Пальцы звенят – Детонация, как первопричина того, почему стучат пальцы в двигателе
Детонация, как первопричина того, почему стучат пальцы в двигателе
Любой автовладелец вне зависимости от стажа вождения слышал такое выражение, как «стук пальцев». Несмотря на то, что фраза достаточно распространена, имеет не совсем точное толкование. В современных автомобилях характерный звук издается не поршневыми пальцами, водитель и его пассажиры улавливают звуковое колебание от ударной волны, образовавшейся при взрыве топливно-воздушного состава непосредственно в камере сгорания.
В автомашинах образца «бабушкиного» года выпуска могли стучать именно поршневые пальцы. Низкая износостойкость, прочность металлических деталей, воздействие больших температур и значительных нагрузок посадочного места поршневого пальца способствовали образованию различных зазоров, становившихся причиной характерного звука.
Современное автомобилестроение использует исключительно сталь надлежащего качества, применяет высокоточные методики по обработке каждой детали, поэтому повреждение и появление каких-либо дефектов самих пальцев практически исключается. Но, тем не менее, термин «стучат пальцы» из профессиональноголексикона автовладельцев не исчез.
Причины возникновения
При корректной работе силового агрегатасохраняется последовательность процесса сгорания топлива. Стартует он со свечей зажигания, а затем равноудаленно заполняет всю камеру.
Детонационное горение происходит абсолютно по-другому. Весь объем топливно-воздушной смеси взрывается одномоментно, резко, провоцируя значительное повышение показателя давления и температуры самих цилиндров. При таких условиях в местах наибольшей концентрации несгоревшего топлива образовываются химические активные соединения.
При достижении критических величин возникают цепные химические реакции, способствующие воспламенению взрывного типа. Образовавшаяся волна, двигается достаточно быстро, сильно ударяет стенки камеры и поверхности цилиндров, одновременно организуются новые точки самовозгорания. Итогом становятся многочисленные колебательные явления, провоцирующие вибрации силового агрегата.
Данное явление и есть детонация, которая становится первопричиной того, почему стучат пальцы в двигателе.
Может возникнуть по разным причинам, самыми распространенными являются:
- Состав топлива. Если воздух и топливо находятся в пропорции 9-0, чем нарушают средний показатель, то в случае проникновения в камеру с повышенной температурой и давлением на отдаленных участках формируются различные реакции окислительного вида, являющиеся первоисточником процесса самовоспламенения, то есть детонации.
- Величина угла опережения зажигания. Повышение данного показателя провоцирует сдвиг максимального пика давления, что становится фактором возникновения детонационных процессов.
- Октановое число топливной смеси. Чем ниже этот показатель, тем больше вероятность возникновения детонации. Уменьшение данного критерия приводит к росту химической активности горючего к процессу окисления. Поэтому автовладельцы, использующие 76-й бензин намного чаще отмечают стук поршневых пальцев, чем водители, заливающие в бак 92-й бензин.
- Степень сжатия. Показатель, характеризующий соотношение объема одного цилиндра к общему объему камеры сгорания. Его увеличение приводит к тому, что неизменно начинают возрастать давление и температура, а значит, увеличивается риск возникновения детонации. Поэтому, если установлен силовой агрегат с достаточно большим показателем степени сжатия, то автовладельцу рекомендовано использовать высокоэтилированный бензин.
- Калильное зажигание, вызывающее сгорание самопроизвольного характера топливной смеси в цилиндрах. Возникает из-за наличия горящей сажи либо от высокой температуры в камере. Не менее важно грамотно подбирать тип свечи зажигания. Различают «холодную», «теплую» и «среднюю» свечу, характеризующуюся разным калильным показателем. Это необходимо для того, чтобы не вызвать возгорание приперегреве изолятора центрального электрода свечи.
- Увеличенная нагрузка на мотор. Если водитель будет предпринимать попытки каждый раз стартовать, например, с третьей передачи, то в определенный момент он неизменно услышит, как стучат пальцы его двигателя.
Негативные последствия от детонации
Детонация по своей природе несет разрушающий характер, может привести к поломке различных деталей и узлов, а также стать основополагающей причиной для проведения капитального ремонта двигателя. Поэтому, современные ДВС, функционирующие на высоких оборотах, могут в короткие сроки выйти из строя, именно из-за детонационных процессов.
Среди автовладельцев очень распространенно ошибочное мнение, что рост показателя давления за счет увеличения скоростного режима положительно отражается на повышении мощности мотора. Но ситуация складывается прямо противоположно. Временная продолжительность взрывной волны очень маленькая (0,0001 с).
Такое же время отводится на увеличение давления на поршни. Следственно, они никаким образом за такое мизерное количество времени не смогут повлиять на мощность двигателя. А нанести существенный вред разным узлам и деталям вполне вероятно.
Когда взрывная волна с огромной силой ударяется о стенки цилиндра, она значительно разрушает масляную пленку. Эта пленка защищает детали ЦПГ не только от «сухого» трения, но и от коррозионного воздействия, поэтому ее разрушение неизбежно приведет к частичному механическому износу и повреждению деталей.
К тому же при образовании ударной волны в резкой форме начинает возрастать к стенкам цилиндров тепловая отдача от сгоревшего газа, что вызывает перегрев ДВС. Это, в свою очередь, отразиться на состоянии и эксплуатационных характеристиках прокладок, уплотнителей, свечей зажигания, поршней и т.д.
Способы устранения детонации
Наряду с причинами образования детонационных процессов, существует и ряд приемов для ее предотвращения. Их цель — активно ускорять процесс горения остаточного количества топливной смеси, а также замедлить протекание окислительных химических процессов, образующихся в полости камеры сгорания.
- Увеличение числа оборотов работающего двигателя.
- Организация турбулизации потоков топливно-воздушной смеси в камере сгорания.
- Сокращение пути фронта пламени.
В последнее время интенсивно разрабатываются приемы с использованием электроники против того, почему стучат пальцы в двигателе при разгоне. С этой целью создаются микропроцессоры для управления силовым агрегатом.
Создаваемые интеллектуальные датчики позволяют не только отслеживать все процессы, образующиеся и развивающиеся внутри цилиндров, но и корректировать их за счет изменения состава топливной смеси, а также путем изменения угла опережения зажигания.
avtodvigateli.com
Детонация и звон пальцев: car_tuner — LiveJournal
- car_tuner (car_tuner) wrote,
car_tuner
car_tuner
1. Что это?
Словосочетание звенят пальцы, с технической точки зрения, абсолютно неверно. Поршневые пальцы звенеть не могут, но большинство людей уверены в том, что звенят именно они. Это весьма застарелое заблуждение передаётся из уст в уста уже не одним поколением автомобилистов. Так что же там звенит?? Для понимания этого вопроса, нам нужно немного теории. С неё и начнём. В нормально работающем моторе, сгорание топливо-воздушной смеси происходит плавно. Горение начинается около свечи зажигания и фронт пламени постепенно распространяется на весь объём камеры сгорания, т. е. краям. Но есть другой вид горения, оно называется детонационным, а само явление — детонацией. Во время детонационного горения, весь объём топливо-воздушной смеси в камере сгорания в буквальном смысле взрывается, это вызывает колоссальный рост давления и температуры. Ударная волна от взрыва распростаняется по деталям двигателя и вот его-то мы и слышим. Звон в моторе — это звук ударной волны, а причина её возникновения — это взрывное сгорание топлива. Многие путают детонацию и вибрацию двигателя. Вибрации- это нежелательные ускорения силового агрегата(продольные, поперечные, крутильные), вызванные дисбалансом и инерцией масс. Детонация-это процесс, связанный со сгоранием топлива.
Первой и самой главной причиной детонации является использование топлива с низким октановым числом. Здесь необходимо пояснить. Коротко суть такова. Топливо с высоким октановым числом сгорает медленнее, чем низкооктановое. Чем выше степень сжатия в двигателе, тем выше должно быть октановое число(ОЧ) топлива. На низкооктановом топливе, мотор с высокой степенью сжатия, будет работать с детонацией. Все современные моторы имеют высокую степень сжатия и требуют высокооктанового топлива. Какие есть ещё причины детонации? Одна из причин детонации -это калильное зажигание. Калильное зажигание-это самопроизвольное возгорание топливной смеси в цилиндрах двигателя. Оно происходит, например, от перегретого изолятора центрального электрода свечи зажигания(несоответствие калильного числа свечи тепловому режиму двигателя), от горящих частичек сажи, от раскалённых частей камеры сгорания. Ещё одной причиной может служить обеднение топливной смеси. Чем беднее смесь, поступающая в цилиндры двигателя, тем выше риск возникновения детонации. Высокие нагрузки на двигатель также ведут к возникновению детонации. Как это проявляется на практике? Да очень просто. Попробуйте тронуться с места на 3-ей передаче(для МКП) и вы услышите металлические стуки под капотом.
Да, очень опасна. При возникновении детонации детали двигателя испытывают жесточайшие нагрузки. Результатом работы мотора с детонацией будут поломанные поршневые кольца, треснувшие перемычки на поршнях между кольцами, сквозные прогары днища поршней, температурные деформации и трещины на клапанах, и как следствие, прожёги сёдел клапанов. Также возможно образование трещин в корпусных деталях. Современные высокооборотистые моторы при работе с детонацией могут за несколько секунд дойти до аварийного состояния.
4. Как борются с детонацией? Как это устроено?
В программе управления двигателем есть особая часть. Вместе с датчиками и исполнительными устройствами она образует систему. Она так и называется — система гашения детонации. Самый главный прибор в системе — датчик детонации. Датчик-это(грубо) пьезокристалл, на обкладках которого формируется переменное напряжение, зависящее от частоты и амплитуды детонационных стуков в двигателе. При определённом положении коленчатого вала двигателя, блок управления отслеживает сигналы с датчика и если детонация обнаружена, то оптимизирует(уменьшает) угол опережения зажигания до тех пор пока детонационные стуки не прекратятся. Возможности системы широки, но не беспредельны. Потому, что определяющим фактором будет октановое число бензина.
5. Что делать, если мотор работает с детонацией?
Перво-наперво перестать давить тапку, т.е. ослабить нагрузку на двигатель(см. Выше). Если слышите металлические стуки из под капота(упаси Господь, сильное лязгание), то не требуйте от мотора всех его лошадиных сил сразу, нажимайте на педаль газа плавно. Этим вы сбережёте двигатель. Далее. Поменяйте место заправки, возможно это поможет. Не стоит сразу же наливать суперский бензин, 95-ого вполне достаточно. Проверьте состояние высоковольтных проводов(если они есть) и свечей зажигания. Именно неисправные или плохо работающие свечи основной виновник появления детонации. Всё. На этом возможности рядового автомобилиста заканчиваются, далее — удел специализированных сервисов.
Photo
Hint http://pics.livejournal.com/igrick/pic/000r1edq
car-tuner.livejournal.com
Что значит «звенят пальцы» в двигателе?
Думаю, что про выражение «Стучат пальцы» слышал скорее всего каждый автолюбитель, и особенно это относится к владельцам наших машин. В иномарках конечно тоже есть свои недостатки, но со стуком пальцев там всё обстоит немного получше.
И если раньше в старых моторах на самом деле можно было встретить люфт в поршневых пальцах, то теперь такого практически не может быть в связи с конструктивной особенностью. Но еще на тех же Жигулях классической модели можно было встретить такую особенность, как стук пальцев.
Что же тогда звенит и почему это происходит?
Сейчас в современных реалиях чаще всего причиной появления звона является на самом деле детонация двигателя. А вот возникает она в принципе по тем же самым причинам, по которым ранее на машинах стучали пальцы в поршнях.
Чаще всего происходит это при резком нажатии на педаль газа, когда требуется быстро увеличить мощность мотора. К примеру, при обгоне или на подъеме. То есть, это выглядит следующим образом: вы стараетесь максимально давить на педаль газа, но топливо, которое попадает в цилиндр, поступает туда с избытком. А далее, начинаются процессы, похожие на взрывную волну, и топливо под давлением начинает самопроизвольно загораться.
Подобных очагов может быть довольно много и чем больше, тес сильнее вы будете слышать этот странный цокот, который в народе среди автолюбителей до сих пор принято называть «звенят пальцы», хотя на самом деле звук уже имеет немного иную природу.
Если вам интересна теория по поводу детонации двигателя и ее причинах, то в ближайшее время мы в отдельной статье рассмотрим всё подробно и детально, так что не забывайте подписаться на канал, чтобы не пропустить самое интересное.
А на сегодня пока всё, если статья была полезной, не забывайте поставить лайк, чтобы отблагодарить автора проекта. До новых встреч, и удачи на дорогах.
avtoidei.ru