Содержание

Детонация двигателя: причины появления и способы устранения — Autodromo

Содержание

Что такое детонация двигателя внутреннего сгорания

Детонация двигателя явление не из приятных. Причины детонации мы разберем в конце статьи, а сначала давайте разберемся в том, что такое детонация, и что при ней происходит с двигателем.

Нормальное сгорание топлива в цилиндре, это химическое взаимодействие, протекающее в смеси паров бензина с воздухом. Для того чтобы процесс начался, мало просто перемешать горючее с воздухом в нужной пропорции, этому веществу необходимо еще дать необходимую энергию.

В дизельных двигателях для этого создается очень высокое давление на горючую смесь и температура в конце такта сжатия способствует воспламенению топлива. В бензиновых моторах смесь необходимо поджечь искрой, которая создается при помощи автомобильной свечи. Сформировавшееся пламя распространяется от электродов автомобильной свечи к стенкам всей камеры сгорания.

Пока фронт пламени идет от свечи зажигания к дальним зонам камеры сгорания, может произойти ее самовоспламенение до прихода огня. Несомненно, из-за этого возникает слабая ударная волна, которая встречает на своем пути подготовленное к воспламенению топливо.

От сжатия горючая смесь тут же воспламеняется. Проще говоря, эта волна и есть детонация, скорость ее распространения в цилиндре двигателя достигает порядка 1000 м/с. Это в несколько раз быстрее обыкновенного фронта огня. При этом вы можете слышать металлический звук.

Это явление проявляется, как правило, при средних и больших оборотах мотора. Слабая и кратковременная нагрузка не оказывает серьезного вредного воздействия. Кроме того, чем ближе обстоятельства сгорания в моторе к детонации, тем выше его КПД.

В дизельных двигателях уровень сжатия намного выше, от чего топливо нагревается до пятисот градусов, и самовоспламеняется без помощи искры. В бензиновых моторах уровень сжатия намного меньше, соответственно, и температура в цилиндрах ниже. Кроме того, способность самовозгораться у бензина ниже, чем у дизельного горючего.

Последствия детонации двигателя

Сильная детонация губительно действует на детали камеры сгорания. По сути, детонация — это взрыв, и несложно догадаться, что вследствие этого происходит механическое разрушение деталей двигателя.

При длительной и сильной детонации может быть испорчен и поршень, и шатун, другие элементы КШМ. Так же негативному воздействию подвергаются клапаны и другие элементы ГРМ. И конечно же цилиндры подвергаются сильнейшему негативному воздействию.

Детонация двигателя при выключении

После того как выключили зажигание, мотор автомобиля может временами продолжать работать, то есть «дергается». Частота вращательных движений коленчатого вала то увеличивается, то уменьшается. И происходящее в камере сгорания напоминает процесс самовозгорания топлива в дизельном двигателе. Это явление называется «дизелинг». Не нужно его путать с детонацией, это другое явление и ничего общего с детонацией не имеет.

Дизелинг появляется при некорректной регулировке холостого хода. В случае если система загрязнена и смесь обогащают принудительным способом, путем закручивания винта количества. Свыше меры приоткрывают заслонку первой камеры, при этом получается, что всегда работает главная дозирующая система. Это так же может служить причиной детонации на холостых оборотах.

Причины возникновения детонации в двигателе

Причиной детонации в современных двигателях, включая ВАЗ, чаще всего является низкое качество топлива и количество примесей в нем. Прежде чем ехать в сервис попробуйте сменить заправку. Если детонация не исчезнет, то необходимо проверить работу топливной системы с помощью компьютерной диагностики. Так же необходимо обратиться в сервис в том случае, если детонация сильная.

Помимо низкого качества топлива причиной детонации может стать:

  • низкое октановое число используемого топлива
  • грязный топливный фильтр
  • плохо работающие форсунки
  • неполадки в работе топливного насоса
  • неисправный кислородный датчик
  • использование неподходящих свечей зажигания
  • неисправность системы охлаждения двигателя
  • неисправность блока управления работой двигателя

То есть причин много, но большинство из них можно определить только лишь с помощью специального диагностического оборудования.

Что делать, если двигатель детонирует?

Детонация, как правило, возникает при определенных режимах работы двигателя, характеризующихся высокими оборотами двигателя и повышенной нагрузкой.

Это может быть резкий старт с места, движение в гору, движение с полной загрузкой и т.д.

Для борьбы с детонацией в современных двигателях используется специальный датчик, который так и называется датчик детонации. Он отслеживает параметры работы двигателя, и в случае появления детонации изменяет режим работы двигателя за счет изменения состава топливной смеси и параметров угла опережения зажигания.

Однако, если во время движения вы заметили, что двигатель детонирует, то первым делом необходимо изменить стиль вождения. Как можно плавнее нажимая на педаль газа старайтесь так же плавно трогаться, снизьте скорость движения, преодолевайте подъемы на пониженной (по сравнению с обычным режимом) передаче.

При первой же возможности залейте в бак гарантировано хороший бензин, купленный на официальной заправке того же Лукойла или BP. Если детонация не прекратится, то езжайте в сервис на диагностику.

общее понятие, признаки и причины

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

… о детонации двигателя

Детонация двигателя автомобиля — это последствия ошибочной настройки системы зажигания или использования горючего с пониженным октановым числом.

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).

… о длительной детонации

Процесс является неконтролируемым и способен разрушать камеры сгорания, днища поршней или перегородки между кольцами.

Топливо с неподходящим октановым числом или низкого качества

Если по ошибке в бензобак залить топливо, которое имеет показатели октанового числа менее рекомендованных производителем автомобиля значений, то практически со 100% гарантией можно ожидать детонационных проявлений внутри цилиндра.

Некачественный бензин может воспламеняться при меньшей степени сжатия, чем возникающей внутри цилиндра, вызывая детонацию топлива.

Чтобы обезопасить себя от такого опасного явления, как детонация двигателя, следует четко придерживаться рекомендаций производителя авто в отношении применяемых сортов топлива, посещать только заслуживающие доверия заправки и не хранить бензин в топливном баке более одного года (перед использованием автомобиля после длительного простоя рекомендуется слить горючее).

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.

… о детонации в дизельных двигателях

Причиной является неправильная регулировка момента начала впрыска солярки, применение некачественного горючего.

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.

… о предупреждении детонации

Контроллер инжекторного мотора способен снизить вероятность детонации корректировкой опережения зажигания и фаз газораспределения (при наличии системы поворота распределительных валов).

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

… о причинах детонации

Детонацию может вызвать некорректная прошивка, установленная в блоке управления двигателем.

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

… о причинах детонации в карбюраторных двигателях

Владельцы машин с карбюратором стремятся сократить расход бензина путем обеднения топливной смеси, что приводит к некорректному сгоранию.

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.

… о причинах детонации

Силовые агрегаты с повышенной литровой мощностью (например, с нагнетателем) отличаются увеличенным давлением рабочей смеси на впуске в цилиндр. При использовании некачественного топлива или нарушении условий охлаждения возрастает риск детонации.

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.

Как клеить карбоновую пленку на детали автомобиля своими руками

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

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

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

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

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

Причины, которые часто путают с детонацией двигателя

… о причинах детонации

Двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием способны работать некоторое время после отключения зажигания.

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.

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 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.

Корректировка работы двигателя при помощи электронного управления

Электронный блок управления (ЭБУ), установленный в автомобилях с инжекторным двигателем, регулирует параметры топливной смеси. При помощи ЭБУ производится коррекция угла опережения зажигания с вынужденным снижением объема впрыскиваемой топливной смеси.

Причины детонации частично исчезают, но в результате подобного регулирования мощность силового агрегата существенно снижается. При высоком уровне засоренности форсунок ЭБУ не всегда может осуществлять компенсирующие функции.

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.

… о работе датчика детонации

Контроллер корректирует момент опережения зажигания, состав топливной смеси либо изменяет положение распределительных валов, что позволяет сократить продолжительность и полностью устраняет детонацию.

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.

Признаки

Детонацию различают по таким признакам:

  • появление металлического стука;
  • резкое увеличение расхода топлива;
  • повышение температуры силового агрегата;
  • падение мощности двигателя;
  • чёрный дым из выхлопной.

Что такое стук в двигателе и его последствия

Мы снова здесь, с еще одним постом, посвященным автомобильным технологиям. Цель этих статей — простыми словами поделиться знаниями об автомобильных технологиях, чтобы вы получили четкое представление о том, как тот или иной компонент или технология двигателя работает в автомобиле. Именно поэтому мы выбираем самые сложные, но актуальные темы и упрощаем для всеобщего понимания. Тема, которую мы выбрали сегодня, связана с бензиновыми силовыми агрегатами и представляет собой очень распространенное явление, называемое детонацией. Итак, что стучит? Как это вызвано? Каковы его последствия и как мы можем предотвратить это? Вот некоторые из вопросов, вокруг которых будет вращаться наша статья. Итак, давайте углубимся в это.

Также читайте: Типы зажигания – искровое, компрессионное HCCI и SPCCI зажигание!

Момент зажигания двигателя

В некоторых предыдущих технических статьях мы узнали, что двигатель имеет четыре такта. В бензиновых двигателях непосредственно перед окончанием такта сжатия свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, сжатую внутри цилиндра двигателя. После воспламенения происходит взрыв энергии. Это результат преобразования химической энергии бензина в механическую энергию, которая заставляет автомобиль двигаться. Взрыв оказывает давление на поршень, заставляя его двигаться вниз. Это также называется рабочим ходом.

Также читайте: Типы настроек подвески — стойки Макферсона, двойные поперечные рычаги и листовые рессоры!

Возможно, это самый важный такт в цикле сгорания. В зависимости от того, насколько хорошо происходит сгорание, на него влияют все факторы. Сюда входят выбросы, выходная мощность и крутящий момент, расход топлива и безопасность двигателя и его компонентов. Таким образом, момент зажигания имеет первостепенное значение. Время контролируется ECU (блоком управления двигателем) автомобиля, который посылает сигналы для выполнения необходимых операций. Он получает данные от различных датчиков и анализирует, чего хочет водитель от углов поворота рулевого колеса, скорости автомобиля и дроссельной заслонки. Соответственно, он регулирует и изменяет подачу воздуха/топлива или определяет момент зажигания и выполняет множество таких важных задач. Его также называют мозгом автомобиля.

Это означает, что для каждой ситуации, в которой находится автомобиль, существует определенное время, когда свеча зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь внутри цилиндра двигателя. Каждая отдельная точка воспламенения имеет разные последствия с точки зрения производительности двигателя (мощности и крутящего момента), эффективности и выбросов.

Читайте также: Что такое каталитические нейтрализаторы? Как они снижают выбросы?

Стук в двигателе

В идеале, чем раньше зажигание, тем больше выходная мощность и крутящий момент. Это означает лучшую производительность. Вот почему все новые технологии направлены на увеличение момента зажигания, чтобы увеличить мощность и повысить производительность. Если воспламенение происходит поздно, это означает, что поршень уже может начать двигаться вниз, и эффект сгорания будет не таким эффективным. Это означает, что эффективность пострадает, и много работы и энергии, произведенной при сжигании топлива, будут потрачены впустую. Вот почему должен быть баланс между ними. Другой аспект — когда температура и давление внутри цилиндра становятся слишком высокими только из-за сжатия. Тогда воздушно-топливная смесь может загореться автоматически еще до того, как свеча зажигания воспламенит смесь. Это то, что называется стуком двигателя. Когда смесь преждевременно воспламеняется в некоторых карманах цилиндра из-за высокой температуры и давления. Это нежелательный взрыв воздушно-топливной смеси, который может привести к серьезному повреждению компонентов двигателя. Это определенно повлияет на эффективность двигателя и может привести к повреждению поршней. Вот почему ECU играет важную роль в регулировке момента зажигания таким образом, чтобы обеспечить производительность, эффективность и выбросы.

Также читайте: Как изменение фаз газораспределения влияет на производительность и эффективность?

Как предотвратить детонацию двигателя?

Современные двигатели имеют массу электронных компонентов. Одним из них является датчик детонации. Самопроизвольные автоматические взрывы в различных частях цилиндра вызывают необычный шум, который могут уловить датчики. Есть несколько способов предотвратить детонацию двигателей. Давайте подробно рассмотрим некоторые из них.

Задержка опережения зажигания

Как только датчик детонации получает сигнал о начале детонации в цилиндре, он отправляет сигнал в ЭБУ. ЭБУ дает команду свече зажигания отсрочить момент зажигания. Таким образом, воспламенение происходит на более поздней стадии и избегают высокого давления и температуры. Надо понимать, что все эти функции происходят за миллисекунды благодаря электронному управлению. Таким образом, цикл сгорания продолжается, и стук исчезает с помощью самокорректирующего механизма ЭБУ.

Читайте также: Что такое переназначение, калибровка и настройка двигателя? Стоит ли переоформлять свой автомобиль?

Высокооктановое топливо

Вы, должно быть, слышали о высокооктановом топливе и задавались вопросом, в чем смысл дополнительных расходов на топливо премиум-класса. Что ж, причина здесь. Высокооктановое топливо относится к топливу, которое более устойчиво к детонации двигателя. Это означает, что он не легко воспламеняется и высокая температура и давление. Это чрезвычайно важное свойство бензина, что он должен воспламеняться только от свечи зажигания. Использование детонационно стойкого топлива гарантирует, что даже при опережении опережения зажигания воздушно-топливная смесь не сгорит так легко.

Читайте также: Типы сцеплений – мокрые, сухие, однодисковые и многодисковые – плюсы и минусы!

Уменьшение степени сжатия

Этот метод несколько противоречит здравому смыслу, поскольку степень сжатия прямо пропорциональна КПД и производительности двигателя внутреннего сгорания. Чем выше степень сжатия, тем эффективнее двигатель и тем выше его производительность. Но более высокая степень сжатия также делает двигатель уязвимым для детонации. Это неотъемлемая характеристика стука. Именно поэтому роль ЭБУ в определении точного угла опережения зажигания во всем диапазоне работы двигателя так важна и сложна без электронного управления. OEM-производители обычно имеют идеальный баланс момента зажигания для топлива с определенным октановым числом, когда двигатель работает хорошо, эффективен и избегает детонации двигателя.

Также читайте: Типы турбокомпрессоров – VGT, Twin-Scroll, Twin-Turbo, Sequential Turbo, E-Turbo!

Низкая температура цилиндра

Известно, что самовоспламенение топливовоздушной смеси внутри цилиндра происходит из-за повышения температуры. Поэтому становится чрезвычайно важным не допускать слишком сильного повышения температуры внутри цилиндра. Это означает, что должно иметь место надлежащее охлаждение вокруг цилиндра. Стенки цилиндра не должны оставаться горячими, иначе топливовоздушная смесь может детонировать при соприкосновении с горячими стенками цилиндра. Кроме того, всасываемый воздух должен быть прохладным, что обычно обеспечивается воздушным охладителем в более крупных двигателях.

Читайте также: Что такое прямой впрыск бензина? Почему это актуально в современных автомобилях?

Все эти факторы могут контролировать самовоспламенение внутри цилиндра, что предотвращает детонацию. Крайне важно предотвратить это, чтобы защитить компоненты двигателя и обеспечить долгий срок службы механических компонентов двигателя. Кроме того, для обеспечения эффективной работы двигателя необходимо любой ценой избегать детонации.

Мы надеемся, что концепция стука в двигателе понятна вам из этого поста. Мы найдем еще одну важную тему для следующего выпуска статьи об автомобильных технологиях. А пока следите за обновлениями Car Blog India и всеми темами, посвященными автомобильным технологиям.

Источник изображения: Selimlawrence.wordpress

Присоединяйтесь к нашему официальному каналу Telegram, чтобы получать последние бесплатные обновления, и следите за нами в Новостях Google здесь.

Тук-тук? Объяснение детонации двигателя — 27WON Performance

Стук — одно из, если не самое страшное, слово, которое мы, любители Honda/Acura, слышим в разговоре. Вы слышите такие вещи, как «мои счетчики детонации слишком высоки» или «мой контроль детонации» вне диапазона.

Но что такое стук? Как это работает на вашем Civic 10-го или 11-го поколения? Что вызывает это?

Мы видели тонны и тонны дезинформации и встревоженных душ по этой теме в Интернете, поэтому сегодня мы собираемся поделиться некоторыми знаниями. Мы объясним, что такое детонация, чем она вызвана и, самое главное, как она проявляется в вашем семействе двигателей L15 или K20.

СТУК, что это такое, а что нет?

Прежде чем мы углубимся в логику, которую ваша последняя модель Civic, Accord, CRV и т. д. использует для измерения детонации, нам сначала нужно определить термин.

«Стук в двигателе» или «Детонация», как его иногда называют, представляет собой неконтролируемое расширение воздушно-топливной смеси, которое происходит

после основного события сгорания, которое, в свою очередь, создает «второй» фронт пламени внутри вашего цилиндра.

Здесь следует отметить ключевое слово после , потому что существует еще одно средство неконтролируемого взрыва, которое может произойти до основного сгорания и которое известно как «преждевременное зажигание». Не путайте эти две вещи. Эти два термина часто используются взаимозаменяемо, поскольку они тесно связаны, но важно отметить, что они являются результатом двух разных событий в камере сгорания. Предварительное зажигание — это отдельная тема, и ради упрощения этой технической статьи мы не будем о ней говорить. Только помните, что «Стук» происходит после того, как свеча зажигания уже разрядилась . Еще одна ключевая фраза, упомянутая выше, — фронт пламени.

Фронт пламени — это передняя кромка/область пространства, где происходит фактическое горение.

Обратите внимание, мы называем искровое событие «возгоранием», а не «взрывом», потому что искровое событие, если все сделано правильно, вовсе не является взрывом, а скорее плавным и контролируемым горением. Это также важное различие, которое следует учитывать, когда мы говорим о двигателях и процессе сгорания. Все, что происходит внутри наших цилиндров, — приятный и контролируемый процесс, а не такой бурный и взрывной, как вы могли бы подумать.

Изображение предоставлено Bosch

Чтобы газовый двигатель работал правильно, нужное количество воздуха должно смешаться с нужным количеством топлива и воспламениться от свечи зажигания в нужное время, чтобы создать «контролируемое» сгорание. Если какой-либо из этих трех критических компонентов не работает, наш двигатель может работать с пониженной мощностью, работать плохо или вообще не работать, а в худшем случае серьезно повредить себя. Использование качественных деталей, хорошее техническое обслуживание и хорошо выполненные настройки двигателя гарантируют, что наш двигатель будет работать так, как задумано.

Процесс сгорания 

Чтобы лучше понять сценарий детонации, мы опишем два примера правильно работающего двигателя. У первого стука нет, у второго стук в двигателе есть. Это простое объяснение процесса сгорания, дающее контекст для стука и его понимания, но не полное объяснение всех аспектов процесса, так как это может занять отдельную техническую статью. Эти примеры будут описаны применительно к эксплуатации вашего автомобиля Honda Civic 2016+ года выпуска, оснащенного непосредственным впрыском и наддувом (турбокомпрессором).

Изображение предоставлено

Сгорание Без детонации

Во время такта впуска, когда поршень перемещается по каналу, двигатель всасывает промежуточный охлажденный воздух с наддувом через впускной коллектор. Этот воздух имеет определенную температуру и плотность, которые меняются в зависимости от различных условий. Сами значения в этом примере не имеют значения, просто знайте, что наша цель всегда состоит в том, чтобы подавать в наш двигатель самый холодный и плотный воздух, чтобы дать нам максимальный потенциал мощности.

Как только поршень достигает нижней части отверстия цилиндра, он начинает двигаться обратно вверх, чтобы начать такт сжатия. Именно в это время топливная форсунка открывается и впускает определенное количество топлива в соответствии с командой PCM (ECU, настройка, компьютер и т. д.). Точное время и продолжительность открытия форсунки определяются картой двигателя, которая учитывает заданные обороты, положение дроссельной заслонки и другие факторы.

Когда поршень движется вверх по отверстию цилиндра, воздух и топливо начинают смешиваться и готовятся к воздействию свечи зажигания. В какой-то момент, прежде чем поршень достигнет ВМТ (верхней мертвой точки), свеча зажигания разряжается, посылая искру для воспламенения смеси и начала сгорания. Это быстрое, но контролируемое воспламенение создает фронт пламени, который проходит через камеру сгорания и воспламеняет все воздушно-топливные частицы. Это «контролируемое сжигание» приводит к контролируемому повышению давления в головке цилиндра, и это давление воздействует на верхнюю часть нашего поршня, что в конечном итоге приводит к вращению наших шин.

В большинстве современных двигателей цель состоит в том, чтобы максимальное давление в головке цилиндра возникало примерно через 14-18 градусов после верхней мертвой точки, так как это точка, в которой наш двигатель имеет наибольшую способность выполнять работу. Давление в головке цилиндра в это время может составлять от 1000 до 2000 фунтов на квадратный дюйм!

Если наша топливно-воздушная смесь правильная и угол опережения зажигания максимальный, то есть один фронт пламени, который завершает сгорание и, в свою очередь, дает нам безопасное и линейное увеличение давления в головке цилиндра, которое находится в пределах допустимого диапазона.

двигатель выдержит. Опять же, важная часть заключается в том, что происходит одно полное и контролируемое горение, а не взрыв.

Сгорание С детонацией

Теперь давайте рассмотрим пример, когда в двигателе присутствует детонация. Процесс начинается точно так же с такта впуска, такта сжатия и воспламенения. Разница в том, что происходит после того, как наша свеча зажигания погасла и воспламенила воздушно-топливную смесь.

В случае наличия детонации происходит второе сгорание в канале цилиндра, который не был инициирован искровым событием. Это непреднамеренное возгорание создает второй фронт пламени. Когда газы в цилиндре расширяются, эти два фронта пламени сталкиваются с силой и взрывом, что приводит к резкому увеличению давления в головке цилиндра.

Это резкое увеличение давления в головке цилиндра создает громкий и слышимый металлический шум, который вы часто можете услышать.

Этот звук — стук. Ваш двигатель оснащен датчиком детонации. Думайте об этом как о стетоскопе для вашего двигателя.

Поскольку сталкиваются два фронта пламени, контролируемое горение больше не происходит, и в этой ситуации создаваемое экстремальное давление в головке цилиндра превышает то, на что рассчитаны физические компоненты нашего двигателя.

Из-за экстремального давления и высокой температуры в худшем случае можно расплавить поршни, погнуть шатуны и нанести серьезный ущерб. К счастью для нас, большая часть детонации обнаруживается датчиком, и PCM настраивается, чтобы предотвратить повреждение. В большинстве современных автомобилей PCM будет либо добавлять топливо, уменьшать синхронизацию, уменьшать наддув или комбинировать все три, чтобы остановить детонацию.

Что вызывает стук  

Теперь, когда мы знаем, что такое стук, давайте посмотрим, что вызывает стук.

Posted inДвигатель