Причины детонации: 7 Причин Почему Идет Детонации Двигателя их Последствие и Как их убрать

Содержание

Детонация двигателя — причины и советы по устранению

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.

Базовое понимание детонации

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.


Датчик детонации

На современных агрегатах установлен датчик детонации, который способен контролировать уровень опасности. Это устройство воспринимает, а в дальнейшем преобразовывает механическую энергию колебаний цилиндров в электрический импульс. По сути, датчик постоянно посылает сигналы в электронный блок управления двигателем, а сам блок следит за изменениями состава смеси и угла опережения зажигания. С его помощью также можно достигнуть более экономичной работы при максимальной мощности двигателя.

С чего начинается детонация

На видео показано, что такое детонация двигателя:

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.

Причины детонации

На видео рассказано о причинах детонации двигателя:

Детонация двигателя имеет один из самых разрушительных эффектов в любом агрегате. Поэтому нужно немедленно узнать, как устранить её, обнаружив следующие причины взрывного горения в цилиндрах:

Обратите внимание, что каждая из этих возможных причин является относительной. То есть нет абсолютного времени, смещения силы или опережения зажигания, что гарантируют появление детонации. Равным образом не существует никаких абсолютных параметров, которые гарантируют, что такого явления не произойдёт.

Причин много, остановимся на более распространённых из них.

Слишком низкое октановое число топлива в автомобиле

Октановое число топлива

Одной из причин детонации двигателя является низкое качество и низкое октановое число топлива, которое может вызвать целый кластер проблем, таких как повышенная температура камеры сгорания и более высокое давление в цилиндрах.

Октановое число показывает, какую степень сжатия может переносить бензин — чем выше рейтинг, тем топливо более устойчиво к возгоранию. Вот почему более сложные двигатели высокого давления требуют более дорогого топлива.

Октановое число бензина иногда называют антидетонационным индексом. Производители рекомендуют определённый вид смеси для достижения максимальной производительности в своих транспортных средствах.

Эти проблемы могут привести к предварительному зажиганию, а это приводит к тому, что топливо сгорает в двигателе раньше, чем следовало бы. Есть два способа, когда бензин может воспламениться в камере сгорания: от свеч зажигания или от неправильной степени сжатия. Это хрупкое равновесие и любой фактор может испортить весь процесс. Если сжатие двигателя является слишком низким, это приводит к тому, что топливо не сгорает полностью, а оставшиеся компоненты прилипают к внутренним частям камеры. Это накопление отрицательно влияет на цилиндры, что является распространённой причиной взрывного горения.

Нагар на стенках цилиндра

Нагар на стенках цилиндра

Все виды топлива должны иметь определённый уровень очистки, однако этого может быть недостаточно, чтобы остановить отложения нагара. Когда образуются отложения, объём цилиндра эффективно уменьшается, что увеличивает сжатие, которое может вызвать детонацию. Для борьбы с ним сначала попробуйте приобрести моющие присадки в магазине автозапчастей, а затем изменить топливо.

Неправильные свечи зажигания

Использование неправильных свечей зажигания является ещё одной причиной детонации двигателя. Водители часто не понимают рекомендаций производителя, покупая неправильные приборы зачастую с целью экономии. Поскольку свечи зажигания помогают контролировать внутреннюю среду двигателя и работают в довольно точных условиях, неправильно подобранные создают условия для неправильного сжигания топлива. Они могут привести к наращиванию сгорания в камере и повышению температур ходовых частей, которые являются одними из причин возникновения детонации.

Эти три причины являются наиболее распространёнными, а в плане исправления ситуации — наименее дорогостоящими. Если ваш автомобиль по-прежнему имеет детонацию в двигателе после устранения этих причин, оправляйтесь в автосервис.

Как устранить детонацию

На видео рассказано, как можно устранить детонацию двигателя:

http://www.youtube.com/watch?v=ig4F4bx5QOk

Разобравшись, что такое детонация и какие наиболее вероятные причины её возникновения, займёмся тем, как устранить это взрывное горение горючей смеси.

Более высокая скорость помогает снизить вероятность её появления, потому что она сокращает время сжигания. Максимальное давление, следовательно, уменьшается и смесь воздух/топливо не будет подвержена воздействию высоких температур. Примером этому является тот случай, когда вы ведёте свой автомобиль по прямой ровной дороге с холма. Когда вы снова едете в гору, вы начинаете терять скорость и иногда можете услышать, как ваш двигатель детонирует. Таким образом, чтобы получить ускорение, вы переключаетесь на одну-две передачи ниже и ускоряетесь снова, тем самым убирая такое явление.

Повышение влажности на самом деле также снижает риск детонации. Высокое содержание воды в воздухе способствует снижению температуры горения.

Наиболее распространённые трюки (и простые варианты), используемые водителями для получения максимальной производительности без детонации:

  1. Использование более высокооктанового топлива.
  2. Торможение на опережение зажигания.
  3. Снижение температуры в камере сгорания. Эта задача может быть решена посредством интеркулера или с помощью нагнетания воды. Охладитель принимает входящий нагнетённый воздух и передаёт его через серию воздушных охладителей, таким образом уменьшая температуру.

На видео показано, как происходит детонация дизельного двигателя:

Детонация двигателя не новая проблема, производители пытались устранить или уменьшить её возникновение на протяжении многих лет. Это сложный процесс, что включает в себя множество различных факторов, но чтобы по-настоящему понять, как работает двигатель, вы должны понять, отчего происходит детонация, и изучить шаги, которые ей способствуют.

Всегда обращайте пристальное внимание на все посторонние шумы и стуки, которые исходят от мотора вашего автомобиля, потому что они могут указать на это явление в камере сгорания и должны быть немедленно убраны.

Хотя детонация может быть потенциально опасной для двигателя, ею легко управлять, как только вы поймёте причину возникновения.

Почему возникает детонация?


Детонация




Природа явления детонации

Детонация двигателя — это процесс самопроизвольного воспламенения горючей смеси в цилиндрах, носящий характер взрывной волны. Чаще детонации подвержены бензиновые двигатели, в которых рабочая смесь воспламеняется принудительно, но иногда явления детонации проявляются и у дизелей.

Попробуем разобраться в физической природе детонации и причинах, вызывающих ее, пристальнее рассмотрев процесс сгорания топлива в цилиндрах двигателя.

Попавшая в цилиндр двигателя во время такта впуска горючая смесь перемешивается с остатками отработавших газов, образуя рабочую смесь, и начинает быстро сжиматься в процессе такта сжатия. На подходе поршня к верхней мертвой точке рабочая смесь сильно разогревается за счет сжатия и контакта с горячими деталями кривошипно-шатунного механизма, после чего в требуемый момент цикла воспламеняется искрой зажигания.
Горение распространяется по объему камеры сгорания лавинообразно, увеличивая давление в цилиндре, толкая поршень и совершая, таким образом, полезную работу.
Таков механизм протекания нормального процесса горения. Но иногда он может нарушаться.

Ничего в природе не происходит в единый миг, и рабочая смесь тоже воспламеняется не одновременно по всему объему камеры сгорания, — горение начинается у места запала смеси искрой, в центральной части камеры, а затем быстро распространяется к периферии. По мере роста очага возгорания создается так называемый фронт горения (или фронт пламени), на границе которого образуется зона повышенного давления и температуры.

Часть рабочей смеси, до которой фронт пламени доходит в последнюю очередь, нагревается дополнительно в результате прироста давления со стороны фронта пламени. Тем не менее, при достижении температуры самовоспламенения очаги горения в этих зонах, чаще всего, не возникают из-за местного недостатка кислорода и относительно большого времени протекания первой стадии сгорания, что характерно для периферийных зон.

Однако несгоревшая смесь в этих зонах чрезвычайно активизируется и оказывается на границе теплового взрыва. Из-за высокого давления и больших температур несгоревшая горючая смесь образует очень активные химические соединения — альдегиды, спирты, перекиси и т. д. При достижении критических значений температуры и давления между соединениями возникают цепные окислительные реакции, приводящие к самопроизвольному воспламенению смеси, и сопровождающиеся мощным выбросом энергии взрывного характера. В эпицентре такого мини-взрыва образуется взрывная волна, которой распространяется по цилиндру с невероятной скоростью.

Ударные волны со стороны таких очагов самовоспламенения вызывают, в свою очередь, самовоспламенение хорошо подготовленной к этому смеси. Это вызывает еще большее повышение давления, под действием которого фронт пламени принудительно ускоряется. Скорость его может превысить скорость звука и достичь 1500…2300 м/с, что характерно для взрывного горения. Для примера — при нормальном горении скорость фронта пламени составляет всего 20…30 м/с. От разрыва поршень и стенки цилиндра спасает лишь то, что детонация вызывается микровзрывами, которые выбрасывают недостаточную для глобальных разрушений энергию.

Сгорание в цилиндрах двигателя с искровым зажиганием последних порций заряда после его объемного самовоспламенения, сопровождающееся возникновением ударных волн, называется детонационным.
При отражении ударных волн от стенок камеры сгорания возникает звонкий металлический стук, который является внешним проявлением детонации.

***

Последствия детонации

Заблуждением является мнение, будто прирост давления за счет увеличения скорости распространения фронта пламени позитивно влияет на динамику двигателя и обеспечивает прибавку его мощности. Это не так, поскольку взрывная волна распространяется очень быстро (иногда – более 2 км/с), вызывая настолько сильный прирост давления (до 700 Н/см2), что поршень, головка блока и другие детали КШМ испытывают настоящий удар, словно по ним ударяют увесистой кувалдой.
Очевидно, что положительно повлиять на мощность двигателя за такой короткий промежуток времени взрывная волна просто не успевает.

Поэтому микровзрывы в цилиндре приносят только вред — ударяя с невероятной скоростью в стенки цилиндров, взрывная волна разрушает масляную пленку, вызывая интенсивный износ деталей поршневой группы из-за сухого трения, а дополнительный прирост температуры на фронте волны приводит к перегреву стенок цилиндров, поршней, клапанов и головки блока.

Высокая температура разрушает детали двигателя, приводя к обгоранию кромок поршней и клапанов, электродов свечей зажигания, прокладки головки блока цилиндров. Кроме этого нередко имеют место механические разрушения деталей кривошипно-шатунного механизма и даже выкрашивание антифрикционного состава в подшипниках коленчатого вала.
Попробуйте узнать в приведенном на рисунке бесформенном куске металла поршень. Он разрушен последствиями детонационного сгорания топлива.

Заметно снижается динамика двигателя — при сильной детонации его мощность падает, растет расход топлива, в отработавших газах появляется черный дым.

Таким образом, детонационное сгорание отрицательно влияет на рабочий процесс и долговечность деталей КШМ.

***



Причины возникновения детонации

Возникновению детонации способствуют следующие факторы:

Сорт топлива

Сорта топлива характеризуются октановым числом, которым оценивается антидетонационная стойкость бензина. Чем выше октановое число, тем выше антидетонационные свойства топлива. Октановое число легких фракций бензина меньше, чем у средних и тяжелых фракций. При быстром открытии дроссельной заслонки (например, при интенсивном разгоне) тяжелые фракции поступают в цилиндр с некоторой задержкой, что стимулирует детонацию в начале разгона из-за временного снижения октанового числа топлива, поступившего в цилиндр.
Октановое число автомобильных бензинов в соответствии с ГОСТ 2084-77 составляет от 76 до 98 единиц.

Частота вращения коленчатого вала

Увеличение частоты вращения коленчатого вала приводит к росту турбулизации заряда, что влечет за собой увеличение скорости распространения пламени. В результате времени на развитие предпламеных процессов в последних частях заряда становится недостаточно, и детонация снижается.
Кроме того, с увеличением частоты вращения коленчатого вала увеличивается содержание остаточных газов в рабочей смеси, что также снижает интенсивность предпламенных процессов и приводит к снижению детонации.

Нагрузка

Уменьшение нагрузки сопровождается прикрытием дроссельной заслонки карбюратора, вследствие чего давление и температура заряда в конце процесса сжатия снижается, а коэффициент остаточных газов γr увеличивается.
Кроме того, уменьшается количество поступающей в цилиндр горючей смеси, а значит и выделяемая в результате ее сгорания теплота, вследствие чего снижается давление в камере сгорания. По этим причинам уменьшение нагрузки приводит к снижению детонации и наоборот.

Угол опережения зажигания

Увеличение угла опережения зажигания приводит к более раннему тепловыделению относительно прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ). В результате резко повышается давление, что способствует возрастанию степени сжатия рабочей смеси перед фронтом пламени и вызывает появление очагов самовоспламенения.
Поэтому с увеличением угла опережения склонность к детонации возрастает и наоборот.

Тепловое состояние двигателя

С ростом температуры деталей камеры сгорания увеличивается вероятность возникновения очагов самовоспламенения и детонации.

Температура и давление воздуха на впуске в цилиндр

Увеличение температуры и давления окружающей среды усиливает вероятность детонации. Поэтому применение наддува в двигателях с принудительным воспламенением затруднено.

Степень сжатия

Увеличение степени сжатия приводит к увеличению температуры и давления в конце процесса сжатия. Следовательно, увеличение степени сжатия ограничивается, и ее максимально допустимое значение выбирается в зависимости от сорта топлива, формы камеры сгорания, материала поршня, головки блока цилиндров, быстроходности двигателя и способа его охлаждения.

Форма и размеры камеры сгорания

Двигатели с формой камеры сгорания, обеспечивающей наибольшую турбулизацию смеси, более защищены от детонации. С этой точки зрения наиболее рациональными являются камеры сгорания в поршне или клиновые и плоскоовальные камеры с вытеснителями. Уменьшение пути пламени от свечи до периферийных зон камеры сгорания сокращает время его распространения и тем самым снижает вероятность возникновения детонации.
Следовательно, детонацию ограничивает применение двух свечей зажигания вместо одной и уменьшение диаметра цилиндра.

Материал поршня и головки блока цилиндров

Материал этих деталей во многом определяет теплоотвод от рабочего тела. Применение алюминиевых сплавов, обладающих высокой теплопроводностью, позволяет снизить требования к октановому числу бензина на 5…7 единиц.

***

Способы борьбы с детонацией

Для того чтобы устранить данное явление, необходимо обратить внимание на причины его возникновения и помнить, что детонация происходит при включенном зажигании, ненормальные явления, возникающие при глушении мотора, имеют иное название и требует иных мер.

Если двигатель стал работать с детонацией сразу после заправки — значит, в бак попало некачественное горючее. Если двигатель бензиновый, можно добавить в топливный бак немного ацетона, — он повысит октановое число. Либо придется некачественное топливо из бака слить и заправиться более качественным.

Детонация дизельного двигателя иногда сопровождается черным или зеленоватым выхлопом. Это означает, что разрушились поршни, и выхлопные газы содержат частицы алюминия. В такой ситуации необходима замена поршневой группы.

Из-за неисправных свечей зажигания может возникать детонация при запуске двигателя. В этом случае свечи необходимо заменить.
У дизельного двигателя такая проблема может возникнуть после западания иглы форсунки.

Если автомобиль постоянно эксплуатируется с минимальной нагрузкой или же его двигатель часто и подолгу работает на холостом ходу, в камерах сгорания откладывается слой нагара, из-за чего повышается степень сжатия и увеличивается риск появления детонации.
В данном случае полезна своеобразная профилактика — двигателю необходимо периодически давать работать с большой нагрузкой. Хороший метод такой профилактики — периодические динамичные разгоны и движение на пониженной передаче с высокими оборотами.
Разумеется, такая профилактика не должна противоречить правилам дорожного движения.

Современные автомобильные двигатели, оснащенные компьютерным управлением системами питания и зажигания, предохраняют от детонации при помощи датчика, который так и называется — датчик детонации. Он чутко реагирует на посторонние стуки, появляющиеся в двигателе и подает сигнал компьютеру (ЭБУ), а тот, в свою очередь, корректирует зажигание, пытаясь устранить детонацию.

***

Калильное зажигание и дизилинг

Не следует путать детонационное сгорание с преждевременным самовоспламенением, которое может произойти во время процесса сжатия еще до момента появления искры — в результате поджига горючей смеси от раскаленной поверхности центрального электрода свечи зажигания, головки выпускного клапана или нагара. Такое воспламенение носит название калильного зажигания.

Воспламенившаяся от накаленных поверхностей рабочая смесь затем сгорает с нормальной скоростью, однако, момент самовоспламенения неуправляем, и со временем наступает все раньше и раньше. При этом давление и температура достигают своего максимума задолго до прихода поршня в ВМТ, что приводит к уменьшению мощности двигателя и его перегреву. Устранить это явление выключением зажигания нельзя — двигатель будет продолжать работать. Поэтому в случае появления калильного зажигания необходимо просто прекратить подачу горючей смеси.
Иногда водитель пытается остановить двигатель, работающий от калильного зажигания, попыткой трогаться с места на высшей передаче. Двигатель в этом случае глохнет от недостатка тягового усилия на коленчатом валу, но детали КШМ, а также элементы трансмиссии могут повредиться из-за ударных нагрузок.

В некоторых случаях аналогично калильному зажиганию возникает самовоспламенение топлива от чрезмерного сжатия – явление дизилинга.
Такое воспламенение наблюдается при выключении зажигания, когда прогретый карбюраторный двигатель не останавливается и продолжает работать с пониженной частотой вращения коленчатого вала. При этом его работа нестабильна и сопровождается вибрациями.
Дизилинг нередко имеет место при степени сжатия более 8,5. Для его устранения применяют специальные устройства, автоматически перекрывающие в карбюраторе канал холостого хода при выключении зажигания.

***

Свойства автомобильных бензинов


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Что такое детонация двигателя

🔧 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.

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

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

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

Как появляется детонация

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

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

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

Риски и разновидности

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

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

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

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

Еще стоит учесть наличие 2 разновидностей детонации.

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

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

Основные причины

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

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

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

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

Подробнее о факторах детонации

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

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

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

Борьба против детонации

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

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

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

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

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

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Понравилась статья?

Подпишитесь на обновления и получайте статьи на почту!

Гарантируем: никакого спама, только новые статьи один раз в неделю!

Одной из важнейших и опаснейших проблем автомобилистов является детонация двигателя. Понятие детонации появилось вместе с двигателем внутреннего сгорания. Сегодня существует множество способов предотвратить самопроизвольный процесс воспламенения горючей смеси но, тем не менее ни один производитель не может дать полную гарантию отсутствия подобной проблемы.

Описание понятия и механизма детонации

Детонация возникает, когда давление на топливно-воздушную смесь (ТВС) выше нормы. В результате большего воздействия на педаль акселератора, в цилиндре повышается давление, и поршень не может достичь верхней точки своего движения. ТВС воспламеняется значительно раньше, создавая эффект ударной волны.

Выделяемое тепло распределяется по камере сгорания и поршню, создавая перегрев. Несгоревшая топливная смесь вступает в реакцию с деталями двигателя и может осаживаться на стенках в виде альдегидов или спиртов, провоцируя коррозию. В дальнейшем эти химические соединения могут усугублять детонацию.

Волна от взрыва в условиях высокой температуры распространяется по пространству камеры со скоростью до 1000–3000 м/с. В нормальных условиях сгорания топливно-воздушной смеси скорость волны достигает 20–30 м/с.

Причины детонации двигателя

Существует несколько основных причин, которые способствуют детонации:

  1. Состав топливно-горючей смеси. Чрезмерно обогащенная ТВС при воспламенении может создавать на стенках и углах камеры окислительные соединения, которые ведут к дальнейшей детонации двигателя. Чаще всего это случается с ТВС, у которой соотношение воздух/топливо равняется 9,0.
  2. Угол опережения зажигания. Если было произведено вмешательство в систему работы зажигания, есть большая вероятность повышения ударной нагрузки на поршни. Давление, оказываемое на смесь, вызывает ее самопроизвольное воспламенение.
  3. Октановое число. Вероятность «заработать» детонацию ДВС возрастает, если использовать бензин с низким октановым числом. Таким образом, автомобили, которые ездят на 75 бензине, вместо рекомендованного 92, больше подвержены детонации.
  4. Уровень сжатия. Сжатие – соотношение между объемами камеры сгорания и поршня. Увеличение показателя повышает температуру в цилиндрах и приводит к детонации. Чтобы избежать подобной проблемы, для автомобилей с высоким сжатием лучше использовать бензин с высоким содержанием октана. Проблемы топливного фильтра или топливный насос работает с перебоями.
  5. Недостатки в работе кислородного датчика из-за чего ТВС смешивается в неправильных пропорциях.
  6. Проблемы с охлаждением.

Последствия детонации

Когда технология сгорания топлива нарушается, в цилиндрах постоянно повышается температура. В результате первыми под удар попадают свечи зажигания, а затем клапаны и поршневые кольца.

Во время детонации на двигателе выгорает масляная пленка, которая должна защищать детали от чрезмерного износа. При долгосрочном отсутствии смазывающего вещества элементы цилиндропоршневой группы подвергаются излишнему механическому воздействию, что чревато залеганием колец и задирам на стенках камеры сгорания.

Помимо температурной нагрузки возникает постоянное давление от ударной волны, которая настигает все активные элементы двигателя. В первую очередь это отражается на кривошипно-шатунном механизме.

Сильнее всего от детонации страдают вкладыши коленчатого вала и шатуна.

Детонация двигателя после выключения зажигания

Помимо того, что ДВС детонирует после работы свеч и других механизмов, детонация может происходить при выключении замка зажигания. Это процесс происходит в среднем за несколько секунд, однако в редких случаях может достигать 20–30 секунд.

Чаще всего двигатель детонирует после отключения зажигания при неправильно подобранном топливе. Разное октановое число бензина предназначается для разных уровней сжатия. В таком случае, если бензин не соответствует требованиям автомобиля, то качества ТВС может быть недостаточно для обеспечения нормального механизма сгорания.

При активном воспламенении выделяется излишек тепла и энергии, который направлен в сторону двигателя.

Другой причиной детонации при отключении зажигания считается излишне раннее зажигание. Некоторые механики устанавливают его из побуждений повысить чувствительность к движению дроссельной заслонки. Однако часто не учитывают факт, что при такой настройке воспламенение ТВС происходит раньше в момент движения поршня к верхней точке. Отсутствие продуманной системы охлаждения усложняет отвод тепла от двигателя и вызывает перегрев.

Третьей причиной подобной проблемы считается неправильно подобранные свечи, или же их перебойная работа.

Конструктивные способы устранения детонации двигателя

Чтобы правильно устранить детонацию ДВС необходимо четко очертить причины проблемы. Если сразу после заправки нового топлива двигатель начал вибрировать и шуметь, можно определенно сказать, что причина детонации кроется в неподходящем октановом числе.

Лучше не экспериментировать и не доливать подходящий бензин к тому, что есть. Правильнее будет слить прежний и заправить тот вид топлива, который подходит к двигателю автомобиля.

Если же детонацию спровоцировал нагар в камерах сгорания, можно дать несколько минут проехать автомобилю на высоких оборотах. В качестве профилактики специалисты рекомендуют раз в неделю давать двигателю максимальную нагрузку.

В случае детонации дизельного мотора, автомобилист может обнаружить грязный зеленый или черный выхлоп. В таком случае проводить «спасение» уже бессмысленно, поскольку поршни полностью разрушены.

Если причина скрыта в неправильной работе свечей зажигания, необходимо полностью поменять комплект. В целом, детонация из-за свечей происходит достаточно редко но, тем не менее не стоит пренебрегать их своевременной диагностикой.

Кроме всего, необходимо следить за системой охлаждения двигателя и вовремя регулировать угол опережения зажигания.

Использование датчика детонации двигателя

С целью уменьшения вероятности возникновения детонации, на современных автомобилях устанавливают специальные датчики. Они крепятся около блоков цилиндров силового узла, и преобразовывают механическую энергию.

Внутри каждого датчика размещается пьезоэлектрическая пластинка, которая передает колебания к электронному блоку. После достижения показателя, близкого к детонации, контроллер изменяет угол опережения зажигания.

Датчик постоянно передает сигналы и следит за составом топливной смеси. В результате правильной настройки, он также помогает достичь более экономного расхода топлива.

Чтобы правильно оценить работу двигателя своего автомобиля и предостеречь его от детонации лучше советоваться с профессиональными мотористами, или ознакомиться с некоторыми роликами в сети:

Несмотря на то что детонация – крайне губительное понятие для двигателя, ее легко контролировать. Если не пренебрегать своевременным техническим осмотром и не экспериментировать с топливом – проблемы не возникнет. Необходимо всегда обращать внимание на «лишние» шумы и посторонние звуки в автомобиле, поскольку они являются индикатором работы узлов транспортного средства.

Причины детонации двигателей Ваз и способы устранения

Все без исключения автомобили ВАЗ, начиная от модели 2101 и заканчивая современными версиями, оснащаются бензиновыми силовыми установками, которые являются более приоритетными у всех автомобильных производителей.

Нормальное функционирование любого бензинового мотора обеспечивается рядом факторов – соблюдением правильной пропорции топливовоздушной смеси, качеством бензина, соответствующим углом опережения зажигания, состоянием ЦПГ. При несоответствии хоть одного из этих факторов возможно появление такого негативного эффекта как детонация.

Детонация – что это такое

Детонация – это просто неправильное сгорание смеси. Но если вовремя не предпринять мер, то детонация двигателя ВАЗ может иметь сильные негативные последствия. Особенность этого эффекта кроется в самовоспламенении горючей смеси за счет воздействия высоких температур и давления в цилиндрах.

При нормальной работе двигателя сгорание горючей смеси проходит в три этапа.

  1. Индукционный, проходит на подходе поршня к верхней мертвой точке. При этом этапе происходит начало возникновения очага пламени от искры, который в дальнейшем формирует фронт пламени, причем все это сопровождается неинтенсивным нарастанием давления в камере сгорания.
  2. Формирование и прохождения фронта пламени по камере сгорания, в результате чего основная масса смеси сгорает, и сопровождается это все резким возрастанием давления и температуры.
  3. Догорание остатков смеси, которые остались за фронтом, а также находящихся возле стенок цилиндра. Вот между переходом от второго этапа к третьему и возможно возникновение детонации. Высокая температура и давление, которое возникает при втором этапе, приводит к появлению быстротекущих химических реакций в несгоревшей смеси, в результате чего она самовоспламеняется. Такое горение происходит очень быстро (до 1200 м/с) и в виде взрыва, сопровождающееся образованием ударных волн, имеющих разрушительный характер.

Эти волны приводят к разрушению пристеночных слоев газов, что обеспечивает повышение теплообмена, из-за чего стенки цилиндров и другие составляющие ЦПГ перегреваются. Также взрывная волна разрушает масляную пленку стенок, в результате чего повышается трение между цилиндрами и кольцами. Детонация имеет и механическое воздействие на элементы поршневой группы – резкое возрастание давление приводит к появлению ударных нагрузок на днище поршня, клапана, стенки цилиндров, приводя к их повреждениям. 

На рисунке показано, как происходит нормальное и детонационное сгорание топлива.

Слева – нормальное сгорание; справа – детонационное сгорание

Причины возникновения

Если рассматривать этот эффект только на двигателях автомобилей ВАЗ, то возникнуть он может на любом из них – и морально устаревшем моторе модели 2106, и современной установке той же версии 2114 и др.

Есть определенные причины возникновения детонации ВАЗ, и они таковы:

  • Несоответствие пропорций горючей смеси. У чрезмерно обогащенной горючей смеси после попадания в цилиндр из-за воздействия высоких температур в отдаленных уголках камеры сгорания возможно возникновение окислительных процессов, которые и являются первопричиной детонации;
  • Нарушение угла опережения зажигания. При увеличении угла все процессы в цилиндрах проходят еще до подхода его к ВМТ. Отсюда и высокое давление с температурой, и появление химических реакций с частью смеси.
  • Октановое число. Чем оно ниже, тем выше вероятность появления детонации. Объясняется это все тем, что низкооктановый бензин больше подвержен вступлению в реакции.
  • Высокая степень сжатия. Повышение этого параметра выше нормы приводит к увеличенным показателям давления и температуры в цилиндрах, которые и являются катализаторами появления реакций.

Все описанные факторы появления такого эффекта одинаковы для всех бензиновых моторов, поэтому причины детонации карбюраторного двигателя те же, что и инжекторного.

Детонация и калильное зажигание

Бывают случаи, когда возникает детонация при выключении зажигания ВАЗ-2106 или любой другой версии. То есть, силовая установка продолжает самостоятельно работать даже после того как прекращена подача искры. Здесь тоже происходит процесс самовоспламенения, но проходит он несколько по другим причинам. Такое воспламенение происходит от каких-то чрезмерно нагретых элементов ЦПГ. Этот эффект носит название «калильное зажигание», и это уже не детонация двигателя ВАЗ-2106. Не стоит путать эти два понятия, поскольку они совершенно разные.

Статья в тему — Как бороться с калильным зажиганием

Последствия. Методы борьбы

Детонация карбюраторного двигателя сопровождается появлением металлического стука, особенно под нагрузкой. Многие воспринимают его как «звон пальцев» поршней, однако четкий звук, как будто происходит удар металла о металл, происходит из-за взрывной волны.

Последствия этого эффекта, если не предпринять мер – очень серьезны. Перегрев составляющих частей может привести к пробою головки блока. Отсутствие масляной пленки, которая разрушается из-за воздействия детонации, повышает трение и приводит к ускоренному износу элементов ЦПГ. И наконец, механическое воздействие ударной волны вместе с высокой температурой может стать причиной прогорания поршня, разрушения перемычек между кольцами, изгиба шатуна, подгорания тарелок клапанов.

Последствия детонационного сгорания смеси

Пробой прокладки ГБЦ Прогар поршня
Прогар клапана

Особенности инжекторных моторовЭффективно бороться с этим эффектом на карбюраторных двигателях можно несколькими способами. В первую очередь при появлении детонации следует заменить топливо, особенно если перед этим осуществлялась заправка на станции с сомнительным качеством топлива. Если же топливо подозрений не вызывает, то стоит проверить зажигание и установить более поздний угол опережения путем проворота трамблера.

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

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

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

Датчик детонации

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

Датчик детонации, принцип его работы

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

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

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

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

Схема подключения ДД

Признаки неисправности датчика детонации (ДД)

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

Признаки неисправности датчика детонации ВАЗ-2110 таковы:

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

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

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

Где искать и как проверить датчик детонации

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

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

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

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

Проверка датчика детонации ВАЗ-2110 может выполняться двумя способами.

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

Проверка датчика детонации тестером

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

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

Второй способ не требует какого-либо оборудования и является более эффективным. Для его проведения необходимо запустить мотор, установить обороты на уровне 2000 об/мин. Затем берется рожковый ключ, можно использовать небольшой молоток с металлической наставкой (если доступ к ДД ограничен) и наносятся удары по болту крепления. При исправном ДД после нанесения ударов обороты мотора должны упасть, поскольку такое воздействие будет расцениваться датчиком как детонация и ЭБУ на основе его сигналов уменьшит угол зажигания. После прекращения воздействия на болт обороты должны восстановиться. Если этого не происходит – ДД неисправен.

Замена датчика

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

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

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

Видео — причины и последствия детонации

Детонация в двигателе автомобиля — ее признаки и причины


Что такое детонация в двигателе автомобиля?
Детонация – это аномальный процесс сгорания топлива в двигателе. Происходит в виде серии взрывов самовоспламенившегося топлива в камерах сгорания двигателя. Сопровождается металлическими стуками, перегревом, потерей мощности.

При нормальной работе бензинового двигателя автомобиля процесс сгорания топлива в камерах сгорания происходит плавно: до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ) проскакивает искра между электродами свечи зажигания, воспламеняя топливную смесь. Фронт пламени со скоростью 50-80 м/с распространяется по всему объему камеры сгорания. Давление газов на поршень при этом оптимальное. Соотношение нарастания давления к углу поворота коленчатого вала 1,5-2 бар/градус. Детали поршневой группы не испытывают перегрузки.

При самовоспламенении топлива «плавность» распространения фронта пламени нарушается. Происходит взрыв с последующей ударной волной до 2500 м/с. От нее начинаются взрывы по всей камере сгорания, порождая череду ударных волн. Скачком поднимается температура и давление в камере сгорания. Скорость детонационного сгорания очень высокая. При этом слышны удары этих волн – металлический стук при работе двигателя. Последствия такого механического и температурного воздействия на двигатель резко отрицательные, зачастую приводят к его капитальному ремонту.

Признаки детонации в двигателе автомобиля

— Дробный металлический стук высокого тона в двигателе при нажатии на педаль «газа»

Допускается кратковременная детонация при нажатии на педаль газа при движении автомобиля со скоростью 40-60 км/ч на прямом отрезке дороги. Возникновение стука на иных скоростях или при движении в гору свидетельствует о проблемах в работе системы зажигания двигателя или применении некачественного бензина.

— Перегрев двигателя

Так как при наличии детонации температура в камерах сгорания резко возрастает, двигатель постоянно перегревается.

— Снижение мощности и приемистости двигателя

Сопротивление движению поршней резко возрастает, так как давление в цилиндрах становится огромным.

Причины детонации в двигателе автомобиля

— Применение топлива с октановым числом не соответствующим данному двигателю

Оно может начать взрываться еще до момента воспламенения от свечи зажигания. Это происходит при так называемой низкой детонационной стойкости топлива (применение низкооктанового топлива на двигателях с высокой степенью сжатия). Например, если заливать 80-й вместо 92-го в двигатель 21083 имеющий степень сжатия 9,8-10,5.

— Нарушение угла опережения зажигания (слишком ранний)

«Раннее зажигание»

— Нагар на стенках камер сгорания и клапанах

Топливо самовоспламеняется вызывая детонацию, от раскаленного нагара. «Нагар на клапанах».

Нагар на клапанах
— Применение свечей зажигания не соответствующих по калильному числу для данного двигателя

Топливо самовоспламеняется от раскалившегося изолятора свечи зажигания (холодные свечи).

Последствия детонации

Механические и тепловые нагрузки при детонации в двигателе огромны, как следствие страдает цилиндро-поршневая группа, кривошипно-шатунный и клапанный механизмы.

— Разрушаются перегородки поршней, сами поршни могут оплавиться.

— Разрушаются кромки тарелок клапанов.

— Выходят из строя шатунные вкладыши и пальцы поршней.

Как бороться с детонацией?

— Применять качественный бензин по октановому числу соответствующий своему двигателю.

— Применять свечи зажигания соответствующие по калильному числу данному двигателю.

— Точно выставить требуемый угол опережения зажигания, требуемый для конкретного двигателя.

Угол опережения выставляется на карбюраторных двигателях, на инжекторных это функция блока управления ЭСУД.

— Следить за исправностью элементов системы зажигания.

Неправильно работающие или вообще вышедшие из строя датчики вакуумного и центробежного опережения зажигания в трамблере карбюраторного двигателя сведут на нет все попытки правильно установить момент зажигания.

— Проверить правильность расположения установочных меток привода ГРМ двигателя.

В случае их смещения нарушаются фазы газораспределения и выставить правильный угол опережения зажигания будет невозможно.

— Применять моторные масла соответствующего качества.

Чтобы не образовывался нагар на стенках камер сгорания и днищах поршней двигателя.

Примечания и дополнения

— Иногда постоянную детонацию принимают за стук клапанов (при увеличенных тепловых зазорах). Поэтому прежде чем пытаться отрегулировать клапана стоит поменять бензин и отрегулировать момент зажигания.

— Так же детонация в народе имеет другое название: «пальцы поршней стучат». На самом деле к стуку поршневых пальцев это явление не имеет ни какого отношения.

— Еще варианты неправильной работы двигателя автомобиля это калильное зажигание и дизелинг.

Еще статьи по неисправностям двигателей ВАЗ

— Признаки износа маслосъемных колпачков

— Признаки износа или залегания поршневых колец

— Прогорел клапан, признаки, причины

— Прогорела прокладка головки блока цилиндров, признаки, причины

— Безразборная диагностика клапанного механизма двигателя

— Просел двигатель, почему?

— Клапана зажаты — признаки маленьких тепловых зазоров клапанов

Причины детонации двигателя и их устранение

Одной из важнейших и опаснейших проблем автомобилистов является детонация двигателя. Понятие детонации появилось вместе с двигателем внутреннего сгорания. Сегодня существует множество способов предотвратить самопроизвольный процесс воспламенения горючей смеси но, тем не менее ни один производитель не может дать полную гарантию отсутствия подобной проблемы.

Описание понятия и механизма детонации

Детонация возникает, когда давление на топливно-воздушную смесь (ТВС) выше нормы. В результате большего воздействия на педаль акселератора, в цилиндре повышается давление, и поршень не может достичь верхней точки своего движения. ТВС воспламеняется значительно раньше, создавая эффект ударной волны.

Выделяемое тепло распределяется по камере сгорания и поршню, создавая перегрев. Несгоревшая топливная смесь вступает в реакцию с деталями двигателя и может осаживаться на стенках в виде альдегидов или спиртов, провоцируя коррозию. В дальнейшем эти химические соединения могут усугублять детонацию.

Волна от взрыва в условиях высокой температуры распространяется по пространству камеры со скоростью до 1000–3000 м/с. В нормальных условиях сгорания топливно-воздушной смеси скорость волны достигает 20–30 м/с.

Причины детонации двигателя

Существует несколько основных причин, которые способствуют детонации:

  1. Состав топливно-горючей смеси. Чрезмерно обогащенная ТВС при воспламенении может создавать на стенках и углах камеры окислительные соединения, которые ведут к дальнейшей детонации двигателя. Чаще всего это случается с ТВС, у которой соотношение воздух/топливо равняется 9,0.
  2. Угол опережения зажигания. Если было произведено вмешательство в систему работы зажигания, есть большая вероятность повышения ударной нагрузки на поршни. Давление, оказываемое на смесь, вызывает ее самопроизвольное воспламенение.
  3. Октановое число. Вероятность «заработать» детонацию ДВС возрастает, если использовать бензин с низким октановым числом. Таким образом, автомобили, которые ездят на 75 бензине, вместо рекомендованного 92, больше подвержены детонации.
  4. Уровень сжатия. Сжатие – соотношение между объемами камеры сгорания и поршня. Увеличение показателя повышает температуру в цилиндрах и приводит к детонации. Чтобы избежать подобной проблемы, для автомобилей с высоким сжатием лучше использовать бензин с высоким содержанием октана. Проблемы топливного фильтра или топливный насос работает с перебоями.
  5. Недостатки в работе кислородного датчика из-за чего ТВС смешивается в неправильных пропорциях.
  6. Проблемы с охлаждением.

Последствия детонации

Когда технология сгорания топлива нарушается, в цилиндрах постоянно повышается температура. В результате первыми под удар попадают свечи зажигания, а затем клапаны и поршневые кольца.

Во время детонации на двигателе выгорает масляная пленка, которая должна защищать детали от чрезмерного износа. При долгосрочном отсутствии смазывающего вещества элементы цилиндропоршневой группы подвергаются излишнему механическому воздействию, что чревато залеганием колец и задирам на стенках камеры сгорания.

Помимо температурной нагрузки возникает постоянное давление от ударной волны, которая настигает все активные элементы двигателя. В первую очередь это отражается на кривошипно-шатунном механизме.

Сильнее всего от детонации страдают вкладыши коленчатого вала и шатуна.

Детонация двигателя после выключения зажигания

Помимо того, что ДВС детонирует после работы свеч и других механизмов, детонация может происходить при выключении замка зажигания. Это процесс происходит в среднем за несколько секунд, однако в редких случаях может достигать 20–30 секунд.

Чаще всего двигатель детонирует после отключения зажигания при неправильно подобранном топливе. Разное октановое число бензина предназначается для разных уровней сжатия. В таком случае, если бензин не соответствует требованиям автомобиля, то качества ТВС может быть недостаточно для обеспечения нормального механизма сгорания.

При активном воспламенении выделяется излишек тепла и энергии, который направлен в сторону двигателя.

Другой причиной детонации при отключении зажигания считается излишне раннее зажигание. Некоторые механики устанавливают его из побуждений повысить чувствительность к движению дроссельной заслонки. Однако часто не учитывают факт, что при такой настройке воспламенение ТВС происходит раньше в момент движения поршня к верхней точке. Отсутствие продуманной системы охлаждения усложняет отвод тепла от двигателя и вызывает перегрев.

Третьей причиной подобной проблемы считается неправильно подобранные свечи, или же их перебойная работа.

Конструктивные способы устранения детонации двигателя

Чтобы правильно устранить детонацию ДВС необходимо четко очертить причины проблемы. Если сразу после заправки нового топлива двигатель начал вибрировать и шуметь, можно определенно сказать, что причина детонации кроется в неподходящем октановом числе.

Лучше не экспериментировать и не доливать подходящий бензин к тому, что есть. Правильнее будет слить прежний и заправить тот вид топлива, который подходит к двигателю автомобиля.

Если же детонацию спровоцировал нагар в камерах сгорания, можно дать несколько минут проехать автомобилю на высоких оборотах. В качестве профилактики специалисты рекомендуют раз в неделю давать двигателю максимальную нагрузку.

В случае детонации дизельного мотора, автомобилист может обнаружить грязный зеленый или черный выхлоп. В таком случае проводить «спасение» уже бессмысленно, поскольку поршни полностью разрушены.

Если причина скрыта в неправильной работе свечей зажигания, необходимо полностью поменять комплект. В целом, детонация из-за свечей происходит достаточно редко но, тем не менее не стоит пренебрегать их своевременной диагностикой.

Кроме всего, необходимо следить за системой охлаждения двигателя и вовремя регулировать угол опережения зажигания.

Использование датчика детонации двигателя

С целью уменьшения вероятности возникновения детонации, на современных автомобилях устанавливают специальные датчики. Они крепятся около блоков цилиндров силового узла, и преобразовывают механическую энергию.

Внутри каждого датчика размещается пьезоэлектрическая пластинка, которая передает колебания к электронному блоку. После достижения показателя, близкого к детонации, контроллер изменяет угол опережения зажигания.

Датчик постоянно передает сигналы и следит за составом топливной смеси. В результате правильной настройки, он также помогает достичь более экономного расхода топлива.

Чтобы правильно оценить работу двигателя своего автомобиля и предостеречь его от детонации лучше советоваться с профессиональными мотористами, или ознакомиться с некоторыми роликами в сети:

Несмотря на то что детонация – крайне губительное понятие для двигателя, ее легко контролировать. Если не пренебрегать своевременным техническим осмотром и не экспериментировать с топливом – проблемы не возникнет. Необходимо всегда обращать внимание на «лишние» шумы и посторонние звуки в автомобиле, поскольку они являются индикатором работы узлов транспортного средства.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Мой мир

Причины и последствия детонации — Интересное в сети! — LiveJournal

Мотор автомобиля, функционирующий с сильной детонацией и высокой нагрузкой, утрачивает работоспособное состояние за считанные минуты. Это происходит как в результате перегрева деталей, так и вследствие механических напряжений.

Главные причины детонации

Звучание детонации похоже на частое стучание гаечным ключом по блоку цилиндров. Обычно детонация наблюдается в самом нагретом цилиндре. Возможные причины ошибки Р1602 определенным образом связаны со следующими причинами детонации:


  • Использование горючего с октановым числом меньше рекомендованного автопроизводителем.

  • Двигатель отрегулирован неправильно. Обычно эта проблема возникает на карбюраторных автомобилях.

  • Степень сжатия увеличена из-за неумелого ремонта.

  • Изношенность мотора.

  • Попадание моторного масла в камеру сгорания.

Проявления детонации

При возникновении детонации сравнительно медленное, спокойное сгорание смеси становится взрывоподобным и быстрым. Плотность смеси возрастает, а давление повышается – так образуется ударная волна. Из этого следует кратчайшее определение детонации: она представляет собой процесс сгорания, происходящий во фронте ударной волны. Причем толщина фронта отвечает лишь нескольким расстояниям свободного пробега молекул. Вследствие резкого выделения находящиеся поблизости молекулы возбуждаются, и поэтому процесс распространяется с очень высокой скоростью – больше 2 км/сек. Моментальное нагревание газа в ударной волне приводит к взрывной реакции, способствующей распространению волны. При достижении этой волной поверхностей камеры сгорания возникает стучание.

При нормальном функционировании двигателя фронт сгорания увеличивает давление в цилиндре до 50–60 бар при температуре около 300 градусов по Цельсию. Превышение данных характеристик ведет к образованию очага детонации. Но они должны быть как можно более высокими для увеличения эффективности функционировании мотора. По этой причине при оптимальной настройке мотора сгорание прекращается на грани детонации. Возникновение детонации наблюдается в следующих ситуациях:


  • На крайне малых оборотах – к примеру, при парковке в жаркую погоду хорошо прогретой машины с ручной КПП.

  • При нагреве двигателя до очень высоких температур, например, в результате интенсивного разгона автомобиля после долгого ожидания в пробке.

  • При большой нагрузке на мотор, к примеру, при подъеме на высокой передаче в гору. Любая АКПП продлевает срок службы двигателя, препятствуя его функционированию на низких оборотах.

Использование датчиков детонации

Для решения описанной проблемы используются датчики детонации, которые подают сигналы переменного напряжения при высокочастотных вибрациях блока цилиндров. Получив эти сигналы, блок управления изменяет характеристики подачи горючего и угол опережения зажигания в направлении более позднего. Чаще всего датчик детонации располагают на наружной поверхности блока цилиндров посередине. При использовании V‑подобного мотора датчики размещают на каждом ряду цилиндров.

Профилактические меры

Для предотвращения детонации необходимо отказаться от заправки топливом со сниженным октановым числом. Производители выпускают моторы с определенным запасом, предполагая, что октановое число на практике может оказаться несколько меньше заявленного. По этой причине непродолжительная замена 95‑го бензина 92‑м обычно не причиняет вреда. Однако если вместо 92‑го бензина попадется условный «89‑й», то это неизбежно приведет к детонации.


Что такое детонация двигателя


Главная, Библиотека по ремонту автомобилей, автозапчасти, аксессуары, инструменты, руководства и книги, автомобильный БЛОГ, ссылки, указатель


авторства Ларри Карли, 2019 г. AA1Car.com

сгорание, которое происходит, когда в камерах сгорания вашего двигателя одновременно возникают несколько фронтов пламени. Вместо единого фронта пламени, расширяющегося наружу от точки воспламенения, по всей камере сгорания спонтанно генерируются несколько фронтов пламени.Когда несколько фронтов пламени сталкиваются, они издают резкий металлический звон или стук, который предупреждает вас о том, что происходят неприятные вещи.

Если в вашем двигателе возникла проблема с детонацией, вы скорее всего услышите ее при ускорении под нагрузкой, при подаче газа на повышенную передачу или при буксировке двигателя. Детонация происходит из-за того, что топливо с октановым числом и (показатель его детонационной стойкости) не может справиться с повышенным нагревом и давлением, когда двигатель работает под нагрузкой.Когда это происходит, топливная смесь самовоспламеняется, создавая разрушительные множественные фронты пламени.

Легкая детонация может возникнуть практически в любом двигателе и не причинит вреда. Но продолжительная сильная детонация — плохая новость, потому что она бьет по поршням и кольцам. Если проблема не устранена, сильная детонация может повредить двигатель. Он может расколоть поршни и кольца, привести к выходу из строя прокладки головки блока цилиндров, повредить свечи зажигания и клапаны и даже сплющить шатунные подшипники.

Детонация также приводит к потере мощности, поскольку повышение давления в цилиндре происходит слишком быстро для эффективного рабочего хода.Вместо того, чтобы наращивать постепенно, он слишком быстро достигает пика, а затем падает. Результат больше похож на внезапный удар, а не на сильный, постоянный толчок.


ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ДЕТОНАЦИИ С ПОМОЩЬЮ БЕНЗИНА С ВЫСОКИМ ОКТАНОМ

Одним из способов предотвращения детонации является использование топлива с более высоким октановым числом. Октановое число моторного топлива является мерой его детонационной стойкости. Октановое число, указанное на насосе заправочной станции, является «октановым числом насоса», которое представляет собой среднее значение октанового числа, полученного в исследованиях и двигателях. Метод определения октанового числа топлива зависит от используемого метода, но чем выше октановое число, тем лучше топливо сопротивляется детонации.Топливо с октановым числом 87 менее устойчиво к детонации, чем топливо с октановым числом 89 или 91.

Октановое число бензина может быть улучшено за счет дополнительной очистки с целью увеличения доли более тяжелых углеводородов в топливе, за счет использования более высокой марки сырой нефти или путем добавления этанолового спирта в качестве октанового числа (все это может увеличить стоимость топлива).

Тетраэтилсвинец долгое время использовался в качестве антидетонационной присадки для повышения октанового числа бензина. Это была самая эффективная и наименее дорогая добавка, которую можно было использовать для этой цели.Но длительное воздействие свинца связано с многочисленными рисками для здоровья. Использование этилированного бензина было прекращено в США еще в 1970-х годах, поэтому для октановое число базового бензина. Добавлены дополнительные усилители октанового числа, такие как МБТЭ, этаноловый спирт, ароматические углеводороды и сильно разветвленные алканы. к бензину, чтобы соответствовать требованиям октанового числа для адекватной стойкости к детонации.

ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ ПРИСАДКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ОКТАНОВОГО ОКТАНА ТОПЛИВА

Если вы водите старый маслкар и не можете найти заправочный бензин с достаточно высоким октановым числом, чтобы предотвратить детонацию в вашем двигателе, и вы не хотите расстраивать свой двигатель, замедляя момент зажигания или уменьшив степень сжатия, вы можете добавить в топливный бак послепродажную присадку для повышения октанового числа.Некоторые присадки, повышающие октановое число, также содержат свинец или заменители свинца для защиты выпускных клапанов в двигателях до 1973 года (в которых отсутствуют закаленные седла клапанов) от преждевременного износа. Такие продукты могут повысить октановое число бензина на несколько пунктов в зависимости от используемой концентрации (всегда следуйте указаниям). Но даже этого может быть недостаточно для устранения постоянной проблемы с детонацией зажигания, если ваш двигатель имеет степень сжатия более 10: 1 или оснащен наддувом или турбонаддувом.


ЧТО ВЫЗЫВАЕТ ДЕТОНАЦИЯ?

Детонация может иметь несколько причин.Все, что увеличивает температуру или давление сгорания (например, турбонаддув или наддув), или увеличивает рабочую температуру двигателя, увеличивает риск детонации. Чрезмерно опережающее опережение зажигания или что-либо, что приводит к тому, что воздушно-топливная смесь работает беднее, чем обычно, также может вызвать детонацию.

Для некоторых двигателей требуется топливо премиум-класса (октановое число 91 или выше), и может возникнуть детонация, если вы заполните бак топливом среднего или обычного качества. При легком дросселировании двигатель может нормально работать на менее дорогом топливе, но при резком ускорении или при пробуксовке двигателя под нагрузкой может возникнуть детонация.

Датчик детонации должен обнаруживать вибрации, сигнализирующие о детонации, и временно замедлять момент зажигания, пока детонация не прекратится. Тем не менее, это не может полностью предотвратить детонацию. Мы советуем использовать марку бензина, рекомендованную в руководстве по эксплуатации или указанную на крышке топливного бака, чтобы свести к минимуму риск детонации.

Другие причины детонации могут включать любую из следующих:

Слишком сильное сжатие может вызвать детонацию. Накопление нагара в камерах сгорания, на головках поршней и клапанах может увеличить компрессию до такой степени, что это вызовет детонацию.Углеродные отложения также могут вызывать «преждевременное зажигание» — состояние, при котором горячие точки в камере сгорания становятся точками воспламенения, в результате чего топливо воспламеняется до того, как сработает свеча зажигания. Преждевременное зажигание также заставляет двигатель работать после выключения зажигания.

Скорость накопления отложений зависит от стиля вождения и качества сжигаемого топлива. Углеродные отложения постепенно накапливаются в новом двигателе в течение первых 5000–15 000 миль пробега, а затем выравниваются.Достигается состояние равновесия, когда старые отложения отслаиваются примерно с той же скоростью, что и новые отложения. Нечастое вождение, нечастая замена масла или внутренние проблемы двигателя, такие как изношенные направляющие клапанов или изношенные, сломанные или неправильно установленные кольца, допускающие сжигание масла, могут значительно ускорить накопление отложений.

Чтобы избавиться от отложений, залейте банку «верхнего очистителя» в карбюратор или через корпус дроссельной заслонки при работающем двигателе на холостом ходу (следуйте указаниям на продукте).Дайте химикату впитаться в течение рекомендуемого периода времени, затем перезапустите двигатель и продуйте грязь (после этого рекомендуется заменить масло). При необходимости повторите процедуру, если первая очистка не устранила проблему детонации.

Если химическая очистка не помогла удалить нагар, всегда есть метод «итальянской настройки» выдувания нагара из двигателя. Отведите свой автомобиль в место, где мало или вообще нет движения, и вы можете безопасно разогнаться на полном газу до установленного ограничения скорости (или выше, если вы не возражаете рисковать штрафом за превышение скорости).Повторите это несколько раз, затем двигайтесь на высокой скорости не менее 15 минут, чтобы очистить камеры сгорания от нагара.

Если двигатель с большим пробегом настолько сильно закоксован, что химическая очистка и/или интенсивная езда не могут удалить углерод, другим вариантом является использование «мягких» чистящих средств, таких как измельченная скорлупа грецкого ореха, для очистки камер сгорания. . Эту работу можно выполнить с установленной головкой блока цилиндров, вынув свечу зажигания, продув среду через свечное отверстие, чтобы выбить нагар, а затем высосав мусор с помощью пылесоса.

Если ваш двигатель имеет степень статического сжатия выше 10:1, единственным способом полностью устранить проблему детонации на откачиваемом газе может быть переоборудование двигателя с использованием поршней с более низкой степенью сжатия или головок цилиндров с большими камерами сгорания, или заменить штатную прокладку ГБЦ на более толстую, чтобы уменьшить степень сжатия!

Слишком опережающее зажигание может вызвать детонацию . Слишком большое опережение зажигания вызывает слишком быстрое повышение давления в цилиндре.На старых автомобилях с механическим распределителем вращение распределителя для замедления опережения зажигания на несколько градусов и/или замена пружин опережения зажигания, чтобы опережение зажигания не происходило так быстро, может снизить риск детонации, но также ухудшит производительность. На более новых автомобилях с электронной синхронизацией зажигания можно изменить кривую опережения зажигания с помощью специального диагностического прибора.

Перегрев двигателя может вызвать детонацию . На горячем двигателе вероятность детонации искры выше, чем на двигателе, работающем при нормальной температуре.Перегрев может быть вызван низким уровнем охлаждающей жидкости (проверьте на наличие утечек охлаждающей жидкости), неисправной муфтой вентилятора, недостаточным размером вентилятора или отсутствующим кожухом вентилятора, электрическим вентилятором охлаждения, неисправным реле вентилятора или датчиком температуры, залипшим термостатом. закрыт, плохой водяной насос, забитый радиатор или серьезное ограничение в выхлопе, такое как забитый каталитический нейтрализатор, который отводит тепло в двигатель. Плохая теплопроводность внутри двигателя из-за ржавчины или накопления накипи внутри охлаждающих рубашек двигателя также может привести к перегреву двигателя.Проверьте работу вентилятора охлаждения (электрические вентиляторы должны включаться при включении кондиционера) и убедитесь в отсутствии утечек охлаждающей жидкости. Проверьте состояние охлаждающей жидкости. В случае загрязнения добавьте в систему охлаждения бутылку с очистителем системы охлаждения, дайте ей поработать в течение указанного периода времени, затем слейте и промойте систему охлаждения.

Перегретый воздух может вызвать детонацию . На старых автомобилях с карбюратором воздухоочиститель с термостатическим управлением подает горячий воздух для облегчения испарения топлива во время прогрева двигателя.Если дверца управления воздушным потоком заедает, так что в карбюратор продолжает поступать нагретый воздух после того, как двигатель прогрет, в двигателе может возникнуть детонация, особенно в жаркую погоду. Проверьте работу дверцы управления потоком воздуха в воздухоочистителе, чтобы убедиться, что она открывается при прогреве двигателя. Отсутствие движения может означать, что двигатель пылесоса или термостат неисправен.

Если у вас есть воздушный фильтр открытого типа на старом двигателе с карбюратором или воздухозаборник «холодного воздуха» на более новом двигателе с впрыском топлива, воздухозаборник может втягивать нагретый воздух из моторного отсека.Чтобы снизить риск детонации, вам нужен более холодный и плотный воздух снаружи моторного отсека или перед радиатором, поступающим во впускную систему.

Бедные топливные смеси могут вызвать детонацию . Богатые топливные смеси сопротивляются детонации, а бедные — нет. Утечки воздуха в вакуумных линиях, прокладках впускного коллектора, прокладках карбюратора или корпуса дроссельной заслонки, а также прокладках впускного коллектора могут привести к попаданию лишнего воздуха в двигатель. Бедные топливные смеси также могут быть вызваны грязными топливными форсунками, форсунками карбюратора, забитыми топливными отложениями или грязью, забитым топливным фильтром или слабым топливным насосом.

Если топливная смесь становится слишком бедной, могут также возникнуть «обедненные пропуски зажигания» по мере увеличения нагрузки на двигатель. Это может вызвать колебания, спотыкания и неровный холостой ход.

На соотношение воздух/топливо также может влиять изменение высоты над уровнем моря. По мере подъема на высоту воздух становится менее плотным. Карбюратор, откалиброванный для вождения на большой высоте, будет работать с обедненной смесью, если ездить на более низкой высоте. Изменения высоты, как правило, не являются проблемой для карбюраторов с обратной связью последних моделей и электронного впрыска топлива, поскольку датчики кислорода и барометрического давления компенсируют изменения плотности воздуха и соотношения топлива.



Поршень разрушился из-за преждевременного зажигания из-за того, что топливно-воздушная смесь стала слишком бедной при большой нагрузке.

Неподходящие свечи зажигания могут вызвать детонацию . Свечи зажигания с неправильным тепловым диапазоном (слишком горячие) могут вызвать детонацию, а также преждевременное зажигание. Свечи зажигания с медным сердечником имеют более широкий температурный диапазон, чем обычные свечи зажигания, что снижает опасность детонации.

Потеря EGR может вызвать детонацию . Рециркуляция отработавших газов (EGR) оказывает охлаждающее действие на температуру сгорания, поскольку она разбавляет поступающую смесь инертными отработавшими газами.Это снижает температуру горения и уменьшает образование оксидов азота (NOX). Это также снижает риск детонации. Таким образом, если клапан EGR не работает или кто-то отсоединил его или заткнул вакуумный шланг EGR, температура сгорания будет намного выше, что может привести к детонации при нагрузке двигателя.

Чрезмерный турбонаддув может вызвать детонацию. Управление наддувом в двигателе с турбонаддувом абсолютно необходимо для предотвращения детонации.Турбинный вестгейт сбрасывает давление наддува в ответ на повышение давления во впускном коллекторе. На большинстве двигателей последних моделей соленоид, управляемый компьютером, помогает регулировать работу вестгейта. Неисправность датчика давления во впускном коллекторе, соленоида управления перепускной заслонкой, самой перепускной заслонки или утечки в вакуумных соединениях между этими компонентами может привести к слишком большому наддуву турбокомпрессора, что приведет к преждевременному выходу двигателя из строя, если неисправность не будет устранена. .

Также может помочь улучшенное промежуточное охлаждение.Работа промежуточного охладителя заключается в снижении температуры входящего воздуха после его выхода из турбокомпрессора. Добавление промежуточного охладителя к турбодвигателю, который не имеет промежуточного охлаждения, может устранить детонацию, а также позволяет двигателю выдерживать больший наддув. А если заводской турбодвигатель был доработан, то для предотвращения детонации может потребоваться замена стандартного промежуточного охладителя на более крупный и эффективный интеркулер вторичного рынка.

Неисправный датчик детонации может вызвать детонацию. Многие двигатели последних моделей имеют на двигателе «датчик детонации», который реагирует на частотные колебания, характерные для детонации (обычно 6-8 кГц).Датчик детонации выдает сигнал напряжения, который сигнализирует компьютеру о необходимости кратковременной задержки зажигания до тех пор, пока детонация не прекратится. Датчик детонации обычно можно проверить, постукивая гаечным ключом по коллектору или головке блока цилиндров рядом с датчиком (никогда не ударяйте по самому датчику!) и наблюдая за изменением времени во время работы двигателя на холостом ходу. Если синхронизация не замедляется, возможно, датчик неисправен или проблема может заключаться в электронной схеме управления опережением зажигания самого компьютера.

Иногда датчик детонации реагирует на звуки, отличные от звуков детонации.Шумный механический топливный насос, неисправный водяной насос или подшипник генератора или незакрепленный шатунный подшипник могут вызывать вибрации, которые могут обмануть датчик детонации, заставив его замедлить синхронизацию.

Проблемы с детонацией в двигателях с турбонаддувом и непосредственным впрыском

Некоторые последние модели двигателей с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива могут испытывать детонацию при низких оборотах после холодного запуска или после продолжительной работы на холостом ходу. Проблема, по-видимому, связана с смешиванием бензина с остатками моторного масла на стенках цилиндров в верхней части цилиндра.Многие моторные масла содержат большое количество натрия в составе пакета моющих присадок. Когда натрий смешивается с топливом, он образует соединение, которое может легко детонировать, когда двигатель сильно дергается под нагрузкой или ускоряется. Решение состоит в том, чтобы перейти на моторное масло, которое содержит меньше моющих средств или меньше натрия в моющих присадках.









08

. Чтобы увидеть больше технических статей Carley Automotive


Обязательно посетите другие наши веб-сайты:

Авторемонт самостоятельно

Программное обеспечение Carley Automotive

OBD2HELP

Random-Misfire

ScanTocom

TROUBLE-CODES.com

Причины детонации в авиационных поршневых двигателях

Детонация может привести к серьезному повреждению двигателя и является ограничивающим фактором в развитии максимальной мощности двигателя. Все авиационные двигатели с искровым зажиганием способны к детонации, и если двигатель должен развивать некоторую мощность, он должен работать на пределе детонации.

А авиационные двигатели более подвержены детонации из-за использования поршней и цилиндров большого диаметра.Отсюда разработка высокооктанового топлива, которое увеличивает запас до того, как двигатель начнет детонировать. На этой странице мы прольем свет на процесс детонации и ее влияние на двигатель, если пилот ничего с этим не сделает.

После воспламенения топливно-воздушной смеси от двух свечей зажигания в камере сгорания она начнет гореть равномерно до тех пор, пока фронт пламени не достигнет последней порции заряда (конечный газ) с каждой стороны цилиндра.

В этой статье рассматриваются причины детонации. В следующей статье вы узнаете, как избежать детонации.



Детонация

В таких условиях, как высокое давление в цилиндре (такт сжатия) и высокая температура поверхности (работа на высокой мощности), топливно-воздушный заряд может самовоспламеняться и гореть с гораздо большей скоростью (взрывная скорость). Это приведет к тому, что пиковое давление в цилиндрах начнется раньше (до ВМТ) и достигнет уровня на 15% выше нормального, например: достижение 11–15 тонн в двигателе O-470.

Топливо более низкого сорта или качества также создает условия, при которых возможна детонация.

Изменения в циклах двигателя (требования к мощности и изменение топливно-воздушного заряда) могут перемещать двигатель в зону детонации и выходить из нее. Детонация увеличивает пиковое давление в цилиндре и температуру поверхности поршня в области, где происходит детонация. Если оставить это состояние без внимания, в конечном итоге это приведет к преждевременному зажиганию и повреждению двигателя.

Предварительное зажигание

Преждевременное зажигание – это самовоспламенение топливно-воздушного заряда в момент его поступления в горячую камеру сгорания до того, как свечи зажигания смогут выполнить свою работу.Результатом является большее количество тепла и более высокое давление, что приводит к большей детонации и возможному неуправляемому состоянию.

EGT и CHT

На начальных стадиях детонации EGT будет уменьшаться, а CHT увеличиваться. Без надлежащих датчиков двигателя это, скорее всего, не будет замечено пилотом. Это указывает на то, что тепловая энергия передается восприимчивым частям двигателя.

Урон

Избыточное давление, вызванное детонацией, вызовет трещины в отверстии свечи зажигания, порте форсунки, сломанных поршневых кольцах и обгоревших выпускных клапанах.В результате дорогостоящий ремонт для владельца самолета.

Стук

Скорость горения остаточного газа во время детонации примерно в 5-25 раз выше, чем нормальная скорость горения, детонацию можно даже назвать крошечными взрывами с волной давления около 5000 Гц. Это можно услышать как стук. Это можно легко услышать в машине, но в самолете практически невозможно обнаружить стук, просто прислушиваясь.

Высокоэнергетическая волна давления увеличивает теплопередачу в верхней части поршня и на выпускном клапане, вызывая повреждения в виде локального плавления, размягчения и эрозии поршня.В крайних случаях в поршне может быть проплавлено отверстие.

Отложения углерода

Поток газа над горячими внутренними частями двигателя может и со временем приведет к образованию нагара на верхней части поршня, свечах зажигания и выпускных клапанах. Эти отложения нагреваются легче, чем стенки цилиндров или поршни, что создает возможность преждевременного зажигания. Средством является обеднение двигателя на холостом ходу, рулении и круизе, чтобы камера сгорания и свечи зажигания оставались чистыми.


Автор EAI.

Детонация и предварительное зажигание – Savvy Aviation Resources

Эти два аномальных явления горения, которые часто путают и неправильно понимают, так же различны, как день и ночь.

Майка Буша

Хотя мы часто слышим, как люди описывают то, что происходит внутри цилиндров двигателя с циклом Отто, как взрыв, т. е. сильное, почти мгновенное событие, это не так. Воздушно-топливный заряд не взрывается при воспламенении от свечей зажигания, а сгорает упорядоченно, начиная со свечей зажигания и распространяясь по камере сгорания до тех пор, пока не гаснет, достигая стенок цилиндра и днища поршня при воздушно-топливном воздействии. заряд полностью израсходован и сжечь больше нечего.Событие сгорания занимает значительный период времени — примерно 6 миллисекунд или 90° поворота коленчатого вала, плюс-минус.

Крайне важно, чтобы пиковое давление происходило далеко за пределами ВМТ, потому что геометрия коленчатого вала и шатуна вблизи ВМТ не позволяет преобразовать давление сгорания в полезную работу (т. е. вращение коленчатого вала), а просто создает чрезмерную нагрузку на цилиндр, поршень , шатун и коленчатый вал. Рисунок 2 пытается драматизировать этот момент.

Детонация

Но если процесс горения протекает слишком быстро и пик давления возникает слишком рано, результатом может быть избыточное давление, чрезмерная температура и нестабильные импульсы давления, известные как «детонация».Это потому, что когда поршень находится в непосредственной близости от ВМТ, он не может двигаться вниз в цилиндре, чтобы сбросить давление (и при этом выполнить какую-то полезную работу). Рваный вид верхнего следа на Рисунке 4 является характерным признаком детонации под давлением.

В автомобиле мы обычно слышим детонацию в виде слышимого «стука». В самолете мы не можем — слишком много шума — но мы можем наблюдать это на мониторе двигателя в виде чрезмерного ТГЦ и пониженного EGT.

Детонация — это то, что происходит вблизи точки пикового давления в момент воспламенения после нормального воспламенения воздушно-топливного заряда свечами зажигания. Он характеризуется аномальными скачками давления вблизи точки пикового давления, вызванными самовозгоранием остаточного газа из-за чрезмерной температуры и давления.

Вопреки тому, что вам могли сказать ваши CFI или A&P, детонация не обязательно вредна. Многие двигатели довольно регулярно работают в условиях легкой детонации, а некоторые могут выдерживать умеренную детонацию в течение длительного периода времени без повреждений.Детонация не является оптимальной ситуацией, но она не обязательно разрушительна. Чем выше удельная мощность двигателя, тем больше вероятность того, что он выдержит детонационное повреждение. Двигатель мощностью 0,5 л.с./дюйм3 (лошадиная сила на кубический дюйм рабочего объема) – типичный для большинства карбюраторных авиационных двигателей – обычно может выдерживать детонацию умеренной степени без повреждений, но двигатели с турбонаддувом с высоким форсированием мощностью 0,625 л.с./дюйм3 и более может быть довольно быстро поврежден детонацией.

Когда детонационное повреждение действительно происходит, оно обычно проявляется в виде трещин (электродов и изоляторов свечей зажигания, а иногда и поршневых колец и площадок), точечной коррозии (как правило, днища поршня) и/или тепловых повреждений (часто юбки поршня). задиры и плавление углов поршня).

Как пилоты, мы, как правило, можем избежать таких повреждений, обращая внимание на чрезмерный CHT и подавленный EGT, характерные для детонации, и быстро реагируя, уменьшая мощность и переходя на полностью обогащенную смесь. Здесь необходим монитор двигателя, иначе вы не сможете увидеть ТГЦ пяти из шести цилиндров, а программирование аварийного сигнала ТГД на срабатывание при 400° поможет привлечь ваше внимание и принять соответствующие меры.

Предварительное зажигание

«Преждевременное зажигание» — еще одно аномальное явление сгорания, которое часто путают с детонацией, но на самом деле это совершенно другое.Предварительное зажигание — это воспламенение воздушно-топливного заряда до зажигания свечи зажигания. Всякий раз, когда что-то вызывает воспламенение смеси в камере до того, как загорятся свечи зажигания, это классифицируется как преждевременное зажигание. Источником воспламенения может быть перегретый наконечник свечи зажигания, углеродистые или свинцовые отложения в камере сгорания или (редко) сгоревший выпускной клапан — любая из этих вещей может действовать как свеча накаливания для преждевременного воспламенения заряда.

Такая горячая точка в камере может воспламенить заряд, когда поршень очень рано находится в такте сжатия.Результат: значительную часть всего такта сжатия двигатель пытается сжать горячую массу расширяющегося газа. Очевидно, что это создает огромную механическую нагрузку на двигатель и передает большое количество тепла алюминиевой головке поршня и головке блока цилиндров. Существенный ущерб практически неизбежен.

Детонация вызывает очень быстрый скачок давления вблизи точки пикового давления в течение очень короткого периода времени. Преждевременное зажигание вызывает огромное давление, которое присутствует в течение очень долгого времени, возможно, в течение всего такта сжатия.Преждевременное зажигание не только гораздо более разрушительно, но и его гораздо труднее обнаружить. На самом деле, как правило, вы узнаете об этом только после катастрофического повреждения двигателя.

Двигатели могут выдерживать детонацию в течение значительных периодов времени, но ни один двигатель не может прожить очень долго, если происходит преждевременное зажигание. Двигатель не будет работать более нескольких секунд с предварительным зажиганием. Если вы видите днище поршня, которое выглядит как обработанное пескоструйным аппаратом, или кромку кольца с трещинами, это, вероятно, было вызвано сильной детонацией.Если вы видите проплавленное отверстие в середине днища поршня, это, вероятно, было вызвано преждевременным зажиганием. Другими признаками преждевременного зажигания являются свечи зажигания с расплавленными электродами или изоляторами, забрызганными расплавленным металлом. На рис. 5 показан пример чрезвычайного повреждения, вызванного преждевременным зажиганием.

Предварительное зажигание, вызванное детонацией

Хотя детонация и преждевременное зажигание — два совершенно разных явления, сильная детонация может вызвать преждевременное зажигание. Если двигатель работает в условиях сильной детонации в течение значительного периода времени, чрезмерные температуры и скачки давления (которые нарушают обычный защитный пограничный слой) могут привести к перегреву электродов свечи зажигания и других элементов камеры сгорания до такой степени, что они начинают раскаляться докрасна.В этот момент светящийся предмет может вызвать преждевременное зажигание и быстрое разрушение цилиндра. После разборки судебно-медицинская экспертиза выявит явные признаки как детонации, так и преждевременного зажигания, хотя в конечном итоге двигатель погубил двигатель.

В другой статье мы более подробно рассмотрим нормальное сгорание и изучим, как использование нами органов управления двигателем — газа, смеси и винта — влияет на то, что происходит внутри цилиндра.

© 2007-2013 – Майкл Д.Буш – Все права защищены.

Что такое детонация?

 Прогоревшие отверстия в центре поршня или легкая пескоструйная обработка по периметру со следами задиров на юбке или свечи зажигания, вывернутые после правильной затяжки, или сломанный керамический наконечник вызваны детонацией.

 

 Детонация возникает после того, как искра зажигания на свече запускает ядро ​​пламени или в случае сильно перегретых двигателей до возникновения искры, и по мере ее распространения по камере давление в цилиндре повышается до такой степени, что остаток несгоревшего топлива самопроизвольно воспламеняется и затем два источника воспламенения сталкиваются друг с другом, вызывая стук или грохот, который вы слышите (или не слышите с громкими трубами), поскольку он разрушает поршень, как молоток паяльной лампы.При нормальном сгорании пламя будет распространяться, как зажигая угол листа бумаги, и плавно его пожирать

 

 Каковы причины детонации?

 

 1-Маленький главный жиклер или иглы установлены неправильно. Какой размер вы использовали и положение зажима?

 

2-К высокой степени сжатия. Стоковая голова бритая? Какой кубический купол? Какое давление было при запуске? Для работы с октановым числом 94

оно должно быть не более 150 фунтов на квадратный дюйм.

 

3-К низкооктановому топливу для используемого сжатия или опережения зажигания (максимум 4 градуса для трассы и общего использования и 94 октанового числа при стандартном сжатии 130 фунтов на квадратный дюйм до 150) Какое топливо вы используете?

 

4-Утечка воздуха в двигатель через любую прокладку, сальники коленчатого вала или линию разъема картера, это нарушает нормальное впрыскивание из-за добавления воздуха после того, как карбюратор смешал топливо и воздух в надлежащем соотношении.Проверяли ли вы поврежденный двигатель на герметичность перед его разборкой или после новой сборки?

 

5-Свеча зажигания с неправильным тепловым диапазоном, вызывающая самовоспламенение, как у свечи накаливания.

 

6-Слишком узкий зазор или слишком широкая полоса между поршнем и головкой для оборотов, на которых пытается работать двигатель. Когда поршень приближается к головке, он толкает топливно-воздушный заряд от периметра к центру канала ствола. Чем уже или шире эти критические размеры, это может привести к самовоспламенению топливного заряда в зависимости от об/мин, диаметра отверстия, зазора, ширины полосы сжатия, хода двигателя, октанового числа топлива, соотношения воздух-топливо и момента зажигания.Чем выше скорость вращения, тем свободнее и тоньше должна быть лента. Для низких оборотов чем шире может быть диапазон, тем больше крутящий момент.

 

7-Слишком большое опережение опережения зажигания Просмотрите список и отметьте заведомо хорошие, а затем работайте над неизвестными проблемами.

 

 Создание двигателя для большей пиковой мощности имеет свои ограничения, если все вышеперечисленное не рассматривать в целом. Вы можете получить еще несколько поршней и прокладок и снова приступить к делу. Мы рекомендуем разобрать нижний конец, чтобы вы могли удалить все частицы поршня из подшипников и корпуса.Установите новые уплотнения и посмотрите на указанные выше элементы. Сгорание в среднем диапазоне — это когда дроссельная заслонка наполовину открыта, и вы просто едете, и у вас есть заедание поршня из-за обеднения соотношения топлива и воздуха. Это вызвано неправильным размером главного жиклера или слишком высоким положением зажима иглы, из-за чего игла находится слишком низко в отверстии иглы. Это заставит его работать меньше, чем должно, при положениях дроссельной заслонки не полностью открытых.

Двухтактная детонация — Tom Donney Motors

История от Millenium Technologies –   ССЫЛКА ЗДЕСЬ

Наиболее распространенным видом неисправности двухтактных двигателей является детонация.Мы попросили трехкратного профессионального механика года по версии AMA, многократного победителя чемпионатов SX/MX начальника бригады и технического менеджера Millennium Technologies Тома Моргана составить краткое руководство по двухтактной детонации и способам ее предотвращения. Мы надеемся, что это полезно.

Октановое число топлива или детонация, вызванная сжатием

На этом рисунке показана наиболее распространенная форма двухтактной детонации. Он проявляется в виде ямок по периметру отверстия на стороне, противоположной выхлопу. Край поршня и наружный диаметр хлюпающей области будут повреждены.Более сильная детонация будет выглядеть на цилиндре и головке на этих картинках.


Легкая детонация проявляется в виде небольшой шероховатости области, похожей на легкую пескоструйную обработку.


Также могут быть задиры на боковой стороне поршня из-за брызг расплавленного материала поршня на отверстие и нарушения смазывающей пленки масла.

Есть два способа предотвратить этот тип детонации:

1.Используйте более качественное топливо (с более высоким октановым числом)
2. Понизьте степень сжатия.
Этот тип детонации может произойти, даже если ваш двигатель полностью стоковый. Современные газовые насосы предназначены для использования в автомобилях, а не для двухтактных двигателей. В нем низкое содержание свинца и высокое содержание этанола… противоположное тому, что требуется для высокопроизводительного двухтактного двигателя. Есть некоторые стандартные двигатели, которые склонны к этому типу детонации; конструктор двигателя довел уровень настройки двигателя до предела. В связи со снижением качества перекачиваемого газа надежность теперь вызывает сомнения.Если вы видите это состояние на своем стандартном двигателе, вы должны рассмотреть возможность использования топлива с более высоким октановым числом или механической обработки головки, чтобы немного снизить степень сжатия.

Детонация, вызванная бедной топливной смесью

Детонация из-за обедненного соотношения воздух/топливо появляется на стороне выпускного отверстия поршня. Этот тип детонации обычно более серьезен, чем детонация октана, вызывая больший ущерб и более быстрый отказ двигателя. Головка поршня будет повреждена в области выпускного отверстия, в тяжелых случаях край поршня над кольцом будет разрушаться.Произойдет повреждение кольца, а выпускная сторона поршня будет затерта и повреждена.

В случаях, когда смесь слегка обеднена или иногда бедна при определенных условиях, признаки детонации будут менее заметными. Кольцо перегревается. Это будет видно по слегка синему цвету на выпускной стороне кольца, небольшому плоскому пятну на кольце в том месте, где оно соприкасается с перемычкой выпускного коллектора, или по сломанному кольцу.

Как узнать, детонирует ли мой двигатель до того, как произойдет повреждение?

Обычно невозможно услышать детонацию, пока не станет слишком поздно для вашего двигателя.Вот несколько советов, которые могут помочь вам поймать его, пока не стало слишком поздно:
Внимательно посмотрите на свечу зажигания через увеличительное стекло. Детонация (даже незначительная) проявляется в виде крошечных крапинок на изоляторе свечи зажигания (см. рисунок). При увеличении он выглядит как крошечные металлические шарики.


Вы всегда должны тщательно осматривать двигатель каждый раз, когда снимаете головку. Обратите внимание на точечную или пескоструйную обработку по периметру днища поршня и хлюпающей ленты головки.

Наконечники для предотвращения детонации

Всегда следите за тем, чтобы ваши форсунки (особенно главные) были достаточно богатыми. Стремление к рваному пределу мощности не принесет вам много энергии в целом. Струя на размер или два богаче не будет заметна на трассе, но ваш двигатель будет намного надежнее.

Имейте в виду, что правильная подача струи зависит от плотности воздуха. Плотность воздуха изменится с:

Температура воздуха
Высота над уровнем моря
Барометрическое давление
Влажность

Обращайте внимание на изменения погоды и вносите соответствующие изменения.

Струя больше на «ощущение» больше, чем цвет свечи на двухтактном двигателе. Двухтактный двигатель обеспечивает наилучшую мощность при низких температурах двигателя, а в сочетании с маслом в топливе и свечами зажигания с холодным диапазоном температур свечи зажигания получаются более темными, чем можно было бы ожидать. Ваш основной жиклер должен быть достаточно богатым, чтобы он был всего на пару размеров ниже точки распыления при полном газе на более высоких передачах.


Не меняйте топливо, не убедившись в правильности промывки. Это не относится к неэтилированному бензину премиум-класса с вашей заправочной станции (однако зимние и летние смеси топлива различаются). Это относится к различным типам гоночного топлива или при переходе с гоночного топлива на топливо для насосов или наоборот.

Избегайте соблазна изменить синхронизацию в поисках увеличения мощности. Современные двухтактные двигатели с цифровым зажиганием запрограммированы на точное определение времени в зависимости от числа оборотов в минуту, а некоторые также и от положения дроссельной заслонки. Это один из аспектов современного двухтактного двигателя, улучшение которого требует больше всего времени и усилий.Небольшой прирост мощности из-за угла опережения зажигания обычно приводит к снижению надежности, если только он не будет тщательно протестирован.

Детонация, самовоспламенение и предварительное зажигание — события ненормального горения

ГОРЕНИЕ, САМОЗАЖИГАНИЕ (ДЕТОНАЦИОННОЕ ЗАЖИГАНИЕ) и ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАЖИГАНИЕ Объяснение

ПРИМЕЧАНИЕ. Все наши продукты и дизайны являются ОРГАНИЧЕСКИМИ, БЕЗ ГЛЮТЕНОВ, ГМО и не огорчают чьи-либо драгоценные ЧУВСТВА или тонкие ЧУВСТВА.

Я работал над страницей об аномальном возгорании, когда наткнулся на отличную статью на эту тему в КОНТАКТЫ! Журнал. Статья была первоначально опубликована в выпуске журнала CONTACT! за январь-февраль 2000 г. (том 10, номер 1), а недавно была переиздана в журнале EAA. Экспериментатор .
Первоначальный автор, Аллен В. Клайн , опытный инженер по силовым агрегатам, в настоящее время работает в Chrysler над различными современными двигатели. Ранее он был ключевым инженером по силовым агрегатам в GM и играл важную роль в проектировании и разработке новаторского (для GM) двигателя Northstar DOHC. Двигатель 4V V8.
Презентация в статье г-на Клайна основана на таком богатом реальном опыте, и намного лучше , чем то, что я имел вместе, что я связался с мистером Клайном и мистером Пэтом Панзера (издатель CONTACT! ), чтобы попросить разрешения разместить его на моем веб-сайте.
Они оба очень любезно разрешили мне использовать статью на моем сайте. Итак, с их разрешения, я позволил себе небольшую редакционную вольность с original, чтобы прояснить некоторые абзацы и добавить немного информации к обсуждению.Однако я хочу подчеркнуть, что огромное большинство идей и содержания этой статьи принадлежат только мистеру Клайну.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В оригинальной статье мистера Клайна он использует термин «детонация» для описания явления, которое современные эксперты по горению называют «автовозгорание».

По общему признанию, термин «детонация» широко используется. Однако в погоне за технической точностью я предлагаю следующие определения.

Термин «детонация» определяется следующим образом (из Википедии):

Детонация (от латинского detonare {инфинитивная форма}, что означает «греметь вниз / вперед») — это тип горения, связанный со сверхзвуковым экзотермическим фронтом, ускоряющимся через среду, которая в конечном итоге вызывает ударную волну, распространяющуюся прямо перед ним.

Детонация происходит как в обычных твердых и жидких взрывчатых веществах, так и в реактивных газах, но при гораздо более низких скоростях.

Скорость детонации в твердых и жидких ВВ значительно выше, чем в газообразных, что позволяет наблюдать волновую систему с большей детализацией (более высокое разрешение).

Из работ доктора Эндрю Рэндольфа (опубликованного {GM, SAE} и практического (NASCAR) эксперта по горению и анализу горения):

«Двигатели не «детонируют»! Для «детонации» требуется либо изменение фазы в рамках экзотермического события, либо расширяющееся сопло.Самовоспламенение перед фронтом пламени в двигателях с искровым зажиганием является звуковым, а не сверхзвуковым. Поэтому термин «детонация» не подходит. Правильными дескрипторами являются «самовоспламенение» или «стук», стук относится к слышимому звуку, излучаемому звуковыми волнами, пересекающими камеру сгорания со скоростью ниже звуковой.

Я не собираюсь придираться к работе мистера Клайна или критиковать ее каким-либо образом. Но в моих скудных попытках обеспечить техническую точность я заменил термин «самовоспламенение» на «детонацию» в следующей статье.

ВВЕДЕНИЕ

Все высокомощные двигатели склонны к деструктивным тенденциям в результате чрезмерного наддува, неправильной подачи топлива, неправильной настройки и недостаточного охлаждения. Как двигатель сообщество приближается к пределу выходной мощности, они часто узнают, что процессы сгорания в цилиндре могут быстро привести к отказу двигателя.

В этой статье определяются два типа отказов двигателя: (а) детонация и (б) преждевременное зажигание. Эти неудачи коварны по своей природе, потому что коренные причины этих неудач часто трудно распознать.Это обсуждение задумано только как введение в эти аномальные процессы горения, так как целые книги был посвящен теме.

Сначала рассмотрим нормальное сгорание в двигателе с искровым зажиганием. В событии «нормальное сгорание» сгорание топливно-воздушная смесь начинается у свечи зажигания и проходит через камеру сгорания от свечи к внешним границам камеры.

Эта последовательность, часто называемая «фронтом пламени» , движется по камере сгорания ровным, упорядоченным трехмерным образом с достаточной скоростью. постоянная скорость около 25 метров в секунду.Горение проходит через всю камеру и гасит (остывает) у стенок и поршня. Корона. В идеале, сгорание ДОЛЖНО быть полным, без остатков топливно-воздушной смеси. К сожалению, такое полное сжигание случается редко.

Эту последовательность фронта пламени можно визуализировать, представив камешек, брошенный в стеклянный гладкий пруд, который производит симметричную рябь, которая распространяется по всей поверхности. Обратите внимание, что смесь не «взрывается»; он горит упорядоченно.

Скрытые детали процесса сгорания интересовали инженеров почти с момента создания двигателя Отто-цикла. Был большой недавний прогресс в области анализа горения, который подробно описан в другом месте на этом сайте. Это может быть выгодно для прочтите страницу анализа горения вместе с этой статьей о ненормальном сгорании .

Один из ключевых параметров, который инженеры по сжиганию стремятся количественно оценить сгорание, называется «местоположение пикового давления (LPP)». Измерено по датчику давления в цилиндре. В идеале, LPP должен происходить примерно на 14 градусов после верхней мертвой точки (в атмосферном двигателе. Это произойдет несколько позже в форсированном двигателе. Кроме того, текущие исследования по анализу сгорания показывают, что более ранний пик (5-8 градусов ATC ) на самом деле более «оптимальный». {jk} ) .

В зависимости от конструкции камеры и скорость горения, если искру инициировать в оптимальное время (например, 20 градусов до ВМТ), горение будет проходить через камеру и достижения LPP или пикового давления при 14 градусах после верхней мертвой точки.

LPP является механическим фактором, так же как двигатель является механическим устройством. Поршень может только двигаться вверх и вниз так быстро. Если давление в камере также достигает пика рано или поздно в цикле, этот цикл не обеспечит оптимального объема работы. Следовательно, LPP должен составлять 14 градусов ATDC для любого (без наддува) двигателя.

Я ввожу LPP сейчас, чтобы проиллюстрировать идею о том, что существует характеристическое давление , нарастание (сжатие и сгорание) и распад (движение поршня вниз и открытие выпускного клапана) во время процесса сгорания, который можно считать «нормальным» если он плавный, контролируемый и его пик приходится на 14 градусов ВМТ.

Наше расширенное определение нормального сгорания теперь говорит, что горение инициируется свечой зажигания, хорошее равномерное горение проходит через камеру, пик давление возникает при 14 ATDC, и сгорание завершается до EVO.

Путаница и множество вопросов существуют в отношении предметов самовоспламенение и предварительное зажигание . автозажигание это одно явление, которое представляет собой аномальное сгорание. Преждевременное зажигание — это еще одно явление, которое представляет собой ненормальное сгорание.Эти два аномальных явления сгорания совершенно разные и могут вызывать совершенно разные режимы отказа.

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Самовоспламенение

Самовоспламенение (иногда называемое «детонацией») — это самовозгорание остаточного газа (остатка топливно-воздушной смеси) в камере сгорания. Это всегда происходит после нормального воспламенение инициируется свечой зажигания.

За первоначальным сгоранием на свече зажигания следует нормальное сгорание.Но в какой-то момент во время записи, скорее всего потому, что комбинации тепла и давления в камере перед фронтом пламени, концевой газ в камере самопроизвольно и мгновенно воспламеняется («взрывается»). Ключевым моментом здесь является то, что самовоспламенение происходит после того, как нормальное сгорание было инициировано свечой зажигания.

Предварительное зажигание

Предварительное зажигание определяется как воспламенение смеси до срабатывания свечи зажигания. Каждый раз, когда что-то вызывает смесь в камере для воспламенения до до события свечи зажигания это классифицируется как преждевременное зажигание.Это аномальное явление сгорания полностью отличается от самовоспламенение.

САМОЗАЖИГАНИЕ

Несгоревший отходящий газ при повышении давления и тепла (от нормального прогрессивного процесса горения и горячих металлов камеры сгорания) самовозгорается, воспламеняется только от сильного жара и давления. Остаточному топливу в конечном газе просто не хватает октанового числа, достаточного для того, чтобы выдержать такое сочетание тепла. и давление.

Самовоспламенение вызывает очень высокий, очень резкий всплеск давления в камере сгорания, но очень кратковременный.

Если вы посмотрите на кривую давления камере сгорания во время самовоспламенения вы увидите нормальное повышение давления, вызванное нормальным горением. Затем, внезапно, вы увидите очень резкий пик, когда произошло самовоспламенение. Этот всплеск всегда происходит после зажигания свечи зажигания.

Резкий скачок давления создает ударную силу в камере сгорания. Это заставляет конструкцию двигателя звенеть или резонировать, как если бы ударили молотком.Резонанс, характерный для самовоспламенения, возникает примерно при 6400 Гц. Таким образом, пинг, который вы слышите, на самом деле структура двигателя, реагирующая на скачки давления. Этот шум самовоспламенения обычно называют «искровым стуком» .

Этот шум незначительно изменяется между железом и алюминием. Этот шум или вибрация улавливает датчик детонации. Датчики детонации настроены на 6400 герц, и они поймают этот искровой стук.

Между прочим, стук или звон не является результатом «встречи двух фронтов пламени», как это часто утверждается.Хотя это столкновение генерировать всплеск, шум, который вы ощущаете, возникает из-за вибрации конструкции двигателя, реагирующей на всплеск давления.

Следует понимать, что самовозгорание не обязательно разрушительно. Многие двигатели работают при слабом уровне самовоспламенения, иногда даже умеренном. уровни. Некоторые двигатели могут выдерживать очень длительные периоды сильного самовоспламенения без каких-либо повреждений.

Если вы ездили на автомобиле с большим опережением зажигания по автостраде, вы услышите стук.Так он может пробежать тысячи и тысячи миль. самовоспламенение не является оптимальной ситуацией, но и не гарантирует мгновенного отказа.

Чем выше удельная мощность (л.с. на дюйм³) двигателя, тем больше чувствительность к самовоспламенению. Двигатель мощностью 0,5 л.с./куб. дюйм или менее может выдерживать умеренные уровни самовозгорания без каких-либо повреждений; но двигатель мощностью 1,5 л. быстро (иногда в течение СЕКУНД).

Самовоспламенение вызывает три типа отказов:

  1. Механические повреждения (обрыв кольцевых площадок)
  2. Истирание (выкрашивание днища поршня)
  3. Перегрев (задиры на юбках поршня из-за избыточного тепловложения или высоких температур охлаждающей жидкости)

Сильный ударный характер скачка давления может привести к переломам. Это может сломать электроды свечи зажигания, сломать фарфор вокруг свечи, вызвать чистый излом посадочного кольца и может фактически стать причиной разрушения головок клапанов — впускных или выпускных.

Поршневое кольцо, верхнее или второе, в зависимости от конструкции поршня, подвержено поломкам. Если бы я посмотрел на поршень со сломанной землёй второго кольца я сразу подозреваю самовоспламенение.

Еще одна вещь, которую может вызвать самовоспламенение, — это появление пескоструйной обработки верхней части поршня. Поршень по периметру обычно имеет такую ​​форму. повреждения в случае самовоспламенения. Это швейцарский сыр на микроскопическом уровне. Механический удар самовоспламенения механически вымывает материал из поршень.Обычно вы можете ожидать увидеть этот отшлифованный вид в части камеры, наиболее удаленной от свечи зажигания, потому что сгорание начинается в пробка, и фронт пламени проходит через камеру. Но прежде чем он доберется до самых дальних уголков камеры, торцевой газ самопроизвольно воспламеняется.

Именно здесь вы чаще всего увидите эффекты самовоспламенения. Вы также можете увидеть его в самой горячей части камеры в некоторых двигателях, возможно. по выпускным клапанам. В этом случае отходящий газ нагревался до самовоспламенения за счет остаточного тепла в клапане.

В четырехклапанном двигателе с камерой с двускатной крышей и свечой зажигания в центре камера имеет довольно однородное расстояние вокруг свечи зажигания. Но все еще можно увидеть самовоспламенение выпускных клапанов, потому что эта область обычно является самой горячей частью камеры. Где конечный газ будет самым горячим где произойдет повреждение, если таковое имеется.

Температура горения превышает 1800 градусов. Если подвергнуть алюминиевый поршень такой температуре, он просто расплавится.Причина, по которой он не плавится из-за тепловой инерции и из-за того, что рядом с верхней частью поршня находится пограничный слой толщиной в несколько молекул. Этот тонкий слой изолирует пламя и заставляет его гаснуть, когда пламя приближается к этому относительно холодному материалу.

Эта комбинация действий обычно защищает поршень и камеру от поглощения разрушительного количества тепла. Однако из-за скачка давления от самовоспламенения настолько сильное и такое короткое по продолжительности, что оно может ударить по пограничному слою газа, окружающему поршень, в результате чего этот пограничный слой разрушаться, что позволяет аномальному количеству тепла передаваться этим поверхностям.

Двигатели, которые детонируют, имеют тенденцию к перегреву, потому что пограничный слой газа прерывается на головке блока цилиндров, передавая дополнительные тепло от камеры сгорания в головку блока цилиндров и в охлаждающую жидкость.

Температура охлаждающей жидкости повышается быстрее, чем может выдержать система охлаждения. Температура охлаждающей жидкости повышается; чем больше температура охлаждающей жидкости, тем горячее компоненты двигателя детонируют, поэтому торцевой газ будет тем горячее, и тем больше он хочет взорваться.Чем больше он детонирует, тем больше он перегревается. Это эффект снежного кома. Вот почему перегретый двигатель стремится взорваться, и вот почему самовоспламенение двигателя имеет тенденцию вызывать перегрев.

Много раз вы увидите поршень с задирами в «четырех углах». Если вы посмотрите на нижнюю сторону круглого поршня, вы увидите бобышка поршневого пальца. Если вы посмотрите на каждую бобышку штифта, то увидите, что это твердый алюминий с относительно небольшой гибкостью. Он расширяется непосредственно в стенку цилиндра. Однако юбка поршня относительно гибкая.Если нагреется, то может отклониться. Головка поршня на самом деле немного меньше в диаметре чем юбка специально, чтобы она не касалась стенок цилиндра. Поэтому, если из-за самовоспламенения поршень быстро поглощает много тепла, поршень головка расширяется и вдавливает структуру поршня в стенку цилиндра, вызывая задиры в четырех местах непосредственно на каждой бобышке. это еще один мертвец поддаваемый знак самовоспламенения. Во многих случаях урон от самовоспламенения ограничивается этим уровнем урона.

Некоторые двигатели, такие как двухтактные двигатели с жидкостным охлаждением, устанавливаемые на снегоходы, водные транспортные средства и мотоциклы, имеют очень распространенный режим самовоспламенения. Что обычно происходит то, что когда происходит самовоспламенение, поршень чрезмерно расширяется, царапает отверстие вдоль этих четырех точек и втирает материал в кольцо. канавки. Кольца заедают так, что не могут прилегать к стенкам цилиндра. Компрессия в двигателе теряется и двигатель либо перестает работать, либо вы заводите прорыв мимо колец.Это поджигает часть поршня (и, возможно, стенку), и двигатель просто глохнет.

В магазине кто-то смотрит на расплавленный результат и говорит: «Преждевременное возгорание». Нет, это повреждение от самовоспламенения. самовоспламенение привело к тому, что поршень потертости, и это привело к потере компрессии и выходу горячего газа через кольца, что вызвало плавление. Опять же, самовоспламенение является источником путаницу и иногда очень трудно определить, что произошло, но с точки зрения повреждений, вызванных самовозгоранием, это еще один типичный признак.

Хотя некоторые из этих примеров могут показаться довольно утомительными, я упомянул их, потому что «задиры на поршне» часто винят в других факторах, а самовоспламенение (настоящая причина) упускается из виду. Затертый поршень может быть признаком гораздо более серьезной проблемы, которая может проявиться в следующий раз с большим серьезные результаты.

Точно так же двигатель, работающий на полном газу, может быть доволен высоким соотношением воздух/топливо WOT. Возвращение к частичному газу может привести к тому, что смесь становятся беднее, и теперь может произойти самовоспламенение.Поршень перегревается и тарахтит, двигатель выходит из строя, но вскрытие не считает самовоспламенение, потому что неисправность не произошло в WOT.

Я хочу подчеркнуть тот факт, что всплеск давления самовоспламенения очень короткий и происходит после нормального зажигания свечи зажигания. В большинстве случаев это будет быть хорошо после ATDC, когда поршень движется вниз по каналу ствола. У вас все еще есть высокое давление в камере, потому что горение все еще в процессе. Давление толкая поршень вниз, как положено, и накладываясь на это, вы получаете короткий шип, который звенит в двигателе.

Причины

На самовоспламенение влияет конструкция камеры сгорания (форма, размер, геометрия, расположение свечи зажигания), степень сжатия, синхронизация двигателя, температура смеси, давление в цилиндре и октановое число топлива. Слишком большое опережение искры приводит к слишком быстрому воспламенению пламени, что приводит к слишком сильному увеличению давления и самопроизвольному воспламенению конечного газа. Поддержка выключение момента зажигания остановит самовоспламенение. В октановом числе топлива нет ничего волшебного. Октан – это способность сопротивляться самовозгоранию.это определяется опытным путем на специальном тестовом двигателе. Чтобы проверить конкретный состав топлива, вы запускаете двигатель на этом топливе и динамически изменяете степень сжатия. определить степень сжатия, при которой происходит детонация топлива. Затем этот результат сравнивается с тем, что происходит со «стандартным» топливом (изооктаном). Это октановое число топлива. Данное топливо может иметь изначально более высокое октановое число или может содержать различные присадки, повышающие октановое число. качество. Например, спирт в качестве топлива имеет гораздо лучшее октановое число только потому, что он значительно охлаждает смесь из-за дополнительного количества используемой жидкости.Если топливо, которое вы получили, имело более низкое октановое число, чем требуется для степени сжатия двигателя и опережения зажигания, это может привести к самовоспламенению и вызвать отказов, о которых говорилось ранее.

Серийные двигатели

оптимизированы для того типа или сорта топлива, которые требуются или предлагаются рынком. Разработчики двигателей используют термин MBT (минимальная искра для Best Torque) для эффективности и максимальной мощности; желательно действовать на ОБТ постоянно. Например, выберем конкретную рабочую точку двигателя, 4000 об/мин, WOT, 98 кПа ПДК.В этой рабочей точке при двигателе на динамометре и использовании недетонирующего топлива мы регулируем опережение зажигания. Наступит момент, когда мощность самая большая. Меньше искры, чем это, мощность падает, большее опережение искры, чем это, вы не получаете никакой дополнительной мощности.

Теперь наш двигатель изначально был рассчитан на топливо премиум-класса и был откалиброван на 20 градусов опережения зажигания. Предположим, мы заливаем в двигатель обычное топливо, и он искрит. стучит при 20 градусах? Мы снижаем время до 10 градусов, чтобы остановить самовоспламенение.Он больше не детонирует, но с замедлением искры в 10 градусов, двигатель больше не оптимизирован. Теперь двигатель теряет около 5-6 процентов крутящего момента. Это неприемлемая ситуация. Для оптимизации двигателя на обычном топливе конструкторы снизят степень сжатия, чтобы увеличить опережение зажигания в ОБТ. Результатом обычно является только 1-2-процентная потеря крутящего момента за счет снижения сжатие. Это лучший компромисс. Данные испытаний двигателя определяют, какое сжатие двигатель может иметь и работать при оптимальном опережении зажигания.

Чтобы подчеркнуть, проектная степень сжатия отрегулирована, чтобы максимизировать эффективность/мощность на доступном топливе. Много раз на вторичном рынке происходит обратное. А степень сжатия «выбирается», и конечный пользователь пытается найти достаточно хорошее топливо и / или задерживает искру, чтобы справиться с ситуацией … или получает повреждение двигателя. из-за самовозгорания.

Еще одна вещь, которую вы можете сделать, это увеличить скорость горения камеры сгорания. Вот почему в современных двигателях вы слышите о камерах быстрого сгорания или камерах быстрого сгорания.Цель состоит в том, что чем быстрее вы сможете заставить патронник гореть, тем более он устойчив к самовоспламенению. Это очень простое явление, чем быстрее оно горит, тем быстрее горит завершается, тем меньше времени остается на детонацию конечного газа. Если он не может сидеть там и поглощать тепло и подвергаться давлению, он не может взорваться.

Однако, если у вас есть конструкция камеры, которая горит очень медленно, как двигатель середины 60-х годов, вам необходимо выдвинуть искру и зажечь при 38 градусах до ВМТ. Потому что оптимум 14 градусов после верхней мертвой точки (ВМТ) не изменились, у камеры гораздо больше возможностей детонировать, поскольку на нее воздействуют тепло и давление.Если у нас есть пост камера сгорания с 15-градусным опережением искры, мы значительно сократили наше окно для самовоспламенения. Это механическое явление. Это одна из целей наличие камеры быстрого сгорания, поскольку она устойчива к самовозгоранию.

Есть и другие преимущества, потому что чем быстрее горит патронник, тем меньший угол опережения зажигания вам нужен. Чем меньше времени поршни должны противодействовать давлению наращивание, воздушный насос становится более эффективным. Насосные потери сведены к минимуму.Другими словами, при движении поршня к верхней мертвой точке давление, следовательно, температура топливно-воздушной смеси повышается. Если вы зажжете огонь при 38 градусах перед верхней мертвой точкой, поршень будет действовать против этого давления в течение 38 градусов. Если вы подожжете искру за 20 градусов до верхней мертвой точки, она действует против нее только на 20. Двигатель становится более механически эффективным.

Есть много причин для быстрых камер сгорания, но одна хорошая вещь в них заключается в том, что они становятся более устойчивыми к самовоспламенению.Примером из реальной жизни является Двигатель Northstar с 1999 по 2000 год. Двигатель 1999 года имел степень сжатия 10,3: 1. Это был двигатель премиум-класса. Для модели 2000 года мы пересмотрели камера сгорания, добился более быстрой задницы. Мы разработали его для работы на обычном топливе, и нам нужно было всего лишь снизить степень сжатия с 0,3 до 10:1, чтобы он заработал. Обычно на данном двигателе (если вы не меняли конструкцию камеры сгорания) при переходе с премиального топлива на обычное, компрессия обычно падает на один пункт. соотношение: В нашем примере вы ожидаете, что двигатель Northstar будет равен 10.Степень сжатия 3: 1, снижена до 9,3: 1, чтобы работать на обычном. Из-за камера сгорания быстрее, нам нужно было только снизить до 10: 1. Эта цифра 10: 1 по-прежнему является высокой степенью сжатия с сопутствующим высоким механическим КПД, и все же мы можем используйте его с оптимальным опережением зажигания на обычном топливе. Это один из примеров искрового прогресса с точки зрения технологии. Многое из этого было достигнуто с помощью вычислений. гидродинамический анализ камеры сгорания для улучшения завихрения и движения смеси в камере для повышения скорости горения.

Конструкция камеры

Одной из характерных камер, с которой знакомы люди, является Chrysler Hemi. Двигатель имел камеру размером с половинку бейсбольного мяча (полусферический в природе и в номенклатуре тоже). Два клапана находились по обе стороны от камеры со свечой зажигания в самом верху. Заряд сгорел вниз поперек камера. Этот подход довольно хорошо работал в двигателях легковых автомобилей, но у гоночных версий Hemi были проблемы. Потому что камера была такой большой и отверстия были настолько большой, что и объем камеры был большим; было трудно получить высокую степень сжатия.Гонщики поставили купол на поршень, чтобы увеличить степень сжатия. Если довести этот подход до крайности, чтобы добиться в двигателе степени сжатия 13:1 или 14:1, у поршней будет очень высокий купол. Купол поршня почти имитировался форма камеры сгорания головки с поршнем в верхней мертвой точке. Оставшийся объем можно было бы назвать «кожицей апельсина». При воспламенении заряд горел очень медленно, как рябь в пруду, покрывая расстояние до стенки цилиндра блока. В результате камерной конструкции эти двигатели требовали Огромный угол опережения зажигания, около 40-45 градусов.С таким большим опережением искры самовоспламенение было серьезной возможностью, если не подавать высокооктановое топливо. Хемис ухаживал быть очень чувствительным к настройке. Как это часто случалось, нужно было продолжать продвигать искру, получать больше мощности, и внезапно двигатель детонировал. Потому что они были с мощными двигателями, вращающимися на высоких оборотах, все происходило внезапно.

Гоночные двигатели

Hemi обычно выбивали кольцевую площадку, прорывались мимо, поджигали поршень и разваливались. Тогда никто не понял почему.Теперь мы знаем, что Hemi конструкция находится на худшем конце спектра для камеры сгорания. Лучше всего подойдет хорошая компактная камера; Вот почему так популярны четырехклапанные камеры с двускатной крышей. Чем более плоская камера, чем меньше замкнутый объем камеры, тем меньше нужно купола в поршне. Мы можем получить изначально высокие степени сжатия с плоским верхний поршень с очень красивым рисунком задницы прямо в камере сгорания, с очень короткими расстояниями, с очень хорошим движением смеси — очень эффективная камера.

Посмотрите на Northstar или большинство 4-клапанных двигателей — все с поршнями с плоским верхом, очень компактными камерами сгорания, очень узкими углами клапанов и т.д. нет необходимости в куполе, препятствующем горению, для повышения степени сжатия до 10:1.

Индикаторы самовоспламенения

Лучшим признаком самовоспламенения является стук, который издают автомобили, особенно старые модели, на низких скоростях и под нагрузкой. Очень трудно услышать звук в хорошо изолированных роскошных салонах современных автомобилей.Например, звуки, издаваемые двигателем, работающим по прямым трубам, или вращающимся винтом, могут легко маскировать характерный пинг. Дело в том, что вы честно не знаете, что происходит самовозгорание. В некоторых случаях двигатель может дымить, но не как правило. Сломанное поршневое кольцо земли являются наиболее типичным результатом самовозгорания, но обычно не обнаруживаются. Если двигатель взорвался, визуальные признаки, такие как сломанные фарфоровые свечи зажигания или заземляющие электроды являются бесполезными и требуют дальнейшего изучения или разборки двигателя.

Также очень трудно обнаружить самовоспламенение, когда двигатель работает в удаленной и изолированной динамометрической камере. Одна техника кажется почти элементарной, но, поверьте так это или нет, но он используется в одних из самых дорогих диноячейках в мире. Мы называем его «Оловянное ухо». Вы можете думать об этом как о простом стетоскопе применяется к блоку двигателя.

Прокладываем обычный резиновый шланг от двигателя в камере к операторной диностенда. Чтобы усилить звук двигателя, мы просто просовываем конец шланга через дно чашки из пенопласта и слушайте! Инженеры-испытатели часто используют этот метод на опытных автомобилях, особенно если есть подозрение, что на дороге происходит пограничное самовозгорание.Попробуйте на своем двигателе; вы будете поражены тем, насколько хорошо вы можете слышать различные шумы двигателя.

Другой метод немного более тонкий, но его можно использовать, если обратить пристальное внимание на EGT (температуру выхлопных газов). самовоспламенение фактически приведет к падению EGT. Такое поведение обмануло многих людей, потому что они будут смотреть на EGT и думать, что он находится в достаточно низком диапазоне, чтобы быть в безопасности, но единственная причина, по которой он низкий, заключается в том, что двигатель детонирует.

Единственный способ узнать, что на самом деле происходит, — это хорошо знать показания выхлопной трубы вашего конкретного двигателя, поскольку калибровки и расположение датчиков различаются.Если, для Например, вы обычно работаете при 1500 градусах при заданных настройках MAP и внезапно видите 1125 после загрузки новой загрузки топлива, вы должны быть готовы к возможным или зарождающееся самовозгорание.

Любое отклонение от нормального уровня EGT должно вызывать беспокойство. Если у вас нет сложной системы анализа горения (начиная с нескольких сотен тысяч долларов), чуть ли не единственные способы определить самовоспламенение — это слушать ухом без каких-либо дополнений, используя «Tin Ear» на начальном этапе испытаний и очень внимательно наблюдая за EGT.Хорошо, что большинство двигателей будут жить с довольно высоким уровнем самовоспламенение в течение некоторого времени. Это не мгновенный отказ типа.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАЖИГАНИЕ

Определение предварительного зажигания — это «воспламенение топливно-воздушного заряда до срабатывания свечи зажигания». Преждевременное зажигание, вызванное каким-либо другим источником воспламенения например, перегретый наконечник свечи зажигания, нагар в камере сгорания и, реже, прогоревший выпускной клапан; все действуют как свеча накаливания, чтобы воспламенить заряд.

При анализе предварительного зажигания помните о следующей последовательности. За исключением двигателей с непосредственным впрыском, свежий заряд, поступающий в камеру сгорания на такт впуска — ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ. Свежий заряд почти заполнил цилиндр, когда поршень приближается к НМТ/впуску. В НМТ поршень рядом меняет направление, и вскоре после этого впускной клапан закрывается, и поршень начинает сжимать заряд.

Поскольку требования к напряжению искры для воспламенения заряда увеличиваются пропорционально давлению в цилиндрах, воспламенить свежее топливо/воздух намного проще. смеси при низком давлении в цилиндре — в районе IVC (закрытие впускного клапана).Это становится все более трудным по мере того, как давление начинает строиться.

Светящееся пятно где-то в камере является наиболее вероятным местом для предварительного воспламенения. Вполне возможно, что если у вас есть что-то светящееся, например наконечник свечи зажигания или уголек, он может воспламенить заряд, когда поршень очень рано находится в такте сжатия.

Результат понятен; в течение всего такта сжатия или большей его части двигатель пытается сжать горячую массу расширенного газа.Очевидно, что это оказывает огромную нагрузку на двигатель и сильно нагревает его детали. Существенный ущерб происходит очень быстро. Ты не слышишь потому что нет резкого повышения давления. Все это происходит задолго до зажигания свечи зажигания.

Помните, когда свеча зажигания воспламеняет смесь и после этого происходит резкий скачок давления , это самовоспламенение. Это то, что вы слышите.

При предварительном зажигании воспламенение заряда происходит намного раньше воспламенения свечи зажигания, в моем примере очень и очень далеко, когда компрессия инсульт только начинается.Нет очень быстрого скачка давления, как при самовоспламенении. Наоборот, это огромное давление, которое присутствует в течение очень долгого времени. длительное время выдержки, т. е. весь такт сжатия. Именно поэтому на детали ложатся такие большие нагрузки. Нет резкого скачка давления, чтобы резонировать блок и голова, чтобы вызвать любой шум. Так что вы никогда этого не слышите, двигатель просто взрывается. Вот почему преждевременное зажигание так коварно: его трудно обнаружить до того, как это произойдет, и когда это произойдет, вы узнаете об этом только постфактум.Это приводит к катастрофическому отказу очень быстро, потому что тепло и давление такие интенсивные.

Двигатель может жить с самовоспламенением, происходящим в течение значительных периодов времени, условно говоря . Нет двигателей, которые будут жить любой период времени, когда происходит предварительное зажигание. Отверстие в середине поршня, особенно проплавленное отверстие в середине поршня, возникает из-за экстремальный жар и давление предварительного зажигания.

Когда люди видят сломанное кольцо, они часто ошибочно обвиняют его в преждевременном зажигании и упускают из виду стук от самовоспламенения, который вызвал проблему.

Другими признаками преждевременного зажигания являются расплавленные свечи зажигания, на которых видны брызги расплавленного фарфора. Много раз «предварительно зажженная свеча» будет расплавить заземляющий электрод. То, что останется, будет выглядеть забрызганным и нечетким. Центральный электрод расплавится и исчезнет, ​​а его фарфор разбрызгиваться и плавиться. Это типичный признак зарождающегося раннего зажигания.

Свеча может нагреваться, плавиться и «готовиться» действовать как источник предварительного зажигания. Свеча может фактически расплавиться без предварительного зажигания.Однако расплавленная свеча может вызвать преждевременное зажигание в следующий раз.

Типичным индикатором предварительного зажигания, конечно же, является отверстие в поршне. Это происходит потому, что при попытке сжать уже сгоревшую смесь детали очень быстро впитывают огромное количество тепла.

 Уцелели только детали с высокой тепловой инерцией, такие как головка цилиндра или стенка цилиндра. Алюминиевые поршни имеют низкую теплопроводность. инерционность (у них относительно небольшая масса, а алюминий очень быстро поглощает тепло).Головка поршня относительно тонкая, поэтому, если она сильно нагревается, она не может отвести тепло, и материал резко ослабевает. В то же время на него действуют колоссальные нагрузки давлением. В результате дыра в середина поршня, где головка самая слабая.

Я хочу подчеркнуть, что когда большинство людей думают о предварительном зажигании, они обычно принимают тот факт, что заряд воспламеняется до того, как свеча зажигания воспламеняется. Однако я считаю, что они ограничивают свое мышление 5-10 градусами до того, как загорится свеча зажигания.Вы должны действительно признать, что наиболее вероятная точка для предварительное зажигание происходит примерно при 160 градусах до ВМТ (в зависимости от синхронизации IVC), примерно за 140 градусов до того, как свеча зажигания сработает, потому что это момент (если в камере есть тлеющий уголь), когда он, скорее всего, воспламенится.

Мы испытываем сжатие сгоревшего очень горячего газа с температурой 140-160 градусов, который обычно был бы относительно холодным и имел бы относительно низкую температуру. Поршень сделает всего несколько оборотов этого бедствия, прежде чем выйдет из строя.Что касается самовоспламенения, то оно может забиваться на секунды, минуты или часы. в зависимости от мощности двигателя и нагрузки, прежде чем произойдет какое-либо повреждение. Повреждение перед зажиганием происходит почти мгновенно.

Когда температура днища поршня быстро повышается, обычно не хватает времени, чтобы тепло передалось вниз к юбке, расширилось и вызвало царапать. Он просто плавит центр прямо из поршня.

Единственный способ контролировать преждевременное зажигание — держать в страхе любые источники преждевременного возгорания.Свечи зажигания должны быть тщательно подобраны в соответствии с рекомендуемым тепловым диапазоном. Гонщики используют холодные свечи зажигания и относительно богатые смеси. Тепловой диапазон свечей зажигания также зависит от температуры охлаждающей жидкости. Вилка маргинального теплового диапазона может вызвать преждевременное зажигание из-за перегрева головки (высокая температура охлаждающей жидкости или недостаточный поток). Кроме того, незакрепленная пробка не может отводить достаточное количество тепла. через свое сиденье. Свеча с предельным тепловым диапазоном, работающая на обедненной смеси (внезапно?), может вызвать преждевременное зажигание.

Разработчики двигателей для легковых автомобилей столкнулись с дилеммой.Свечи зажигания должны запускаться в холодном состоянии при температуре -40 градусов по Фаренгейту (что требует использования горячих свечей, устойчивых к загрязнению), но быть Способен к расширенной работе WOT (что требует холодных свечей и максимальной передачи тепла к головке блока цилиндров).

Вот как в WOT проводится проверка эффективности свечей зажигания или «предварительное зажигание». Температура кончика/зазора свечи измеряется блокировочным диодом, а небольшая батарейка, подключенная через миллиамперметр, подает напряжение на клемму свечи зажигания. Вторичное напряжение не может вернуться назад провода, потому что большой блокировочный диод препятствует этому.

По мере того, как наконечник свечи зажигания нагревается, он имеет тенденцию ионизировать зазор, и от батареи будет течь небольшой ток, как показывает миллиамперметр. Двигатель работает под нагрузкой, и за приборами внимательно следят. Благодаря опыту технические специалисты узнают, чего ожидать от датчиков. Как правило, очень световая активность, всего несколько миллиампер тока, наблюдается через промежуток свечи зажигания. В случаях, когда наконечник/зазор свечи зажигания нагревается настолько, что действовать как источник воспламенения ток внезапно зашкаливает.Когда это происходит, необходимо мгновенное снижение мощности, чтобы избежать серьезного повреждения двигателя.

Еще в 80-х годах, запуская двигатели мощностью поллошадиной силы на кубический дюйм, мы могли искусственно и безопасно вызывать предварительное зажигание, используя слишком пробку и сливая смесь. Мы могли определить, насколько близко мы были, наблюдая за датчиками, и у нас было достаточно времени (секунд), чтобы отключить питание, прежде чем произошло какое-либо повреждение.

С современными двигателями (например, Northstar ), которые развивают мощность более 1 л. отказал двигатель.Это так быстро. Когда вы разберете двигатель, вы найдете явные признаки повреждения. Это могут быть просто оплавленные свечи зажигания. Но раннее зажигание происходит очень быстро в двигателях с высокой мощностью. Времени на реакцию очень мало.

Если холодный пуск и загрязнение свечи зажигания не являются серьезной проблемой, то ответьте на вопрос, что нужно использовать очень холодные свечи зажигания. Типичный случай очень холодного подключения двигатель типа NASCAR. Поскольку основной источник преждевременного зажигания устранен, тюнеры двигателей могут обеднять смесь (несколько) для максимальной экономии топлива. и добавить много опережения зажигания для мощности и даже рисковать некоторыми уровнями самовоспламенения.Эти свечи, однако, ужасны для холодного запуска и выбросов. и они запутались, пока вы бездельничали по городу. Но для работы на полном газу при 9500 об/мин они работают нормально. Они исключают переменную которые могут вызвать преждевременное зажигание.

Разработчики двигателей используют очень холодные свечи зажигания, чтобы избежать риска преждевременного зажигания во время картирования двигателя воздухом / топливом и опережением зажигания. Тем не менее, калибровка серийных двигателей требует, чтобы у нас были намного более горячие свечи зажигания для холодного запуска и устойчивости к загрязнению.Чтобы избежать преждевременного возгорания, мы компенсируем это, следя за тем, чтобы калибровка топлива/воздуха была достаточно богатой, чтобы свечи зажигания оставались холодными при высоких нагрузках и при высоких температурах, чтобы они не вызывать преждевременное зажигание.

Опять же, рассмотрим двигатель Northstar . Если вы сделаете полный газ в диапазоне 0-60, двигатель, скорее всего, разгонится до 6000 об/мин при соотношении 11,5:1 или 12:1. соотношение воздух-топливо. Но примерно через 20 секунд постоянной нагрузки ECU увеличивает соотношение примерно до 10:1. Это делается для того, чтобы свечи зажигания оставались холодными. а также днища поршней классные.Это богатство необходимо, если вы работаете под постоянной нагрузкой WOT. Небольшой штраф в лошадиных силах и топливе экономия — результат.

Чтобы получить максимальное ускорение от двигателя, вы можете его обеднить, но при постоянной полной нагрузке он должен вернуться к обогащению. Выше двигатели с определенной выходной мощностью гораздо более чувствительны к преждевременному зажиганию, потому что они развивают больше оборотов в минуту, они выделяют гораздо больше тепла и они сжигают больше топлива. Свечи имеют тенденцию нагреваться при такой высокой удельной мощности, а время реакции на повреждение минимально.

Карбюратор, настроенный для дрэг-рейсера, никогда не будет работать с двигателем NASCAR или серийного автомобиля, потому что он перегреется и вызовет преждевременное зажигание. Но на драг-стрип в течение 8 или 10 секунд, предварительное зажигание никогда не успевает произойти, поэтому драгстерам это может сойти с рук. Различия в настройке для этих двух разных типы приложений двигателя драматичны. Вот почему двигатель для дрэг-рейсинга — плохой выбор для авиационного двигателя.

Грязная вода……

Существует ситуация, называемая преждевременным зажиганием, вызванным самовоспламенением.Я не хочу показаться двуличным, но это действительно случается. Представьте двигатель под тяжелый груз начинает детонировать. самовоспламенение продолжается в течение длительного периода времени. Свеча нагревается, потому что скачки давления разрушают защитный кожух. пограничный слой газа вокруг электродов. Температура свечи внезапно начинает неестественно повышаться до такой степени, что она становится свечой накаливания. и вызывает преждевременное зажигание. Когда двигатель выходит из строя, я классифицирую этот результат как «преждевременное зажигание, вызванное самовоспламенением».«Не было бы никакого опасность преждевременного возгорания, если самовоспламенения не произошло. Повреждения, связанные как с самовоспламенением, так и с ранним воспламенением, будут очевидны.

Как правило, это то, что мы видим в двигателях легковых автомобилей. Двигатели обычно живут в течение длительного периода времени при самовоспламенении. На самом деле мы на самом деле мы проводим много испытаний поршня, когда мы запускаем двигатель на пике крутящего момента, преднамеренно вызывая умеренные уровни самовоспламенения. На основании нашего результата производственный дизайн, поршень должен пройти эти испытания без каких-либо проблем; поршни должны быть достаточно прочными, чтобы выжить.Если же в силу обстоятельств из-за перегрева или плохого топлива наконечник свечи зажигания перегревается и вызывает преждевременное зажигание, очевидно, что он не выживет. Если мы видим провал, он вероятно, это преждевременное зажигание, вызванное самовоспламенением.

Я призываю любого экспериментатора проявлять осторожность при использовании автомобильных двигателей в других целях. Как правило, двигатели мощностью 0,5 л.с./куб. дюйм (тип. авиадвигатели с воздушным охлаждением) могут быть щадящими (например, при наклоне к пиковой температуре выхлопных газов и т. д.). Но при 1,0 л.с./дюйм3 (очень типично для многих высокопроизводительных автомобильных преобразований) окно для повреждения двигателя, вызванного калибровкой, гораздо менее щадящее. Начните с богатого, отсталого и с холодными пробками и смотри ЕГЦ!

Надеюсь, это обсуждение послужит отправной точкой для размышлений. Приветствую любое общение на эту тему. Каждое приложение уникально, поэтому остерегайтесь общие заявления, так как многие переменные влияют на эти процессы.

СНОСКА:

Во время разговора с Mr.Клайн, он упомянул случай, когда головы от Northstar 2000 года были портированы кем-то, кто хотел улучшить поток. Несмотря на то что они действительно достигли более высоких показателей общего потока, характеристики завихрения и переворачивания, которые впускные порты OEM придавали входящему заряду, были полностью разрушился, и хотя «потока» стало больше, двигатель выдавал меньше мощности, чем раньше, и был на грани богатого осечки на нужной АФР чтобы поршни не вылетали из двигателя.

Очевидно, что движение смеси важно, сгорание сложное, а инженеры-производители действительно знают толк.


Посетители:

Corsica River Marine Surveys, Аннаполис, Мэриленд, США — Трэвис Л. Палмер, SAMS® AMS®

Corsica River Marine Surveys, Аннаполис, Мэриленд, США — Трэвис Л. Палмер, SAMS® AMS® — Предварительное зажигание и детонация поршня
Corsica River Marine Surveys
Аннаполис, Мэриленд, США
Обслуживание Мэриленд, Делавэр, Вирджиния, Нью-Джерси, Северная Каролина и Центральная Флорида

Трэвис Л.Палмер, SAMS® AMS®, ​​ABYC
Главный морской сюрвейер
410-739-7097 — Cell

Наша команда регулярно проводит морские исследования на всем протяжении от Центральной до Восточной Флориды. Мы не берем денег за проезд.

Поедет в другие места по договоренности.

Поршень Предварительное зажигание и детонация



Недавно я столкнулся с ситуацией, когда обсуждается повреждение поршня.Я хотел бы пролить свет на опасность повреждения поршня подвесного мотора, в частности (для двухтактных двигателей), причины и последствия. виновники.

Предварительное зажигание и детонация — это, по сути, отказ поршня в результате ненормального сгорания или взрыва топливно-воздушной смеси в цилиндре. Редко встречается более чем в одном или двух цилиндрах одновременно. И чаще всего вызвано состоянием, контролируемым владельцем.

Общие причины

  • Чрезмерное нагарообразование на поршнях и головках цилиндров
  • Слишком бедное соотношение топливо/воздух
  • Общий перегрев силовой части
  • Чрезмерное количество углерода, создающее естественную горячую точку в цилиндре
Предварительное зажигание
  • Определяется аномальным воспламенением топлива, вызванным горячими точками камеры сгорания
  • Давление сгорания поднимается слишком рано, вызывая потерю мощности и неравномерную работу
  • Движению поршня вверх противодействует повышение давления.Это приводит к значительному повреждению внутренних деталей из-за сильного повышения температуры в камере сгорания.
  • Топливно-воздушная смесь воспламеняется до воспламенения свечи зажигания, отсюда и термин «Предварительное зажигание»
Причины
  1. Горячие точки в камере сгорания из-за тлеющих отложений (использование неподходящих масел и топлива)
  2. Перегрев электродов свечи зажигания (неправильный диапазон нагрева или дефект свечи)
  3. И другие вопросы в камере сгорания отл.выступающий кусок прокладки, неправильно установленный клапан, любой другой недостаточно охлажденный участок материала.
На сегодняшний день наиболее распространенной причиной в подвесных моторах является низкое качество масла и топлива, оставляющее чрезмерное количество нагара в камере сгорания.

Детонация

  • Или иначе известный как «топливный стук», «искровой стук» или «угольный стук». Определяется как ненормальное сгорание топлива, которое вызывает сильный взрыв топлива.
  • Детонация – это столкновение двух встречных фронтов пламени в цилиндре.Происходит после зажигания искры
  • Это приводит к перегреву или повреждению свечей зажигания, поршней, клапанов и, в тяжелых случаях, к преждевременному зажиганию
  • Проще говоря, детонация может и иногда вызывает преждевременное зажигание.
Причины

Вот несколько наиболее распространенных причин детонации в морских условиях.

  1. Слишком опережающее зажигание
  2. Использование низкооктанового топлива (старое топливо быстро теряет октановое число)
  3. Шаг гребного винта слишком большой (обороты двигателя ниже рекомендованного максимального диапазона)
  4. Бедная топливная смесь при полностью открытой дроссельной заслонке
  5. Свечи зажигания (слишком высокая температура — неправильный диапазон — перекрестное зажигание.
  6. Недостаточное охлаждение двигателя (изношенная система охлаждения)
  7. Отложения в камере сгорания/поршнях (приводит к более высокой степени сжатия)
Трэвис Палмер: SAMS-SA, ABYC, AIMU
Главный морской сюрвейер
Corsica River Marine Surveys

* Компания Mercury Marine предоставила информацию, полученную из руководства по обслуживанию и публикации «Marine Piston Damage» Тома Бентона, SAMS® AMS®, ​​NAMS CMS.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *