0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое детонация топлива в двигателе

Детонация


Что такое детонация в двигателе автомобиля?
Детонация – это аномальный процесс сгорания топлива в двигателе. Происходит в виде серии взрывов самовоспламенившегося топлива в камерах сгорания двигателя. Сопровождается металлическими стуками, перегревом, потерей мощности.

При нормальной работе бензинового двигателя автомобиля процесс сгорания топлива в камерах сгорания происходит плавно: до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ) проскакивает искра между электродами свечи зажигания, воспламеняя топливную смесь. Фронт пламени со скоростью 50-80 м/с распространяется по всему объему камеры сгорания. Давление газов на поршень при этом оптимальное. Соотношение нарастания давления к углу поворота коленчатого вала 1,5-2 бар/градус. Детали поршневой группы не испытывают перегрузки.

При самовоспламенении топлива «плавность» распространения фронта пламени нарушается. Происходит взрыв с последующей ударной волной до 2500 м/с. От нее начинаются взрывы по всей камере сгорания, порождая череду ударных волн. Скачком поднимается температура и давление в камере сгорания. Скорость детонационного сгорания очень высокая. При этом слышны удары этих волн – металлический стук при работе двигателя. Последствия такого механического и температурного воздействия на двигатель резко отрицательные, зачастую приводят к его капитальному ремонту.

Признаки детонации в двигателе автомобиля

— Дробный металлический стук высокого тона в двигателе при нажатии на педаль «газа»

Допускается кратковременная детонация при нажатии на педаль газа при движении автомобиля со скоростью 40-60 км/ч на прямом отрезке дороги. Возникновение стука на иных скоростях или при движении в гору свидетельствует о проблемах в работе системы зажигания двигателя или применении некачественного бензина.

— Перегрев двигателя

Так как при наличии детонации температура в камерах сгорания резко возрастает, двигатель постоянно перегревается.

— Снижение мощности и приемистости двигателя

Сопротивление движению поршней резко возрастает, так как давление в цилиндрах становится огромным.

Причины детонации в двигателе автомобиля

— Применение топлива с октановым числом не соответствующим данному двигателю

Оно может начать взрываться еще до момента воспламенения от свечи зажигания. Это происходит при так называемой низкой детонационной стойкости топлива (применение низкооктанового топлива на двигателях с высокой степенью сжатия). Например, если заливать 80-й вместо 92-го в двигатель 21083 имеющий степень сжатия 9,8-10,5.

— Нарушение угла опережения зажигания (слишком ранний)
— Нагар на стенках камер сгорания и клапанах

Топливо самовоспламеняется вызывая детонацию, от раскаленного нагара. «Нагар на клапанах».

Нагар на клапанах

— Применение свечей зажигания не соответствующих по калильному числу для данного двигателя

Топливо самовоспламеняется от раскалившегося изолятора свечи зажигания (холодные свечи).

Последствия детонации

Механические и тепловые нагрузки при детонации в двигателе огромны, как следствие страдает цилиндро-поршневая группа, кривошипно-шатунный и клапанный механизмы.

— Разрушаются перегородки поршней, сами поршни могут оплавиться.

— Разрушаются кромки тарелок клапанов.

— Выходят из строя шатунные вкладыши и пальцы поршней.

Как бороться с детонацией?

— Применять качественный бензин по октановому числу соответствующий своему двигателю.

— Применять свечи зажигания соответствующие по калильному числу данному двигателю.

— Точно выставить требуемый угол опережения зажигания, требуемый для конкретного двигателя.

Угол опережения выставляется на карбюраторных двигателях, на инжекторных это функция блока управления ЭСУД.

— Следить за исправностью элементов системы зажигания.

Неправильно работающие или вообще вышедшие из строя датчики вакуумного и центробежного опережения зажигания в трамблере карбюраторного двигателя сведут на нет все попытки правильно установить момент зажигания.

— Проверить правильность расположения установочных меток привода ГРМ двигателя.

В случае их смещения нарушаются фазы газораспределения и выставить правильный угол опережения зажигания будет невозможно.

— Применять моторные масла соответствующего качества.

Чтобы не образовывался нагар на стенках камер сгорания и днищах поршней двигателя.

Примечания и дополнения

— Иногда постоянную детонацию принимают за стук клапанов (при увеличенных тепловых зазорах). Поэтому прежде чем пытаться отрегулировать клапана стоит поменять бензин и отрегулировать момент зажигания.

— Так же детонация в народе имеет другое название: «пальцы поршней стучат». На самом деле к стуку поршневых пальцев это явление не имеет ни какого отношения.

Причины детонации двигателя

  1. Из-за чего начинается
  2. Некачественное топливо
  3. Забитый грязью топливный фильтр
  4. Неподходящие или некачественные свечи зажигания
  5. Нагар на поршнях или в цилиндрах
  6. Неотрегулированные клапана
  7. Редкая смена расходников

Детонация двигателя – это один из самых неприятных моментов за все время эксплуатации автомобиля. В абсолютно исправном двигателе топливо смешивается с воздухом и сгорает внутри цилиндра, а детонация – когда происходит взрыв топливной смеси. Взрыв сопровождается неравномерным распространением энергии, что приносит колоссальный урон внутренним деталям двигателя. После того как вы заметили детонацию двигателя вашего автомобиля, сразу же следует ехать на диагностику, ведь двигатель фактически разрушает сам себя изнутри. Но если вы обладаете некоторыми знаниями автомеханика, то можно попробовать исправить ситуацию самостоятельно, ведь причин детонации не так уж и много.

Из-за чего начинается

Детонация

Причины детонации двигателя внутреннего сгорания довольно простые и их можно отнести практически к каждому типу двигателя:

  • Использование некачественного топлива.
  • Забитый грязью топливный фильтр.
  • Некачественные свечи зажигания или использование типа свечей, неподходящих вашему двигателю.
  • Нагар на поршнях или в цилиндрах.
  • Неотрегулированные клапана.
  • Редкая смена расходников.

Все эти причины могут создавать помехи для нормальной работы двигателя. Если попытаться их устранить, то, возможно, двигатель станет работать, как прежде.

Некачественное топливо

Заправка автомобиля на неизвестных заправках может обернуться проблемами в дальнейшем. Даже если детонация началась не сразу, двигатель по-своему отреагировал на использование некачественного топлива. Отечественные автомобили ВАЗ не так чутко реагируют на некачественное топливо, но, возможно, оно и хуже. Ведь детонация начнется не сразу, а спустя какое-то время и уже в более тяжелой стадии, чем если бы оно началось сразу после заправки. Поэтому лучше использовать качественное топливо с крупных автозаправок известных брендов.

Если так случилось, что началась детонация двигателя, то попробуйте заливать топливо с высшим на одну ступень октановым числом. То есть если вашему автомобилю рекомендовано топливо с октановым числом 92, попробуйте заливать топливо с октановым числом 95. При интенсивной езде через неделю вы почувствуете разницу. Затем можно переходить на топливо с октановым числом, которое рекомендовано заводом-изготовителем, и впредь заливать только качественное топливо.

Лучше возить с собой канистру с топливом «на всякий случай» и не заливать топливо на старых и неизвестных заправках. От десятилитровой пластиковой канистры багажник вашего автомобиля не будет казаться забитым и, в случае необходимости, благодаря предусмотрительности, можно будет доехать до проверенной заправки.

Забитый грязью топливный фильтр

Забился топливный фильтр

Этот пункт является последствием предыдущего пункта. Со временем топливный фильтр забивается грязью, но его редко кто меняет, особенно на машинах, которые не обременены гарантией. Ремонт топливной аппаратуры из-за грязного топливного фильтра будет дорогим, особенно если дело касается инжекторного двигателя. Чтобы не попасть на ремонт двигателя, просто чаще меняйте топливный фильтр.

Если двигатель начал детонировать не сразу и не резко, а постепенно увеличивая силу и частоту детонации, требуется поменять топливный фильтр. В современных автомобилях установлено два фильтра для очистки топлива: фильтр грубой очистки и фильтр мягкой очистки. Замените их оба и посмотрите на разницу в работе двигателя. Если положительного эффекта не наблюдается, то пора переходить к следующему пункту.

Неподходящие или некачественные свечи зажигания

Проблема в свечах зажигания

В современной экономической ситуации рядовой водитель старается экономить на обслуживании автомобиля. Но есть детали, на которых экономить нежелательно. В магазинах, торгующих автомобильными запчастями, широкий выбор свечей зажигания. И часто водитель склоняется не к качеству, а к цене, покупая свечи «те, что дешевле». Но на свечах экономить нельзя, поэтому поинтересуйтесь в справочнике или в Интернете, какие свечи рекомендованы заводом-изготовителем именно для вашего автомобиля. Узнайте, как отличить настоящие свечи от подделки. Непременно воспользуйтесь этими советами при выборе свечей зажигания.

Читать еще:  Чем заварить чугунную головку двигателя

Если детонация двигателя продолжается на холостом ходу, а не только в движении, можно проверить работоспособность свечей таким образом. Послушайте работу двигателя сразу после выключения зажигания. Если вы слышите, что двигатель после того, как его заглушили, работал еще какое-то время, значит, детонация двигателя настолько сильная, что приводит к слишком сильному нагреву двигателя. Тут заменой свечей дело не ограничится, поэтому следует переходить к следующему пункту.

Нагар на поршнях или в цилиндрах

Нагар на поршнях

К сожалению, определить наличие нагара внутри двигателя невозможно без вскрытия самого двигателя. Да и стоит это очень дорого. Поэтому приобретите моющие присадки к топливу и поменяйте привычную АЗС. Если после использования присадок вы увидите черный дым из выхлопной трубы, значит, двигатель начал свое «лечение». Активные моющие присадки как бы вымывают двигатель изнутри, и вся эта сгоревшая грязь вылетает в трубу в виде копоти.

Неотрегулированные клапана

Требуется регулировка клапанов

Причиной детонации двигателя могут быть и клапана. В этом случае вам крупно повезло, потому что ремонтировать двигатель очень дорого, а регулировка клапанов стоит приблизительно 300–500 рублей для отечественного автомобиля.

После качественной регулировки клапанов детонация может исчезнуть, если проблема была в этом.

Редкая смена расходников

Замена моторного масла

Из-за того что водители экономят на своем железном коне, возможна не только детонация, но и капитальный ремонт автомобиля. Поэтому опытные автомеханики советуют на скупиться на расходники и даже менять их чаще положенного срока. При этом цена расходников может быть самая низкая. Например, вы заливаете в двигатель своего автомобиля супермасло по цене 3500 рублей за 4 литра и меняете его раз в 10 тысяч километров. Гораздо лучше для вашего двигателя будет заливка масла стоимостью 400 рублей, но при замене каждые 7–8 тысяч километров. Разница в цене такова, что за цену масла премиум-класса вы можете провести полное ТО. Но менять масло чаще положенного срока все равно лучше. Поэтому если вы начнете проводить ТО чаще, чем раньше, ваш двигатель будет только рад.

Может требоваться замена фильтров

В стандартную смену расходников входит замена моторного масла, топливного фильтра, масляного фильтра, воздушного фильтра, замена свечей. Все эти детали самым прямым образом влияют на работоспособность вашего автомобиля. Если даже вы меняли расходники недавно, все равно следует поменять их. Ведь, возможно, что в прошлый раз вы поставили детали ненадлежащего качества, а проще говоря, подделку. Поменяв расходники, засеките километраж до следующего ТО. Пусть он будет на пару тысяч километров меньше, и ваша машина ответит вам благодарностью за заботу.

Итак, современный автомобиль нуждается в заботе и уходе, и если началась детонация двигателя, то это целиком и полностью вина водителя, который за ней плохо ухаживал. При должном уходе и заправке качественным топливом детонации не будет.

Детонация двигателя и причины ее появления

Все автомобилисты знают, что бывает детонация двигателя, а многие и устраняли такую проблему.

Что же это такое детонация двигателя?

Детонация двигателя это быстрое, взрывное сгорание горючей смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания (ДВС), а именно раннее воспламенение топливовоздушной смеси во время сжатия. Поэтому давление на поршень начинается до того, как поршень достиг верхней мертвой точки. Тойсть, когда поршень двигается вверх, сила механизма заставляет его двигаться обратно, это плохо влияет на мощность двигателя и экономичность автомобиля.

Так возникает детонация двигателя, во время чего все излишки тепла образующиеся при сгорании топливной смеси передаются на стенки камеры сгорания и днище поршня и силовой агрегат перегревается, появляется коррозия днища поршня и внутренней поверхности цилиндра, прогорает прокладка головки блока цилиндров (ГБЦ).

Основная проблема при детонации, заключается в том , что не контролируется сгорание топлива, в результате чего появляются механические и термические перегрузки деталей двигателя внутреннего сгорания, особая нагрузка ложится на прокладки головки блока цилиндров. Ведь прокладка головки блока цилиндров при возникающих некорректных перегрузках может выдержать недолгое время.

При стихийном сгорании топлива происходят ударные волны с сильным возрастанием давления и высокой температурой (температура бывает даже выше +3700 гр.), что и приводит к выгоранию прокладки головки блока цилиндров.

Прокладку ГБЦ пострадавшую от детонации видно по окантовке камеры сгорания, которая бывает сильно повреждена, а именно измята.

Одной из причин возникновения детонации двигателя может служить использование бензина с низким октановым числом для автомобилей не приспособленных к его потреблению ( заливается бензин А-76 вместо А-95,а то и вместо А-98).

Не забывайте бензин с низким октановым числом применяется для двигателей с небольшой степенью сжатия! Все производители автомобилей или двигателей рекомендуют какое топливо использовать.

Если все же используется низкооктановый бензин с несоответствующим ему двигателем не удивляйтесь серьезным повреждениям двигателя.

Причины детонации:

  • преждевременное сгорание топлива (вследствие чего также изнашиваются детали кривошипно-шатунного механизма).
  • образование повышенного нагара в цилиндрах;
  • некорректная работа системы охлаждения ДВС;
  • преждевременное зажигание;
  • когда авто долго работает на небольших оборотах коленчатого вала, правда надо признать этим страдают российские авто;
  • плохое поступление в камеру сгорания топливовоздушной смеси;
  • повреждения ГБЦ;
  • испорченные вкладыши, поврежденные поршни (треснутые);
  • некорректная эксплуатация авто, а именно: езда на высокой передаче при подъеме, повороте, эксплуатация авто в режиме холостого хода.

О детонации двигателя можно узнать, услышав нехарактерный стук металлических деталей (создается впечатление, что стукаются металлические шарики), также при проведении диагностики с помощью датчика анализирующего звуки.

Детонация двигателя бывает приемлемой (допустимая) и не допустимая. Приемлемая детонация как правило, не слышна, она бывает при работе двигателя на низких оборотах и продолжается небольшое время. Явление допустимой детонации происходит в автомобилях, когда изготовитель выпускает двигатели с максимальным крутящимся моментом при минимальном объеме. Недопустимая детонация практически всегда происходит в модифицированных двигателях с высокой мощностью, взрывное сгорание происходит на высоких оборотах коленчатого вала,тойсть при высокой нагрузке. Эксплуатации мотора в таком режиме в течение нескольких секунд может привести к многочисленным повреждениям внутренних деталей мотора.

В модифицированных автомобилях (тюнингованных) для повышения крутящегося момента устанавливается опережающееся зажигание, раннее зажигание вызывает волну давления, которая воспламеняет горючую смесь по всей камере сгорания. Также детонация возникает при изменении рекомендуемого соотношения смеси воздух-топливо(но любителей тюнинга этим не остановиш).

Не последнее значение в появлении детонации имеет степень сжатия в ДВС, как правило без наддува она установлена на уровне 10, 5:1 если агрегат работает на неэтилированном бензине А-92, но если степень сжатия установлена 13:1 нужно пользоваться бензином с более высоким октановым числом-А-95, А-98. Моторы с наддувом как правило имеют низкий коффициент сжатия от 7:1-9,5:1, наддув нужен для поступления большего объема воздуха, который нагнетается в камеру сгорания специальной турбиной, этот дополнительный воздух повышает степень сжатия.

Когда вы определите причуну детонации, проверьте нет ли самовоспламенения смеси без искры. Самовоспламенение происходит из-за перегрева силового агрегата в конце сжатия, или от соприкосновения смеси с частицами нагара или с раскаленными электродами, чтобы понять выключите зажигание, двигатель сразу остановился-причина стуков детонационное сгорание.

После определения причин детонации необходимо убедиться в отсутствии самовоспламенения смеси (без искры). Очень часто водители совершают ошибку, путая детонационное сгорание с самовоспламенением. Последнее связано с перегревом силового агрегата в конце такта сжатия. В это время сжатая смесь сильно нагревается, что приводит к ее самовозгоранию. Кроме того, возможно самовоспламенение смеси из-за ее соприкосновения с частицами нагара либо раскаленными электродами. Во избежание каких-либо ошибок нужно выключить зажигание. Если двигатель останавливается сразу, значит более вероятной причиной стуков является детонационное сгорание, потому что данное явление возникает лишь после того, как горючая смесь загорается при помощи электрической искры.

Читать еще:  Все для тюнинга двигателя лачетти

Надо отметить, что преждевременное сгорание становится меньше с увеличением частоты вращения коленвала, так как топливовоздушная смесь в цилиндрах находится меньшее количество времени. Это происходит благодаря повышению скорости распространения пламени, что в итоге приводит к уменьшению концентрации перекисных соединений.

Поэтому следует стремиться к езде на более высоких скоростях (с повышенными оборотами коленчатого вала). Естественно езда на больших скоростях разрешается там , где позволяет дорожное покрытие.

Если детонация происходит из-за пользования несоответствующим бензином, ее можно попытаться устранить, установив более позднее зажигание. При установке более позднего зажигания снижается давление газов и температуры в цилиндрах, а также остается меньше времени для возникновения перексидных соединений, концентрация которых не будет достигать критических значений. В результате сгорание топливной смеси будет происходить нормально. Иначе нужно сменить бензин и пользоваться тем топливом, которое рекомендует завод производитель, не забывайте, пользуясь рекомендуемым топливом снижаете риск возникновения детонации,продлеваете жизнь двигателя и своего автомобиля.

Суть и причины детонации инжекторного и карбюраторного двигателя в различных режимах

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

Что такое детонация и как ее определить

Определение и суть

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

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

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

Последствия


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

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

Признаки неисправности

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

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

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

Основные причины и как их устранить

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

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

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

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

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

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

Дизелинг

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

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

  1. Подача топлива в цилиндры.
  2. Низкие обороты коленвала.

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

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

Вред или польза

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

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

А не калильное ли это зажигание?

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

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


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

Последствия КЗ опасны. Оно может вызвать:

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

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

Коротко о главном

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

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

Горение на грани взрыва, или Как укротить детонацию и обратить вред от нее во благо

В числе датчиков, которыми автомобильные двигатели обвешаны с «головы до пят», датчик детонации не самый беспокойный. Возможно, поэтому среди рядовых автовладельцев найдется немало таких, кто даже не догадывается о его существовании, а среди слышавших о датчике детонации «что-то» и «где-то», есть те, кто ошибочно истолковывает его предназначение и порядок работы.

Читать еще:  Mercedes 602 двигатель характеристики

К сожалению, при обсуждении статьи «Сцепление не при делах, но виноват ли бензин, или Что расшатало электроды в свечах зажигания?» выяснилось, что некоторые наши читатели тоже заблуждаются по поводу функций датчика детонации, с чем мы, разумеется, согласиться не можем.

Однако для начала развеем, пожалуй, самое распространенное ошибочное мнение, что датчиками детонации оснащаются только бензиновые двигатели. В действительности на современных дизелях датчики детонации тоже встречаются. При этом дизельные датчики детонации не только аналогичны по конструкции бензиновым, но и сигналы от них используются блоками управления дизелей для той же цели, что и в бензиновых моторах.

Не исключено, что причиной бытующих недоразумений относительно датчика детонации является его говорящее название. Но что в таком случае представляет собой детонация? В бензиновых двигателях так именуется неправильное, или, говоря иначе, аномальное, сгорание топлива.

После поджигания искрой от свечи и начала сгорания горючей смеси паров бензина и воздуха повышаются температура и давление. Эти факторы воздействуют на несгоревшую часть горючей смеси, в которой из-за этого могут образоваться активные перекиси (неустойчивые взрывчатые соединения).

Перекиси вызывают самовоспламенение не успевшей сгореть части смеси во всем ее объеме, и возникает взрывная волна. Она распространяется со скоростью до 2000 м/с, что примерно в 40 раз превышает скорость нарастания давления в цилиндре, когда сгорание топлива происходит в штатном режиме. В результате детонация испытывает на прочность поршневые кольца и межкольцевые перемычки поршней, кромки днища поршня и клапанов, выступающие в камеру сгорания элементы свечей зажигания, окантовку прокладки головки цилиндров. При длительном воздействии детонации днища поршней оплавляются, межкольцевые перемычки в поршнях и поршневые кольца ломаются, клапаны и прокладка головки блока прогорают. После такой оказии возвращение автомобиля в строй требует дорогостоящего ремонта мотора, а иногда и вовсе его замены.

Раз так, детонацию надо пресекать в корне, что, по всей видимости, служит основой для ошибочного представления о назначении датчика детонации и его работе. В действительности же проблема состоит в том, что сгорание в режиме, когда двигатель работает на грани возникновения детонации, но в нее не «сваливается», позволяет извлечь из топлива максимальную энергию, которая может выделиться при сгорании. Говоря проще, такой режим является наиболее выгодным для получения мощности и затрат на это получение наименьшего количества топлива, а это как раз и есть то, чего стараются добиться от любого мотора.

При прочих равных условиях определяет риск детонации выбор угла опережения зажигания. Но как подобрать оптимальный угол, если его величина «плавает» в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, открытия дроссельной заслонки, соотношения воздуха и топлива в горючей смеси?

Пока электронное управление не взяло верх, оптимальный угол опережения зажигания поддерживался с помощью инерционного и вакуумного регуляторов, встроенных в распределитель зажигания и действовавших автоматически в соответствии с оборотами двигателя и разряжением во впускном коллекторе в текущий момент времени.

Когда пробил час электроники, механические устройства заменил блок управления, выбирающий оптимальный момент зажигания с учетом сигналов, поступающих от различных датчиков, в том числе и от датчика детонации.

Взрывная волна, сопровождающая детонационное сгорание, многократно отражается от деталей, ограничивающих камеру сгорания, и вызывает их вибрацию. При нормальном сгорании вибрации нет. Датчик детонации жестко прикреплен к блоку цилиндров и фиксирует его вибрацию.

Место для установки датчика выбирается так, чтобы можно было получать максимально сильный сигнал от каждого из цилиндров и распознавать, как проходит в них процесс сгорания. Для 4-цилиндровых рядных двигателей, как правило, достаточно одного датчика. При большем количестве цилиндров и V-образной конструкции двигателя требуется два или более датчиков детонации.

В работе датчика используется пьезоэлектрический эффект. Сжатие пьезоэлемента, при котором появляется электрический сигнал, обеспечивается расположенной по соседству инерционной массой. По причине своей инертности она воздействует на пьезоэлемент в ритме колебаний блока цилиндров. Электрический сигнал от пьезоэлемента поступает в блок управления двигателем непрерывно, однако ЭБУ анализирует и сравнивает друг с другом результаты лишь двух измерений в каждом из контролируемых датчиком цилиндров. Первое измерение проводится, когда сгорания в цилиндре не могло происходить в принципе. Как правило, это положение поршня в нижней мертвой точке.

Второе измерение проводится после зажигания. Сопоставление измерений позволяет отфильтровать фоновые шумы в кривошипно-шатунном механизме и достовернее оценить вибрации, вызываемые именно сгоранием. В результате по сигналам датчика детонации блок управления имеет возможность постоянно корректировать величину угла опережения зажигания, чтобы не допустить аномального сгорания и в то же время позволить мотору работать в самом выгодном для получения мощности и потребления топлива режиме.

В дизелях, где горючая смесь воспламеняется не от постороннего источника, как в бензиновых двигателях, а вследствие высокой температуры предварительно сжатого в цилиндрах воздуха, возгорание носит объемный характер с резким нарастанием давления, напоминающим детонацию. Однако детали дизеля проектируются с расчетом на подобный рабочий процесс. Зачем в таком случае датчики детонации применяются и в дизельных моторах?

В дизелях датчик детонации помогает блоку управления изменять моменты начала впрыскивания каждой из форсунок или, другими словами, углы опережения впрыска, а также определять продолжительность сигналов, управляющих форсунками, в зависимости от условий работы двигателя. Это позволяет точно дозировать топливо, обеспечивая снижение его расхода и уменьшение токсичности отработавших газов, и даже компенсировать негативные изменения в характеристике форсунок, которые естественным образом появляются по прошествии длительного периода эксплуатации.

Таким образом, несмотря на кажущуюся убедительность, озвученное на форуме ABW.BY мнение, что работа датчика детонации лишь включает аварийный режим, в действительности является ошибочным. Наряду с информацией, передаваемой в блок управления датчиками, которые контролируют объем воздуха, поступающего в цилиндры, его температуру, а также температуру охлаждающей жидкости, содержание остаточного кислорода в выхлопных газах, скорость, с которой вращается коленвал, и другие параметры, сигналы датчика детонации также используются для оценки фактического состояния двигателя в конкретный момент времени.

Именно работа датчика детонации объясняет, почему при использовании бензина АИ-92, стойкость которого к детонационному сгоранию ниже, чем у АИ-95, мощность двигателя уменьшается, а расход топлива, наоборот, увеличивается. Ничего сверхъестественного в этом нет. Поскольку на 92-м бензине детонация начинается раньше, ЭБУ по сигналу датчика корректирует угол опережения зажигания, делая его поздним, чтобы детонации избежать. Это сказывается на мощности и расходе топлива.

Испытания, при которых один и тот же автомобиль последовательно заправляли бензином марок АИ-92 и АИ-95, после чего сравнивали динамические и экономические характеристики, проводились неоднократно. Установлено, что при использовании бензина с уменьшенным на 3 единицы октановым числом мощность снижается примерно на 5%, настолько же в среднем возрастает расход топлива. Максимальная скорость при этом ухудшается на 3-4%, а время, необходимое на разгон с места до 100 км/ч, увеличивается на 5-6%.

Итак, сбор и анализ данных от всех датчиков позволяет ЭБУ определить требующееся мотору в соответствии с его текущим режимом работы количество топлива, момент его впрыска и зажигания. Перевести двигатель в аварийный режим может отказ датчика детонации. Однако, как о том говорилось, это далеко не самый беспокойный среди датчиков, а причины его неисправности и признаки выхода из строя и вовсе другая история.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector