Причины детонации при разгоне: Детонация двигателя: причины, способы устранения | SUPROTEC

общее понятие, признаки и причины

Содержание

• 1 Понятие детонации двигателя автомобиля
  • 1.1 Признаки детонации двигателя
  • 1.2 Разновидности детонации двигателя
• 2 Основные причины детонации двигателя
  • 2.1 Неправильный выбор топлива для авто
  • 2.2 Особенности эксплуатации двигателя
  • 2.3 Неверно настроенное зажигание
  • 2.4 Прошивка как причина детонации двигателя
  • 2.5 Неисправные свечи зажигания
  • 2.6 Обедненная топливовоздушная смесь
  • 2.7 Нагар на стенках цилиндра
  • 2.8 Особенности конструкции ДВС
  • 2.9 Неисправность системы охлаждения
• 3 Причины, которые часто путают с детонацией двигателя
  • 3.1 Калильное зажигание
  • 3.2 Дизелинг
• 4 Последствия детонации двигателя автомобиля
• 5 Методы предупреждения детонации двигателя автомобиля
• 6 Способы профилактики
• 7 Использование датчика детонации
• 8 Полезные советы и рекомендации опытных автомобилистов

При нормальных условиях топливовоздушная смесь сгорает равномерно, не создавая ударных нагрузок на поршневую группу, стенки цилиндров и детали газораспределительного механизма.

Детонация негативно влияет на экономичность, мощность и ресурс двигателя.

Детонация двигателя автомобиля может произойти из-за ошибочной настройки системы зажигания.

 

Понятие детонации двигателя автомобиля

При нормальном режиме работы топливная смесь воспламеняется при подходе поршня к верхней мертвой точке и сгорает со скоростью до 50 м/с. Преждевременное зажигание приводит к нарушению процесса горения, поскольку расширяющиеся газы пытаются сжать идущий вверх поршень. Увеличение быстроты окисления до скорости звука и лавинообразный рост давления формируют ударную волну, которая достигает стенок цилиндров мотора и издает металлический стук (иногда явление ошибочно называют стуком поршневых пальцев).

Признаки детонации двигателя

Основные симптомы детонационного сгорания:                                                                                                                         1. Металлический высокотональный стук при нажатии на педаль акселератора. Допускается кратковременная детонация в интервале скоростей от 40 до 60 км/ч при разгоне на прямолинейном участке шоссе.                                                                                                                                                                                                          2. Повышение температуры охлаждающей жидкости при нормальном уровне и исправных вентиляторе и радиаторе.                                                                                                                                                                                                3. Падение мощности силовой установки, отрицательно влияющее на динамические возможности автомобиля.                                                                                                                                                                                              4. Появление посторонних вибраций, передающихся на кузов или ощущаемых на рулевом колесе, педалях или селекторе управления трансмиссией.

Разновидности детонации двигателя

Детонация автомобиля разделяется на категории:

1. Кратковременная, происходящая при резком наборе оборотов и длящаяся 1-2 секунды. Эффект встречается на форсированных двигателях и агрегатах с большим объемом цилиндров. Процесс не вызывает поломку деталей и является нормальным.

1. Длительная, проявляющаяся при повышении нагрузки и увеличении частоты вращения коленчатого вала (вне зависимости от выбранной передачи и скорости движения).

Основные причины детонации двигателя

Детонационные процессы в двигателях внутреннего сгорания могут быть вызваны:

• заправкой бака бензином с пониженным октановым числом;
• некорректной эксплуатацией силовой установки;
• неправильно выставленным зажиганием (раннее или позднее зажигание) или некорректным программным обеспечением в блоке управления;
• изношенными свечами зажигания или неправильно подобранными по калильному числу свечами;
• нарушенным смесеобразованием;
• оседанием нагара на стенках камеры сгорания и тарелках клапанов;
• локальными перегревами из-за неисправной системы охлаждения.

Детонация происходит не только в двигателях с искровым зажиганием, но и в дизелях.

Дизель отличается пониженным термическим режимом, но при повышенной нагрузке и неисправной системе охлаждения горячие элементы (например, кромки выпускных клапанов) способны преждевременно воспламенять распыленное топливо.

Неправильный выбор топлива для авто

Двигатели со степенью сжатия более 10 единиц и агрегаты с наддувом рассчитаны на топливо с октановым числом не ниже 95. При использовании бензина низкого сорта или испарении присадок (используются некоторыми нефтеперерабатывающими компаниями для повышения детонационной устойчивости) происходит преждевременное воспламенение смеси взрывного характера.

Одна из причин детонации двигателя — неправильно подобранное топливо.

Особенности эксплуатации двигателя

Детонация возникает при работе мотора с перегрузкой (например, во время движения с небольшой скоростью на затяжном подъеме на повышенной передаче). Для устранения дефекта необходимо перейти на пониженную скорость, что позволит повысить частоту вращения и нормализовать процесс сгорания.

Детонация двигателя автомобиля при запуске холодного силового агрегата указывает на обеднение смеси из-за засора распылителей форсунок. По мере прогрева проблема исчезает (производительность системы впрыска соответствует требуемому составу топливовоздушной смеси).

 

Неверно настроенное зажигание

На двигателях с механической регулировкой системы зажигания детонация возникает из-за преждевременного воспламенения, вызванного неправильным опережением — ранним или поздним зажиганием. Расширяющиеся газы сжимают идущий вверх поршень, что приводит к появлению детонации . Силовые агрегаты с бесконтактным зажиганием и электронной регулировкой момента опережения автоматически адаптируются под условия работы и нагрузку и не требуют ручной настройки системы зажигания.

Прошивка как причина детонации двигателя

Например, после снятия каталитического нейтрализатора владельцы загружают программу с измененным алгоритмом работы. В случае обнаружения проблем необходимо установить прошивку, соответствующую характеристикам силового агрегата. Самопроизвольное изменение заданных параметров настройки в процессе эксплуатации двигателя невозможно.

Неисправные свечи зажигания

При выборе свечей зажигания необходимо учитывать не только размеры резьбовой втулки, но и калильное число (информация о допусках указывается в инструкции по обслуживанию и специализированных каталогах). Применение изделий с пониженным или повышенным числом приводит к затрудненному запуску и нарушению процесса искрообразования. Мотор теряет мощность и крутящий момент, нарушается нормальное сгорание топлива и падает динамика разгона автомобиля.

Обедненная топливовоздушная смесь

Техника с электронным управлением автоматически поддерживает стехиометрический состав смеси, ориентируясь на информацию от датчиков температуры, расхода воздуха или концентрации кислорода в отработавших газах (расположены до и после корпуса каталитического нейтрализатора). При поломке катализатора или выходе из строя сенсоров возможно обеднение рабочей смеси, вызывающее детонационные процессы при сгорании.

Нагар на стенках цилиндра

Образующийся на стенках рабочей камеры и тарелках выпускных клапанов нагар ухудшает условия охлаждения деталей. В процессе сжатия смесь воздуха с топливом воспламеняется раньше допустимого момента, что приводит к детонационному сгоранию. Проблема часто встречается на силовых агрегатах с большими пробегами, моторное масло попадает в камеры сгорания и образует слой плотного нагара.

Результат детонации двигателя — нагар на цилиндрах в двигателе

Особенности конструкции ДВС

Двигатели легковых машин со степенью сжатия от 10 единиц склонны к детонации при использовании бензина с октановым числом менее 95. В некоторых моторах на поршнях и поверхности камер сгорания имеются острые кромки, вызывающие нарушение нормального процесса сгорания. В этом случае проблема решается использованием качественного топлива, но остается кратковременная детонация при переходных режимах работы.

В конструкции предусмотрен датчик, который определяет момент начала взрывного сгорания топливной смеси и регулирует работу систем (например, снижает давление в системе наддува при помощи специального клапана в турбине либо корректирует момент зажигания).

Неисправность системы охлаждения

Недостаточный уровень антифриза приводит к образованию паровых пробок в рубашке и повышению температуры головки и блока цилиндров. Часто проблема наблюдается в жаркую погоду, при разгоне автомобиля либо при движении с небольшой скоростью в условиях бездорожья. Раскаленные детали вызывают преждевременное зажигание и детонацию. Необратимые температурные деформации приводят к нарушению герметичности линии соприкосновения головки и блока и пробитию прокладки.

Причины, которые часто путают с детонацией двигателя

 

Причиной воспламенения смеси являются нагретые элементы в камере сгорания или повышенная степень сжатия. Равномерно снизить температуру головки и поршней поможет работа двигателя на холостом ходу на протяжении 1-2 минут после прекращения поездки.

Калильное зажигание

Калильное воспламенение наблюдается при выключении зажигания карбюраторных двигателей. Раскаленные частицы нагара поджигают рабочую смесь, и мотор может работать 5-10 секунд после попытки глушения. Проблема не встречается на технике с двигателями, оснащенными системой распределенного впрыска, поскольку при повороте ключа в замке отключаются форсунки и помпа, подающая горючее из бака.

Дизелинг

Карбюраторные двигатели с искровым зажиганием и высокой степенью сжатия могут продолжить работать за счет самовоспламенения смеси. Проблема встречается при использовании топлива с недостаточным октановым числом. Топливовоздушная масса воспламеняется в результате сжатия, вызванного инерционным движением поршней после прекращения подачи напряжения к свечам. Агрегат нестабильно работает 2-3 секунды на холостых оборотах, а затем останавливается из-за падения температуры стенок цилиндров.

Дизелинг — одна из причин, которую часто путают с детонацией.

Последствия детонации двигателя автомобиля

Последствия эксплуатации мотора с детонационным процессом сгорания рабочей смеси:

• появление трещин на гильзах или зеркалах цилиндров, своде камеры сгорания;
• разрушение седел и тарелок клапанов либо изоляторов свечей;
• деформация шатунов;
• прогар днища поршня или разрушение перемычек между поршневыми кольцами;
• поломка колец с попаданием обломков в поддон двигателя;
• разрушение прокладки между головкой и блоком, приводящее к пропуску газов между цилиндрами или попаданию в камеры сгорания антифриза;
• попадание обломков поршней под тарелки клапанов и в опоры коленчатого вала приводит к необратимым повреждениям деталей и капитальному ремонту мотора.

Методы предупреждения детонации двигателя автомобиля

Способы недопущения детонации:

• использовать топливо с октановым числом, соответствующим техническим требованиям производителя;
• устанавливать свечи зажигания с калильным числом, удовлетворяющим нормативам;
• в случае использования механического распределителя импульсов корректно устанавливать угол опережения зажигания;
• перед программированием блока управления проверять на совместимость модель силового агрегата и версию программного обеспечения.

Для снижения риска детонации двигателя автомобиля была разработана система форкамерно-факельного зажигания с расположением электродов свечи в отдельной полости, связанной с основной камерой узким каналом. Подобные моторы производились небольшими партиями на заводе ГАЗ и устанавливались на машинах ГАЗ-3102. В головке имелся дополнительный клапан, через который от отдельной секции карбюратора в форкамеру подавалась обогащенная смесь. По мере развития систем электронного впрыска горючего работы над такими агрегатами прекратились.

Схема форкамерно-факельного зажигания.

Существуют бензиновые 4-тактные двигатели, работающие по циклу Миллера, предусматривающему преждевременное закрытие впускного клапана на этапе заполнения цилиндра либо позднее запирание на этапе начала сжатия. За счет подачи меньшего объема рабочей смеси возможно повышение геометрической степени сжатия до 12-14 единиц без риска детонационного сгорания. Цикл обеспечивает увеличенную степень расширения и повышает КПД силового агрегата, но наблюдается падение мощности и крутящего момента из-за неполноценного заполнения цилиндров.

Способы профилактики

Основные методы, позволяющие снизить риск детонационного сгорания:

1. Периодически проверять состояние компонентов системы зажигания на карбюраторных двигателях. Поломки или неисправная работа датчиков, корректирующих угол опережения, приводят к нарушению искрообразования и падению мощности одновременно с ростом расхода топлива.
2. При включении индикатора Check Engine проводить диагностику электроники автомобиля, обнаруженные коды позволяют определить неисправные датчики или поврежденные жгуты проводки.
3. Использовать моторные масла с соответствующими базовой основой и индексами вязкости, что предотвращает образование нагара на поверхности камеры сгорания.
4. Своевременно менять изношенные маслосъемные колпачки и проводить химическую или механическую раскоксовку двигателя (для удаления слоя нагара).
5. Обслуживать систему охлаждения в соответствии с рекомендациями изготовителя. В процессе эксплуатации антифриз деградирует, что приводит к падению характеристик и локальным перегревам рубашки охлаждения.
6. Не передвигаться с небольшой скоростью на пониженных передачах. На некоторых автомобилях с ручной коробкой установлен электронный подсказчик, указывающий на момент перехода вверх или вниз. Алгоритм работы компьютера рассчитан на снижение расхода топлива, при разгоне допускается кратковременная детонация.

Использование датчика детонации

Для определения детонационных процессов используется датчик детонации, установленный на специальной плоскости на блоке цилиндров. При фиксации ударных нагрузок акселерометр сенсора генерирует электрические сигналы и передает информацию, которая обрабатывается блоком управления.

Сила импульса зависит от интенсивности взрывного сгорания в цилиндрах.

Датчик оснащается корпусом из ударопрочного пластика, выдерживающего длительный нагрев до +150°С и выше, для крепления используется болт. Резьбовое соединение позволяет прижать чувствительный элемент к поверхности блока. На боковой части корпуса предусмотрен разъем для подключения жгута проводки.

При поломке датчика в комбинации приборов включается индикатор Check Engine, а в памяти блока управления фиксируется ошибка. Некоторые моторы с впрыском (например, для классических моделей ВАЗ) не оснащены сенсором в силу особенности конструкции.

Полезные советы и рекомендации опытных автомобилистов

Формируемая при взрывном сгорании ударная волна изменяет тональность работы двигателя. Водителю необходимо научиться улавливать появление посторонних звуков, указывающих на некорректную работу силового агрегата. Следует учитывать, что в процессе движения не допускается изменение звучания мотора. Любой посторонний шум косвенно указывает на неисправность агрегата.

Если детонация появилась после заправки автомобиля, то необходимо долить в бак бензин с повышенным октановым числом. В случае, когда двигатель рассчитан на топливо типа А-98 или выше, доливка не поможет. Необходимо слить горючее с промывкой рампы и форсунок. При длительной эксплуатации машины в условиях городских пробок на деталях поршневой группы оседает нагар. Для устранения отложений необходимо совершить поездку протяженностью 50-70 км по загородному шоссе с максимально допустимой скоростью.

основные причины. Правила устранения проблемы

Любые посторонние шумы в двигателе автомобиля часто вызывают у владельцев чувство настороженности. И даже если эти звуки никак не отражаются на ходовых качествах, само их появление заставляет водителя задуматься о диагностике. На многих автомобилях стучат «пальцы» при разгоне, но эта проблема часто игнорируется. Звук появляется, когда машина набирает скорость. Если вовремя не обратить на это внимание, возникают куда более серьезные проблемы. При этом определить причины появления стуков, а также исправить эту проблему автолюбители самостоятельно не могут. Давайте рассмотрим причины этих неприятных водительскому уху звуков, а также узнаем, как устранить данные проблемы с мотором.

Стук пальцев

Из двигателя, который работает под нагрузкой, могут доноситься звонкие металлические звуки. Они исчезают при наборе определенной скорости. Механики старой школы скажут, что это стучат «пальцы» при разгоне. Однако водитель удивится, и будет полностью прав: к «пальцам», установленным в поршнях, звук никакого отношения не имеет.

Природа этого стука носит другой характер. Он вызывается детонацией. Иногда по определенным причинам топливо может сгорать неправильно. Взрывная волна в камере сгорания отражается от поршня и от стенок цилиндра. При этом создаются те самые звонкие металлические стуки, в которых специалисты слышат стук «пальцев».

Почему «пальцы»?

Процесс сгорания горючей смеси в полностью исправном моторе идет последовательно. Возле свечи зажигания разгорается пламя, и постепенно оно заполняет весь цилиндр. Но есть и другой вариант горения – детонационный. Взрыв топливной смеси в камере сгорания происходит резко. При этом повышается давление и температура. Этот самый взрыв и называют детонацией. Вот почему водитель слышит стук – он исходит от взрывной волны. Правильное сгорание подразумевает скорость распространения огня до 30 м/с. Давление газов растет постепенно. При таком сгорании пламя заполняет цилиндр постепенно. Газы давят на поршень мягко. Не возникает стуков газа о стенки камер сгорания, так как никакого взрыва нет. Если скорость горения больше, то это и есть предпосылки для детонации. Кстати, данное явление очень вредно для двигателя.

Детонация – что это?

Если стучат «пальцы» при разгоне, то это говорит о детонации в двигателе. Таковой называют мгновенный и очень разрушительный по своей силе взрыв любых воспламеняющихся веществ после удара или срабатывания детонатора. Это определение по словарю Ушакова. Детонация горючих веществ для двигателей автомобилей – это быстрое выгорание смеси бензинов и воздуха. Возникает, когда мотор работает под нагрузкой на низких оборотах и некачественном топливе. Этот процесс сопровождается стуками, вибрацией, повышением температуры. В результате стучат «пальцы» при разгоне (ВАЗ-2112 в том числе).

Почему возникает детонация?

Октановое число горючего – это показатель, которым характеризуется коэффициент сопротивления горючей жидкости воспламенению в процессе сжатия. Другими словами, это детонационная стойкость.

Естественно, моторам, где степень сжатия достаточно высокая, необходимо топливо с высоким октановым числом. Любой современный двигатель имеет высокую степень сжатия. Если заливать в него низкооктановый бензин, это значительно повышает риск возникновения детонации. Калильное зажигание – это самостоятельное сгорание топливной смеси в цилиндрах. Одна из причин этого явления – недогоревшая сажа или же высокие температуры в камере сгорания. Еще одна причина, почему стучат «пальцы» в двигателе при разгоне, – это бедная топливная смесь. Если увеличить количество воздуха в соотношении с объемом топлива, это вызывает детонацию. Слишком бедная смесь в момент попадания в цилиндр вызовет детонацию с большей вероятностью, нежели нормальная. Также подобный эффект возникает при высоких нагрузках. Стучат «пальцы» на разгоне именно из-за перегрузок силового агрегата. Если вы начнете двигаться на третьей передаче вместо первой, может появиться не только звон, но и характерный металлический лязг.

Еще о причинах стука

Когда автомобиль набирает скорость, для двигателя это стрессовая ситуация. Особенно если разогнать автомобиль нужно внезапно. Когда водитель выжимает педаль акселератора в пол для резкого набора оборотов, к примеру с одной до шести тысяч, тогда водитель услышит, как стучат «пальцы» при разгоне («Приора» не является исключением).

Это вполне нормально. Чтобы быстро набрать скорость, электроника подает в цилиндры больше топлива с тем же количеством воздуха, что однозначно приведет к возникновению детонации. Но также ситуация возможна и на плавных стартах. Водитель будет слышать характерный стук. Данное явление не является нормальным при плавном наборе скорости. В этих случаях необходимо быстро выявить и устранить причину. Это поможет избежать неприятностей.

Типовые причины звона «пальцев» при нормальной работе ДВС

Если стучат «пальцы» при разгоне в «Калине», возможно, вышел из строя ДМРВ. Если он работает неправильно, тогда ЭБУ будет получать неверную информацию и отдавать неправильные команды. Еще одна причина – неверно выставленный угол опережения зажигания. По этой причине точка, в которой топливо будет сгорать максимально, близится в ВМТ. Это ведет к повышенному давлению в камере сгорания. Если стучат «пальцы» при разгоне на «Форде Фокусе», то, возможно, вышел из строя датчик гашения детонации. Обязательно стоит проверить данный элемент. Если он перестал работать, его следует заменить.

Некачественное топливо – это причина всех бед, которые случаются с автомобилями. Об этом уже подробно описано выше. Нужно заметить, что стук пальцев – это не всегда проблема, которая сформировалась в процессе использования автомобиля. Случаются ситуации, когда машина уже с завода идет с неверно подключенными датчиками. В итоге это приводит к детонациям и стукам. Такая проблема особенно опасна, потому как двигатель находится на обкатке и детонация для него особенно вредна. Ее следует исключить.

Последствия

Детонация может вызывать непоправимые последствия для двигателя. Это прогары и другие повреждения клапанов, поломки поршневых колец.

В этот момент двигатель испытывает огромные тепловые и механические нагрузки. Плавятся кромки поршней, разламываются перемычки между кольцами. Также достается и шатунным вкладышам.

Как избежать детонации?

Все без исключения современные автомобили оснащены специальным датчиком и блоком, которые реагируют и подавляют данное разрушительное явление.

Как только детонация возникает, мембрана датчика фиксирует напряжения, величина которых зависит от частоты и от амплитуды взрывной волны в цилиндре. Исполнительная система принимает сигнал с сенсора и изменяет алгоритм работы системы зажигания. Если у вас стучат «пальцы» при разгоне («Таврия»), причины этого явления могут быть в бензине, настройке карбюратора, угле зажигания. Самый простой способ избежать детонации – предотвратить преждевременное воспламенение. Также можно увеличить обороты мотора. При управлении рекомендуется повышать обороты плавно.

Если нужен резкий старт, то специалисты рекомендуют раскрутить мотор до старта, а затем начать движение. Снизить детонацию можно методом подбора калильного числа свечей. В этом случае рекомендуется использовать более горячие свечи. Они будут сжигать всю топливную смесь без остатка, и никаких турбулентностей не будет.

Заключение

Детонация всегда возникает неожиданно и может сильно напугать автовладельцев. Когда стучат «пальцы», стоит воспользоваться этими рекомендациями, причины подробно описаны. Если проблему не удается решить самостоятельно, тогда стоит обратится за помощью в СТО.

Что такое детонация двигателя

Дом, Библиотека по ремонту автомобилей, Автозапчасти, Аксессуары, Инструменты, Руководства и книги, Автомобильный БЛОГ, Ссылки, Индекс

Ларри Карли, авторское право AA1Car.com

Детонация (также называемая «искровой детонацией») — это неустойчивая форма сгорания, которая возникает, 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 ВЫСОКООКТАНОВОГО БЕНЗИНА

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 для увеличения доли более тяжелых углеводородов в топливе, за счет использования сырой нефти более высокого качества или за счет добавления этанолового спирта в качестве повышающего октановое число (все эти действия могут 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 годов, поэтому для повышения 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 бензин с достаточно высоким октановым числом, чтобы предотвратить детонацию в вашем двигателе, и вы не хотите расстраивать свой двигатель, замедляя момент зажигания или уменьшая его степень сжатия, вы можете добавить топливная присадка для повышения октанового числа в топливный бак. Некоторые присадки, повышающие октановое число, также содержат свинец или заменители свинца для защиты выпускных клапанов в двигателях до 19-го поколения.73 (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.

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, которые сигнализируют 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 любые из следующих:

Слишком сильное сжатие может вызвать детонацию. Накопление углеродистых отложений 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 смогла удалить нагар, всегда есть метод «итальянской настройки» для 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, единственный способ полностью устранить проблему детонации на откачиваемом газе может состоять в том, чтобы переоборудовать двигатель с поршнями с более низкой степенью сжатия или головками цилиндров с большими камерами сгорания, или замените стандартную 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 поворот 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 воздухоочиститель 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, также могут возникать «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 разрушен преждевременным зажиганием из-за слишком бедной топливно-воздушной смеси 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. Контроль количества наддува в двигателе с турбонаддувом абсолютно необходим 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», реагирующий 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 детонации в двигателях с турбонаддувом и непосредственным впрыском

Некоторые последние модели двигателей с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива могут испытывать детонацию на 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.

---

При поддержке CarleySoftware.com

Статьи по теме:

Детонация искры

Система рециркуляции отработавших газов (EGR)

Некачественный бензин может вызвать проблемы с производительностью

Обновление данных о некачественном газе

Октановое число топлива и рекомендации

Перегрев: причины и способы устранения

Щелкните здесь, чтобы просмотреть дополнительные технические статьи Carley Automotive

6 Обязательно посетите другие наши сайты:

Auto Repair Yourself

Carley Automotive Software

OBD2HELP

Случайный MISFIRE

Scantoolhelp.com

Press-codes.com

Tech Talk #92-Detonation Envolution

By David Reher, Reher-Morrish. Racing Engines

«Горящая топливно-воздушная смесь превращается в ацетиленовую горелку, которая может расплавить поршни, головки цилиндров и блоки».

В дни, когда еще не было электронного управления, звук детонации уличного двигателя во время резкого ускорения был обычным явлением – характерный стук или металлический звон.

Теперь, когда автомобили оснащены датчиками детонации, звук детонации слышен редко. В гоночном автомобиле с открытым коллектором практически невозможно услышать стук, но ущерб и разрушения, вызванные детонацией, могут быть значительными и очень дорогими.

Детонация – неконтролируемое самовоспламенение газов в цилиндре. Что такого серьезного в небольшом самовозгорании? Все просто: эти газы горят со взрывной силой, от которой бьются поршни и плавятся детали.

При нормальном сгорании свеча зажигания создает фронт пламени, который плавно перемещается по цилиндру. Атомы водорода и углерода в топливе соединяются с кислородом в цилиндре в химической реакции, которая высвобождает энергию. Возникающее в результате повышение температуры и давления заставляет большее количество молекул кислорода и углеводородов сталкиваться в цепной реакции, подобно шарам на бильярдном столе. Это создает давление в цилиндре, которое толкает поршень и передает энергию топлива на шатун и коленчатый вал.

Вот как это должно работать. Однако при ненормальном сгорании все становится грязным. Как и любая химическая реакция, горение требует времени. Несмотря на то, что фронт пламени должен пройти всего несколько дюймов от свечи зажигания до краев цилиндра, быстрое повышение температуры и давления может вызвать самовоспламенение остаточных газов, создавая вторичные фронты пламени. Когда эти неконтролируемые фронты пламени сталкиваются, возникающие ударные волны безжалостно бьют по компонентам двигателя.

Вместо постепенного повышения давления в цилиндре несвоевременное сгорание топлива во время детонации вызывает сильные скачки давления. «Стук» и «звон», которые можно услышать при детонации двигателя, — это звук, производимый этими волнами давления. Детонация также снимает пограничный слой, который изолирует внутренние компоненты двигателя от обжигающего тепла сгорания.

Если детонация сохраняется, локальные горячие точки воспламеняют топливно-воздушную смесь до того, как сработает свеча зажигания, усиливая порочный круг неконтролируемого сгорания. На этом этапе перед зажиганием температура цилиндров резко возрастает, и горящая топливно-воздушная смесь эффективно превращается в ацетиленовую горелку, которая может расплавить поршни, головки цилиндров и блоки.

Первая линия защиты гонщика от детонации — высокооктановое топливо. Октановое число — это просто мера устойчивости топлива к детонации, а не мощность или тепловая энергия. Октан действительно оказывает значительное влияние на работу двигателя, потому что это активатор, который позволяет двигателю достичь своего максимального потенциала, прежде чем он столкнется с детонацией.

Турбулентность в цилиндре может помочь предотвратить детонацию за счет ускорения процесса сгорания. Хлопните в ладоши, и воздух между ладонями вырвется наружу; то же самое происходит при приближении поршня к головке блока цилиндров. В клиновидной головке цилиндра молекулы топлива и воздуха, застрявшие между головкой и поршнем, выбрасываются в камеру сгорания, создавая турбулентность, которая помогает фронту пламени быстро перемещаться по цилиндру, в то время как зона гашения между поршнем и головкой способствует охлаждению. конечные газы, прежде чем они смогут самовоспламениться. Геометрия впускного отверстия также может вызывать вихревое движение, которое способствует быстрому сгоранию, когда впускной заряд входит в камеру.

Детонация в гоночном двигателе часто является результатом чрезмерно агрессивной настройки – слишком большого опережения зажигания или недостаточного количества топлива. Ранним признаком детонации является потеря вакуума в картере. Следы детонации могут ударить цилиндры достаточно сильно, чтобы сломать кольцевое уплотнение и вызвать снижение вакуума в картере. Замедление синхронизации или обогащение топливно-воздушной смеси может предотвратить дальнейшее повреждение.

Хотя показания свечей зажигания могут показаться старомодными в наш век цифровых технологий, это по-прежнему лучший способ увидеть, что на самом деле происходит внутри двигателя. Если двигатель детонирует, вы часто увидите «перец» на фарфоровом изоляторе свечи зажигания — небольшие отложения материала поршня. Вы также можете увидеть, как острые края ленты заземляющего электрода начинают разрушаться по радиусу, подобно концу сварочного стержня, — еще одно указание на чрезмерный нагрев. Когда вы замечаете эти ранние предупреждающие знаки, необходимо отвести тепло от двигателя либо за счет замедления момента зажигания, либо за счет обогащения топливной смеси. Как правило, лучше всего использовать комбинацию из двух.

Показания кислородных датчиков являются хорошим ориентиром для измерения температуры цилиндров, но не являются абсолютными ответами. На показания 02 может влиять расположение датчиков, их возраст и наличие на них отложений. Невозможно сказать, должен ли двигатель иметь показатель O2, 13,7 или 12,3, потому что цифры зависят от многих переменных и факторов. Лучший совет, который я могу предложить, это использовать показания кислорода, чтобы установить базовый уровень для вашей конкретной комбинации, а затем быть в курсе любых значительных изменений.

Осмотр деталей во время разборки двигателя также может выявить рабочие условия внутри двигателя. Смотрю свободный зазор на бывших в употреблении поршневых кольцах и сравниваю зазоры между цилиндрами. Когда слишком много тепла, кольцо начинает разрушаться, и свободный зазор уменьшается. Цилиндр с разрушенным кольцом, скорее всего, будет первым, кто вызовет проблемы. Когда этот двигатель вернется на гоночную трассу, ему потребуется настройка.

Я опубликую свой ежегодный отказ от ответственности, что я не инженер, химик или физик. Я гонщик и моторостроитель, и мои комментарии основаны на многолетнем личном опыте и наблюдениях за бензиновыми двигателями.