
  • В редких случаях очагами воспламенения могут быть отложения на клапанах, ещё реже – копоть на поршне. Но в каждом таком случае оказывается, что центральный электрод прогорел полностью.

Третий пункт соответствует фактору, очень редко встречающемуся на практике. Так что делайте выводы правильно.

Вопрос-ответ

Возможно, прочитав сотни форумов и перелопатив гору специальной литературы, читатель так и не найдёт ответ на свой вопрос. Но прежде чем везти авто на диагностику, можно ознакомиться с наиболее распространёнными вопросами, касающимися работы двигателей. Ответы здесь приводятся тоже:

  • В: Может ли детонация быть связана с появлением нагара?
  • О: В моторах с водяным охлаждением нагар образуется в любом случае. Толщина слоя всё время меняется, но контроллер нужен затем, чтобы подстраиваться под любые изменяющиеся условия. Что верно и для карбюраторных двигателей, если ими управляет блок ЭБУ.
  • В: Как влияет калильное число свечей на появление калильного зажигания?
  • О: Если установите «слишком холодную» свечу – получите нагар на электроде и на корпусе. Установка «горячих» свечей – случай более сложный. Если калильное число будет меньше рекомендованного, то не обязательно перегрев корпуса свечи приведёт к калильному зажиганию. Однако розжиг смеси раскалённой керамикой – процесс вероятный. На практике следует обращать внимание и на правильность выполнения монтажа (см. рис.).
  • В: Раньше возникала детонация на горячем двигателе. После смены заправки всё прошло. Наверное, неисправен контроллер?
  • О: Скорее неисправен датчик детонации, его проводка и т.д. Повысьте обороты до 3500 об/мин – лампа Check должна включиться сразу.

Иллюстрация ко второму вопросу приводится ниже:

Ошибки при монтаже свечей зажигания

Может быть, читатели дополнят список, оставляя грамотные комментарии и отзывы.

Звук детонации двигателя на видео

Детонация двигателя — что это такое

Детонация двигателя является одной из самых тревожных проблем транспортного средства, но не многие знают, что это такое и с чем связано. В принципе, она возникает, когда смесь воздух/топливо внутри цилиндра неправильно распределяется, что делает неравномерным горение. В нормальных условиях топливо сгорает в цилиндре в процессе смешивания с воздухом и необходимой энергией. Когда начинается взрыв внутри цилиндра, оно горит неравномерно, что может повредить стенки цилиндра и сам поршень.

Что это такое – детонация двигателя?

Детонация мотора появилась одновременно с рождением двигателя внутреннего сгорания и описывается как автоматическое зажигание газа в камере сгорания. В первое время не было возможности проверить её действие и бытовало мнение, что всё дело в зажигании. Тем не менее только в 1940 годах была проверена теория её возникновения, возможность обнаружения и последующие действия устранения этого явления.

Когда двигатель переходит в детонацию, слышится громкий шум. Поскольку её последствия очень печальны, важно определить, что является причиной такого взрывного горения горючей смеси. Чтобы устранить проблему, возможно, нужно изменить работу двигателя, в противном случае она может его разрушить в короткий промежуток времени. Характерный звук от двигателя в процессе этого явления обусловлен давлением волны в случае сгорания от вибрации стенок цилиндра. Газ и форма, размеры и толщина камеры сгорания и стенки цилиндра определяют высоту звуковой волны.

Детонация двигателя на холостом ходу может произойти после прохождения транспортным средством условий, которые способствуют повышению нагрева деталей силового агрегата. Даже если выключить зажигание, под воздействием энергии коленчатый вал продолжает движение, что приводит к попаданию топлива в цилиндр мотора, а там оно успевает нагреться до такой температуры, что само по себе воспламеняется.

Детонация двигателя – устанавливаем причины

Детонация двигателя является крайне нежелательным процессом при работе двигателя вашего автомобиля. Так как сама детонация является неконтролируемым процессом ускоренного сгорания топливно-воздушной смеси сопровождаемая резкими ударными нагрузками на ЦПГ (цилиндро поршневую группу), а так же кривошипно-шатунный механизм. Разберемся с причинами возникновения детонации:

1. Заниженное октановое число

Первым делом при возникновении детонации двигателя следует перейти на заправку двигателя более высокооктановым бензином (в пределах разрешенных заводом производителем). В современных двигателях степень сжатия является повышенной, что подразумевает использование топлива с повышенным октановым числом.

2. Раннее зажигание

Часто встречаются случаи с установкой сильно раннего зажигания. Делается это для того, чтобы двигатель лучше «реагировал» на открытие дроссельной заслонки. Так оно и есть, но в этом трюке есть одна тонкость. Устанавливая слишком раннее зажигание мы провоцируем возникновение преждевременного воспламенения топливно-воздушной смеси как раз в тот момент, когда поршень движется вверх к ВМТ (верхней мертвой точке), а раннее воспламенение оказывает на него противодействующую ударную нагрузку, что и приводит к детонации и повышенному перегреву внутри цилиндра.

3. Обеднённая смесь

Обедненная смесь имеет повышенное содержание воздуха и недостаточное содержание топлива. Такая смесь создается в двух случаях: либо в случае ошибки в регулировках, либо намеренно для увеличения мощности двигателя.

В случае качественной смеси (как предусмотрено заводом) топливо обеспечивает более плавное ее воспламенение, что позволяет контролировать температуру горения. Обедненная же смесь вызывает перегрев внутренних элементов двигателя, что влечет при дальнейших впрысках топлива, неконтролируемое воспламенение смеси. Обедненная смесь сильно увеличивает шансы возникновения детонации двигателя.

4. Нагар/отложения в камере сгорания

Детонация двигателя может возникать в случае образования отложений, которые создают «тепловую рубашку» в камере сгорания, что соответственно приводит к значительному повышению рабочих температур и неконтролируемому воспламенению смеси в цилиндре.

5. Свечи зажигания

Для каждого двигателя внутреннего сгорания предназначены свечи подходящие под конкретный двигатель по тепловым характеристикам. Несоответствием же свечей может быть вызвана детонация двигателя. Следует помнить, что при регулярно повторяющейся детонации прогорают днище поршня и клапана. А так же возникает сильный износ двигателя за счет не рассчитанных ударных нагрузок на внутренние детали. При обнаружении детонации следует заняться скорейшим устранением причины, во избежание дорогостоящего ремонта.

Последствия детонации

При таком «неправильном» сгорании топлива температура в цилиндрах резко повышается, что пагубно сказывается на свечах зажигания, клапанах и поршневых кольцах. Резкая температура способствует выгоранию масляной пленки на цилиндрах, что в свою очередь, неизбежно приводит к более интенсивному износу цилиндропоршневой группы вплоть до залегания колец и появления задиров на стенках цилиндров. Выгорание электродов свечей, трещины, зазубрины и оплавления на поршнях, клапанах и цилиндрах, – это далеко не полный список последствий детонационных стуков в двигателе.

Наряду с высокой температурой возникает и ударная нагрузка на все движущиеся части механизмов двигателя. В первую очередь страдает кривошипно-шатунный механизм. Сильные ударные нагрузки негативно сказываются на состоянии поршня, шатуна, а также коренных и шатунных вкладышей и коленчатого вала. Другими словами, ни один механизм двигателя не приспособлен к детонационным нагрузкам.

Звук детонации двигателя – стоит ли обращать внимание на дефект?

К чему приводит сильная детонация двигателя, признаки которой изложены выше?

Во-первых, существенно падает мощность мотора и происходит интенсивный износ деталей кривошипно-шатунного механизма.

Во-вторых, в результате этих негативных процессов двигатель сильно перегревается, что приводит к разрушению поршней и поверхности цилиндров.

В-третьих, если не устранить причину детонации, может прогореть прокладка под головкой цилиндров. Иногда для увеличения крутящего момента повышают угол опережения зажигания, что является одной из самых распространенных причин возникновения детонации. Существенно увеличивается риск ее появления, если осуществлялось самостоятельное и неоправданное изменение заводских регулировок для соотношения в горючей смеси топлива и воздуха (обедненная смесь).

Как устранить детонацию двигателя?

Естественно, мы должны посоветовать, как устранить детонацию двигателя, приступим. Детонация не возникает на пустом месте. Если до заправки двигатель работал, как часы, а после нее стал детонировать, то причина может быть в топливе, которое необходимо слить и заправить автомобиль качественным бензином (соляркой).

При продолжительной эксплуатации автомобиля без существенных нагрузок возможно образование нагара в цилиндрах, что вызывает увеличение степени сжатия и снижение эффективности отвода тепла. Существует простой способ решения этой проблемы. Рекомендуется раз в несколько дней давать двигателю максимальную нагрузку, то есть разогнать автомобиль до максимальной скорости буквально на пару минут. Только не стоит этого делать в условиях плотного потока городского транспорта. Иногда детонация дизельного двигателя сопровождается черным или зеленоватым выхлопом. Это говорит о том, что в цилиндрах произошло разрушение поршней, и через выхлопную трубу вылетают частицы алюминия. В этом случае простыми регулировками уже ничего не исправить. Потребуется замена поршневой группы.

Небольшая детонация при запуске двигателя может возникать в результате нарушения работы свеч зажигания. На дизельном моторе это происходит, если запала игла форсунки. В первом случае ничего не стоит просто заменить неисправные свечи, а вот во втором – не обойтись без посещения СТО.

Как избежать детонирование двигателя?

Чтобы избежать последствий данной проблемы, рекомендуется:

Заправлять автомобиль только бензином с октановым числом, отмеченным в руководстве по эксплуатации машины и только на сертифицированных АЗС.

Важно следить за состоянием элементов системы охлаждения, регулярно проверять уровень охлаждающей жидкости, при необходимости заменять ее. Также рекомендуется регулярно осматривать радиатор, при необходимости очищать его, а также следить за работоспособностью охлаждающего вентилятора. Выполнение этих несложных условий поможет избежать внезапного перегрева двигателя и как его следствия, детонации.

Также верным избавлением от этой дисфункции двигателя служит регулировка угла опережения зажигания. После регулировки зажигания желательно сделать пробный заезд, на котором следует разогнать автомобиль до 40-50 км/ч и резко нажать педаль акселератора. Если при этом характерные звуки под капотом несильные и непродолжительные, то зажигание можно считать отрегулированным. Если же нет, процедуру регулировки необходимо повторить. Ну и, разумеется, свечи и проводка должны быть чистыми и исправными. Зная, что такое детонация и методы ее устранения, можно обеспечить двигателю своего автомобиля долгую и безаварийную жизнь.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Характеристики бензина

ГК Трэйд-Ойл > Статьи на тему: автомобильный бензин > Характеристики бензина

Основным эксплуатационным свойством всех бензинов является детонационная стойкость. Детонация — процесс быстрого сгорания рабочей смеси с образованием в камере сгорания ударных волн. Она приводит к прогоранию поршней и выпускных клапанов. К внешним признакам детонации относятся: характерный металлический стук, вибрация, черный цвет отработавших газов, перепады в работе двигателя.

Первым признаком детонации является резкий звонкий стук в двигателе. Многие автолюбители считают, что это стучат поршневые пальцы. Однако, на самом деле, причиной стука являются вибрации деталей двигателя вызываемая ударной волной. Детонация возникает вследствие: несоответствия вида бензина степени сжатия двигателя (слишком низкое октановое число), раннее зажигание, большое количество нагара в камере сгорания, работа двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке, а также низкой частоте вращения коленчатого вала.

Детонационные свойства оцениваются октановым числом. Это число определяется двумя методами — исследовательским и моторным. Как правило, в обозначении бензина вместе с октановым числом пишется и метод, по которому оно определено. Например, буква И — исследовательский. Чем выше октановое число, тем больше стойкость к детонации, а значит больше мощность, а также экономичность.

Высокооктановые бензины получают двумя способами. Первый сложнотехнологический, при котором увеличивают долю высокооктановых компонентов при производстве (неэтилированный бензин). Второй, добавка к бензину тетраэтилсвинца (этилированный бензин). Этот способ более простой и дешевый. В развитых странах практически не используется.

Заливая к себе в бак этилированный бензин, будьте внимательны. Тетраэтилсвинец (а за границей еще и тетраметилсвинец) существенно повышает детонационную стойкость, для чего его, собственно говоря и добавляют.Однако, на автомобилях, оснащенных лямбдазондом и катализатором, поскольку свинец быстро приведет к их поломке.

Маркировка бензина

В нашей стране производят бензины следующих марок: А-72, А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95 и АИ-98. Есть этилированные, малоэтилированные, неэтилированные, летних, зимние сорта. Этилированные сорта специально окрашивают. Например, А-72 – розовый, А-76 –желтый, АИ-93 -оранжево-красный, а АИ-98 — синий. За границей две основные марки: «Премиум» (1-й сорт, октановое число 97-98) и «Регуляр» (2-й сорт, октановое число 90-94). В Англии и США, а также некоторых других странах выпускается бензин марки«Супер», в котором октановое число 99-102.

Где лучше применять?

Для легковых иномарок используйте бензин с октановым числом не менее 91-92. В машинах, произведенных в 90-е годы, лучше применять топливо с октановым числом не менее 94.

Качество бензина, определяется еще и уровнем загрязненности примесями, кислотами, щелочами, органическими соединениями, сернистыми соединениями. Бензины производимые на постсоветском пространстве часто имеют пониженное качество по указанным выше параметрам. Поэтому топливная система должна быть обязательно оборудована фильтром тонкой очистки, менять который нужно каждые 10000 — 15000 км. Полезно раз в год полностью промыть бак. Для двигателей с впрыском и катализатором используйте бензин не хуже чем АИ-95 неэтилированный или малоэтилированный.

Условия хранения

При длительном хранении бензина его качество ухудшается, поскольку смолы, содержащиеся в нем, образуют соединения коричневого цвета, которые оседают на всех деталях, что сказывается на их износе.

На процессы окисления бензина оказывает влияние ряд факторов. Медь и ее сплавы его ускоряют. Бензин в баке автомобиля, где имеются латунные заборная трубка и фильтрующая сетка, окисляется быстрее, чем в железной канистре. Способствует окислению и свободный доступ воздуха к топливу. В летний период процессы окисления протекают значительно быстрее.

При долгом хранении этилированного бензина в неплотно закрытой емкости уходит легколетучий бромистый этил. Это вещество, которое входит в состав этиловой жидкости и выводит оксиды свинца. Через какое-то время бромистого этила может остаться в бензине так мало, что он не сможет выводить свинец. Это значит, что в двигателе будет больше нагара.

Топливо эффективнее хранить в плотно закрытой таре и в прохладном месте. Здесь пригодятся канистры и аналогичные им емкости. В средней климатической зоне бензин может храниться в плотно закрытых канистрах без существенной потери качества до 12 месяцев, а в баке автомобиля — не более 6 месяцев. Для северных районов сроки увеличиваются в 1,5-2 раза, а для южных — сокращаются вдвое.


Что такое детонация и 8 способов ее остановить!

Детонация — это ругательство вокруг хот-родов. Никто не любит говорить об этом, потому что, когда это происходит, это обычно означает некоторую упущение внимания во время сборки двигателя или автомобиля. К тому времени, когда вы услышите характерный предсмертный хрип двигателя в агонии взрыва, ущерб, скорее всего, уже нанесен. Ответ состоит в том, чтобы предотвратить детонацию до того, как это произойдет, но если будет слишком поздно, есть вещи, которые вы можете сделать, чтобы предотвратить повторное выполнение, но сначала немного предыстории.

Каковы симптомы детонации?

Детонация — иногда называемая детонацией или преждевременным зажиганием — это свистящий звук, который иногда можно услышать во время разгона и открытия дроссельной заслонки. В отличие от обычного шума выхлопных газов, детонация — это высокий скрипучий звук, исходящий из моторного отсека. Когда происходит детонация, может произойти серьезное внутреннее повреждение, в том числе оплавленные электроды свечи зажигания, треснувшие поршневые кольца, оплавленные или треснувшие поршни, забитые подшипники штока и взорванные прокладки головки.Если вы услышите детонацию, немедленно уберите ногу с дроссельной заслонки или заплатите за последствия.

Посмотреть все 12 фото

Повреждение от детонации происходит из-за того, что головка поршня, кольца и подшипники подвергаются сильному избыточному давлению в камере сгорания. Это избыточное давление возникает слишком рано, задолго до того, как поршень начнет движение вниз для рабочего хода. Это повышение давления во время такта сжатия также дает огромное количество тепла — на самом деле, слишком много для того, чтобы система охлаждения двигателя могла вовремя рассеяться.Затем каждое последующее срабатывание этого цилиндра должно бороться с остаточным теплом от события детонации в предыдущем цикле, таким образом блокируя рабочее состояние этого цилиндра от безудержной детонации.

Если у вас когда-либо был случай детонации двигателя, вы уже знакомы с этим явлением. Если снять ногу с педали газа, а затем снова вставить ее, детонация, исходящая от двигателя, не улучшится; он остается там до тех пор, пока не исчезнет нежелательный источник возгорания (тепло) в пораженном цилиндре.Если посмотреть с другой стороны, если в определенном рабочем состоянии начало детонации происходит, например, при 15 градусах перед верхней мертвой точкой (BTC), она может не прекратиться, пока событие воспламенения не будет отложено до 5 градусов BTC. Такое поведение называется гистерезисом детонации, и ваш единственный реальный вывод состоит в том, что мгновенный сброс газа (в надежде, что детонация исчезнет) — бесплодное дело.

Что вызывает детонацию?

Тип повреждения двигателя, вызванный детонацией, происходит, когда источник тепла в среде сгорания воспламеняет заряд топлива / воздуха до инициирования системой зажигания двигателя.Важно понимать, что детонация является результатом нежелательного источника тепла (электрод свечи зажигания, края камеры сгорания, неровности литья), а не ошибки в программировании зажигания, хотя ваша программа зажигания может сыграть свою роль.

Просмотреть все 12 фотографий

В двигателе с оптимизированными характеристиками пиковая мощность достигается, когда давление в цилиндре достигает максимума при правильном угле поворота коленчатого вала. Когда шатун и ось кривошипа расположены под углом 90 градусов друг к другу, поршень имеет наибольшее механическое преимущество над коленчатым валом.Смысл всего этого в том, что вам нужно мысленно вернуться к этому событию и найти подходящее время для воспламенения топливного заряда, чтобы пиковое давление произошло после прохождения поршнем верхней мертвой точки (ВМТ) и до того, как ход штока и кривошипа достигнет под прямым углом. Несоблюдение этого требования может привести к повреждению поршневого кольца, как показано выше.

Когда давление в цилиндре достигает пика перед ВМТ, случаются неприятности. Почему? Это может быть одна или несколько из следующих причин: слишком низкое октановое число топлива, недостаточная система охлаждения, плохо спроектированная камера сгорания, слишком горячая свеча зажигания, слишком большое статическое сжатие, слишком маленькое перекрытие между впускным и выпускным лепестками кулачка, слишком бедное соотношение воздух / топливо, слишком сильный предварительный нагрев всасываемого заряда или, в лучшем случае, неправильная кривая зажигания.

8 способов уменьшить детонацию

Если в вашем двигателе наблюдается детонация, вы можете предпринять ряд действий, чтобы предотвратить ее. Здесь мы расположили их в порядке сложности, от самого простого до самого серьезного, но имейте в виду, что часто детонация и наносимый ею ущерб являются результатом плохо выбранной комбинации двигателей. Производители оригинальных комплектующих тратят тысячи часов на испытания двигателей в различных режимах работы, в то время как при самостоятельной работе можно упускать из виду важные аспекты, такие как качество движения смеси или тщательный учет времени срабатывания клапана.Эти вещи должны быть вплетены в конструкцию двигателя перед сборкой, а не закреплены бандажом постфактум.

Просмотреть все 12 фотографий

Уменьшите время опережения зажигания

Если вам повезет, ваша детонация будет вызвана не самовоспламенением из горячей точки в камере сгорания, а кривой зажигания, которая обеспечивает слишком большое базовое воспламенение продвигать. В этом случае простое уменьшение базовой синхронизации приведет к прекращению стука. Однако в большинстве случаев причиной этого состояния в первую очередь будет отключение подачи вакуума.В этом сценарии задействован энтузиаст-новичок, который отключает подачу вакуума, а затем увеличивает базовое время для компенсации. Вся причина увеличения вакуума на серийном двигателе состоит в том, чтобы обеспечить достаточное время выполнения заказа в условиях небольшого дросселя, когда атмосфера за дроссельной заслонкой тонкая; двигателю требуется дополнительное время для повышения давления в цилиндре перед рабочим ходом.

Посмотреть все 12 фотографий

Увеличьте октановое число топлива

Октановое число топлива является точным выражением его склонности к самовоспламенению.Чем выше число, тем выше его способность противостоять выключению света. По мере увеличения степени сжатия или наддува должно возрастать октановое число топлива. Устранить детонацию в двигателе можно так же просто, как использовать топливо с более высоким октановым числом. В 1970-х и 1980-х годах, когда цены на топливо резко выросли, многие люди искали способы сэкономить деньги. Это часто выражалось в снижении октанового числа топлива. К счастью для нас, с тех пор под мостом прошло много воды, и производители разработали двигатели с улучшенными противодетонационными характеристиками.Такие вещи, как электронный впрыск топлива, замедление детонации и электроника, определяющая октановое число, сделали детонацию из-за низкого октанового числа топлива редким явлением. Получил старую машину с детонацией, попробуйте запустить тестовое топливо с более высоким октановым числом.

Посмотреть все 12 фотографий

Используйте более холодную свечу зажигания

Наконечник электрода свечи зажигания является основным источником самовоспламенения. Тепло может быстро накапливаться, и если ему некуда деваться, он сделает свое дело с зарядом воздуха / топлива. Звучит немного иронично, поскольку это то, что должна делать свеча зажигания, только вы хотите иметь контроль над , когда это делает.По этой причине свечи зажигания рассчитаны на различные диапазоны нагрева, а их изоляторы тщательно разработаны для управления потоком тепла от электрода в головку блока цилиндров. Слишком горячая свеча будет удерживать слишком много тепла, вызывая детонацию. Замена свечи на более холодный нагревательный элемент — это часто все, что нужно для отключения нежелательной детонации. Однако имейте в виду, что слишком холодная свеча может вызвать обратную проблему — засорение, когда свеча не может полностью воспламенить воздушный / топливный заряд.

Посмотреть все 12 фотографий

Оптимизация соотношения воздух / топливо

С современными двигателями с впрыском топлива достижение оптимального соотношения воздух / топливо редко является проблемой, поскольку кислородные датчики двигателя будут постоянно работать, удерживая воздух / соотношение топлива в идеальном диапазоне в большинстве сценариев вождения. Однако более старые карбюраторные автомобили могут нуждаться в помощи, особенно если детонация является регулярной проблемой. Здесь проблема заключается в обедненной смеси, когда впрыскивание или какая-либо другая калибровка приводит к тому, что в цилиндр не поступает достаточно топлива.В результате получается горячий двигатель, который быстро нагревается и может вызвать детонацию. Лучший способ диагностировать детонацию в этой ситуации — установить широкополосный датчик кислорода и контролировать его в периоды высокой нагрузки двигателя. Обедненная смесь при полном открытии дроссельной заслонки может вызвать детонацию при соотношении до 13: 1, и это должно указывать на то, что в цилиндр поступает недостаточно топлива. Вы должны убедиться, что ваш двигатель работает на полную мощность — хорошее число, которое нужно достичь на полном газу для безнаддувного двигателя, равно 12.5: 1.

Посмотреть все 12 фотографий

Увеличить охлаждающую способность

Тепло является основной причиной детонации, и часто одной из основных причин является неэффективная система охлаждения. Если мощность вашего двигателя недавно была увеличена, но ваш радиатор все еще в запасе, возможно, пришло время для обновления в этой области. За исключением замены радиатора, более эффективный вентилятор, более эффективный кожух вентилятора или смачивающий агент охлаждающей жидкости могут иметь достаточный эффект для уменьшения или устранения детонации.Объяснение диагностики системы охлаждения выходит за рамки этой истории, но мы оставим вам один большой совет: сначала подумайте о мелочах. В гонке за производительностью часто к детонации приводят такие мелочи, как уплотнение кожуха, работа термостата, включение муфты вентилятора или кавитация водяного насоса.

Посмотреть все 12 фотографий

Уменьшите степень сжатия

Если вы зашли так далеко, но по-прежнему имеете детонацию, у вас не будет другого выхода, кроме как начать внутренний ремонт или изменить комбинацию двигателей.Уменьшение степени сжатия — это самый простой способ положить конец детонации, потому что давление и тепло в цилиндре — это, по сути, разные выражения одного и того же. На протяжении многих лет мы приводили доводы в пользу увеличения степени сжатия для увеличения мощности, но чрезмерное применение этого совета может иметь непредвиденные последствия, если не будут предприняты надлежащие меры (более высокое октановое число топлива, более качественное движение смеси, сплав головки цилиндров и электроника, предназначенная для защиты двигателя). За исключением замены головок цилиндров и поршней, лучше всего начать с более толстых прокладок головки и работать с шлифовальной машиной на камерах сгорания, уделяя особое внимание острым краям.

Посмотреть все 12 фотографий

Увеличить перекрытие кулачков

Высокопроизводительный распределительный вал с большей продолжительностью и подъемом — один из наших любимых способов повысить производительность двигателя, но иногда выбор кулачка может вызвать непредвиденные проблемы. Более распространенной проблемой является кулачок, который слишком велик для сжатия, из-за чего фазы газораспределения слишком агрессивны для статической степени сжатия, и происходит потеря нижнего предела. Однако иногда распределительный вал имеет широкий угол разделения лепестков, что может привести к задержке слишком большого количества заряда в цилиндре.Как узнать, слишком ли короткое перекрытие? Быстрый тест давления запуска скажет вам: все, что превышает 180 фунтов на квадратный дюйм, является признаком того, что вы находитесь в сфере гоночного двигателя с высокой степенью сжатия, которому может потребоваться гоночное топливо. Хорошее и безопасное значение для традиционного уличного бензинового двигателя составляет от 150 до 170 фунтов на квадратный дюйм. Если давление запуска слишком велико, вам понадобится кулачок, который задерживает меньше воздуха / топлива в камере сгорания.

Посмотреть все 12 фотографий

Улучшить движение смеси

Все исправления, которые мы упомянули до сих пор, я называю «последующими» исправлениями, то есть они больше похожи на повязку, чем на настоящее лекарство.Я обнаружил, что большинство случаев детонации можно отнести к режиму горения, который искушает судьбу через поток через порт, вызывающий отделение топлива от воздуха. Движение воздуха и топлива через порт, клапанный карман и камеру сгорания является сложным, и если топливо не может равномерно смешиваться с воздухом в результате процесса, называемого завихрением (вихревое движение в случае четырехклапанного двигателя), низкая производительность и детонация будет результатом. Гашение — еще одно связанное действие, которое происходит как раз в тот момент, когда поршень достигает ВМТ.Заряд, застрявший между поршнем и головкой блока цилиндров, сдавливается в открытую часть камеры сгорания в последний момент перед воспламенением, давая заряду последний хороший шанс смешаться. Когда не происходит хорошей хореографии завихрения и гашения, возникает детонация. Единственное правильное лекарство — это набор головок цилиндров, включающий последние улучшения в движении смеси.

Посмотреть все 12 фото

Прямое впрыскивание: (не) будущее детонации

Возможно, это скорее эпилог, чем лекарство от детонации, но оригинальные запчасти непрерывно работали над проблемой и добились невероятных успехов это доступно нам прямо сейчас.Новейшие двигатели, выходящие из Детройта (линейка силовых установок Ecoboost Ford с прямым впрыском и GM Gen V LT1, чтобы назвать два), почти полностью устранили детонацию, поскольку топливо не добавлялось в уравнение до самого последнего момента. Это просто по концепции, если не по механической конструкции, но когда в цилиндре нет топлива, трудно иметь нежелательное преждевременное зажигание. В двигателях с прямым впрыском топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания при давлении в тысячи фунтов на квадратный дюйм.В результате топливо может быть доставлено почти мгновенно и направлено в область поршня, которая не может обеспечить достаточное количество тепла для предварительного воспламенения.

Мы сильно упрощаем преимущества двигателя DI, которые выходят далеко за рамки сопротивления детонации, но легко понять, почему эти двигатели могут иметь повышенную степень сжатия, которая разрушила бы предыдущие, если бы они работали на обычном газовом насосе. Это факт, что мы быстро приближаемся к эре двигателей внутреннего сгорания, которые оставят детонацию в прошлом, но мы все равно должны понимать это для наших любимых старинных восьмицилиндровых двигателей!

Просмотреть все 12 фото

Детонация двигателя

Детонация — это самовозгорание внутри цилиндра ПОСЛЕ возгорания свечи зажигания.Он похож на предварительное зажигание, но отличается.

При нормальном зажигании свеча зажигания зажигается непосредственно перед достижением поршнем ВМТ. Пламя проходит через камеру сгорания, воспламеняя топливно-воздушную смесь. Это вызывает постоянное увеличение давления в цилиндре и вынуждает поршень опускаться при рабочем ходе.

Когда происходит детонация, часть воздуха / топлива воспламеняется до того, как до него дойдет нормальное горение. Это вызывает кратковременный, но сильный скачок давления в цилиндре.

Детонацию также называют «стуком двигателя», «стуком» или «звоном» из-за издаваемого звука.

Как это обозначено?

  • Стук или свист
  • Падение температуры выхлопных газов (EGT)
  • Разбитые поршневые кольца и / или свечи зажигания
  • Повреждение поршня и / или клапанов

Причина этого?

Детонация может быть вызвана несколькими факторами. Несколько распространенных причин:

Превышение времени зажигания
Если время зажигания слишком велико, свеча зажигания загорается слишком быстро. Это приводит к преждевременному прекращению пламени.Оставшееся топливо может взорваться.

Бедная смесь воздуха и топлива
Богатая смесь воздуха и топлива работает холоднее, чем бедная смесь. Нежирная смесь может стать слишком горячей и взорваться.

Слишком сильное сжатие
Сжатие вызывает нагревание. Если топливно-воздушная смесь сжата слишком сильно, она может взорваться.

Перегрев двигателя
Низкий уровень охлаждающей жидкости или неисправный водяной насос могут вызвать перегрев двигателя. Слишком большое количество тепла может вызвать детонацию воздуха / топлива в камере.

Низкооктановое топливо
Октановое число является мерой «детонационной стойкости». Переход на более качественное топливо может помочь при детонации двигателя.

Как это влияет на производительность?

Двигатель разработан для работы определенным образом. Поскольку детонация нарушает эту конструкцию, она лишает двигатель мощности.

Большинство двигателей выдерживают небольшую детонацию. Современные двигатели с впрыском топлива могут распознавать детонацию и регулировать соотношение воздух / топливо и время зажигания.Однако, если детонация не зафиксирована, это приведет к повреждению двигателя. Всего один крупный взрыв может нанести значительный ущерб.

ID ответа 5007 | Опубликовано 30.05.2018 12:58 | Обновлено 12.11.2019 14:46

Детонация | lycoming.com

Что такое детонация?

Детонация — это резкое сгорание или взрыв топливного заряда внутри цилиндра. Во время нормального сгорания свечи зажигания воспламеняют топливный заряд, и топливо имеет постоянное и равномерное горение, поскольку поршень проходит рабочий такт, и химическая энергия эффективно преобразуется в механическую.Проще говоря, когда происходит детонация, топливный заряд быстро воспламеняется в результате неконтролируемого взрыва, вызывая ударную силу на поршень, а не постоянный толчок. Легкая детонация может не показывать никаких признаков в салоне самолета. Детонация от умеренной до сильной может быть замечена по неровности двигателя, вибрации или потере мощности и, в конечном итоге, к повреждению двигателя. Пилоту всегда следует следить за неожиданно высокими температурами головки цилиндров (CHT) или выхлопными газами (EGT), которые могут быть признаком того, что происходит детонация.

Что вызывает детонацию и как ее предотвратить?

Процесс сгорания внутри поршневого двигателя довольно динамичный, и есть много вещей, которые могут способствовать детонации. В этой статье мы коснемся нескольких наиболее распространенных причин, а не краткого списка.

Во-первых, давайте предположим, что самолет и двигатель заправлены топливом правильно и что октановое число топлива соответствует или превышает октановое число, требуемое двигателем. Инструкция по обслуживанию Lycoming 1070 содержит исчерпывающий перечень одобренных видов топлива для наших двигателей, а также другую важную информацию.

Учитывая, что топливо является правильным выбором для двигателя, для пилота причиной номер один детонации является чрезмерная обедненная смесь при высоких настройках мощности. Пилот должен всегда придерживаться указаний в утвержденном руководстве по эксплуатации для правильного наклона и настройки мощности. Чтобы ознакомиться с рекомендациями Lycoming, обратитесь к текущим редакциям соответствующего руководства оператора Lycoming и инструкции по обслуживанию 1094. Если пилот считает, что двигатель может взорваться, он или она может предпринять следующие действия.

  • Увеличьте смесь двигателя.
  • Уменьшите мощность до более низкого значения.
  • Уменьшите или прекратите набор высоты и увеличьте скорость движения для лучшего охлаждения.

Для механика главной причиной детонации будет любая проблема, которая может привести к неожиданной работе баллона на обедненной смеси. Чаще всего это вызвано частичным засорением форсунки впрыска топлива или утечкой всасываемого воздуха. Каждый раз, когда топливные форсунки снимаются, их следует прочистить и проверить поток. Во время осмотра механик должен искать признаки утечки на впуске; обычно отмечается синим пятном топлива на впускных трубах.Перед дальнейшим полетом следует исправить любые аномалии.

Мы также видели случаи, когда треснувшие или иным образом поврежденные свечи зажигания создавали «горячую точку» в двигателе, и происходила детонация. Вот почему никогда не стоит использовать вилку, которая упала на твердый пол или была повреждена иным образом.

Двигатели

Lycoming соответствуют требованиям FAA по запасу детонации или превосходят их. Следовательно, если двигатель обслуживается и эксплуатируется в соответствии с нашими опубликованными инструкциями, двигатель никогда не должен взрываться.

Как мой механик или мастерская по ремонту двигателей узнает о детонации?

Детонация оказывает негативное воздействие на двигатель. Легкая детонация может вызвать преждевременный износ подшипников и втулок. Сильная или продолжительная детонация может вызвать повреждение головки цилиндров и поршней. В некоторых крайних случаях шатун может быть погнут или сломан, головка цилиндра может треснуть или выйти из строя, или могут сломаться площадки поршневого кольца.

Каждый раз, когда цилиндр снимается, ваш механик должен воспользоваться возможностью, чтобы осмотреть цилиндр и поршни на предмет признаков неисправности.Вот некоторые вещи, которые можно проверить.

  • Хотя это может выглядеть не лучшим образом, накопление свинца или отложения сгорания являются нормальным явлением для двигателей Lycoming. Отсутствие этих депозитов — тоже не обязательно хорошо. Необходимо проверить головку блока цилиндров и поршень на предмет «пескоструйной обработки». Отсутствие отложений или чистая головка и поверхность поршня могут указывать на детонацию. При использовании неэтилированного топлива отложения должны быть…
  • Повреждения от детонации обычно проявляются на краях поршней и на головке цилиндров между портами свечей зажигания и клапанами.

С дополнительными вопросами об уходе и техническом обслуживании вашего двигателя Lycoming обращайтесь в нашу службу технической поддержки по адресу: [email protected] или по телефону + 1-800-258-3279.

Причины и способы предотвращения

У него несколько названий — стук, гудок, детонация и т. Д., И многие из этих терминов могут сделать событие довольно безобидным. По правде говоря, при умеренных и высоких нагрузках постоянное количество детонаций может привести к катастрофическому отказу двигателя, обычно в виде раздавленных подшипников штока, трещин в кольцевых зацепах или отверстия в поршне.

Практически каждый двигатель с искровым зажиганием от средней до высокой мощности будет испытывать случайные детонации в течение всего срока службы. Это одна из тех вещей, которых невозможно полностью избежать, но их можно легко контролировать и удерживать в безопасных пределах с помощью датчиков и ответственной настройки. Для начала, это помогает понять, что происходит внутри камеры сгорания, чтобы вызвать этот разрушительный свистящий звук.

Что это такое
В зависимости от нагрузки двигателя и настройки, свеча зажигания загорается в диапазоне от 45 градусов до 5 градусов перед верхней мертвой точкой (ВМТ) такта сжатия и воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Во время нормального цикла сгорания фронт пламени расширяется от точки воспламенения к стенкам цилиндра и головке поршня, этот процесс горения может занять до 90 градусов вращения коленчатого вала для полного сгорания. Детонация определяется как любое самовозгорание, возникающее после того, как процесс горения уже начался, и не зависит от начального фронта пламени. Это неконтролируемое событие может происходить из любого места в камере и обычно вызвано высокими температурами и / или давлением в баллоне.

Что он делает
Теперь, когда у вас есть базовое представление о детонации и двух его основных причинах (тепло и давление), мы можем поговорить о связанных с ним разрушающих эффектах. Повреждение вызвано не энергией, высвобождаемой при детонации, а скорее скоростью высвобождения энергии (энергетический потенциал такой же, как и при нормальном цикле сгорания). Детонация часто считается эквивалентом удара по верхней части поршня взрывным молотком.

Как это обнаружить

Слева: Датчик детонации, обычно встречающийся на автомобилях EFI.Справа: электронные детекторы, обычно используемые тюнерами.


 При возникновении детонации можно услышать звуковой сигнал. В вашем среднем двигателе EFI обнаружение детонации зависит от использования одного или нескольких датчиков детонации, установленных в определенных местах на двигателе. Эти датчики представляют собой тип микрофона, который откалиброван для улавливания определенного диапазона частот, который, как известно, связан с детонацией. Когда датчик обнаруживает достаточно большое количество детонаций, ЭБУ начинает замедлять опережение зажигания и / или добавлять больше топлива, в зависимости от используемого ЭБУ.

Эти частоты детонации будут различаться в зависимости от конструкции двигателя и также должны быть откалиброваны тюнером после модификации тяжелого двигателя.
Австралийская компания по управлению двигателями Haltech создала отличное видео, объясняющее этот процесс калибровки:

Профессиональные тюнеры часто полагаются на использование детонационных баллончиков (детонационных баллончиков) для обнаружения событий детонации в сильно модифицированных двигателях. Эти дет-банки могут быть как электронными, так и механическими, в первом из которых используется микрофон для передачи звука через пару наушников, а во втором — просто с помощью медного крепления и трубки для передачи звука, улавливаемого медью, на наушники.Бидоны Det также могут помочь ускорить процесс повторной калибровки датчика детонации.

Как им управлять
При настройке двигателя есть два основных источника тепла и давления: подача топлива и угол опережения зажигания.

Момент зажигания для контроля давления
При настройке угла опережения зажигания вы должны помнить о том, насколько вы его опережаете — большее время не всегда означает большую мощность. Идея состоит в том, чтобы рассчитать время искры в нужный момент до ВМТ, чтобы обеспечить достаточно времени горения для достижения пикового давления в цилиндре в оптимальной точке ВМТ.

Заводская карта опережения зажигания от JDM Mitsubishi Evo X 2008 года выпуска (Degrees BTDC). Обратите внимание на то, что по мере увеличения нагрузки и числа оборотов опережение уменьшается. Приложения с наддувом имеют тенденцию работать с более низкой пиковой синхронизацией из-за повышенного давления в цилиндре, связанного с принудительной индукцией.

Превышение опережения зажигания приведет к слишком раннему возникновению искры, в результате чего давление в цилиндре будет расти быстрее, чем может распространяться фронт пламени. Это создаст два источника давления в цилиндре, работающих одновременно (ход поршня и сгорание), в результате чего давление и температура в цилиндре превысят точку самовоспламенения несгоревшего топлива, все еще оставшегося в цилиндре, что мгновенно сгорит.Это самовозгорание является детонационным событием и является одной из наиболее частых причин выхода из строя поршня, штока и подшипника.

Примеры отказов подшипников из-за детонации. Слева: усталость промежуточной футеровки на основе меди в трехметаллических подшипниках. Справа: Локальный чрезмерный износ из-за деформации шатуна от детонации.

Заправка топливом для контроля температуры
При настройке двигателя топливо используется как форма контроля температуры. Добавление большего количества топлива создает более богатую смесь и охлаждает камеру, а удаление топлива выжимает смесь и добавляет больше тепла.

Haltech предлагает отличную аналогию, которая поможет вам понять этот процесс. «Думайте об этом как о выпечке торта. Когда вы закончите выпечку, откройте духовку и вытащите пирог, чтобы он остыл. Температура воздуха внутри духовки составляет 180 градусов по Цельсию, поэтому и пирог, и стальная форма для выпечки имеют температуру 180 градусов, но при этом, если вы подержите руки на 180 градусах, вы не обожжетесь. Однако металлическая форма для торта наверняка обожжет руки, как и сам торт через пару секунд.

Что вы хотите убрать из этого, так это то, что воздух — ужасный проводник тепла, потому что воздух на 180 градусов в духовке не обожжет вас, как форма для торта при той же температуре.Топливо гораздо лучше проводит тепло, поэтому, в общем, чем больше топлива вы добавляете, тем больше тепла будет отводиться от стенок цилиндров, поршней, клапанов и т. Д.

Заводская топливная карта EDM Mitsubishi Evo X 2008 года (масштабируется для AFR). Обратите внимание, что по мере увеличения нагрузки и числа оборотов увеличивается заправка (богаче). Двигатели с наддувом обычно требуют как минимум на 10% более богатой топливной смеси для борьбы с детонацией, вызванной повышенными температурами цилиндров, создаваемыми принудительной индукцией.

Тем не менее, можно добавить слишком много топлива, особенно в зонах с низкой нагрузкой, таких как холостой ход или круиз, и вы можете вызвать стук или даже расплавить поршень, если вы слишком обеднены при более высоких нагрузках.Задача тюнеров — откалибровать несколько различных компонентов двигателя (MAF, VE, VVT, Boost, заправка, время зажигания и т. Д.) Для достижения наиболее эффективных целей заправки и опережения зажигания для двигателя и его конкретных модификаций.

Заключение
Детонация может вызвать катастрофический отказ двигателя, если ее не остановить. Вот почему большинство современных двигателей включают в себя функцию отказоустойчивости в заводской настройке, чтобы замедлить опережение зажигания или добавить топлива, когда датчик детонации обнаруживает слишком большое количество детонаций.Чтобы предотвратить детонацию модифицированных двигателей, требуется настройка для настройки заводских калибровок и приведения вашего двигателя в равновесие с вашими новыми модами.

Детонация против преждевременного зажигания

Есть много способов испортить отличный двигатель, но сегодня я просто хочу поговорить о двух из самых жестоких. Детонация и предварительное зажигание, которые часто меняются местами и / или используются для описания одного и того же, на самом деле являются совершенно разными вещами, которые приводят к одинаковым результатам. Оба они называются ненормальным сгоранием, и они очень вредны для вашего двигателя.Чтобы лучше объяснить как детонацию, так и предварительное зажигание, мне нужно также объяснить нормальное горение.

Нормальное сгорание:

Нормальное горение — это горение топливовоздушной смеси в камере сгорания. Нормальное горение начинается с того, что фронт пламени возникает у свечи зажигания и равномерно и равномерно распространяется наружу по камере сгорания. Это очень похоже на надувание воздушного шара. Когда вы дуетесь, воздушный шар очень контролируемо и равномерно расширяется от источника воздуха.В идеальном мире сгорание сжигает весь воздух и топливо в цилиндре, не оставляя никого позади (это происходит со стехиометрической смесью лямбда-1). Тепло от сгорания передается от фронта пламени к поршню, от поршня к стенке цилиндра и оттуда в систему охлаждающей жидкости. Распространенное заблуждение о горении состоит в том, что речь идет о взрыве. Это просто неправда … В идеале, когда свеча зажигания зажигает смесь, пламя заполняет цилиндр очень быстро, но очень контролируемым образом.

Детонация:

Определение: Самовозгорание конечного газа или остаточной воздушно-топливной смеси в камере.

Детонация всегда возникает после того, как свеча зажигания начала нормальное сгорание. Обычное горение расширяется, но газы на краю фронта пламени сжимаются и начинают спонтанно воспламеняться. Вероятно, это вызвано чрезмерным нагревом и давлением. Однако самое важное, что нужно помнить о детонации, — это то, что она возникает после того, как фронт пламени был инициирован свечой зажигания.

Существует множество факторов, которые вместе создают идеальный сценарий возникновения детонации. Хотя конструкция двигателя и октановое число топлива играют важную роль, наиболее распространенным причинным фактором является слишком большое опережение зажигания. Чрезмерно опережающий угол опережения зажигания приводит к слишком быстрому зажиганию, что приводит к слишком быстрому увеличению давления. Это очень высокий / очень резкий скачок давления, который часто приводит к повреждению двигателя.

Как вы можете видеть на изображении, график вверху имеет плавный профиль давления и может считаться нормальным сгоранием.Однако на нижнем графике показано нормальное повышение давления до тех пор, пока детонация не произойдет даже после искры. Затем вы видите большой скачок давления из-за ненормального сгорания. Этот скачок давления заставляет структуру двигателя резонировать, как будто это камертон. Этот резонанс улавливается датчиком детонации и передается в ЭБУ.

Датчики детонации

— большой повод для беспокойства у многих энтузиастов. Возможность видеть то, что они видят с помощью устройства мониторинга, такого как Cobb Tuning AccessPort, дает людям возможность всегда видеть, что происходит с их движком.Это окно позволяет вам увидеть то, что вы обычно никогда не замечаете или о чем не заботитесь. Меня очень часто спрашивают о продолжающейся детонации, которая происходит при частичном открытии дроссельной заслонки. К счастью, детонация не всегда разрушительна. Низкие уровни детонации происходят постоянно и даже могут поддерживаться в течение длительных периодов времени без нанесения ущерба. Частичный стук дроссельной заслонки является нормальным явлением для различных автомобилей и, хотя иногда он может быть вызван фактической детонацией, в большинстве случаев это просто шум, поскольку двигатель резонирует при определенных оборотах в минуту.Это также будет проявляться в точках переключения передач, когда двигатель значительно перемещается между переключениями передач на WOT, и это не должно вызывать беспокойства. Однако детонация становится серьезным поводом для беспокойства, когда вы начинаете работать с более высокими нагрузками. Если вы видите значительный стук в широко открытой дроссельной заслонке (WOT), вам следует обратиться к своему тюнеру.

Повреждение: Есть несколько основных неисправностей, вызванных детонацией. Меньшей из точек неисправности является точечная коррозия или истирание днища поршня.Вы также увидите эту точечную коррозию на выпускных клапанах, поскольку это более горячая сторона цилиндра, при этом воздушно-топливная смесь охлаждает сторону впуска. Ямка выглядит так, как будто в поршень попала птица, выстрелившая из дробовика.

Еще одна точка повреждения от детонации — это приземление кольца. Часто под резкими скачками давления вы получаете раздавленные или сломанные кольцевые площадки. В менее тяжелых случаях вы все равно увидите разорванные кольца. Это часто случается с литыми поршнями, поскольку они никогда не были предназначены для того, чтобы выдерживать такое давление в цилиндре, особенно такие внезапные и резкие изменения давления.


Вместе с детонацией приходит тепло. Скачки давления разрушают пограничный слой газа, который гасит фронт пламени и защищает относительно холодный поршень от относительно горячего сгорания. По мере того как этот пограничный слой разрушается и все больше и больше тепла поглощается поршнем, вы увидите деформацию поршня и задиры на стенках цилиндра, что неизбежно приведет к необходимости ремонта двигателя. Из-за этого вы также увидите более высокие температуры охлаждающей жидкости, поскольку системе охлаждающей жидкости приходится выполнять больше работы с избыточным теплом.

Индикаторы: Более высокие уровни детонации слышны и будут звучать как удар четвертака по стеклу. Вы не можете услышать его в большинстве новых автомобилей из-за изолированной кабины, поэтому, когда вы его слышите, скорее всего, это более высокий уровень стука. Если у вас есть устройство настройки, которое отслеживает замедление детонации, такое как Cobb Tuning Accesport, вы видите только реакцию двигателя на воспринимаемый шум. Однако стоит обратить внимание на то, что двигатель по какой-то причине пытается спастись за счет уменьшения опережения зажигания.

Предварительное зажигание:

Определение: Предварительное зажигание — это воспламенение топливно-воздушной смеси перед воспламенением свечи зажигания.

Событие преждевременного воспламенения выглядит примерно так…

Топливо-воздушная смесь поступает в камеру сгорания, когда поршень находится на такте впуска вниз. Затем поршень возвращается вверх для такта сжатия. Чем более сжатая смесь, тем труднее ее зажечь, поэтому, когда поршень находится на нижней стороне такта сжатия, смесь фактически легче воспламеняется, чем когда она приближается к верхней мертвой точке (ВМТ).Горячее пятно в цилиндре, такое как раскаленный наконечник свечи зажигания, может воспламенить эту смесь с низким уровнем сжатия очень рано, до того, как загорится свеча зажигания. Теперь движение поршня вверх борется с расширяющейся силой сгорания. Это добавляет огромное количество тепла и нагрузки к двигателю, и по этой причине предварительное зажигание отвечает за гораздо более высокое давление в цилиндре, чем детонация. Давление от предварительного зажигания не такое быстрое, как при детонации. Напротив, давление очень высокое и длится гораздо дольше.

Повреждение: Повреждение от предварительного воспламенения намного более серьезное и мгновенное, чем от детонации. Как правило, при предварительном зажигании вы увидите расплавленные отверстия в поршнях, расплавленные свечи зажигания, а отказ двигателя происходит практически сразу.

Из-за большей продолжительности нагрева и давления, вызванных предварительным зажиганием, вы заметите намного больше расплавленных деталей, тогда как при детонации вы получите больше деталей, которые просто разнесутся на части.

Индикаторы: На самом деле нет никаких предупреждающих знаков с предварительным зажиганием.Лучшее, что вы можете сделать, чтобы предотвратить это, — убедиться, что двигатель настроен, а также минимизировать возможные горячие точки. От OEM-производителей автомобили поставляются с соответствующими диапазонами нагрева свечей зажигания и всеми настройками, позволяющими минимизировать / исключить преждевременное зажигание. Поэтому убедитесь, что у вас есть правильные свечи зажигания и правильные зазоры, важно при замене свечей и добавлении большего наддува и, следовательно, более высоких температур цилиндров в вашу камеру сгорания.

Предварительное зажигание, детонация и детонация

Детонация
Детонация — это неконтролируемое сгорание конечных газов в цилиндре и, по определению, всегда происходит после искрового зажигания (в отличие от искрового зажигания). , как и в случае с предварительным зажиганием).Это происходит, когда в топливе не хватает октанового числа, достаточного для сопротивления неконтролируемому сгоранию для свойств двигателя, в котором оно используется, но это также может быть вызвано чрезмерно бедной топливной смесью.

Если форма камеры сгорания двигателя не подходит для чрезвычайно быстрого распространения пламени и используется топливо с более низким, чем необходимо, октановым числом, накопление тепловых волн и волн давления в цилиндре при сгорании топливной смеси могут воспламениться концевые газы в цилиндре (детонация) и, таким образом, вызвать дополнительные волны тепла и давления, которые могут потенциально разрушить двигатель.Двигатель может допускать детонацию, если она не является серьезной по сравнению с конструкцией двигателя, но она может быть чрезвычайно разрушительной, если она достаточно серьезна. Что касается самого двигателя, одно из ключевых различий между детонацией и предварительным зажиганием заключается в том, что двигатель может быть спроектирован и построен таким образом, чтобы выдерживать детонацию от легкой до умеренной, но не обязательно с предварительным зажиганием. Однако ни то, ни другое не желательно, поскольку не способствует стабильности и контролю горения. Чтобы упростить, если вы планируете интенсивно эксплуатировать двигатель, используйте свечу зажигания с подходящим тепловым диапазоном для вашего двигателя, не запускайте чрезмерно богатую или бедную топливную смесь, проверяйте и часто меняйте свечи и используйте топливо самого высокого качества. может позволить себе соответствующее октановое число для вашего двигателя (подробнее о характеристиках топлива и октановом числе мы расскажем в следующей статье).

Если вы настроили свой двигатель и скорректировали характеристики моделирования воздушного потока, правильно настроив кривую MAF и / или сопоставив таблицу VE для достижения желаемой топливной смеси, установите значения обогащения мощности в WOT на значение, которое приведет к с максимальной выходной мощностью (MBT) без ущерба для срока службы двигателя, которого вы хотите достичь. Например, большинство серийных двигателей (при условии использования неэтилированного бензина премиум-класса), таких как двигатели GM LS, модульные двигатели Ford и двигатели Coyote и двигатели Chrysler / Dodge Hemi, имеют соотношение воздух / топливо 12.8: 1 действительно хорошо работает как компромисс между большой выходной мощностью и долгим сроком службы. Если в приоритете выходная мощность, вы можете работать на обедненной смеси 13,2: 1 (если динамометрические тесты показывают прирост мощности) без остановки двигателя, однако вы подвергнете двигатель значительно большей нагрузке, чем при AFR 12,8: 1. Для более тяжелых транспортных средств (более 3800 фунтов) может потребоваться более богатая смесь, такая как AFR 12,5: 1, чтобы свести детонацию к минимуму при WOT. При более низком передаточном числе задней оси (3,55: 1 и численно выше) вы можете снова попробовать наклониться и можете обнаружить, что детонация не происходит.Работа на обедненной смеси, превышающей 13,2: 1, может привести к увеличению мощности двигателя (и на самом деле, некоторые двигатели могут лучше всего работать на этих более бедных топливных смесях), но помните, что работа на слишком бедной смеси может вызвать чрезмерный нагрев, износ и увеличить вероятность преждевременного воспламенения. Всякий раз, когда происходит детонация, у вас есть несколько вариантов (при условии, что вы придерживаетесь рассматриваемого топлива): Вариант 1 — обогатить топливную смесь и провести испытания, чтобы убедиться, что детонация предотвращена без потери мощности. Вариант 2 — установить меньшую синхронизацию опережения зажигания в основной карте зажигания.Вариант 3 — терпеть детонацию, если она небольшая. Вариант 3 может работать, если датчик детонации улавливает только небольшую детонацию и заставляет ЭБУ замедлить синхронизацию не более чем на 2-4 градуса. Если вы занимаетесь драг-рейсингом, это может сработать для вас. Если вы занимаетесь шоссейными гонками, избегайте Варианта 3 и придерживайтесь Варианта 1, а в случае неудачи переходите к Варианту 2. Если двигатель работает в режиме WOT в течение продолжительных периодов времени (подумайте о длинных прямых для гонок на выносливость, таких как Daytona, Sebring или Road America), вы можете подумать о создании отдельной калибровки двигателя специально для этих гусениц, чтобы работать с немного более богатой топливной смесью на WOT и, при необходимости, на пару градусов меньше опережения зажигания, чтобы быть уверенным, что двигатель благополучно выживает. на WOT во время этих гонок на выносливость с тяжелым газом.Внесение этих изменений приводит только к потере нескольких лошадиных сил по сравнению с более радикальным маршрутом настройки, поэтому, если вы не гонитесь за серьезной суммой денег, это может быть разумным курсом действий. После внесения этих изменений в калибровку ЭБУ, не забудьте еще раз проверить свечи зажигания, чтобы убедиться, что вы используете соответствующий диапазон нагрева для новой настройки.

Детонация, предварительное зажигание и детонация двигателя

Детонация — обычно вызываемая топливом с низким октановым числом — это склонность топлива к предварительному воспламенению или самовоспламенению в камере сгорания двигателя.Это раннее (до того, как загорится свеча зажигания) воспламенение топлива создает ударную волну по всему цилиндру, поскольку горящая и расширяющаяся топливно-воздушная смесь сталкивается с поршнем, который все еще движется к верхней мертвой точке. В результате стук или звон — это звук ударов поршней о стенки цилиндра.

Эффекты детонации могут быть от произвольных до серьезных. Продолжительный и интенсивный стук может привести к поломке поршня или двигателя, хотя он также может выдержать эту небольшую проблему на протяжении тысяч миль.Точно так же перегрев может вызвать дополнительный износ двигателя, быть относительно безвредным или вызвать возгорание и поломку двигателя.

Распространенные причины детонации

Детонация чаще всего возникает из-за использования низкокачественного моторного топлива и, как следствие, порчи деталей вашего двигателя. Однако конструкция камеры играет ключевую роль в определении того, когда и если двигатель может неожиданно взорваться. Форма, размер, расположение искры и геометрия конструкции — все это помогает определить, где эти взрывы могут произойти.

Перегретый наконечник свечи зажигания также может вызвать преждевременное зажигание. Это может вызвать пинг в вашем автомобиле при движении по шоссе, но на самом деле он может сохраняться в двигателе на тысячи миль. Если вы слышите металлический щелкающий звук во время езды на большие расстояния, вам следует проконсультироваться со своим механиком и узнать, нужно ли заменить свечу зажигания.

Общие эффекты

Детонация может вызвать три типа отказа двигателя в зависимости от источника и серьезности: истирание, механическое повреждение и перегрев.Механическое повреждение происходит из-за того, что сильное воздействие природы может вызвать разрушение частей двигателя внутреннего сгорания. Это может особенно повлиять на посадку верхнего или второго поршневого кольца или даже на выпускные или впускные клапаны.

При истирании головка поршня медленно разрушается, создавая микроскопический эффект швейцарского сыра на ее поверхности, что приводит к снижению эффективности и возможной поломке. Однако перегрев — более серьезная проблема, которая при запуске действует почти как эффект снежного кома.Вызванный тем, что пограничный слой газа прерывается на головке блока цилиндров и теплопередача к охлаждающей жидкости через головку блока цилиндров, этот перегрев двигателя будет продолжаться, поскольку температура увеличивается, вызывая усиление детонации.

Общие решения

К счастью, существует ряд решений по предотвращению преждевременного зажигания. Лучшее решение, очевидно, — поговорить с вашим механиком о проблеме, но если у вас есть опыт ремонта двигателя, вы также можете воспользоваться следующими методами, чтобы снизить вероятность детонации двигателя.

Переход на топливо с более высоким октановым числом для уменьшения нагрева камеры сгорания и более медленного сжигания топлива — лучший способ борьбы с ложным срабатыванием. Точно так же снижение температуры воздуха на входе в двигатель значительно снизит вероятность преждевременного воспламенения и детонации. Как правило, на каждые 10 градусов холоднее входящего воздуха, он производит на один процент больше энергии. Регулировка фаз газораспределения также может помочь решить эту проблему. Если ваш двигатель работает во время открытия дроссельной заслонки на низких оборотах двигателя, вам может потребоваться отрегулировать время на два-три градуса.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *