При разгоне детонация – Детонация в двигателе — причины и следствия — журнал За рулем
Детонация двигателя: что это такое?
Детонация двигателя представляет собой нарушение плавного процесса сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах силового агрегата, в результате чего такое сгорание приобретает взрывной ударный характер. Другими словами, топливо резко взрывается в рабочей камере, что приводит к моментальному выбросу энергии и образованию ударной волны.
В нормальных условиях фронт пламени в цилиндре распространяется со средней скоростью около 30 метров в секунду. Во время детонации данный показатель увеличивается до 2000 метров. Воспламенение смеси в норме должно происходить в тот момент, когда поршень практически находится в ВМТ. Что касается УОЗ (угол опережения зажигания), зачастую этот показатель составляет 2 или 3 градуса. Топливный заряд также догорает после того, как поршень пройдет ВМТ и начинается его рабочий ход.
Если в двигателе происходит детонация, тогда топливно-воздушная смесь воспламеняется в момент, когда поршень еще находится на такте сжатия. Энергия от сгорания заряда в этом случае оказывает сильное давление на поднимающийся поршень, а не толкает его вниз. Последствиями такого взрыва топливной смеси является значительное увеличение ударных разрушительных нагрузок на ЦПГ и КШМ, рост температуры, снижение мощности двигателя и возрастание расхода топлива.
Читайте в этой статье
Основные причины детонации
Среди различных причин возникновения детонации специалисты отмечают неправильно выставленный угол опережения зажигания на бензиновых двигателях (угол опережения впрыска топлива на дизельных ДВС), сбои в процессе смесеобразования, снижение эффективности работы системы охлаждения, а также целый ряд других возможных причин.
Детонацию двигателя принято условно разделять на допустимую и критическую. Под допустимой детонацией следует понимать кратковременное (иногда малозаметное) явление. Критическая детонация может проявляться постоянно, только при увеличении нагрузок на мотор, на холостом ходу, а также во время работы ДВС в различных режимах.
В списке основных причин появления детонации отмечены:
- нарушения условий эксплуатации мотора;
- использование бензина с отличным от рекомендуемого октановым числом;
- особенности конструкции силового агрегата;
Эксплуатация двигателя
Детонацию можно услышать на полностью исправном моторе во время эксплуатации агрегата под нагрузкой. Смесь в цилиндрах обычно детонирует на затяжном подъеме при движении с такой скоростью, которая не соответствует выбранной передаче.
Другими словами, детонация двигателя отчетливо заметна в том случае, когда водитель пытается заехать на подъем с низкой скоростью без переключения на пониженную передачу и давит на газ. Обороты коленвала в этот момент низкие, двигатель «не тянет», то есть не набирает мощность и не разгоняет автомобиль. К общему звуку работы мотора в этом случае добавляется звонкий металлический детонационный стук, похожий на стук поршневых пальцев. Такой звук становится результатом ударов взрывной волны, которая с высокой частотой бьет по стенкам камеры сгорания.
Также необходимо отметить, что склонность к детонации топливно-воздушной смеси напрямую зависит от исправной работы систем зажигания и охлаждения. Смесь может детонировать в цилиндрах при наличии следующих факторов:
- раннее зажигание;
- перегрев двигателя;
- обильный нагар в камере сгорания;
- сильная закоксовка двигателя, в результате чего увеличилась степень сжатия;
Зажигание часто делают ранним для улучшенного отклика двигателя на нажатие педали газа, особенно на низких оборотах. Раннее зажигание заставляет смесь воспламеняться до наступления момента, когда поршень подходит к ВМТ. Так как поршень еще только осуществляет движение в верхнюю мертвую точку, раннее воспламенение смеси означает противодействие его движению. Дополнительным негативным явлением при таком зажигании выступает перегрев.
Скопление нагара в камере сгорания приводит к уменьшению объема самой камеры и повышению степени сжатия. Вторым по значимости фактором, влияющим на детонацию, является значительное повышение температуры в камере сгорания при наличии отложений. В отдельных случаях нагар может буквально тлеть, заставляя смесь в цилиндрах воспламеняться неконтролируемо. Получается, детонация при определенных условиях провоцирует появление калильного зажигания, которое также является аномальным самопроизвольным воспламенением смеси.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое калильное зажигание. Из этой статьи вы узнаете о причинах появления данной неисправности, а также о последствиях воздействия КЗ на мотор и его эксплуатацонный ресурс.Дополнительно необходимо учесть тот факт, что детонация двигателя может возникнуть в результате установки свечей зажигания с неподходящим для данного типа двигателя калильным числом. Отдельно на детонацию может повлиять внесение различных изменений в топливную аппаратуру, а также «чиповка» ЭБУ и другие манипуляции, влияющие на смесеобразование в целях экономии топлива. Условно называемая тюнерами «экономичная прошивка» означает, что в блок управления двигателем вносится ряд корректив, затрагивающих топливные карты. Результатом становится обедненная смесь на разных режимах работы ДВС, снижаются динамические характеристики автомобиля.
Во время работы ЭБУ двигателя на заводских настройках смесь рассчитана на «мягкое» воспламенение, благодаря чему температура внутри камеры сгорания остается в заданных рамках. При серьезных нагрузках в двигателе после прошивки зачастую возникает детонация на слишком «бедной» смеси. Обедненная смесь приводит к перегреву деталей. Указанный перегрев при последующем впрыске топлива может вызвать самопроизвольное воспламенение топливного заряда.
Октановое число бензина
Одной из наиболее распространенных причин детонации двигателя является использование бензина с низким октановым числом, которое не рекомендовано для данного типа ДВС. Добавим, что указанный параметр не так важен для дизельного двигателя, так как основной характеристикой дизтоплива выступает цетановое число.
Дело в том, что солярка изначально более устойчива к детонации. В дизеле воспламенение происходит в результате сжатия и нагрева от такого сжатия топливной смеси. По этой причине дизельные двигатели конструктивно имеют более высокую степень сжатия.
Бензин имеет заметно меньшую стойкость к детонации сравнительно с дизтопливом. Октановое число является той характеристикой, которая отражает детонационную стойкость бензина. В бензиновом моторе степень сжатия ниже, топливно-воздушная смесь загорается от искры. Чем выше оказывается октановое число, тем большее сжатие смеси допускается без риска детонации.
Получается, заправка 92-м бензином автомобиля, двигатель которого имеет высокую степень сжатия и допускается использование горючего с октановым числом только 95 и выше, приведет к появлению детонации во время работы мотора под нагрузкой.
Необходимо отдельно учитывать, что детонация может проявляться даже в случае заправки топливом с необходимым октановым числом. В этой ситуации дело может быть в низком качестве горючего, так как на АЗС часто используют различные способы для искусственного повышения октанового числа. Среди таковых особо отмечают добавку в бензин жидкого газа (пропан, метан). Указанные газы являются летучими, то есть испаряются через небольшой промежуток времени. В итоге топливный бак быстро оказывается заполненным бензином с низким октановым числом, хотя изначально заправляемое топливо соответствовало рекомендуемому для данного типа ДВС.
Особенности конструкции ДВС
Детонация может возникать в двигателе благодаря целому ряду конструктивных особенностей силового агрегата. В списке основных решений отдельно выделяются:
Высокофорсированные бензиновые атмо и турбодвигатели имеют более высокую степень сжатия сравнительно со штатными атмосферными аналогами, вследствие чего демонстрируют повышенную предрасположенность к детонации. Такие ДВС предполагают эксплуатацию исключительно на качественном бензине с высоким октановым числом.
Конструктивные решения для предотвращения детонации
Для борьбы с детонацией инженеры в разное время использовали определенные конструктивные решения. Такие решения направлены на максимально эффективное и быстрое сгорание заряда топлива во фронте пламени, полноту сгорания от искры, замедление окислительных процессов, в результате которых происходит неконтролируемое воспламенение.
Необходимо добавить, что в целях противодействия детонации могут быть увеличены обороты двигателя, в результате чего сокращается время на протекание окислительных реакций и снижается вероятность самовоспламенения топливно-воздушной смеси.
Еще одним инженерным решением выступает турбулизация. Потоки смеси в камере сгорания благодаря конструктивным особенностям получают определенное вращение, фронт пламени от искры распространяется быстрее. Также противостоять детонации помогает уменьшение того расстояния, которое проходит фронт пламени. Для сокращения пути цилиндр может быть выполнен с меньшим диаметром, а также возможна установка еще одной свечи зажигания.
Отдельно стоит отметить форкамерно-факельное зажигание, которое в свое время было призвано эффективно бороться с детонацией. Моторы с форкамерой конструктивно предусматривают наличие двух камер: предкамеру и основную камеру. Принцип работы состоит в том, что в малой камере создается обогащенная смесь, а в основной находится обедненная. После воспламенения смеси в предкамере фронт пламени воспламеняет смесь в основной камере, исключая возможность детонации.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое форкамерный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции и принципах работы предкамерных моторов.На современных моторах детонации активно противостоит электроника. Появление микропроцессорных блоков управления двигателем (ЭБУ) позволило в автоматическом режиме изменять угол опережения зажигания (УОЗ) на основании показаний от датчиков, а также динамично вносить коррективы в состав горючей смеси.
Детонация двигателя при выключении зажигания
Достаточно распространенным явлением во время эксплуатации бензиновых и дизельных ДВС является то, что детонация двигателя проявляется уже после выключения зажигания. Двигатель в этом случае дергается, так как коленвал успевает сделать еще несколько оборотов.
Такая детонация двигателя после выключения зажигания может быть вызвана двумя явлениями:
В первом случае, который характерен для бензиновых агрегатов, имеет место кратковременная или продолжительная работа мотора в результате повышения степени сжатия или использования несоответствующего по детонационной стойкости топлива, что приводит к самостоятельному воспламенению топливно-воздушной смеси. Во втором случае горючее в цилиндрах может самопроизвольно воспламеняться после выключения зажигания от контакта с раскаленными поверхностями или тлеющим слоем нагара в камере сгорания.
Детонация двигателя и возможные последствия
Как уже было сказано выше, от разрушительных нагрузок в результате постоянной детонации быстро выходит из строя кривошипно-шатунный механизм, ГБЦ, другие в большей или меньшей степени нагруженные элементы и узлы двигателя. Ударная волна от взрыва детонирующего топливного заряда с высокой скоростью ударяет по стенкам цилиндров, разрушает масляную защитную пленку на трущихся парах.
Также детонация вызывает нарушение процесса теплоотдачи от раскаленных газов, которые перегревают цилиндры. Возникающий локальный или общий перегрев двигателя уничтожает кромку поршня, которая попросту выкрашивается или плавится под воздействием запредельно высоких температур. Рост температуры вызывает прогар прокладки головки блока, разрушение стенок цилиндров, прогар клапанов ГРМ, быстро приходят в негодность свечи зажигания и т.д. Закономерным итогом становится то, что ударные и термические нагрузки, возникающие при детонации, значительно повышают общий износ двигателя и сокращают его моторесурс.
Читайте также
krutimotor.ru
Детонация двигателя при разгоне форд фокус 2
Форд фокус 2 детонация при разгоне
Почему может быть детонация при разгоне? Многие из нас наверняка слышали характерный неприятный цокот пальцев при трогание на светофоре, либо при ускорении. Очень часто детонация слышна в пробках, особенно в жаркую погоду. Давайте попробуем разобраться, что же происходит в моторе в этот момент, и чем это чревато для вашего двигателя.
Во время подъема поршня внутри цилиндра в камеру сгорания подается топливовоздушная смесь. Когда поршень достигает верхней точки, давление в камере сгорания повышается, подается искра и происходит воспламенение. Во время этого процесса продукты горения давят поршень вниз, в этом и заключается нормальная работа двигателя. Если на стандартных моторах компрессия составляет 14 атмосфер, то во время взрыва давление на краях поршня повышается до 50-60 атмосфер.
При обычной работе двигателя скорость воспламенения топливовоздушной смеси составляет 20-30 метрах в секунду. Скорость горения при детонации будет достигать от 1000 до 2300 метрах в секунду. Эта скорость несопоставима нормальной работе двигателя, для сравнения, например, начальная скорость выстрела автомата Калашникова составляет 700-900 метров в секунду. Время самого импульса детонации очень короткое и ничего кроме разрушения с собой не несет, а вот разрушения могут быть серьезные. В первую очередь прогорает прокладка головки блока цилиндров, прогорает поршень и так же клапана.
Детонация ДВС причины
Давайте рассмотрим три основные причины возникновения детонации.
Первое, это состав топливо воздушной смеси . Если смесь бедная, это, безусловно, приведет к детонации и причин тому может быть множество. К примеру, это может быть забит топливный фильтр, или же подсос воздуха. Но детонация может быть и при богатой смеси, бензин попросту не успевает сгорать весь в камере сгорания. Причиной могу быть топливные форсунки, кислородные датчики и т.д.
Второе, это угол опережения зажигания . Во время подъема поршня в камере сгорания искра подается чуть раньше, и получается что поршень врезается в продукты горения. Причиной тому могут быть не правильно выставленные метки ГРМ, либо растянутая цепь и т.д.
xn—-7sbgz2air6b.xn--p1ai
Детонация двигателя – признаки, причины, способы устранения + видео » АвтоНоватор
Многие водители уже знают, что такое детонация двигателя при выключении, причины этого явления могут быть самыми разными. Но все же дадим определение этому понятию. Детонация – это своеобразная ударная волна, образованная самовоспламенившимся топливом еще до момента критических условий для естественного возгорания горючей смеси, то есть до прихода искры от свечи зажигания или до достижения нужного давления (в дизелях).
Детонация двигателя – устанавливаем причины
Одной из причин ее демонстрации является слишком раннее зажигание, что можно определить по характерному звонкому стуку в двигателе. Возникает он в результате преждевременного воспламенения горючей смеси. При правильной установке угла опережения зажигания смесь воспламеняется немного, не доходя до верхней мертвой точки (2-3 градуса). То есть начало вспышки происходит тогда, когда поршень еще не закончил восходящее движение, а завершается в момент начала возврата в нижнюю мертвую точку. Если же воспламенение происходит слишком рано, то возникает обратный удар, что и вызывает неприятный звук детонации двигателя. Еще одна причина детонации – это применение топлива с более низким октановым числом, чем предусмотрено правилами эксплуатации данного автомобиля. К чему это приводит? В результате использования низкооктанового топлива в камере сгорания происходит образования нагара (сажи), а это приводит к критическим последствиям. Многие водители сталкивались с тем, что после выключения зажигания двигатель не останавливается, а продолжает работать рывками, издавая неприятный звон. В такие моменты раскаленный нагар фактически играет роль свечи зажигания. Воспламенение топливной смеси происходит хаотично.
В некоторых случаях в результате сильной детонации кривошипно-шатунный механизм двигателя начинает вращаться в обратную сторону, что может привести к его поломке.
Звук детонации двигателя – стоит ли обращать внимание на дефект?
К чему приводит сильная детонация двигателя, признаки которой изложены выше?
- Во-первых, существенно падает мощность мотора и происходит интенсивный износ деталей кривошипно-шатунного механизма.
- Во-вторых, в результате этих негативных процессов двигатель сильно перегревается, что приводит к разрушению поршней и поверхности цилиндров.
- В-третьих, если не устранить причину детонации, может прогореть прокладка под головкой цилиндров.
Иногда для увеличения крутящего момента повышают угол опережения зажигания, что является одной из самых распространенных причин возникновения детонации. Существенно увеличивается риск ее появления, если осуществлялось самостоятельное и неоправданное изменение заводских регулировок для соотношения в горючей смеси топлива и воздуха (обедненная смесь).
Как устранить детонацию двигателя – полезные советы
Естественно, мы должны посоветовать, как устранить детонацию двигателя, приступим.
- Детонация не возникает на пустом месте. Если до заправки двигатель работал, как часы, а после нее стал детонировать, то причина может быть в топливе, которое необходимо слить и заправить автомобиль качественным бензином (соляркой).
- При продолжительной эксплуатации автомобиля без существенных нагрузок возможно образование нагара в цилиндрах, что вызывает увеличение степени сжатия и снижение эффективности отвода тепла. Существует простой способ решения этой проблемы. Рекомендуется раз в несколько дней давать двигателю максимальную нагрузку, то есть разогнать автомобиль до максимальной скорости буквально на пару минут. Только не стоит этого делать в условиях плотного потока городского транспорта.
- Иногда детонация дизельного двигателя сопровождается черным или зеленоватым выхлопом. Это говорит о том, что в цилиндрах произошло разрушение поршней, и через выхлопную трубу вылетают частицы алюминия. В этом случае простыми регулировками уже ничего не исправить. Потребуется замена поршневой группы.
- Небольшая детонация при запуске двигателя может возникать в результате нарушения работы свеч зажигания. На дизельном моторе это происходит, если запала игла форсунки. В первом случае ничего не стоит просто заменить неисправные свечи, а вот во втором – не обойтись без посещения СТО.
carnovato.ru
Причины и признаки детонации двигателя
Опытные автовладельцы знакомы с детонацией в двигателе. Она появляется как в бензиновых двигателях, так и в дизельных. Этот процесс может вызвать серьёзные нарушения в работе силового агрегата, поэтому отслеживать её крайне важно. Ниже узнаем причины возникновения детонации и пути устранения, разберёмся, что это такое.
Что это такое
Детонация двигателя – это неконтролируемое возгорание горючей смеси в камере сгорания. Этот процесс самопроизвольный и приводит к возникновению ударной волны, действующей на стенки цилиндра и поршневую группу. Возрастает нагрузка и на коленчатый вал, шатуны и вкладыши.
При самопроизвольном возгорании топливной смеси происходит взрыв, который отрицательно влияет на детали силового агрегара
В дизельном двигателе детонация возникает в случае неправильного впрыска дизтоплива. При уменьшении объёма температура поднимается. Её значение намного превышает температуру возгорания топливной смеси. Если сделать преждевременный впрыск, то топливо взорвётся до того, как поршень поднимется до верхней мёртвой точки.
Видео детонации двигателя
Как выглядит детонация в автомобильном двигателе, показано на видео:
Признаки
Детонацию различают по таким признакам:
Для чего используют датчик детонации
Для контроля за опасной детонацией современный автомобиль оснащён датчиком. Он расположен на блоке силового агрегата. Каково же влияние датчика на работу двигателя? Его задача – преобразовывать энергию механических колебаний в электрические сигналы. В корпусе размещена пьезоэлектрическая пластина. Она выдаёт напряжение, пропорциональное амплитуде колебаний.
Показания датчика детонации позволяют регулировать состав горючей смеси и углы фаз зажигания
Датчик – это акселерометр, который постоянно отсылает в электронный блок управления двигателем (ЭБУ) импульсы. После обработки сигналов блок даёт команды для изменения состава смеси воздух-топливо либо смещения фазовых углов зажигания.
Если датчик вышел из строя, то ЭБУ не в силах полноценно контролировать работу двигателя и выставляет заведомо позднее зажигание. Такое решение позволяет перевести силовой агрегат в щадящий режим, но потребление топлива возрастает в 1,5–2 раза, а мощность резко падает.
Причины возникновения
Чаще всего детонация выражается при выключении зажигания (глушении) и на холостых оборотах. Разберёмся, какие причины могут привести к тому, что двигатель детонирует.
- Использование бензина с октановым числом ниже, чем предписывает производитель. Низкооктановое топливо подходит для старых автомобилей, степень сжатия в двигателях которых намного меньше. Современные силовые агрегаты требуют качественного топлива.
- Раннее зажигание. В некоторых автомобиля есть возможность выставления углов зажигания. Установка раннего срабатывания свечей приводит к лучшему управлению дроссельной заслонки, но, с другой стороны, становится причиной детонации. Выставляя преждевременное воспламенение смеси, моторист провоцирует возникновение ударной волны. Она действует на поршень, который двигается к верхней мёртвой точке, замедляя его. Двигатель сильно перегревается и быстро выходит из строя.
- Бедная горючая смесь. Отдельные любители экспериментов специально повышают содержание воздуха и уменьшают количество бензина. Этим они добиваются увеличение мощности двигателя. Обеднённая смесь также получается в результате неправильной регулировки силового агрегата. Бедная горючая смесь – третья распространённая причина неконтролируемого возгорания.
- Нагар в камере сгорания. Отложения на стенках приводят к уменьшению объёма камеры и повышению температуры блока цилиндров. Такие условия увеличивают вероятность детонации. Нагар появляется после использования топлива низкого качества.
- Свечи зажигания. Причина детонации двигателя – это ошибочно подобранные свечи.
Варианты решения
- Заправляйте автомобиль топливом на проверенных автозаправках.
- Не покупайте дизельное топливо с рук.
- Для устранения причин используйте свечи, которые рекомендует производитель транспортного средства. Приобретайте свечи зажигания, предписанные технической документацией на авто.
- Не экспериментируйте с установкой углов зажигания. Такие манипуляции чреваты быстрым износом двигателя.
- После ремонта мотора тщательно проведите регулировки системы подачи топлива и зажигания.
Последствия на фото
Ниже приведена подборка фотографий, показывающая последствия самопроизвольного возгорания в бензиновых и дизельных двигателях. Чаще всего прогорает днище поршня и клапанов.
- Детонация двигателя способна сжечь свечи зажигания
- Самопроизвольное воспламенение выжигает внусные и выпускные клапана
- Детонация убивает двигатель внутреннего сгорания
- В первую очередь детонация действует на поршневую группу
Детонация опасна для всех типов двигателя. Плохое топливо – вот главный виновник её появления. При первых признаках постарайтесь побыстрее устранить причины, вызывающие неконтролируемое воспламенение горючей смеси. Игнорирование проблемы приведёт к дорогому ремонту силового агрегата.
Давайте знакомиться, меня зовут Дмитрий Кузнецов. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!motorltd.ru