Avtoargon.ru

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

Причины детонации двигателя

Причины детонации двигателя. Список + ответы почему

Скачать PDF

Данное явление – штука довольно опасная и тревожная, поэтому причины детонации двигателя нужно обнаружить и устранить как можно быстрее. Детонация является, наверное, одной из самых значимых проблем моторного отсека для любого транспортного средства.

Однако, так уж повелось, немногие хозяева авто достоверно знают, с чем она может быть связана и чем грозит для безопасности агрегата на самом деле. Так давайте вместе разбираться в этом непростом вопросе: ликбез для новичков (и не только) – к вашим услугам!

Содержание

  • Что происходит?
  • Основные причины
  • Не те свечи

Что происходит?

В запланированных конструкцией движка функциях практически все топливо (превращаясь предварительно в воздушно-топливную смесь) должно сгорать в цилиндрах. Явление детонации возникает в тех случаях, когда смесь неправильным образом распределена, и возникнут излишки. Горение становится неуправляемым, в цилиндрах возникает взрыв, который зачастую повреждает стенки, поршень. Тогда проблем, это уж точно, не оберешься.

Немного из истории вопроса: Следует отметить, что само понятие детонации не ново. Оно появилось практически одновременно с изобретением самого ДВС (описано в материалах, как автозажигание газа внутри камер сгорания). На первых порах конструкторы поломали головы над этой проблемой. Даже считалось некоторое время, что невозможно предотвратить действие детонирования, весь фокус в зажигании.

Только в 40-х прошлого столетия была окончательно сформулирована позиция и практика вопроса: как обнаружить и устранить детонирование.

ДД: Кстати, на продвинутых нынешних авто по этому поводу устанавливается нужный и важный прибор – датчик детонации. Он призван осуществлять контроль над уровнем опасности, регулярно посылая сигналы в бортовые мозги, которые на основе этих данных меняют составы ТВС и угол опережения зажигания, предотвращая детонированный взрыв горючки.

Основные причины

При переходе в режим детонации вначале в моторе возникает громкий характерный шумовой эффект. Данный звук движка получается от звуковой волны и ее давления на цилиндровые стенки, которые начинают вибрировать. А детонация на холостых может возникать даже при попытке заглушить мотор, тогда происходит взрыв остатков топлива, и агрегат самопроизвольно запускается вновь. Безусловно, данное явление является по природе своей разрушающим и вредоносным для всего моторного отсека. Каковы его основные причины, выявленные опытными механиками и пользователями?

  • Качество топлива очень низкое или октановое число горючки ниже прописанного заводом-производителем;
  • Засорился топливный фильтр;

  • Форсунки накрылись (возможно, это произойдет в скором времени);
  • Топливный насос функционирует не в штатном режиме;
  • Неисправный кислородный датчик, и ТВС микшируется неправильным образом;
  • Проблемы с охлаждением моторного отсека или с управлением движка.
  • Бесспорно, все вышеперечисленные причины являются относительными и сильно зависят от некоторых дополнительных условий: эксплуатационных режимов конкретного авто, его марки, возраста и тому подобных. Кстати, опытные мотористы говорят, что нет в природе полностью гарантированных параметров, при которых это явление уж точно не произойдет с вашим двигателем. Поэтому остановимся лишь на некоторых, наиболее распространенных причинах.

    Низкий октан, плохое горючее: При заправке более «низким» горючим или бензином заведомо плохого качества возникает целый ряд проблем. Среди них и возможная детонация. Октан – показатель степени сжатия. Чем он выше, тем большую может переносить бензин. Следовательно, при заправке бензином с низким октаном топливо воспламеняется уже при малой степени сжатия, провоцируя явление детонации. Не зря же для современных высокоточных ДВС производители прописывают в мануалах использование дорогого высокооктанового топлива.

    Нагар в цилиндрах: Также, регулярно используя неочищенное и низкосортное топливо, можно спровоцировать появление нагаров и отложение шлаков и в самих цилиндрах. Как результат: объемы цилиндров уменьшены, а сжатие в них увеличено, что и провоцирует детонацию. Для борьбы с нагарами, если они уже появились, используются всевозможные присадки, широко предлагаемые на авторынке.

    Рекомендуется после промывки и прочистки сменить регулярно используемое топливо на более качественное и подходящее (согласно инструкции эксплуатации конкретного движка).

    Не те свечи

    Еще одной из причин выявляют использование не тех свечек для зажигания. Не зря фирмы-производители авто рекомендуют в мануалах использование определенных марок свечей. Неправильно подобранные (как правило, более дешевые – в плане экономии) плохо контролируют внутреннюю среду, создают условия для нештатного и неполного сжигания ТВС, что и может спровоцировать явление детонации (особенно в пожилых движках).

    Рекомендации по устранению: заменить свечи на прописанные производителем и не экономить на таких важнейших запчастях. И вообще, вначале нужно всегда искать причины детонации двигателя. Тогда это – вполне устранимая собственноручно проблема.

    Что такое детонация в двигателе?

    Что такое детонация двигателя причины возникновения детонации?

    Чаще всего она возникает при движении в гору на высокой передаче с небольшой скоростью. К звуку работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) примешивается жесткий металлический стук, который многие принимают за стук поршневых пальцев. … Детонация – это процесс взрывного воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя.

    1. Как отрегулировать карбюратор на бензопиле
    2. Что такое октановое число
    3. Что означает цетановое число дизельного топлива
    4. Почему увеличивается расход бензина
    5. Что такое карбюраторный двигатель
    6. Что такое система питания
    7. Почему большой расход топлива
    8. Как работает подсос на карбюраторе
    9. Какой бензин заливать в бензопилу штиль

    В чем может быть причина детонации?

    обедненная топливовоздушная смесь, нагар на стенках цилиндра, низкокачественные или неподходящие по параметрам свечи зажигания, перегрев двигателя

    Читать еще:  Двигатель 22 квт 1500 об какой ток

    Чем вызвано детонационное сгорание в двигателе?

    Детонационное сгорание возникает, если в силу каких-то причин чрезмерно повышается скорость движения фронта горения, который начинает самоускоряться, быстро доходя до сверхзвуковых скоростей.

    Что стучит в двигателе при детонации?

    Что касается звонкого металлического стука, называемого в народе «стуком пальцев», а в теории двигателейдетонацией, то он появляется именно в результате многократно повторяющихся ударов взрывных волн о стенки цилиндров.

    Как ощущается детонация?

    Если двигатель исправный, при его работе скорость циркуляции пламени составляет около 20 м в секунду. Если же происходит детонация, скорость распространения приумножается в несколько десятков раз: она может достигать до 2 тысяч м в секунду. В результате автомобилист слышит непривычный шум, напоминающий стук пальцев.

    Чем грозит детонация двигателя?

    Детонация приводит к перегреву всего двигателя, что опять же повреждает рабочие поверхности цилиндров и поршней и может привести к прогару прокладки под головкой блока цилиндров.

    Почему детонирует бензин?

    При высокой концентрации перекисных соединений, происходит тепловой взрыв, который вызывает самовоспламенение топлива. Самовоспламенение части рабочей смеси перед фронтом пламени приводит к взрывному горению оставшейся части топлива — к так называемому «детонационному сгоранию», «детонации».

    Какие факторы влияют на детонационное сгорание бензинового топлива?

    Это зависит от химического состава топлива, формы камеры сгорания и от типа охлаждения двигателя. Следует отметить, что производство топлива с высоким октановым числом дорого и из одной тонны нефти получить его можно меньше, чем топлива с низким октановым числом.

    Когда возникает детонационное сгорание?

    Детонационное сгорание — аномальный процесс сгорания, при котором наиболее удаленная часть топливо-воздушной смеси объемно самовоспламеняется с образованием ударных волн. После воспламенения рабочей смеси от искры фронт пламени распространяется по камере сгорания.

    Какой может быть горючая смесь?

    Обедненная горючая смесь содержит в своем составе на 1 кг бензина от 15 до 17 кг воздуха. Бедная горючая смесь имеет в своем составе свыше 17 кг воздуха на 1 кг бензина. Обогащенная горючая смесь содержит от 13 до 15 кг воздуха на 1 кг бензина. Богатая горючая смесь на 1 кг бензина содержит менее 13 кг воздуха.

    Почему стучат кольца?

    На самом деле, никаких пальцев в конструкции силового агрегата нет. Подобный шум образуется в результате неравномерного распределения топливно-воздушной смеси по камере сгорания. Взрывная волна начинает хаотично ударяться о металлические стенки на высокой скорости, из-за чего образуются характерные звуки.

    Что будет если неисправен датчик детонации?

    НЕИСПРАВНОСТЬ ДАТЧИКА ДЕТОНАЦИИ: ПРИЗНАКИ

    Загорание контрольной лампы двигателя, сохранение кода ошибки, низкая мощность двигателя, повышенный расход топлива.

    Влияние детонации на работу двигателя и её устранение

    Нормальный процесс сгорания топливного заряда в цилиндре происходит следующим образом. Поршень приближается к верхней мертвой точке, рабочая смесь (пары бензина, воздух и какое-то количество остаточных продуктов горения) сжата. В нужный момент между электродами свечи проскакивает искра, и здесь образуется первичный очаг воспламенения объемом несколько кубических миллиметров, энергия которого складывается из энергии искры и энергии сгоревшего в этой зоне топлива. Скорость нормального горения рабочей смеси в цилиндре двигателя имеет определенную скорость — 30-40 м/с. Скорость ударных волн во время детонации может достигать 1500 м/с.

    Детонация происходит, когда топливно-воздушная смесь в цилиндре вместо прогрессивного управляемого горения самопроизвольно взрывается. Это вызывает резкое увеличение давления и температуры в цилиндре, которое может повредить поршни, кольца и даже головку. Детонацию иногда можно услышать как посторонний металлический стук, исходящий от двигателя. Иногда детонация не выдаёт себя посторонними звуками, но проявляется в уменьшении мощности двигателя.

    На рисунках представлены поврежденные под действием детонации поршень и головка.

    Некоторое влияние на возникновение детонации оказывает нагар в камере сгорания. Дело в том, что отложения на стенках, во-первых, ухудшают теплообмен, а во-вторых — увеличивают фактическую степень сжатия. Иными словами, они создают условия для срыва нормального процесса горения. Более того, нагар может оказывать известное каталитическое действие и вызывать самовоспламенение рабочей смеси. И еще. При переходных режимах работы двигателя нагар иногда начинает разрыхляться и расслаиваться; тогда частицы, потерявшие плотный контакт со стенкой, легко перегреваются и могут провоцировать калильное зажигание. Бывает и так, что чешуйки нагара отрываются, но какое-то время не выносятся из камеры сгорания, а остаются в ней. Они легко нагреваются и поджигают рабочую смесь в самый неопределенный момент даже на впуске. Так порождаются; «дикие» стуки, не поддающиеся никакой логике и классификации.

    Энергия, выделяющаяся при детонации, препятствует движению поршня в верхнюю мертвую точку, выполняя тем самым ОТРИЦАТЕЛЬНУЮ РАБОТУ. В момент долгожданной искры от настоящей свечи компрессии в цилиндре уже нет: часть топлива, не воспламенившись, ушла в выхлоп через неплотности посадки клапанов в седлах, основная часть топлива УЖЕ сгорела, воспламенившись от окалины. Достигнув верхней точки поршень получает слабый импульс и движется вниз, вращая, коленвал (полезная работа) и преодолевая сопротивление других поршней, тормозящихся «калильным зажиганием» («сизифов труд»). Таким образом, только 40% топлива выполняют в двигателе полезную работу. Безрадостная картинка, не правда ли?

    Процесс сгорания с детонацией.

    Влияние конструкции мотора на детонацию

    Можно выделить следующие основныеконструкционные факторы:

    • форма камеры сгорания и ее охлаждение;
    • размеры цилиндра;
    • число и расположение свечей;
    • конструкция выпускного клапана;
    • степень сжатия.
    Читать еще:  Электрическая схема газ 2705 двигатель 402

    Влияние степени сжатия и давления наддува на датонациюСтепень сжатия является основныф фактором, влияющим на детонацию. Характерная зависимость порога появления детонации от степени сжатия и давления наддува показана на картинке.

    Форма камеры сгорания и ее охлаждение

    Чем больше время, в течении которого фронт пламени от свечи может достигнуть до наиболее отдаленных точек камеры сгорания и чем хуже охлаждаются эти точки, тем вероятнее возникновение детонации. Отсюда следует, что наиболее рацональной формой камеры сгорания является полисферическая и шатровая.

    Здесь же можно отметить, что определенные дивиденды может принести механическая обработка камеры сгорания. Как то — скругление различных очагов детонации в виде кромок и углов, полировка.

    Размеры цилиндра

    При увеличении размеров цилиндра возрастает длина пути, проходимого фронтом пламени и, следовательно, вероятность возникновения детонации.

    Влияние диаметра цилиндра на детонациюНа рисунке приведены значения наивысшей полезной степени сжатия в зависимости от диаметра цилиндра, полученные Рикардо. Верхняя кривая получена на двигателе с золотниковым распределением и свечей, расположенной в центре головки, а нижняя на двигателе с нормальным клапанным распределением. Меньшие значения степени сжатия во втором случае объясняются влиянием на детонацию горячего выхлопного клапана.

    Число и расположение свечей

    Увеличение числа свечей сокращает расстояние, проходимое фронтом пламени и тем самым уменьшает вероятность возникновения детонации. При существующих размерах цилиндров увеличение числа свечей свыше двух нерационально. Свечи располагают обычно так, чтобы обеспечить возможно малое расстояние до наиболее удаленной от них точки камеры сгорания.

    На рисунке представлено влияние числа свечей на детонацию. Опыты производились при регулировке состава смеси на максимальную мощность (сплошные линии) и максимальную экономичность (пунктир). Нижние кривые в обоих случаях соответствуют работе на одной свече, расположенной со стороны выхлопа, а верхние — на двух диаметрально противоположных свечах. Двигатель доводился наддувом до начала детонации. Как видно, в обоих случаях среднее индикаторное давление, соответствующее началу детонации, получалось при двух свечах, примерно, на 15% выше. Сами свечи, точнее, их электроды, часто служат источником возникновения детонации и преждевременного воспламенения. Поэтому при конструировании свечей для сильно форсированных двигателей обращают особое внимание на возможность надежного их охлаждения.

    Выпускной клапан

    Наиболее горячей деталью в головке блока цилиндров является выпускной клапан, температура которого может достигать 750-800 градусов. Влияние выпускного клапана на образование перекисей, а следовательно, и детонацию, весьма значительно.

    Большой эффект в смысле снижения температуры клапана и возможности соответствующего повышения степени сжатия или наддува дало применение выпускных клапанов, охлаждаемых изнутри металлическим натрием.

    Влияние режима работы двигателя на детонацию

    Из величин, определяющих режим работы двигателя, влияют на детонацию главным образом следующие:

    • температура смеси и стенок цилиндра;
    • давление наддува;
    • угол опережения зажигания;
    • обороты двигателя;
    • атмосферные условия и состав смеси.
    Состав смеси

    Изменение состава смеси влияет на скорость распространения пламени и величину максимальных давлений и температур в цилиндре. Изменение этих величин, а также соотношения между кислородом и топливом в смеси сказывается и на образовании перекисей. Опытом установлено, что при условии отсутствия перегрева двигателя максимальная детонация получается при составе смеси, лежащем в пределах между составами, соответствующими регулировке на максимальную мощность и максимальную экономичность.

    Влияние состава смеси на детонациюНа рисунке представлена зависимость среднего индикаторного давления (эквивалентно мощности), соответствующего началу детонации, от коэффициента избытка воздуха. Опыты проводились на двигателе воздушного охлаждения. Как видно, обогащение смеси от а = 0,9 до a = 0,65 (AFR 13.3 — 9.6) позволило повысить среднее индикаторное давление (наддувом) от 10,5 до

    17 кг/см2. Обогащение смеси до значений а =0,65 — 0,70 (AFR 9,6 — 10,4) является в настоящее время общепринятым методом устранения детонации при форсировании двигателей.Изменение состава смеси влияет на скорость распространения пламени и величину максимальных давлений и температур в цилиндре.

    Температура смеси и стенок цилиндра

    Увеличение температуры стенок цилиндра или смеси точно так же способствует образованию перекисей и, следовательно, детонации смеси.

    Влияние температуры на детонациюНа рисунке представлены опыты, проведенные на одноцилиндровом двигателе Вокеша с переменной степенью сжатия. Опыты были проведены на четырех различных топливах при двух температурах охлаждающей жидкости — 100 и 145°, так что линейная зависимость степени сжатия от температуры является условной. Как видно, увеличение температуры охлаждающей жидкости на 45° снижает степень сжатия, соответствующую определенной интенсивности детонации, приблизительно на 12-16%.

    Влияние температуры поступающего воздуха на детонацию представлено на фиг. 10. При повышении температуры от 310 до 410°К (37-137°С) среднее индикаторное давление, соответствующее началу детонации, понизилось от 15,3 до 9,5 кг/см2 при а =0,9(AFR =13,3) и от 13,5 до 11,5 кг/см» при а = 0,67(AFR =9,9 ). Следует отметить сильное отличие в характере падения среднего давления при различных значениях коэффициента избытка воздуха. Опыты были проведены на двигателе авиационного типа воздушного охлаждения.

    Угол опережения зажигания

    Изменение момента зажигания смещает сгорание рабочей смеси по отношению к положению поршня в цилиндре двигателя, вследствие чего изменяются давления и температуры процесса. Опыт показывает, что уменьшение опережения зажигания уменьшает детонацию рабочей смеси. Максимальная интенсивность детонации получается обычно при опережении зажигания несколько большем, чем соответствующее регулировке на максимальную мощность двигателя.

    Читать еще:  Шум при запуске двигателя на холодную тойота камри

    На рисунке приведены опыты автора(А. А. Добрынина) по влиянию угла опережения зажигания на максимальную мощность двигателя при работе на данном топливе. Опыт был проведен на авиадвигателе воздушного охлаждения. При постоянном составе смеси и различных углах опережения зажигания, определяли мощность двигателя, соответствующую началу детонации.

    Водная инжекция может препятствовать появлению детонации и работает в трех направлениях. Во-первых, когда вода впрыснута в систему впускного коллектора до крышки цилиндра, небольшие капельки поглощают тепло из воздуха. Охлаждённый воздух имеет большую плотность, тем самым увеличивая количество кислорода, которое попадает в цилиндр. Вода имеет ту высокую теплоёмкость (может поглотить много энергии при незначительном повышении температуры). Затем, небольшие капли испаряются в цилиндре и охлаждают его, при этом, полученный пар увеличивает давление в цилиндре. Это действует как анти-детонант и также очищает полости камеры сгорания от нагара, таким образом устраняются нежелательные «горячие» точки.

    Что такое детонация двигателя?

    В процессе эксплуатации транспортного средства водители сталкиваются с различными неисправностями. Если вы слышите гулкий стук из двигателя с сильными вибрациями, это может быть детонация топливно-воздушной смеси. Причину неисправности необходимо искать сразу же, поскольку дальнейшее использование автомобиля может привести к весьма плачевным последствиям в виде разрушенных взрывом поршней и стенок цилиндров, поврежденных шатунов и коленчатого вала. Почему же возникает детонация, как ее устранить и избежать в будущем?

    Почему возникает детонация в двигателе?

    Мы уже описывали на нашем портале vodi.su принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Топливо, смешиваясь во впускном коллекторе с воздухом, впрыскивается через форсунки в камеры сгорания четырехтактного двигателя. За счет движения поршней в цилиндрах создается высокое давление, в этот момент поступает искра от свечи зажигания и топливно-воздушная смесь воспламеняется и толкает поршень вниз. То есть, если двигатель работает нормально, правильно настроен механизм газораспределения, а цикл сгорания ТВС происходит без перебоев, в нем происходит контролируемое сгорание горючего, энергия которого и заставляет вращаться кривошипно-шатунный механизм.

    Однако, при определенных условиях, которые мы рассмотрим ниже, детонации происходят раньше времени. Детонация, говоря простым языком, — это взрыв. Взрывная волна бьет по стенкам цилиндров, отчего вибрации передаются на весь мотор в целом. Чаще всего такое явление наблюдается либо на холостых оборотах, либо при усилении давления на акселератор, в результате чего дроссельная заслонка открывается шире и через нее подается увеличенный объем горючего.

    • резкое повышение температуры и давления;
    • создается ударная волна, скорость которой составляет до 2000 метров в секунду;
    • разрушение элементов двигателя.

    Отметим, что из-за нахождения в ограниченном пространстве длительность существования ударной волны менее тысячной доли секунды. Но всю ее энергию поглощает двигатель, что приводит к более быстрой выработке его ресурса.

    В качестве основных причин возникновения детонации в двигателе называют следующие:

    1. Использование топлива с низкооктановым числом — если по инструкции нужно заливать Аи-98, от заливки А-92 или 95 откажитесь, так как они рассчитаны на более низкий уровень давления, соответственно будут детонировать преждевременно;
    2. Раннее зажигание, изменение угла опережения зажигания — существует предубеждение, что взрывная волна при раннем зажигании придаст динамики, что в какой-то мере соответствует истине, но и последствия такого «улучшения динамических характеристик» не самые приятные;
    3. Калильное зажигание — из-за накопления на стенках цилиндров нагара и отложений ухудшается отвод тепла при помощи системы охлаждения, цилиндры и поршни разогреваются настолько, что ТВС самопроизвольно детонирует при контакте с ними;
    4. Обедненная или обогащенная ТВС — из-за понижения или повышения пропорций содержания воздуха и бензина в ТВС изменяются ее характеристики, данный вопрос мы также рассматривали ранее более детально на vodi.su;
    5. Неправильно подобранные или отработавшие свой ресурс свечи зажигания.

    Наиболее часто с детонациями и стуке в двигателе сталкиваются водители автомобилей с большим пробегом. Так, из-за отложений на стенках цилиндров изменяется объем камеры сгорания, соответственно, повышается степень сжатия, что создает идеальные условия для преждевременного возгорания ТВС. В результате детонаций прогорает днище поршней, что приводит к падению компрессии, мотор начинает больше потреблять масла и горючего. Дальнейшая эксплуатация становится попросту невозможной.

    Методы устранения детонации в двигателе

    Зная причину неисправности, устранить ее будет гораздо легче. Но бывают и не зависящие от автовладельцев причины. Например, если ваша машина работала нормально, а после очередной заправки на АЗС начался металлический стук пальцев, проблему нужно искать в топливе. При желании владельцев АЗС через суд можно принудить к полному возмещению ущерба.

    Если машина длительное время эксплуатируется без существенных нагрузок, это приводит к накоплению нагара. Дабы избежать этого, хотя бы раз в неделю следует выжимать максимум со своего авто — разгоняться, повышая нагрузку на двигатель. При таком режиме поступает больше масла на стенки и весь шлак очищается, при этом из трубы идет сизый или даже черный дым, что вполне нормально.

    Обязательно проверьте настройки системы зажигания, правильно подберите свечи. На свечах ни в коем случае нельзя экономить. Заливайте качественное масло и топливо у проверенных поставщиков. Если же эти методы не помогли, необходимо отправляться на СТО и проходить полную диагностику силового агрегата.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector