Menu

Детонация на холодном двигателе – Детонация двигателя: Основные причины при выключении зажигания и разгоне

Содержание

Детонация в двигателе — причины и следствия — журнал За рулем

Когда наши деды, ездившие на автомобилях с карбюраторными моторами, слышали непонятные позвякивания в двигателе, они солидно констатировали — мол, пальцы стучат! На самом деле речь шла об обыкновенной детонации. А дожила ли она до наших дней?

На карбюраторных автомобилях детонация была нередкой гостьей. Более того, ее появление порой было даже желанно! Ниже расскажу, как ее использовали для достижения оптимальной регулировки двигателя.

Пальчики стучат?

Давайте определимся, что же такое детонация и что ее вызывает.

Материалы по теме

Все, кто хоть когда-то слышал о гражданской обороне и о защите от ядерного взрыва, помнят, что одно из воздействий такого взрыва — ударная волна. Кстати, с ударной волной мы сталкиваемся и при пролете сверхзвукового самолета. Короче, это волна, распространяющаяся в некой среде (в нашем случае — в воздухе) со скоростью звука. Встречаясь с любым препятствием — будь то стена или наши барабанные перепонки — она создает ощутимый удар. Напомним, что скорость звука в воздухе обычно принимается равной 330 м/с.

Теперь отправимся на экскурсию в цилиндр двигателя — в тот момент, когда происходит воспламенение рабочей смеси. Если сгорание идет обычным порядком, то скорость распространения фронта пламени и, соответственно, нарастания давления невелика (обычно до 50 м/с). Но бывает, что создаются условия для сгорания с более высокими скоростями. Нарастание давления происходит со скоростью звука в данной среде. А это уже значительно бóльшие величины, чем на открытом воздухе, потому что температура в цилиндре заметно выше. Не буду грузить формулами, но поверьте, что скорость звука растет пропорционально температуре.

Так вот, если фронт пламени распространяется со скоростью звука, то ударная волна, имеющая значительную энергию, как раз и заставляет детали двигателя издавать те звуки, которые мы называем детонационными стуками. Вообще, самое короткое и правильное определение детонации — это «сгорание во фронте ударной волны». Звук издают при этом, конечно, не поршневые пальцы. Для этого нужны настолько большие зазоры, что если бы они были, пальцы и на нормальных, рабочих режимах очень быстро разбило. Характерный звук издают стенки камеры сгорания, соприкасающиеся с резкой волной давления. Можно ли этого избежать? Можно.

www.zr.ru

Детонация в дизельном двигателе | Дизельный двигатель

Причина детонации

В дизельном двигателе воздух сжимается в цилиндре так сильно, что его температура превышает температуру воспламенения дизельного топлива. Незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ), в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое мгновенно воспламеняется. Если количество впрыскиваемого топлива избыточно велико, в цилиндре возникают сильные ударные волны, вызывающие детонацию.

Способы предотвращения детонации

Громкий звук детонации в большинстве случаев можно услышать при работе холодного дизеля на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. В этом виновата большая задержка воспламенения, которая, как известно, уменьшается при увеличении давления и температуры. Детонация во время холостого хода не опасна для двигателя и исчезает при повышении нагрузки.

В двигателях с непосредственным впрыском дизельного топлива в воздух в камере сгорания детонацию можно устранить, уменьшив количество топлива, впрыскиваемого во время задержки воспламенения. Основное количество впрыскивается сразу после начала сгорания. Недостатком является невозможность полностью устранить выброс сажи, которая возникает, если у топлива перед воспламенением недостаточно времени для испарения и смешивания с воздухом. Когда температура и давление высоки и нет достаточного количества воздуха для сгорания, возникает реакция крекинга (расщепления молекул), которая приводит к образованию сажи. Сажа сгорает не полностью и попадает в отработавшие газы.

Детонационное сгорание топлива можно также устранить с помощью разделения камеры сгорания. Дизельное топливо впрыскивается в изолированную полость (предварительную камеру) в головке блока цилиндров.

Рис. Разделенная камера сгорания дизельного двигателя

Из-за недостатка воздуха там может гореть не всякое топливо. Вследствие предварительного сгорания в предварительной камере повышаются температура и давление. Топливо, которое не сгорело, через сужение попадает с большой скоростью в основную камеру сгорания, где и догорает до конца. Вследствие растяжения по времени процесса сгорания детонационный шум подавляется даже при использовании топлива с большой задержкой воспламенения. Правда, при этом наблюдается повышенный удельный расход топлива.

Наряду со способами смесеобразования, когда топливо впрыскивается в воздух, существует метод подачи топлива, разработанный в компании «MAN», при котором дизельное топливо впрыскивается так, что тонкой пленкой оседает на поверхности камеры сгорания. При использовании данного метода детонация не возникает, так как топливо сгорает в том объеме, в котором оно испаряется со стенки и смешивается с воздухом. Двигатели, работающие по данному принципу смесеобразования, называются многотопливными двигателями внутреннего сгорания, так в них можно использовать все виды топлива, от смазочного масла и дизельного топлива до бензина.

Производители горючего также прилагают старания, чтобы устранить детонацию. Дизельное топливо после нефтеперегонки имеет диапазон кипения 160-90 °С. Оно содержит много насыщенных углеводородов, которые легко воспламеняются. Плотность дизельного топлива составляет р — 0,83 г/ см3, а его удельная теплота сгорания Нu ~ 42000 кДж/кг. При добавлении присадок для ускорения сгорания воспламеняемость дизельного топлива еще больше увеличивается. Действие присадок заключается в том, что топливо воспламеняется непосредственно при попадании в горячий воздух, а при повышении температуры задержка воспламенения дизельного топлива уменьшается. Для этого достаточно добавить в дизельное топливо присадки для ускорения воспламенения в количестве 0,1-1 объемного процента.

Определение воспламеняемости дизельного топлива

Воспламеняемость дизельного топлива выражается с помощью цетанового числа (CZ). Оно означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и определенная сравнительная смесь из цетана и a-метилнафталина. Легковоспламеняемым реагентом смеси является цетан. Он имеет цетановое число 100, в то время как л-метилнафталин — цетановое число 0. Таким образом, например, цетановое число CZ = 55 означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и сравнительная смесь из 55% (объемных долей) цетана и 45% (объемных долей) a-метилнафталина. Воспламеняемость повышается при росте цетанового числа.

Определение цетанового числа выполняется так же, как и определение октанового числа бензина с помощью эталонного двигателя, специально предназначенного для этих замеров. Используются двигатель для оценки детонационной стойкости бензинов по методу компании «BASF» и стандартный двигатель для оценки детонационной стойкости топливных материалов — одноцилиндровые четырехтактные дизельные двигатели с устройством для регулирования конечного давления сжатия. В то время, как в двигателе компании «BASF» конечное давление сжатия регулируется с помощью ограничения впускаемого воздуха, в стандартном двигателе регулировка выполняется путем изменения степени сжатия.

Ниже измерение цетанового числа 1952/54 описывается на примере испытательного двигателя, разработанного компанией «BASF» — четырехтактного дизельного двигателя с вихревой камерой сгорания и системой испарительного охлаждения. Он работаете частотой вращения коленчатого вала приблизительно 1000 мин а тормозной генератор создает момент сопротивления. Сначала в двигатель подается исследуемое дизельное топливо. Впрыскиваемое количество должно быть отрегулировано согласно расходу 8 ± 0,3 см3/мин, а момент впрыскивания — на 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке. Во впускном коллекторе двигателя установлена дроссельная заслонка, а перед ней — измерительный диффузор. подключенный к вакуумметру. Дроссельная заслонка закрывается, уменьшая тем самым давление сжатия, пока задержка воспламенения дизельного топлива не будет равна 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке, а горение не начнется точно в верхней мертвой точке поршня. Величина разрежения отображается на дисплее вакуумметра. Воспламеняемость дизельного топлива высока, когда разрежение имеет низкое значение. Тогда через диффузор проходит лишь небольшое количество воздуха, и конечное давление сжатия — низкое.

По окончании измерения дизельного топлива впрыскиваются две сравнительные смеси при тех же условиях. Цетановое число сравнительных смесей должно различаться всего на четыре единицы. Кроме того, цетановое число дизельного топлива должно находиться в диапазоне между цетановыми числами двух сравнительных смесей. На основании зафиксированных показаний вакуумметра цетановое число дизельного топлива рассчитывается посредством линейной интерполяции и округляется до целого числа.

Цетановые числа современного дизельного топлива составляют 50-55 единиц.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Причины детонации двигателей ВАЗ и способы их устраненияAutoRemka

Отличительная особенность Волжского Автозавода заключается в том, что на протяжении не одного десятка лет, начиная с самой первой своей модели жигулей (ВАЗ-2101), прототипом которой являлся итальянский «Фиат» и, заканчивая последними версиями, автомобили с конвейера сходят исключительно с бензиновыми ДВС.

Для обеспечения нормальной работы любого бензинового двигателя необходимо соблюдение целого ряда факторов, как то:

  • соблюдение правильной пропорции воздушно-топливной смеси;
  • хорошее качество бензина;
  • правильный угол опережения зажигания;
  • состояние ЦПГ.

Если хотя бы один из приведенных выше пунктов не соответствует норме, двигатель может начать детонировать.

Что такое детонация

При нормальной работе ДВС сгорание ТС происходит плавно, перетекая из одного этапа в другой. Нарушение этого процесса провоцирует мини-взрывы, от которых двигатель начинает работать толчками. Такое нарушение и называют детонацией. Если автовладелец не придает значения таким толчкам и вовремя не предпринимает мер по ликвидации проблемы, для двигателя ВАЗ все может закончиться весьма плачевно – от быстрого разрушения деталей ДВС до самовозгорания даже после того как зажигание будет выключено. Теперь немного подробнее об этапах сгорания топлива – назовем их фазами (1,2,3):

  1. Началом процесса становится момент зажигания ТС. Формируется фронт пламени, давление внутри цилиндра возрастает под воздействием выделяемого тепла. В этот момент первая фаза заканчивается. Длится  она всего от 0,5 до 1 миллисекунды и за это время успевает сгореть лишь 2-3% топливной смеси, поступившей в цилиндр. Также этот отрезок по времени соответствует повороту коленвала на 10-30 градусов. Чтобы тепло выделялось своевременно, разряд тока подается на электроды свечи в самом конце хода сжатия (угол поворота коленвала 20-55 градусов). Называется он углом опережения зажигания.
  2. Основная фаза, в ходе которой пламя распространяется внутри камеры сгорания. Начинается она в момент окончания первой и заканчивается при достижении наивысшего давления в цикле. Длится эта фаза примерно 1-1,2 миллисекунды (25-30° поворота коленвала). Этого времени достаточно для выделения 75-85% тепла. К концу фазы градус рабочего тепла возрастает до 2300К, давление –  до 3,5-5 Мпа. Поскольку к концу 2-й фазы процесс сгорания ТС не завершен, температура газов продолжает повышаться.
  3. На этом этапе происходит медленное догорание ТС. В этот момент достигается наивысшее давление цикла. У стенок КС теплоотвод усиливается, турбулентность ослабевает, и догорание топливной смеси происходит в условиях пониженного содержания кислорода, что собственно и объясняет замедление горения. Границы окончания третьей фазы размыты, поэтому ее длительность можно выразить весьма условно – от 1 до 1,5 миллисекунд или 20-35 градусов угла поворота коленвала.

На последнюю фазу приходится 10-15 % выделения тепла. В общей сложности за время сгорания топлива выделяется от 80 до 91% тепла, а оставшиеся 9-20% приходятся на теплоотдачу сквозь стенки цилиндра и неполноту сгорания. Температурный максимум в третьей фазе равен приблизительно 2300-2600 К.

Детонация может возникнуть во время перехода процесса сгорания ТС из 2-й фазы в 3-ю. Увеличивающиеся на второй фазе температура и давление провоцируют в несгоревшей топливной смеси быстротекущие химические реакции, которые приводят к ее воспламенению. Реакция проходит молниеносно, подобно взрыву, при котором всегда присутствуют разрушительной силы ударные волны. Они то и способствуют разрушению находящихся у стенок слоев газов.

В этот момент резко повышается уровень теплообмена, из-за чего все детали ЦПГ испытывают короткий, но сильный перегрев. Кроме газов разрушительную силу ударных волн испытывает на себе и масляная пленка, покрывающая стенки цилиндров. В итоге между ними и кольцами возникает трение.

Кроме того, эффект детонации механически воздействует на элементы ЦПГ – ударные нагрузки приходятся и на клапана, и на нижнюю часть поршней, и на стенки цилиндров. Все это приводит к их повреждению.

Причины возникновения

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

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

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

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

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

В чем отличие детонации от калильного зажигания

Бывают случаи, когда ДВС автомобиля начинает дергаться (детонировать) после выключения зажигания. Чаще всего такая реакция наблюдается автовладельцами после заправки бензином с более низким октановым индексом. По сути, ДВС продолжает работать даже после того, как прекращена подача искры. Воспламенение ТС происходит уже не от искры, а от чрезмерно разогретых (раскаленных) деталей ЦПГ. Такой эффект называется калильным зажиганием. Понятия эти не следует путать, поскольку причины воспламенения ТС разные.

Последствия и методы борьбы с ними

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

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

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

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

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

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

Принцип работы ДД

Конструкция всех датчиков детонации идентична. Находящийся в них пьезоэлемент, преображает механическое воздействие в электроток. Исправный прибор вырабатывает слабые электрические импульсы, которые, в свою очередь, проходят через встроенный в него резистор. При детонации вибрация усиливается и дает большую нагрузку на пьезоэлемент. В результате резистор перегорает, сопротивление не оказывается, и импульс проходит на ЭБУ. Блок управления реагирует на возникшую неисправность в системе и дает команду устранить ее. На всех моделях автомобилей ВАЗ, оснащенных ДВС инжекторного типа, установлены одинаковые ДД.

Как выявить неисправность датчика детонации

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

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

Налицо признаки позднего зажигания. Такие проявления при неисправности ДД можно наблюдать на всех автомобилях ВАЗ, оснащенных инжекторными движками. Вместе с тем, подобный эффект могут провоцировать и другие датчики. Поэтому следует знать некоторые нюансы, по которым можно определить совершенно точно, что именно послужило причиной нестройной работы двигателя. Как не странно, в большинстве случаев при возникновении проблем с работой ДВС автолюбители упускают из виду то, что причиной может служить именно Датчик Детонации. Проверяется все остальное, а ДД остается без внимания, в то время как именно его стоило бы проверить в первую очередь.

Как проверить ДД

Чтобы проверить датчик детонации на предмет неисправности, нужно знать, где он расположен. Место нахождения ДД зависит от типа ДВС. На 8-клапанных агрегатах датчик находится возле выпускного коллектора и напоминает внешним видом довольно массивную гайку, закрепленную болтом. Сложнее будет обнаружить датчик, а также подобраться к нему в авто оснащенных 16-клапанными моторами. За счет того, что ГБЦ здесь намного мощнее, ДД расположен под выпускным коллектором и осмотреть его можно лишь подняв авто на подъемнике или загнав на смотровую яму.

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

Способ первый (с применением тестера):

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

После подключения тестера к датчику на дисплее возникает определенное значение, показывающее сопротивление ДД. Когда по крепежному болту датчика наносится удар, это значение должно резко возрасти, затем снова вернуться к исходному, если датчик исправен. Если же ДД вышел из строя – показания на табло тестера останутся при ударе неизменными. Также о неисправности датчика детонации может свидетельствовать увеличение параметров сопротивления при ударе с последующим «зависанием» на месте.

Способ второй – «Разведка боем»:

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

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

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

Замена неисправного датчика детонации

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

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

 

autoremka.ru

Почему детонирует двигатель при глушении автомобиля

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

Что такое детонация и как ее определить

 


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

Определение и суть

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

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

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

Последствия


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

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

Признаки неисправности

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

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

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

 


Основные причины и как их устранить

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

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

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

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

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

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

Дизелинг

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

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

 


Исправный двигатель может якобы детонировать при глушении при двух условиях:
  1. Подача топлива в цилиндры.
  2. Низкие обороты коленвала.

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

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

Вред или польза

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

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

А не калильное ли это зажигание?

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

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


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

Последствия КЗ опасны. Оно может вызвать:

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

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

Коротко о главном

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

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

autobann.su

Детонация двигателя | АВТОСТУК.РУ

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

Содержание статьи:

  1. Что такое детонация двигателя.
  2. Датчик детонации ДВС.
  3. Причины возникновения детонации.
  4. Как защитить ДВС от детонации.
  5. Как устранить детонацию.
  6. Последствия детонации.

 

Что такое детонация двигателя

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

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

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

 

Датчик детонации ДВС

В современных машинах установлены датчики детонации ДВС, которые имеют возможность контролировать и управлять уровнем опасности, возникающим вследствие беспорядочного самовоспламенения топливно-воздушной смеси.

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

 

Причины возникновения детонации

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

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

 

Октановое число топлива

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

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

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

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

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

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

 

Нагар в цилиндрах

Если в цилиндре низкая компрессия, то горючая смесь будет сгорать не полностью, что также приводит к дальнейшим неисправностям — закоксовке. Потом придется делать раскоксовку двигателя своими руками или в сервисе. При образовании слоя нагара на стенках цилиндра, диаметр, соответственно, уменьшается, а компрессия повышается, что приводит к возникновению детонации ДВС.

Чем чище топливо, тем дольше межремонтный период ДВС и тем больше времени до капиталки ДВС. По частоте замены топливного фильтра можно определить, какого качества топливо, в основном, используется.

 

Не соответствуют свечи зажигания

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

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

 

Как защитить ДВС от детонации

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

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

 

Как устранить детонацию

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

Убрать детонацию двигателя во время движения можно изменяя скорость и давление. Увеличение скорости уменьшит детонацию, так как максимально создаваемое давление уменьшается и, следовательно, на нагрев смеси уходит меньше времени и уменьшается время сжигания смеси.

Если при нагрузке автомобиль начинает детонировать, например, при подъеме на гору начинает слышаться звуки детонации, тогда надо переключить коробку переключения переда на 1-2 ступени ниже, чтобы был запас мощности.

 

Последствия детонации

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

Что конкретно происходит при детонировании ДВС

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

К последствиям детонации относится и перегрев цилиндров мотора, из-за того, что высокой температуры газы нагревают соприкасаемые детали.

А при перегреве цилиндров в результате взрыва подаваемого горючего начинают крошиться кромки поршней.

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

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

Приобретаем полезные знания по видео: Теория ДВС.

Как детонирует двигатель на видео (шум).

autostuk.ru

Основные причины детонации двигателя в автомобиле

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

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

Причины детонации двигателя

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

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

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

Неправильная эксплуатация двигателя

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

Зажигание

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

Калильное зажигание и его влияние на детонацию

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

Вмешательство в работу ЭБУ

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

Неверное октановое число бензина

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

Особенности конструкции

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

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

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

Неисправности датчиков (для инжекторных моторов)

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

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

Чем опасна детонация для ДВС

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

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

Как избежать детонации

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

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

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

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

djago.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о