Детонация двигателя: что это такое?
Детонация двигателя представляет собой нарушение плавного процесса сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах силового агрегата, в результате чего такое сгорание приобретает взрывной ударный характер. Другими словами, топливо резко взрывается в рабочей камере, что приводит к моментальному выбросу энергии и образованию ударной волны.
В нормальных условиях фронт пламени в цилиндре распространяется со средней скоростью около 30 метров в секунду. Во время детонации данный показатель увеличивается до 2000 метров. Воспламенение смеси в норме должно происходить в тот момент, когда поршень практически находится в ВМТ. Что касается УОЗ (угол опережения зажигания), зачастую этот показатель составляет 2 или 3 градуса. Топливный заряд также догорает после того, как поршень пройдет ВМТ и начинается его рабочий ход.
Если в двигателе происходит детонация, тогда топливно-воздушная смесь воспламеняется в момент, когда поршень еще находится на такте сжатия.
Энергия от сгорания заряда в этом случае оказывает сильное давление на поднимающийся поршень, а не толкает его вниз. Последствиями такого взрыва топливной смеси является значительное увеличение ударных разрушительных нагрузок на ЦПГ и КШМ, рост температуры, снижение мощности двигателя и возрастание расхода топлива.
Содержание статьи
- Основные причины детонации
- Эксплуатация двигателя
- Октановое число бензина
- Особенности конструкции ДВС
- Конструктивные решения для предотвращения детонации
- Детонация двигателя при выключении зажигания
- Детонация двигателя и возможные последствия
Основные причины детонации
Среди различных причин возникновения детонации специалисты отмечают неправильно выставленный угол опережения зажигания на бензиновых двигателях (угол опережения впрыска топлива на дизельных ДВС), сбои в процессе смесеобразования, снижение эффективности работы системы охлаждения, а также целый ряд других возможных причин.
Детонацию двигателя принято условно разделять на допустимую и критическую. Под допустимой детонацией следует понимать кратковременное (иногда малозаметное) явление. Критическая детонация может проявляться постоянно, только при увеличении нагрузок на мотор, на холостом ходу, а также во время работы ДВС в различных режимах.
В списке основных причин появления детонации отмечены:
- нарушения условий эксплуатации мотора;
- использование бензина с отличным от рекомендуемого октановым числом;
- особенности конструкции силового агрегата;
Эксплуатация двигателя
Детонацию можно услышать на полностью исправном моторе во время эксплуатации агрегата под нагрузкой. Смесь в цилиндрах обычно детонирует на затяжном подъеме при движении с такой скоростью, которая не соответствует выбранной передаче.
Другими словами, детонация двигателя отчетливо заметна в том случае, когда водитель пытается заехать на подъем с низкой скоростью без переключения на пониженную передачу и давит на газ.
Обороты коленвала в этот момент низкие, двигатель «не тянет», то есть не набирает мощность и не разгоняет автомобиль. К общему звуку работы мотора в этом случае добавляется звонкий металлический детонационный стук, похожий на стук поршневых пальцев. Такой звук становится результатом ударов взрывной волны, которая с высокой частотой бьет по стенкам камеры сгорания.
Также необходимо отметить, что склонность к детонации топливно-воздушной смеси напрямую зависит от исправной работы систем зажигания и охлаждения. Смесь может детонировать в цилиндрах при наличии следующих факторов:
- раннее зажигание;
- перегрев двигателя;
- обильный нагар в камере сгорания;
- сильная закоксовка двигателя, в результате чего увеличилась степень сжатия;
Зажигание часто делают ранним для улучшенного отклика двигателя на нажатие педали газа, особенно на низких оборотах. Раннее зажигание заставляет смесь воспламеняться до наступления момента, когда поршень подходит к ВМТ.
Так как поршень еще только осуществляет движение в верхнюю мертвую точку, раннее воспламенение смеси означает противодействие его движению. Дополнительным негативным явлением при таком зажигании выступает перегрев.
Скопление нагара в камере сгорания приводит к уменьшению объема самой камеры и повышению степени сжатия. Вторым по значимости фактором, влияющим на детонацию, является значительное повышение температуры в камере сгорания при наличии отложений. В отдельных случаях нагар может буквально тлеть, заставляя смесь в цилиндрах воспламеняться неконтролируемо. Получается, детонация при определенных условиях провоцирует появление калильного зажигания, которое также является аномальным самопроизвольным воспламенением смеси.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое калильное зажигание. Из этой статьи вы узнаете о причинах появления данной неисправности, а также о последствиях воздействия КЗ на мотор и его эксплуатацонный ресурс.
Дополнительно необходимо учесть тот факт, что детонация двигателя может возникнуть в результате установки свечей зажигания с неподходящим для данного типа двигателя калильным числом.
Отдельно на детонацию может повлиять внесение различных изменений в топливную аппаратуру, а также «чиповка» ЭБУ и другие манипуляции, влияющие на смесеобразование в целях экономии топлива. Условно называемая тюнерами «экономичная прошивка» означает, что в блок управления двигателем вносится ряд корректив, затрагивающих топливные карты. Результатом становится обедненная смесь на разных режимах работы ДВС, снижаются динамические характеристики автомобиля.
Во время работы ЭБУ двигателя на заводских настройках смесь рассчитана на «мягкое» воспламенение, благодаря чему температура внутри камеры сгорания остается в заданных рамках. При серьезных нагрузках в двигателе после прошивки зачастую возникает детонация на слишком «бедной» смеси. Обедненная смесь приводит к перегреву деталей. Указанный перегрев при последующем впрыске топлива может вызвать самопроизвольное воспламенение топливного заряда.
Октановое число бензина
Одной из наиболее распространенных причин детонации двигателя является использование бензина с низким октановым числом, которое не рекомендовано для данного типа ДВС.
Добавим, что указанный параметр не так важен для дизельного двигателя, так как основной характеристикой дизтоплива выступает цетановое число.
Дело в том, что солярка изначально более устойчива к детонации. В дизеле воспламенение происходит в результате сжатия и нагрева от такого сжатия топливной смеси. По этой причине дизельные двигатели конструктивно имеют более высокую степень сжатия.
Бензин имеет заметно меньшую стойкость к детонации сравнительно с дизтопливом. Октановое число является той характеристикой, которая отражает детонационную стойкость бензина. В бензиновом моторе степень сжатия ниже, топливно-воздушная смесь загорается от искры. Чем выше оказывается октановое число, тем большее сжатие смеси допускается без риска детонации.
Получается, заправка 92-м бензином автомобиля, двигатель которого имеет высокую степень сжатия и допускается использование горючего с октановым числом только 95 и выше, приведет к появлению детонации во время работы мотора под нагрузкой.
Необходимо отдельно учитывать, что детонация может проявляться даже в случае заправки топливом с необходимым октановым числом. В этой ситуации дело может быть в низком качестве горючего, так как на АЗС часто используют различные способы для искусственного повышения октанового числа. Среди таковых особо отмечают добавку в бензин жидкого газа (пропан, метан). Указанные газы являются летучими, то есть испаряются через небольшой промежуток времени. В итоге топливный бак быстро оказывается заполненным бензином с низким октановым числом, хотя изначально заправляемое топливо соответствовало рекомендуемому для данного типа ДВС.
Особенности конструкции ДВС
Детонация может возникать в двигателе благодаря целому ряду конструктивных особенностей силового агрегата. В списке основных решений отдельно выделяются:
- степень сжатия конкретного ДВС;
- форма самой камеры сгорания и днища поршня;
- особенности размещения свечей зажигания;
- турбонаддув;
Высокофорсированные бензиновые атмо и турбодвигатели имеют более высокую степень сжатия сравнительно со штатными атмосферными аналогами, вследствие чего демонстрируют повышенную предрасположенность к детонации.
Такие ДВС предполагают эксплуатацию исключительно на качественном бензине с высоким октановым числом.
Конструктивные решения для предотвращения детонации
Для борьбы с детонацией инженеры в разное время использовали определенные конструктивные решения. Такие решения направлены на максимально эффективное и быстрое сгорание заряда топлива во фронте пламени, полноту сгорания от искры, замедление окислительных процессов, в результате которых происходит неконтролируемое воспламенение.
Необходимо добавить, что в целях противодействия детонации могут быть увеличены обороты двигателя, в результате чего сокращается время на протекание окислительных реакций и снижается вероятность самовоспламенения топливно-воздушной смеси.
Еще одним инженерным решением выступает турбулизация. Потоки смеси в камере сгорания благодаря конструктивным особенностям получают определенное вращение, фронт пламени от искры распространяется быстрее.
Также противостоять детонации помогает уменьшение того расстояния, которое проходит фронт пламени. Для сокращения пути цилиндр может быть выполнен с меньшим диаметром, а также возможна установка еще одной свечи зажигания.
Отдельно стоит отметить форкамерно-факельное зажигание, которое в свое время было призвано эффективно бороться с детонацией. Моторы с форкамерой конструктивно предусматривают наличие двух камер: предкамеру и основную камеру. Принцип работы состоит в том, что в малой камере создается обогащенная смесь, а в основной находится обедненная. После воспламенения смеси в предкамере фронт пламени воспламеняет смесь в основной камере, исключая возможность детонации.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое форкамерный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции и принципах работы предкамерных моторов.
На современных моторах детонации активно противостоит электроника. Появление микропроцессорных блоков управления двигателем (ЭБУ) позволило в автоматическом режиме изменять угол опережения зажигания (УОЗ) на основании показаний от датчиков, а также динамично вносить коррективы в состав горючей смеси.
Детонация двигателя при выключении зажигания
Достаточно распространенным явлением во время эксплуатации бензиновых и дизельных ДВС является то, что детонация двигателя проявляется уже после выключения зажигания. Двигатель в этом случае дергается, так как коленвал успевает сделать еще несколько оборотов.
Такая детонация двигателя после выключения зажигания может быть вызвана двумя явлениями:
- дизелинг;
- калильное зажигание;
В первом случае, который характерен для бензиновых агрегатов, имеет место кратковременная или продолжительная работа мотора в результате повышения степени сжатия или использования несоответствующего по детонационной стойкости топлива, что приводит к самостоятельному воспламенению топливно-воздушной смеси. Во втором случае горючее в цилиндрах может самопроизвольно воспламеняться после выключения зажигания от контакта с раскаленными поверхностями или тлеющим слоем нагара в камере сгорания.
Детонация двигателя и возможные последствия
Как уже было сказано выше, от разрушительных нагрузок в результате постоянной детонации быстро выходит из строя кривошипно-шатунный механизм, ГБЦ, другие в большей или меньшей степени нагруженные элементы и узлы двигателя.
Ударная волна от взрыва детонирующего топливного заряда с высокой скоростью ударяет по стенкам цилиндров, разрушает масляную защитную пленку на трущихся парах.
Также детонация вызывает нарушение процесса теплоотдачи от раскаленных газов, которые перегревают цилиндры. Возникающий локальный или общий перегрев двигателя уничтожает кромку поршня, которая попросту выкрашивается или плавится под воздействием запредельно высоких температур. Рост температуры вызывает прогар прокладки головки блока, разрушение стенок цилиндров, прогар клапанов ГРМ, быстро приходят в негодность свечи зажигания и т.д. Закономерным итогом становится то, что ударные и термические нагрузки, возникающие при детонации, значительно повышают общий износ двигателя и сокращают его моторесурс.
Страница не найдена
Поиск по сайту Авторизация
|
|
Семинары Дек 16, 2022 Семинар «Прикладная гидродинамика» Дек 14, 2022 Научный семинар «Механика макро- и нано-структур» 19.12.2022. Тема: «Влияние снежного покрова на эффективность разрушения ледяного покрова амфибийными судами на воздушной подушке резонансным методом» Оценка результативности ИГиЛ СО РАН 2013-2015 гг Программа развития ИГиЛ СО РАН Заключение РАН по Программе развития | ||||||||||||||||
..Разница между стуком и детонацией
Ключевая разница – стук и Детонация Стук и детонация часто сбивают с толку, но это два разных термина, которые используются для объяснения проблем в двигателях. Детонация — это создание вибраций или резких звуков в двигателе из-за неправильного инициирования сгорания в ответ на зажигание от свечи зажигания. Стук не следует путать с преждевременным зажиганием.
Детонация — это преждевременное или самовоспламенение топлива в камере сгорания двигателя. ключевое различие между детонацией и детонацией заключается в том, что детонация приносит двигателю несколько недостатков, таких как перегрев точек свечи зажигания, эрозия поверхности камеры сгорания и грубая, неэффективная работа, тогда как детонация может вызвать истирание, механическое повреждение и перегрев в двигатели.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и ключевые отличия
2. Что такое детонация
3. Что такое детонация
4. Сходства между детонацией и детонацией
5. Сравнение бок о бок – стук и детонация в табличной форме
6. Резюме
Что такое стук?
Стук – это издаваемые резкие звуки из-за неравномерного сгорания топлива в цилиндре двигателя транспортного средства. Это происходит из-за того, что топливовоздушная смесь внутри цилиндра не инициирует должным образом сгорание в ответ на воспламенение от свечи зажигания.
Свеча зажигания — это устройство, которое может подавать электрический ток от системы зажигания к камере сгорания для воспламенения воздушно-топливной смеси от электрической искры. Проще говоря, детонация — это вибрация двигателя из-за волн давления, возникающих в результате неравномерного сгорания. Это производит слышимый стук.
Причин, вызывающих стук в двигателях, может быть несколько. Одной из причин являются неисправные свечи зажигания. Свечи зажигания со временем могут стареть и ломаться. Срок службы свечи зажигания зависит от состояния и типа свечи зажигания. Еще одна возможная причина стука – использование низкооктанового топлива.
Октановое число/октановое число : Это цифра, показывающая антидетонационные свойства топлива, основанная на сравнении со смесью изооктана и гептана. Бензин с нефтеперерабатывающих заводов имеет разное октановое число. Чем выше октановое число топлива, тем большее сжатие оно может выдержать до воспламенения.
Еще одной причиной стука является нагар в цилиндре. В большинстве случаев для предотвращения нагара, который может засорить цилиндр, используются чистящие средства от нагара. Но может образоваться еще небольшое количество отложений. Когда эти отложения образуются, в цилиндре остается меньше места для воздуха и топлива. Следовательно, может произойти сжатие топлива, что может привести к детонации.
Рисунок 01: Автомобильный двигатель
Детонация приводит к некоторым недостаткам двигателя, например,
- Перегрев свечных колодцев
- Эрозия поверхности камеры сгорания
- Грубая, неэффективная работа
Что такое детонация?
Детонация – это процесс преждевременного или самовоспламенения топлива в камере сгорания двигателя. Часто это происходит из-за использования топлива с низким октановым числом. Это означает, что топливо начинает гореть до воспламенения свечи зажигания и электрического тока. Детонация характеризуется мгновенным взрывным воспламенением.
Рисунок 02: Камера сгорания
Некоторыми причинами детонации являются использование низкосортного топлива двигателем и перегрев наконечников свечей зажигания. Низкосортные моторные топлива вызывают износ деталей двигателя. Перегретый наконечник свечи зажигания может вызвать преждевременное зажигание. Ниже приведены некоторые превентивные меры для обозначений:
- Использование высококачественного моторного топлива
- Улучшение топливовоздушной смеси в цилиндре
- Уменьшить угол опережения зажигания
- Снижение нагрузки на двигатель
В чем сходство детонации и детонации?
- Детонация и детонация возникают в двигателях транспортных средств.
- И детонация, и детонация могут вызвать неблагоприятную работу двигателя.
В чем разница между стуком и детонацией?
Стук против детонации | |
Стук – это резкие звуки, возникающие из-за неравномерного сгорания топлива в цилиндре двигателя автомобиля. | Детонация — это процесс преждевременного или самовоспламенения топлива в камере сгорания двигателя. |
| Влияние на двигатель | |
| Детонация приводит к ряду недостатков двигателя, таких как перегрев точек свечи зажигания, эрозия поверхности камеры сгорания и грубая, неэффективная работа. | Детонация может вызвать истирание, механическое повреждение и перегрев двигателей. |
| Профилактика | |
| Детонацию можно предотвратить заменой свечей зажигания, предотвращением образования нагара, использованием топлива с высоким октановым числом и т. д. | Обозначение можно предотвратить за счет использования высококачественных моторных топлив, увеличения соотношения воздух-топливо в цилиндре, уменьшения угла опережения зажигания и снижения нагрузки на двигатель. |
Резюме –
Детонация и Детонация Детонация и детонация — это проблемы в двигателях, которые часто встречаются в автомобилях.
В большинстве случаев эти два термина путают и используют как синонимы. Но это две разные ситуации в двигателях, как обсуждалось выше в этой статье. Разница между детонацией и детонацией заключается в том, что детонация приносит двигателю несколько недостатков, таких как перегрев точек свечи зажигания, эрозия поверхности камеры сгорания и грубая, неэффективная работа, тогда как детонация может вызвать истирание, механическое повреждение и перегрев в двигателях.
Ссылка:
1. Редакторы Британской энциклопедии. «Стук». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 15 июня 2015 г. Доступно здесь
2. «Что вызывает детонацию двигателя? | Комплексное обслуживание автомобилей Firestone». Полностью Firestone, 14 февраля 2017 г. Доступно здесь
3.Gable, Christine & Scott. «Что такое детонация?» ThoughtCo, 27 августа 2017 г. Доступно здесь
4. «Стук в двигателе». Википедия, Фонд Викимедиа, 25 февраля 2018 г. Доступно здесь
Изображение предоставлено:
1.
‘530i Touring Msport LCI 59’ Форумы E60, (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2.’SOHC Hemi Chamber’ By Marshmallow bunnywabbit, (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
Что такое детонация двигателя и как ее предотвратить?
Что такое детонация двигателя?
Детонация двигателя происходит, когда чрезмерная температура и давление в камере сгорания двигателя вызывают самовоспламенение воздушно-топливной смеси внутри.
Детонация или стук в двигателе – распространенная проблема, возникающая в автомобилях. Это может привести к серьезному повреждению двигателя и других внутренних частей велосипеда или автомобиля.
Как правило, при включении двигателя происходит искрообразование воздушно-топливной смеси. Затем зажигается одно ядро пламени, которое двигает транспортное средство вперед. Однако, когда тепло и давление воспламеняют эту смесь , вместо одного возникает несколько пламени.
Затем эти языки пламени сталкиваются с огромной силой и вызывают внезапное повышение давления в цилиндре.
Это резкое повышение давления приводит к перегрузке различных внутренних деталей, таких как поршни, кольца, подшипники, прокладки и т. д., что известно как детонация или стук.
Каковы симптомы детонации двигателя?
Всякий раз, когда происходит детонация двигателя, она вызывает стук или стук , которые можно услышать во время ускорения или открытия дроссельной заслонки. Этот звук отличается от обычного шума выхлопа, так как он высокий и исходит из моторного отсека.
Каковы последствия детонации двигателя?
Как только детонация произойдет, она может привести к серьезному повреждению двигателя , которое может быть необратимым или, по крайней мере, очень дорогостоящим. Детонация может расплавить свечи зажигания, дать трещину в поршневых кольцах, подшипники шатунов и пробить прокладки.
Справочное видео — Что такое стук в двигателе?
Что делать при детонации?
Если вы слышите такой стук или звон, вам следует t немедленно уберите педаль газа и остановите автомобиль.
Также важно доставить его на станцию техобслуживания, чтобы проверить на наличие повреждений, прежде чем использовать его снова.
Использование во время детонации может усугубить повреждение и привести к долгосрочным проблемам. Кроме того, это может быть небезопасно для водителя.
Понятно, что детонация двигателя может привести к значительным повреждениям автомобиля. Вот несколько способов предотвращения детонации:
Используйте высокооктановое топливо
Октановое число топлива указывает на его способность противостоять самовозгоранию. Поэтому чем выше октановое число топлива, тем лучше способность топлива сопротивляться самовоспламенению и тем ниже вероятность детонации.
Стандартное октановое число 87 защищает большинство двигателей, но для двигателей с высокой степенью сжатия или наддува может потребоваться топливо с более высоким октановым числом.
Уменьшить степень сжатия
Сжатие в цилиндре определяет тепло в камере и, таким образом, одно может управлять другим.
Чтобы гарантировать, что тепло и давление остаются стабильными и не превышают предельные значения, 9Степень сжатия 0098 должна контролироваться. Это можно сделать за счет использования разных головок цилиндров, поршней и прокладок головок.
Проверить угол опережения зажигания
Слишком опережающее опережение зажигания может привести к слишком быстрому повышению давления в цилиндре. Это может привести к детонации. Может быть полезно проверить угол опережения зажигания и сбросить его с помощью в соответствии со спецификациями производителя.
Используйте более холодную свечу зажигания
Кончик свечи зажигания часто является основным источником самовоспламенения. Слишком горячая свеча может сохранять слишком много тепла и вызывать детонацию . Переключение на свечу зажигания в более холодном температурном диапазоне часто может решить эту проблему. Это уменьшит вероятность самовозгорания. Будет полезно, если вы воспользуетесь руководством по свечам зажигания, прежде чем решите купить.