Это провоцирует появление слабой ударной волны. В результате сжатия смесь воспламеняется. Зачастую при детонации двигателя слышен хлопок и отчётливый металлический звук. Проявляется детонация мотора автомобиля при его работе на средних или малых оборотах.

Чем опасна детонация двигателя?

Частая детонация мотора опасна преждевременным износом его составных элементов. В первую очередь страдает камера сгорания. Детонация по своей сути представляет собой небольшой взрыв в результате которого металлические элементы камеры начинают разрушаться.

Если детонация мотора частое явление могут кроме камеры сгорания пострадать: шатун, поршень, картер и прочие элементы кривошипно-шатунного механизма.

Детонация при выключении двигателя

Явление, возникающее при выключении зажигания. Мотор автомобиля при глушении некоторое время продолжает работать сильно вибрируя. Вращение коленчатого вала происходит с различно частотой.

Этот вид детонации возникает по причине неправильной регулировке холостого хода двигателя.

Основные причины детонации

Главная причина появления детонации мотора на протяжении ряда лет остаётся неизменной – это низкое качество топлива. При появлении первых признаков детонации специалисты рекомендуют поменять место заправки машины. Если это не помогает необходимо обратиться к специалистам для проведения комплексной компьютерной диагностики.

Сегодня можно выделить следующие причины детонации мотора машины:

1. Низкое качество бензина
2. Загрязнённый топливный фильтр
3. Низкое октановое число топлива
4. Неисправность топливного насоса
5. Неисправность форсунок
6. Неисправность датчика кислорода
7. Неисправность свечей зажигания
8. Неисправность блока управления

Что нужно делать при детонации двигателя?

Возникает детонация мотора машины только при определённых режимах силового агрегата и характеризуется высокими оборотами. Для предотвращения этого вредного явления устанавливается специальный датчик.

Его задача заключается в непрерывном мониторинге работы мотора и при появлении первых признаков детонации изменить состав смеси для предотвращения возникновения опасного явления.

Датчик детонации двигателя

В карбюраторных моторах для предотвращения детонации вручную проворачивают трамблёр, что несколько отодвигает момент зажигания. В современных бензиновых агрегатах откорректировать угол опережения вручную нельзя, поскольку за это отвечает электроника.

С целью предотвращения детонации между вторым и третьим цилиндром на блоке предусмотрен датчик, используемый как устройство контроля, работающее на основе пьезоэффекта. Во избежание ложных сигналов настроен он на восприятие шумов в диапазоне 25-75 Гц.

Срединное положение датчика на блоке разрешает осуществлять высокоточную отладку работы всех цилиндров. Место для него определено дислокацией наиболее разогреваемой камеры сгорания, от которой и начинается распространение детонационного сгорания. Будь то двигатель поперечного или продольного положения датчик устанавливается немного ниже впускного коллектора и работает следующим образом:

• механические импульсы создают напряжение на пьезоэлектрическом элементе, возрастающее по мере роста интенсивности колебаний;
• когда напряжение превышает безопасный порог, устройство посылает сигнал о корректировке угла опережения зажигания;
• датчик трансформирует механическое воздействие в постоянный электрический сигнал, посылаемый в основной блок управления, после чего система оптимизирует впрыск и обеспечивает более позднее зажигание;
• в итоге силовая установка работает экономичнее, а мощность достигает заложенного максимума.

Признаки неисправности датчика детонации

О проблеме с датчиком сигнализирует индикатор на приборной панели. Он может загораться лишь эпизодически, когда нагрузка возрастает, либо гореть постоянно. Отсутствие импульса от датчика не препятствует работе двигателя и дальнейшей эксплуатации транспортного средства, однако это отрицательно сказывается на его динамике. На то, что с детонационным сигнализатором не все в порядке, могут указывать и другие косвенные признаки:

• перегрев двигателя за короткое время, несмотря на невысокую внешнюю температуру;
• потеря мощности и приемистости;
• возникновение калильного зажигания;
• ухудшение разгонных показателей;
• увеличение потребления бензина;
• чрезмерный нагар на свечах зажигания.

Как проверить датчик детонации

Когда сканер расшифровки кода ошибки недоступен или посещение СТО невозможно, проверить датчик на исправность можно самостоятельно. При этом не следует забывать, что внутри детонационного датчика расположен чувствительный пьезоэлектрический кристалл, поэтому допускать его ударов и падений нельзя.

Проверка требует наличия мультиметра с диапазоном в тысячные доли вольта. В том, что прибор поддерживает рекомендуемый диапазон, следует убедиться до начала процедуры. Также полезно выяснить нормальный уровень сопротивления для датчика проверяемой марки автомобиля.

Для проверки напряжения на контактах снятого с головки датчика мультиметр настраивается на милливольты, после чего его щуп «+» замыкается с управляющим контактом, а «-» – с массой проверяемого устройства. К использованию в роли щупа не рекомендуется старая проводка и проводники со скрутками. Лучше чтобы длина провода щупов была минимальной.

Подсоединенный к измерителю датчик зажимается в руке, которой следует выполнить несколько не слишком интенсивных ударных движений по любой поверхности или предмету, в результате чего мультиметр отобразит наличие или отсуствие напряжения. В альтернативном случае можно легонько постучать по центру свободно лежащего датчика чем-то металлическим. Ударные манипуляции вызывают в исправном датчике потенциал в пределах 40-150 мВ. Если же разность потенциалов полностью отсутствует, датчик детонации подлежит замене.

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.

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:

• дизелинг;
• калильное зажигание;

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 при запуске двигателя

Детонация при запуске двигателя возникает при поступлении в один или несколько цилиндров обедненных топливовоздушных смесей. Причиной обеднения смеси является засоренность специальных распылителей — форсунок.

При появлении засоров, нарушается расчетная величина объема подаваемого топлива. Чтобы установить причину появления засорения, необходимо произвести проверку фильтра грубой очистки, а также фильтров каждой форсунки.

Холодный мотор после прогрева часто восстанавливает свою работу, и детонация двигателя прекращается.

Детонация двигателя ВАЗ

Все без исключения автомобили ВАЗ, начиная от модели 2101 и заканчивая современными версиями, оснащаются бензиновыми силовыми установками, которые являются более приоритетными у всех автомобильных производителей.

Нормальное функционирование любого бензинового мотора обеспечивается рядом факторов – соблюдением правильной пропорции топливовоздушной смеси, качеством бензина, соответствующим углом опережения зажигания, состоянием ЦПГ. При несоответствии хоть одного из этих факторов возможно появление такого негативного эффекта как детонация.

Бывают случаи, когда возникает детонация при выключении зажигания ВАЗ-2106 или любой другой версии. То есть, силовая установка продолжает самостоятельно работать даже после того как прекращена подача искры. Здесь тоже происходит процесс самовоспламенения, но проходит он несколько по другим причинам. Такое воспламенение происходит от каких-то чрезмерно нагретых элементов ЦПГ. Этот эффект носит название «калильное зажигание», и это уже не детонация двигателя ВАЗ-2106. Не стоит путать эти два понятия, поскольку они совершенно разные.

Какие причины возникновения детонации двигателя и способы её устранения

Значение корректной функциональности двигателя транспортного средства по своей сути сравнимо с ролью сердца для человеческого организма. Хоть все узлы машины и работают в абсолютном взаимодействии, и каждая деталь выполняет принципиальную роль в её работоспособности, мотору отведена главная роль – движущая сила, без которой функционировать авто не будет. Малейшие неполадки со стороны мотора должны стать поводом для беспокойства автовладельца, стимулом для поиска причин неисправности и незамедлительного их устранения. В этой статье расскажем о явлении, которое автомобилисты называют детонацией силового агрегата, рассмотрим причины возникновения такого прецедента и способы его устранения.

Почему возникает детонация двигателя.

Детонация: базовая характеристика явления

Прежде чем определять причины прецедента и искать способы решения проблемы, стоит разобраться, что собой являет детонация двигателя и как её распознать автовладельцу. Детонация, как опасный для двигателя феномен, проявляется чаще всего нехарактерными звуками со стороны агрегата. Раздражающий металлический стук, сравнимый с микровзрывом по воспроизведению, зачастую возникает при включении зажигания, под нагрузкой или при глушении. Детонация при запуске двигателя, когда агрегат функционирует на холостых оборотах, многими автомобилистами воспринимается как проблема с зажиганием, однако, если прецеденты проявляются и в других ситуациях, дополняются второстепенными признаками детонирования, причины кроются значительно глубже. Дополнительные признаки детонации могут проявляться в следующем:

1. Стремительный рост расхода топливных ресурсов.
2. Ухудшение параметров мощности агрегата.
3. Регулярные перегревания двигателя.
4. Изменения цвета дыма из выхлопной трубы с практически прозрачного до чёрного.

Если вышеупомянутые симптомы проявляются комплексно и систематически, значит, мотор подвергается детонации, которая являет собой самовоспламенение топлива в камере сгорания, влекущее за собой появление взрывной волны, воздействующей негативно на компонентные детали агрегата.

https://www.youtube.com/watch?v=3BQdFrKGono

Угрожающие последствия детонации

Ответственные и внимательные к своему транспорту водители при малейших, единичных нехарактерных звуках в процессе работы силового агрегата предпринимают эффективные меры для ликвидации неисправностей: отпускание ситуации на самотёк может вылиться в серьёзные проблемы, такие как капитальный ремонт, подразумевающий существенные финансовые затраты. Детонация агрегата является не исключениям, а скорее правилом в этой ситуации, так как нехарактерное звуковое сопровождение работы мотора и повышение расхода топлива является при такой проблеме только «верхушкой айсберга». Некорректное возгорание смеси в цилиндрах, кроме звукового взрывного проявления, сопровождается воздействием волны на компоненты агрегата в форме вибрации, разрушающей мотор изнутри. Последствия детонации двигателя имеют следующий характер:

1. Кардинальное снижение производительности мотора, причиной которого выступает быстрое изнашивание элементов кривошипного и шатунного ряда.
2. Деструкция поршней и внутренних стенок цилиндров в результате систематического перегрева силового агрегата.
3. Прогорание прокладки блока мотора, расположенной под головкой цилиндра.

Как конечный результат разрушительного действия детонирования выступает абсолютная поломка мотора с последующим его дорогостоящим и продолжительным ремонтом.

Первопричины возникновения прецедента

Разобравшись в особенностях понятия «детонации», его практическом разрушающем влиянии на функциональность мотора, стоит переходить к поиску факторов, провоцирующих подобное явление. Факторов, в результате которых в двигателе может произойти детонация, имеется множество, хотя большинство из них и считаются косвенными, приводят к негативным последствиям в комплексном влиянии. Причины детонации двигателя являются идентичными для всех видов силовых агрегатов, зачастую заключаются в следующем:

1. Заправка низкооктанового топлива или горючего плохого качества.
2. Коксование мотора компонентами горения.
3. Эксплуатация свечей зажигания, не соответствующих требованиям завода изготовителя авто.
4. Сбои в процессе смесеобразования.
5. Перегревы силового агрегата.
6. Неисправность охладительной системы мотора.
7. Некорректность работы форсунок или топливного насоса.

Каждый из указанных факторов может стать первоисточником возникновения детонации, провоцируя появление дополнительных проблем в возгорании топливной смеси, что повлечёт некорректность функционирования мотора. При появлении детонации важно разобраться, что происходит в двигателе, определить точный источник неисправности на старте его прогрессирования, когда ликвидация проблемы имеет несложный и не затратный характер. Стук в моторе может быть вызван не только его детонированием, но и другими проблемами, не связанными с этим прецедентом. Если причины детонации инжекторного двигателя можно определить посредством специального датчика, установленного на авто с завода, то своевременная фиксация проблемы на карбюраторных моделях авто зависит непосредственно от внимательности владельца и его умения «слышать» машину. Рассмотрим более подробно самые популярные причины некорректного возгорания топливной смеси, знание которых поможет предотвратить множество проблем с работоспособностью машины и её конкретных рабочих узлов.

Заниженный октановый показатель горючего

Нередко желание хоть как-то сэкономить на обслуживании машины автовладельцем выливается в метод заправки транспорта в пунктах сомнительного происхождения. Такой метод экономии позволяет заправиться недорогим горючим, качество которого не соответствует стандартам международного класса. В результате потребитель заливает в машину обеднённую смесь или жидкость с уменьшенным октановым показателем, что непосредственно обуславливает функциональность мотора, провоцируя детонацию двигателя и не только. В паспорте автомобильного средства производитель указывает технологические особенности топлива, которое должно использоваться при эксплуатации машины. Заправка машины, смесью с октановым числом на несколько порядков ниже, чем рекомендует производитель, провоцирует подъём рабочей температуры агрегата под нагрузкой, а также повышение давления в ДВС. Причина неисправности в этой ситуации заключается в преждевременном зажигании, что провоцирует более продолжительное горение топлива. Этот процесс происходит по причине заниженного сжатия цилиндров, и провоцирует последующий фактор детонации, заключающийся в образовании нагара на поверхностях элементов ДВС.

Нагарообразование на внутренних поверхностях цилиндра

Накопления на внутренних стенках компонентов ДВС провоцируются преимущественно продолжительным использованием некачественного топлива и отсутствием систематического обслуживания мотора согласно регламенту. Появление отложений в форме нагара на стенках цилиндров влечёт за собой уменьшение их рабочего объёма, что провоцирует, соответственно, возрастание сжатия топливной смеси с последующей её бесконтрольной возгораемостью. Как результат, перспективы появления детонации в моторе значительно возрастают.

Некорректно подобранные свечи зажигания

Приобретение недорогих свечей, не соответствующих критериям, указанным заводом изготовителем, может выступать причиной возникновения несанкционированного воспламенения топливной смеси в ДВС. Свечи по своему предназначению исполняют роль контроллера зажигающего момента горючего в камере сгорания. Дефектные или не соответствующие требованиям автопроизводителя свечи могут провоцировать уменьшение рабочих объёмов цилиндра с последующим увеличением сжатия смеси, ростом температурных показателей двигателя. Все эти явления в комплексном сочетании провоцируют некорректное воспламенение топливной смеси и детонационные процессы. Когда в преимущественных проявлениях наблюдается детонация двигателя после выключения зажигания, водителю необходимо проверить свечи на работоспособность, заменить их, если они не соответствуют параметрам, указанным в регламенте эксплуатации машины.

Варианты устранения неисправности

При присутствии проблемы в функционировании двигателя её необходимо исправить в кратчайший период, чтобы избежать более серьёзного нарушения работы агрегата. Если имеется проблема, значит существуют и варианты её ликвидации. Попробуем разобраться, как устранить детонацию двигателя и можно ли это сделать без обязательного обращения к профессионалам на станции обслуживания. Самые простые решения вопроса, как убрать детонацию двигателя, вытекают непосредственно из основных первопричин, провоцирующих её появление. Для начала стоит сопоставить факты, когда появилась неприятная симптоматика со стороны работы двигателя. Если детонация началась непосредственно после очередной заправки машины, вероятней всего, причина кроется в качественных показателях топлива. В такой ситуации правильнее всего будет слить полностью некачественную жидкость, заправляться в дальнейшем только на сертифицированных заправочных станциях, покупая топливо, которое рекомендуется к эксплуатации автопроизводителем. Вторым полезным советом автовладельцам, столкнувшимся с проблемой детонации мотора, является проверка свечей зажигания, при потребности — их замена.

Владельцам карбюраторных автомобилей при появлении детонации необходимо проверить угол зажигания, неправильное положение которого может провоцировать появление проблемы. В инжекторных системах такую неисправность решает блок управления, получая данные с датчика детонации в автоматическом режиме. Когда система автоматически не может справиться с проблемой, на приборной панели машины появляется предупреждение об аварийном режиме, что требует квалифицированного вмешательства. Убирая детонацию, манипулируя углом зажигания, следите, чтобы несанкционированное вмешательство в работу мотора не повлекло за собой его ускоренный износ. Помните, чтобы не искать методы решения проблемы, как ликвидировать детонацию двигателя, важно проводить эффективные профилактические процедуры, которые препятствуют возникновению неполадок в работе агрегата. Профилактика детонации заключается в следующих мероприятиях:

1. Проведение регулярных обслуживаний охладительной системы машины, что позволит предотвратить перегревы двигателя, а, соответственно, станет надёжной профилактикой его детонирования.
2. Своевременно обслуживайте мотор с обязательной заменой масла согласно регламенту.
3. Во избежание образования нагара в двигателе, подвергайте его периодическим нагрузкам, которые повышают эффективность отвода тепла от агрегата.
4. При осуществлении ремонта двигателя и замене сменных элементов системы, приобретайте только детали, которые соответствуют требованиям, изложенным в техническом паспорте авто, отдавая предпочтение покупкам в сертифицированных точках.

Подведём итоги

Детонирование двигателя – это проблема, с которой может столкнуться владелец любой марки и модели авто. Причин такого неприятного явления много, однако все они заключаются в применении несанкционированного оборудования, некачественных деталей или расходных элементов в процессе обслуживания машины, а также невнимательное отношение к функциональности мотора. Детонация является перспективно опасным явлением, которое чревато дорогостоящим ремонтом силового агрегата. Будьте внимательны к мотору автомобиля, реагируйте незамедлительно на неприятные изменения его работы – это поможет обеспечить двигателю продолжительный период эксплуатации и безаварийный жизненный путь.

Устранение детонации: 9 способов предотвратить детонацию двигателя .

Внутри вашего двигателя? Не так много.

На самом деле, будет лучше, если вы любой ценой избежите детонации, если речь идет о вашем двигателе. Детонация возникает, когда чрезмерная температура и давление в камере сгорания вызывают самовоспламенение воздушно-топливной смеси. Вместо типичного одиночного ядра пламени внутри камеры создается несколько языков пламени, которые сталкиваются с взрывной силой. Это вызывает резкий, внезапный рост давления в цилиндре, который подвергает внутренние компоненты двигателя — поршни, кольца, подшипники, прокладки и т. д. — серьезной перегрузке и создает стук или стук. В худшем случае: вы ожидаете дорогостоящего, если не катастрофического, повреждения двигателя.

Излишне говорить, что это не идеальная ситуация. Вот почему в сочетании с Summit Racing и Fel-Pro, мы составили список из девяти вещей, которые вы можете сделать, чтобы избежать проблемы с детонацией.

#1. Повысьте октановое число

Чем выше октановое число, тем выше способность топлива противостоять детонации.

Большинство двигателей прекрасно работают на стандартном октановом числе 87; однако для двигателей с высокой степенью сжатия (9,0:1 и выше) или наддувом (нагнетателями или турбокомпрессорами) может потребоваться 89или более высокое октановое число. Кроме того, в тех случаях, когда двигатель подвергается повышенной нагрузке или нагрузкам, например, при буксировке или перевозке тяжелых грузов, могут потребоваться дополнительные уровни октанового числа. По сути, все, что вызывает более высокую температуру сгорания и давление или заставляет двигатель работать горячее, чем обычно, может привести к детонации.

Возможно, пришло время повысить октановое число.

#2. Сохраняйте компрессию на разумном уровне

Статическая компрессия 9,0:1 обычно является рекомендуемым пределом для безнаддувных уличных двигателей (хотя двигатели с датчиками детонации могут выдерживать более высокую компрессию). Для принудительной индукции может потребоваться статическое соотношение 8,0:1 или меньше в зависимости от величины наддува. Степень сжатия более 10,5:1 может создать детонацию даже при 93 премиум бензин.

Хитрость заключается в том, чтобы поддерживать степень сжатия в разумных пределах для насосного газа, если только ваш двигатель не предназначен для работы на гоночном топливе. Для этого вам, возможно, придется использовать поршни с более низкой компрессией, выбрать головки цилиндров с большими камерами сгорания или попробовать использовать медную прокладку для прокладки головки блока цилиндров со стандартной прокладкой для уменьшения компрессии. Кроме того, если вы расточили цилиндры двигателя или отфрезеровали головки цилиндров, это увеличивает компрессию, и вам, возможно, придется внести поправки.

#3. Проверьте синхронизацию

Чрезмерно опережающее опережение зажигания может привести к слишком быстрому росту давления в цилиндрах и, в конечном итоге, к детонации. Сбросьте время до заводских характеристик. Если это не сработает, сдвиньте синхронизацию на пару градусов или попробуйте заново откалибровать кривую опережения распределителя, чтобы контролировать детонацию.

#4. Управление наддувом

Управление наддувом в двигателе с наддувом имеет решающее значение.

Слишком большой наддув может привести к детонации, поэтому вам нужно либо А) уменьшить наддув, либо Б) настроить двигатель так, чтобы он выдерживал больший наддув. Например, в приложении с турбонаддувом вам нужно убедиться, что ваш вестгейт работает правильно, чтобы сбросить избыточное давление наддува. Утечки в вакуумных соединениях, неисправный датчик давления во впускном коллекторе или плохое управление соленоидом перепускной заслонки могут привести к тому, что турбина будет создавать слишком большой наддув. Эти вещи следует исправить. И вы также можете добавить более производительный промежуточный охладитель  , пока вы этим занимаетесь.

Для приложений с наддувом ознакомьтесь с нашими статьями Blower Basics (Часть 2) и Blower Basics (Часть 3) , чтобы узнать о правильных уровнях наддува и о том, как они связаны со сжатием.

#5. Мониторинг смеси

Бедные воздушно-топливные смеси склонны к детонации.

Проверьте топливно-воздушную смесь и отрегулируйте ее соответствующим образом. Бедная смесь может быть признаком более серьезной проблемы, такой как утечка воздуха в вакуумных линиях или плохо работающие прокладки. Это также может быть вызвано грязным топливные форсунки, забиты карбюраторные форсунки или топливный фильтр с засорением. Если ваш двигатель испытывает колебания или неровный холостой ход, возможно, вы имеете дело с бедным топливом и захотите внести соответствующие корректировки или исправления до того, как произойдет детонация.

#6. Продуйте углерод

Нагар является частой причиной детонации в двигателях с большим пробегом.

По сути, нагар может накапливаться в камере сгорания и на верхней части поршней до тех пор, пока не изменится общая компрессия двигателя. Кроме того, отложения могут создавать изолирующий эффект, замедляющий передачу тепла от камеры сгорания к головке блока цилиндров. Если отложения накапливаются достаточно (и сжатие увеличивается достаточно), может произойти детонация.

Как и указанное выше соотношение обедненного топлива, нагар может быть признаком другой проблемы: изношенных направляющих клапанов, износа цилиндров, сломанных поршневых колец , или нечастой замены масла. Выясните основную причину отложений, устраните все проблемы, а затем удалите отложения с помощью химического очистителя, проволочной щетки или скребка (требуется снятие головок).

#7. Проверьте датчик детонации

Многие двигатели последних моделей оснащены датчиком детонации , который может выйти из строя.

Датчик детонации реагирует на вибрации в определенном диапазоне частот. Когда частоты, которые обычно возникают при детонации, обнаруживаются, датчик детонации сообщает компьютеру автомобиля о том, что нужно на мгновение приостановить зажигание, пока детонация не прекратится. В случае неисправности этот датчик станет неэффективным.

Если на вашем автомобиле горит индикатор «проверьте двигатель», возможно, у вас неисправен датчик детонации (среди прочего). Вы можете проверить систему бортового компьютера, считав код неисправности двигателя с помощью правильные инструменты. Или вы можете проверить датчик детонации, постукивая гаечным ключом по коллектору рядом с датчиком и наблюдая за изменением синхронизации. Если синхронизация не запаздывает, возможно, датчик неисправен. Чтобы определить причину, вам потребуется найти соответствующую диагностическую таблицу в руководстве по обслуживанию вашего автомобиля.

#8. Читайте свои свечи зажигания

Обязательно прочитайте нашу предыдущую публикацию о том, как читать свечи зажигания.

Вы можете многое сказать о работе вашего двигателя, читая свечи зажигания. Например, если ваш 9Свечи зажигания 0009 кажутся желтоватыми, вздутыми или сломанными, они могут быть слишком горячими для применения. Попробуйте использовать свечи зажигания с более низким тепловым диапазоном, чтобы избежать потенциальной детонации. См. наш пост о диапазоне нагрева свечей зажигания для получения дополнительных советов.

#9. Рассмотрите свою систему охлаждения

Если ваш двигатель перегревается, то, скорее всего, он пострадает от искрового детонации. Вот почему вы должны убедиться, что ваша система охлаждения находится в хорошем состоянии. Проверьте уровень охлаждающей жидкости и при необходимости долейте. Убедитесь, что размер вашего вентилятора подходит для этого случая. И обратите внимание на неисправный водяной насос, отсутствие кожуха вентилятора, слишком горячую 9Термостат 0009, скользящая муфта вентилятора — в общем, все, что может помешать эффективной работе вашей системы охлаждения.

Детонация, самовоспламенение и предварительное зажигание — ненормальные явления горения

Детонация и предварительное зажигание

Избегайте ненужного повреждения двигателя

Детонация и предварительное зажигание — это два уникальных условия, которые могут серьезно повредить авиационный двигатель. Силы и сильный нагрев, возникающие в результате возникновения любого из них, обычно требуют полной разборки и ремонта двигателя.

Чтобы понять сходства, различия и причины того и другого, требуется понимание того, как именно топливо сжигается в двигателе для развития мощности. Любой, кто когда-либо наблюдал, как воспламеняются осевшие пары топлива, видел, как фронт пламени плавно продвигается от очага воспламенения к внешним краям, где горючие пары достигают точки разбавления, которая останавливает горение. Именно так топливо должно сгорать в поршневом двигателе, чтобы развивать мощность без ущерба. Детонация относится к состоянию, при котором удаленные карманы в топливно-воздушной смеси сильно взрываются из-за повышения давления после обычного воспламенения. Предварительное зажигание относится к состоянию, когда в камере сгорания существует либо несвоевременная искра, либо другой источник воспламенения, что позволяет горению начаться задолго до искры с обычным временем. Предварительное зажигание и детонация часто могут накладываться друг на друга, обычно из-за детонационного повреждения, вызывающего преждевременное зажигание.

Детонация

Детонация отличается тем, что она не может произойти до срабатывания свечи зажигания. Когда искра начинает гореть внутри цилиндра, ожидается, что фронт пламени будет равномерно проходить через цилиндр, создавая тепло и равномерное давление, чтобы толкать поршень вниз. Когда начинается горение, давление в баллоне быстро растет. Если детали камеры сгорания горячее, чем обычно, это может привести к самопроизвольной детонации удаленных карманов внутри цилиндра. Это также может произойти, когда октановое число топлива ниже требований двигателя.

Причины детонации ограничиваются чрезмерным нагревом и низким октановым числом. Чрезмерное тепло может быть вызвано неправильным охлаждением, высокой компрессией из-за чрезмерных отложений в камере сгорания, обедненной смесью, опережающим синхронизацией и многим другим. Когда он ограничен одним цилиндром, наиболее вероятным виновником является частично забитая топливная форсунка. Это позволяет одному цилиндру работать намного меньше, чем другим. Утечки на впуске также могут привести к обеднению смеси, но обычно их замечают при работе с низким давлением во впускном коллекторе, когда симптомы утечки становятся гораздо более очевидными. Детонация, вызванная низкооктановым топливом, с большей вероятностью повлияет на несколько цилиндров, поскольку способствующий фактор присутствует во всех цилиндрах. Детонацию может быть трудно, если вообще возможно, обнаружить пилоту из кабины.

Детонация может происходить за некоторое время до серьезного повреждения или может очень быстро перерасти в серьезную поломку в зависимости от ее серьезности. Незначительная детонация может вызвать повреждение, которое со временем, вероятно, перерастет во все более серьезное состояние. Это происходит на дальних участках камеры сгорания и в результате обычно вызывает наибольшее повреждение кромок поршней. Это вызывает быстрое повышение температуры на краях поршня, что может привести к последующей детонации и повреждению кромок колец. Это также может вызвать преждевременное зажигание из-за горячих точек. Как только это происходит, поврежденная кромка поршня подвергается сильному нагреву и давлению, что может привести к прожиганию отверстия в углу поршня. Утечка продуктов сгорания, проталкивающихся через разорванные кромки колец, также вызывает подгорание на кромке поршня, которое быстро приводит к выходу из строя уплотнения между камерой сгорания и картером.

Предварительное зажигание

Предварительное зажигание определяется как сгорание, которое начинается до того, как оно должно произойти, до того, как подается обычная синхронизированная искра. Предварительное зажигание может происходить само по себе или в результате детонации. Горячие точки от детонации, свечи зажигания с неправильным температурным диапазоном и тлеющие нагары от обедненных смесей являются распространенными причинами преждевременного зажигания. Углеродные отложения обычно не накапливаются, когда бедная смесь является хронической, но нормальные отложения могут быстро нагреваться до температуры свечения, когда топливная форсунка внезапно частично засоряется. Углеродные следы внутри магнето, которые позволяют цилиндру получать искру от другого цилиндра, также могут быть причиной.

В большинстве случаев преждевременное зажигание начинается в начале или около начала такта сжатия, так как воспламенение горючей смеси становится более трудным при повышении давления. Это вызывает сильную нагрузку на двигатель и может быстро прожечь дыру в поршне, чаще всего посередине. Преждевременное зажигание вызовет внезапную потерю мощности, так как пораженный цилиндр работает против нормального вращения двигателя. Сильный нагрев возникает при сжатии горючей смеси. При сгорании не извлекается мощность, в результате чего вся тепловая энергия поглощается частями цилиндра.

Серьезные повреждения в результате детонации или преждевременного зажигания. Как только уплотнение между поршнем и картером нарушено, повышение давления в картере может вытолкнуть картерное масло за борт, вызывая дополнительные повреждения из-за масляного голодания. Загрязнение двигателя и сильное напряжение потребуют его полной разборки. Все детали должны быть проверены на предмет загрязнения, а все детали, находящиеся под напряжением, должны быть надлежащим образом проверены на целостность методом неразрушающего контроля.

Airmark Overhaul, Inc. — это предприятие по капитальному ремонту авиационных двигателей с полным спектром услуг, и мы можем быстро вернуть ваш двигатель в эксплуатацию, чтобы вы продолжали летать.

Свяжитесь с нами сегодня!

Request Engine Quote

Заработал первый в мире «невозможный» вращающийся детонационный двигатель

Команда из Флориды, работающая с ВВС США, утверждает, что они построили и испытали экспериментальную модель вращающегося детонационного ракетного двигателя, внутри которого используется вращающийся взрыв. кольцевой канал для создания сверхэффективной тяги.

Подавляющее большинство двигателей, конечно же, используют сгорание, а не детонацию для достижения своих целей по мощности. Горение — это относительно медленный и контролируемый процесс, возникающий в результате реакции между топливом и кислородом при высоких температурах, и он очень хорошо изучен и отработан как технология.

Детонация, напротив, происходит быстро, хаотично и гораздо менее предсказуемо. Взрыв вместо ожога, это массивный выброс энергии, который вы получаете, когда разрушаете химические связи, удерживающие молекулу взрывчатого вещества, придавая ей импульс энергии — электрический или кинетический — в виде достаточно мощной ударной волны, чтобы дестабилизировать эти связи. Детонация превосходна, когда вы хотите разрушить кучу вещей, и гораздо сложнее поддерживать точный контроль над ней.

Но когда вам нужно разорвать цепи земного притяжения и отправиться в космос, каждый грамм веса делает вещи намного сложнее и дороже. Детонация высвобождает значительно больше энергии из значительно меньшей массы топлива, чем при сгорании, поэтому более 60 лет ученые-ракетчики работали над идеей вращающейся детонационной ракеты как потенциального способа уменьшить вес и увеличить тягу.

Механически простой, вращающийся детонационный двигатель динамически очень сложен и требует точной синхронизации и скорости подачи топлива

Профессор Карим Ахмед, Университет Центральной Флориды

По сути, такое устройство начинается с того, что один цилиндр находится внутри другого, большего размера, с зазором между ними и небольшими отверстиями или прорезями, через которые можно протолкнуть детонационную горючую смесь. Некоторая форма воспламенения создает детонацию в этом кольцевом зазоре, в результате чего газы выталкиваются из одного конца кольцеобразного канала, создавая тягу в противоположном направлении. Но он также создает ударную волну, которая распространяется по каналу со скоростью, примерно в пять раз превышающей скорость звука, и эту ударную волну можно использовать для воспламенения большего количества детонаций по самоподдерживающейся, вращающейся схеме, если топливо добавляется в нужных местах в нужное время. .

Впервые созданный инженерами Мичиганского университета в 1950-х годах, вращающийся детонационный двигатель соблазнительно прост в механическом смысле, но эту самораспространяющуюся детонационную волну оказалось мучительно трудно создать и поддерживать.

Кажется, до сих пор. Команда из Университета Центральной Флориды, работающая вместе с Программой вращающихся детонационных ракетных двигателей в Исследовательской лаборатории ВВС, утверждает, что построила и испытала рабочую лабораторную модель. Это 3-дюймовая медная испытательная установка, использующая в качестве топлива смесь водорода и кислорода, которая является наиболее эффективным ракетным топливом для ракетных двигателей верхней ступени.

«В исследовании впервые представлены экспериментальные доказательства безопасной и функционирующей детонации водородного и кислородного топлива в ракетном двигателе с вращающейся детонацией», — говорит Карим Ахмед, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники UCF, возглавлявший исследование. исследовательская работа. «Детонация поддерживается непрерывно, пока вы не отключите топливо. Мы испытали до 200 фунтов силы, но тяга увеличивается линейно с массовым расходом топлива».

Трехдюймовая медная испытательная установка развила усилие до 200 фунтов силы, но тяга будет увеличиваться линейно по мере добавления топлива 9.0002 Профессор Карим Ахмед, Университет Центральной Флориды

Секрет, по мнению исследователей, заключался в простой настройке.

«Мы должны настроить размеры форсунок, выпускающих ракетное топливо, чтобы улучшить смешивание локальной водородно-кислородной смеси», — говорит Ахмед. «Итак, когда для этой свежей смеси происходит вращающийся взрыв, он все еще поддерживается. Потому что, если у вас немного неправильный состав смеси, она будет иметь тенденцию к дефлаграции или медленному горению вместо детонации».

«Всего за несколько месяцев до этого ряд американских экспертов по ракетным двигателям публично заявили, что двигатели с водородно-кислородной детонацией невозможны», — рассказывает Ахмед New Atlas. «Однако в статье представлены экспериментальные доказательства и без сомнения продемонстрировано, что детонация кислорода и водорода происходит внутри вращающегося детонационного ракетного двигателя».

«Результаты этих исследований уже получили отклик в международном исследовательском сообществе», — говорит Уильям Харгус, руководитель программы вращающихся детонационных ракетных двигателей Исследовательской лаборатории ВВС, который является соавтором исследования. «Из-за этих результатов в нескольких проектах в настоящее время проводится повторное изучение детонационного горения водорода во вращающихся ракетных двигателях с детонацией. Я очень горжусь тем, что причастен к этому высококачественному исследованию».

Ахмед говорит нам, что эта конструкция двигателя оценивается как возможная замена ракете Aerojet Rocketdyne RL-10, которая была впервые разработана в 1962 году. Современные версии для верхних ступеней ракет Atlas V и Delta IV все еще производятся, с дальнейшим разрабатываются версии для ракет Exploration, OmegA и Vulcan, но проверенный ракетный двигатель с вращающейся детонацией может изменить правила игры.

«ВВС США планируют к 2025 году провести летные испытания с запуском ракеты, — говорит Ахмед, — и мы вносим свой вклад в достижение этой цели».

В то время как космическая тяга является ключевой движущей силой этого исследования, она также может быть использована на земле в других случаях, когда большая мощность и низкий расход топлива могут иметь большое значение. В 2012 году Военно-морская исследовательская лаборатория подсчитала, что вращающиеся детонационные двигатели могут сэкономить ВМФ 15-20 процентов от годового расхода на топливо в размере около 2 миллиардов долларов США, если они будут модернизированы вместо газотурбинных двигателей, которые работают на более чем 100 его крупных кораблях. Их также потенциально можно использовать в гиперзвуковых и сверхзвуковых полетах или даже для производства электроэнергии, и Ахмед говорит нам, что у этой конструкции есть потенциал и в качестве двигателя разгонной ступени, но для этого потребуется другой тип топлива.

Посмотрите короткое замедленное видео запуска ракеты ниже.

Вращающийся детонационный двигатель

Команда опубликовала свои результаты в журнале Горение и пламя .

Источник: Университет Центральной Флориды

Детонация и преждевременное зажигание – Savvy Aviation Resources

Часто путают и понимают неправильно, эти два аномальных явления горения так же различны, как день и ночь.

Майка Буша

Хотя мы часто слышим, как люди описывают то, что происходит внутри цилиндров двигателя с циклом Отто, как взрыв, т. е. сильное, почти мгновенное событие, это не так. Воздушно-топливный заряд не взрывается при воспламенении от свечей зажигания, а сгорает упорядоченно, начиная со свечей зажигания и распространяясь по камере сгорания до тех пор, пока не гаснет, достигая стенок цилиндра и днища поршня при воздушно-топливном воздействии. заряд полностью израсходован и сжечь больше нечего. Событие сгорания занимает значительный период времени — примерно 6 миллисекунд или 90° вращения коленчатого вала, плюс-минус.

Крайне важно, чтобы пиковое давление происходило далеко за пределами ВМТ, потому что геометрия коленчатого вала и шатуна вблизи ВМТ не позволяет преобразовать давление сгорания в полезную работу (т. е. вращение коленчатого вала), а просто создает чрезмерную нагрузку на цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал. Рисунок 2 пытается драматизировать этот момент.

Детонация

Но если процесс горения происходит слишком быстро и пик давления возникает слишком рано, результатом может быть избыточное давление, чрезмерная температура и нестабильные импульсы давления, известные как «детонация». Это связано с тем, что, когда поршень находится в непосредственной близости от ВМТ, он не может двигаться вниз в цилиндре, чтобы сбросить давление (и при этом выполнить некоторую полезную работу). Рваный вид верхнего следа на Рисунке 4 является характерным признаком детонации под давлением.

В автомобиле мы обычно слышим детонацию в виде слышимого «стука». В самолете мы не можем — слишком много шума — но мы можем наблюдать это на мониторе двигателя в виде чрезмерного ТГЦ и пониженного EGT.

Детонация — это то, что происходит вблизи точки пикового давления в момент воспламенения после нормального воспламенения воздушно-топливного заряда свечами зажигания. Он характеризуется аномальными скачками давления вблизи точки пикового давления, вызванными самовозгоранием остаточного газа из-за чрезмерной температуры и давления.

Вопреки тому, что вам могли сказать ваши CFI или A&P, детонация не обязательно вредна. Многие двигатели довольно регулярно работают в условиях легкой детонации, а некоторые могут выдерживать умеренную детонацию в течение длительного периода времени без повреждений. Детонация не является оптимальной ситуацией, но она не обязательно разрушительна. Чем выше удельная мощность двигателя, тем больше вероятность того, что он выдержит детонационное повреждение. Двигатель мощностью 0,5 л.с./дюйм3 (лошадиная сила на кубический дюйм рабочего объема) – типичный для большинства карбюраторных авиационных двигателей – обычно может выдерживать детонацию умеренной степени без повреждений, но двигатели с турбонаддувом с высоким форсированием мощностью 0,625 л.с./дюйм3 и более может быть довольно быстро поврежден детонацией.

Когда детонационное повреждение действительно происходит, оно обычно проявляется в виде трещин (электродов и изоляторов свечей зажигания, а иногда и поршневых колец и площадок), точечной коррозии (обычно днища поршня) и/или тепловых повреждений (часто поршня). задиры на юбке и оплавление угла поршня).

Как пилоты, мы обычно можем избежать таких повреждений, обращая внимание на чрезмерный ТГЦ и подавление выхлопных газов, характерных для детонации, и быстро реагируя, снижая мощность и переходя на полностью обогащенную смесь. Здесь необходим монитор двигателя, иначе вы не сможете увидеть ТГЦ пяти из шести цилиндров, а программирование аварийного сигнала ТГД на срабатывание при 400° поможет привлечь ваше внимание и принять соответствующие меры.

Преждевременное зажигание

«Преждевременное зажигание» — это еще одно ненормальное явление сгорания, которое часто путают с детонацией, но на самом деле это совершенно другое явление. Предварительное зажигание — это воспламенение воздушно-топливного заряда до зажигания свечи зажигания. Всякий раз, когда что-то вызывает воспламенение смеси в камере до того, как загорятся свечи зажигания, это классифицируется как преждевременное зажигание. Источником воспламенения может быть перегретый наконечник свечи зажигания, углеродистые или свинцовые отложения в камере сгорания или (редко) сгоревший выпускной клапан — любая из этих вещей может действовать как свеча накаливания для преждевременного воспламенения заряда.

Такая горячая точка в камере может воспламенить заряд, когда поршень очень рано находится в такте сжатия. Результат: значительную часть всего такта сжатия двигатель пытается сжать горячую массу расширяющегося газа. Очевидно, что это создает огромную механическую нагрузку на двигатель и передает большое количество тепла алюминиевой головке поршня и головке блока цилиндров. Существенный ущерб практически неизбежен.

Детонация вызывает очень быстрый скачок давления вблизи точки пикового давления в течение очень короткого периода времени. Преждевременное зажигание вызывает огромное давление, которое присутствует в течение очень долгого времени, возможно, в течение всего такта сжатия. Преждевременное зажигание не только гораздо более разрушительно, но и его гораздо труднее обнаружить. На самом деле, как правило, вы узнаете об этом только после катастрофического повреждения двигателя.

Двигатели могут выдерживать детонацию в течение значительного периода времени, но ни один двигатель не может работать очень долго при преждевременном воспламенении. Двигатель не будет работать более нескольких секунд с предварительным зажиганием. Если вы видите днище поршня, которое выглядит как обработанное пескоструйным аппаратом, или кромку кольца с трещинами, это, вероятно, было вызвано сильной детонацией. Если вы видите проплавленное отверстие в середине днища поршня, это, вероятно, было вызвано преждевременным зажиганием. Другими признаками преждевременного зажигания являются свечи зажигания с расплавленными электродами или изоляторами, забрызганными расплавленным металлом. На рис. 5 показан пример чрезвычайного повреждения, вызванного преждевременным зажиганием.

Предварительное зажигание, вызванное детонацией

Хотя детонация и преждевременное зажигание являются двумя совершенно разными явлениями, сильная детонация может вызвать преждевременное зажигание. Если двигатель работает в условиях сильной детонации в течение значительного периода времени, чрезмерные температуры и скачки давления (которые нарушают обычный защитный пограничный слой) могут привести к перегреву электродов свечи зажигания и других элементов камеры сгорания до такой степени, что они начинают раскаляться докрасна. В этот момент светящийся предмет может вызвать преждевременное зажигание и быстрое разрушение цилиндра. После разборки судебно-медицинская экспертиза выявит явные признаки как детонации, так и повреждения, вызванного преждевременным зажиганием, хотя в конечном итоге двигатель погубил именно преждевременное зажигание. 0003

В другой статье мы более подробно рассмотрим нормальное сгорание и изучим, как использование нами органов управления двигателем — газа, смеси и опоры — влияет на то, что происходит внутри цилиндра.

© 2007-2013 – Майкл Д. Буш – Все права защищены.

Тук-тук, Время детонации | OnPoint Dyno

Самый частый вопрос, который мне задают мои клиенты с двигателями с наддувом: почему мы не можем увеличить мощность? Почему бы вам просто не увеличить усиление еще немного? Почему нельзя просто добавить время?

Ответ на этот вопрос заключается в том, что мы ограничены по детонации. Эти ребята меня не отпускают. Это недостаточно хороший ответ. Они хотят знать, почему возникает этот стук и как от него избавиться. Это стоит им силы! Ну, это немного сложнее, чем просто купить некоторые детали.

Сначала надо описать и объяснить стук (или детонацию). Затем мы можем посмотреть, что вызывает стук и что можно сделать, чтобы уменьшить его. Поняв стук, вы сможете понять ограничения, связанные с настройкой вашего двигателя. Мы надеемся, что это даст новым клиентам оценку безопасного предела мелодии и понимание того, почему вы не можете просто «добавить больше усиления, братан».

Что такое детонация (стук, искра-стук)?

Детонация – это когда карманы смеси топлива и воздуха внутри камеры сгорания воспламеняются отдельно от первоначального фронта пламени, воспламеняемого свечой зажигания. Эти карманы не горят контролируемым образом — они скорее взрывоопасны. Эти взрывные взрывы могут повредить двигатель, и их можно услышать в виде звукового звона, когда волна давления от взрыва резонирует через блок двигателя. В зависимости от серьезности детонации повышение давления в камере может быть чуть выше нормального пикового давления или выходить за пределы нормальных пределов, которые обычно видит двигатель, что может привести к повреждению двигателя.

Кривая давления в цилиндре после детонации (синий) по сравнению с нормальным чистым прогоранием (красный). Обратите внимание, что синяя кривая имеет более раннее воспламенение, что можно наблюдать по более раннему нарастанию давления. Фото предоставлено: High Power Media

Эти скачки давления прорывают защитный пограничный слой относительно холодного газа и вызывают эрозию и сильную передачу тепла внутренним компонентам двигателя. Продолжительная сильная детонация может и разрушит поршни, прокладки головок, свечи зажигания и головки цилиндров. Сильные удары от детонации также могут привести к поломке компонентов — представьте, что вы ударяете молотком по углу поршня — вы можете представить растрескивание кольцевой площадки. Или изобразите падение свечи зажигания на землю, вы, скорее всего, отломите часть свечи.

Это пример детонационной ямки и плавления поршня. Фото: Неизвестно

Важно понимать, что не всякая детонация разрушительна. Детонация при небольшой нагрузке обычно не имеет достаточного давления, чтобы повредить двигатель. Даже безнаддувные двигатели при полной нагрузке часто могут выдерживать длительный период сильной детонации без каких-либо видимых повреждений.

Что такое предварительное зажигание?

Предварительное зажигание — большой пьяный дядя Детонации. Преждевременное зажигание происходит, когда двигатель настолько расстроен своим текущим состоянием, что воспламеняется часть топливной смеси до свеча зажигания зажгла начальное пламя. Как правило, это никогда не должно происходить на исправном двигателе, но стоит распознать преждевременное зажигание, потому что экстремальная детонация может создать идеальные условия для развития предварительного зажигания. Теплопередача от детонации может привести к тому, что внутренние детали двигателя накалятся или станут очень горячими. Это, в сочетании с экстремальной нагрузкой на двигатель, может привести к преждевременному зажиганию. Как только начинается предварительное зажигание, вы можете себе представить, что это может быть очень разрушительным делом, поскольку никакая регулировка момента зажигания не будет иметь существенного значения, чтобы остановить его.

Что вызывает детонацию?

Детонация возникает, когда воздушные и топливные карманы нагреваются и находятся под давлением, достаточным для самовоспламенения. Мы можем разделить причины на две основные категории: октановое число топлива (октановое число — это устойчивость топлива к детонации) ИЛИ механические характеристики двигателя.

Топливо:

Топливо — наиболее распространенный способ устранения детонации. Больше октановое число = меньше детонации, при прочих равных условиях. Когда вы идете на заправку, число, которое вы видите на заправке, — это октановое число бензина — это показатель устойчивости топлива к детонации.

Присадки, такие как октановые добавки, впрыск воды или впрыск метанола, могут повысить эффективное октановое число топлива, в то время как чрезмерное количество масла во впускном тракте может снизить эффективное октановое число топлива. По этой причине очень важно иметь эффективный воздушно-масляный сепаратор картера, если картерные газы должны рециркулировать обратно во впускной тракт.

Топливо, такое как E85 или метанол, которые имеют гораздо более низкое стехиометрическое соотношение, чем бензин, достигают более высокого октанового числа отчасти за счет их охлаждающего эффекта от большего количества впрыскиваемого топлива, а также за счет гораздо большей скрытой теплоты парообразования, которая является количество теплоты, отводимое при переходе этих жидкостей в газообразное состояние. Гоночное топливо имеет гораздо более высокое октановое число, основанное на химическом составе топлива, с использованием состава, который может сгорать контролируемым образом при более высоких температурах и давлениях, чем бензин для насосов.

Было проведено множество исследований, и существует множество динамических графиков, которые сравнивают идентичные установки с одним типом топлива с другим. Сравнивать виды топлива очень легко, так как вам просто нужно откачать бак. Количественно оценить механические изменения не так-то просто.

Этот FR-S с наддувом продемонстрировал значительный прирост мощности на более высоких оборотах с впрыском метанола, поскольку он был ограничен по детонации при использовании насосного топлива.

Механические атрибуты:

В то время как влияние топлива на детонацию довольно прямолинейно, механические атрибуты, влияющие на вероятную детонацию (механическое октановое число), гораздо сложнее, и многие из них изучаются OEM-производителями с использованием состояния программное обеспечение для моделирования движка искусства. Давайте посмотрим на некоторые механические характеристики, влияющие на стук:

Опережение зажигания – Безусловно, наиболее распространенной причиной детонации является опережение зажигания. Чем раньше воспламеняется топливно-воздушная смесь, тем большее давление создается в камере сгорания. Пока мы можем получить MBT (минимальное время для создания наилучшего крутящего момента) до детонации, нас не слишком беспокоит, сколько времени может привести к детонации. Двигатель считается «ограниченным по детонации», когда детонация происходит до того, как идеальное время зажигания может быть установлено для максимального крутящего момента. Обычно это имеет место в большинстве двигателей с наддувом, которые работают на топливе насоса, в двигателях с высокой степенью сжатия без наддува или даже в типичных двигателях с низкооктановым топливом. Потеря мощности ускоряется по мере удаления от ОБТ, в конечном итоге до такой степени, что двигатель начинает глохнуть и работать плохо из-за слишком позднего опережения зажигания. Эта ситуация может наблюдаться при использовании большего наддува, чем может обеспечить определенное топливо в конкретном приложении.

На левом графике видно, что происходит с давлением в цилиндре по мере увеличения угла опережения зажигания — этого гораздо больше! В двигателе с ограничением по детонации увеличение угла опережения зажигания значительно усугубит проблему! Также стоит отметить, что давление в цилиндре будет продолжать увеличиваться с опережением зажигания даже после пиковой мощности. Другими словами, увеличение угла опережения зажигания всегда создает большее пиковое давление в цилиндре, но не обязательно большую мощность. Фото: Неизвестный учебник.

Нагрев – Чем горячее камера сгорания, тем больше вероятность детонации. Температура воды и температура заряда играют большую роль. Температура масла, температура топлива и противодавление в выпускном коллекторе также влияют на температуру в камере сгорания, что влияет на детонацию.

Давление – Чем больше нагрузка на двигатель, тем ближе порог детонации. Очевидно, что есть больше тепла и больше давления от дополнительного воздуха и топлива, сжигаемого в камере сгорания, которые являются двумя причинами, вызывающими детонацию. Эффективный поток воздуха за счет правильной фазы газораспределения, хорошего напора и низкого противодавления выхлопных газов уменьшит детонацию.

Степень сжатия – Чем выше степень сжатия двигателя, тем больше тепла и давления вырабатывается в камере сгорания, что повышает вероятность детонации.

Борьба даже ОЕМ с детонацией. Здесь Mazda определяет идеальную степень сжатия как ту, которая обеспечивает максимальный крутящий момент для определенного топлива. Фото предоставлено: Mazda Hong Kong (Skyactiv)

Вихрь и турбулентность . Способность двигателя создавать вихри и турбулентность в камере сгорания будет играть большую роль в механическом октановом числе. Чем быстрее происходит горение, тем меньше времени остается для накопления тепла и давления за пределами основного ядра пламени, что снижает угол опережения зажигания, необходимый для двигателя, и увеличивает механическое октановое число. Турбулентность и завихрение являются одним из параметров, на моделирование и моделирование которых OEM-производители тратят много времени, чтобы добиться максимально быстрого и однородного горения.

Конструкция головки цилиндра и поршня — Как и в предыдущем случае, OEM-производители тратят много времени на конструкцию головок цилиндров и поршней, чтобы работать над потоком охлаждающей жидкости и охлаждением цилиндров для повышения теплового КПД и снижения детонации (чтобы обеспечить более высокую степени сжатия). Гашение помогает уменьшить детонацию, охлаждая конечные газы и нагнетая воздушно-топливную смесь в центр камеры сгорания, когда поршень приближается к ВМТ.

Зоны гашения или зоны «хлюпа» обеспечивают значительное охлаждение (гашение) конечных газов и толкают эти концевые газы ближе к свече зажигания по мере приближения поршня к ВМТ. Эти атрибуты помогают снизить вероятность детонации. Кредит Фотографии: Неизвестно

Топливная смесь – Чем беднее смесь, тем выше вероятность детонации.

Blow-By – Двигатель с плохой вентиляцией картера приводит к чрезмерному прорыву картерных газов, что приводит к детонации. Как мы упоминали ранее, масло снижает эффективное октановое число топлива, поэтому, если картерные газы не могут выходить из картера, они снова попадают в камеру сгорания и снижают эффективное октановое число.

Острые края / Нагар / Неправильные свечи зажигания / Горячие точки – Любые части камеры сгорания, удерживающие избыточное тепло, могут стать источником локального удара. К ним относятся нагар, свечи зажигания, которые слишком горячие для данного применения, или острые края поршня или головки, которые могут задерживать тепло.

К сожалению, большинство этих механических свойств встроены в архитектуру двигателя. Даже во время сборки двигателя вы мало что можете сделать, чтобы изменить охлаждающие свойства или конструкцию головки блока цилиндров и поршня вашего двигателя. Без достоверных данных о различных типах покрытий и о влиянии остроты поршней «фабричной обработки» на поршни, обработанные вручную, очень сложно определить ценность этих дорогих вариантов за ваши деньги.

Подведение итогов:

Самый простой способ получить больше от вашего двигателя — использовать топливо с более высоким октановым числом и убедиться, что охлаждение двигателя соответствует поставленной задаче. Это включает в себя охлаждение наддувочного воздуха и водяное/масляное охлаждение. И, наконец, убедитесь, что у вас есть хороший сепаратор воздуха/масла и что масло не попадает в камеру сгорания. Помимо этих советов, вы находитесь в зоне развития, и вы в некоторой степени сами по себе. Я хотел бы услышать результаты испытаний, которые экспериментируют с покрытиями, портированием, сплющиванием/охлаждением и другими средствами для улучшения механического октанового числа, поэтому, если вы узнали что-то новое, пожалуйста, поделитесь!

Итак, теперь, когда у вас есть хорошее представление о детонации, надеюсь, вы сможете оценить, когда вам сообщат, что двигатель находится на безопасном пределе.