Детонация двигателя – признаки, причины, способы устранения видео

1 ≫

Многие водители уже знают, что такое детонация двигателя при выключении, причины этого явления могут быть самыми разными. Но все же дадим определение этому понятию. Детонация – это своеобразная ударная волна, образованная самовоспламенившимся топливом еще до момента критических условий для естественного возгорания горючей смеси, то есть до прихода искры от свечи зажигания или до достижения нужного давления (в дизелях).

Детонация двигателя – устанавливаем причины

Одной из причин ее демонстрации является слишком раннее зажигание, что можно определить по характерному звонкому стуку в двигателе. Возникает он в результате преждевременного воспламенения горючей смеси. При правильной установке угла опережения зажигания смесь воспламеняется немного, не доходя до верхней мертвой точки (2-3 градуса). То есть начало вспышки происходит тогда, когда поршень еще не закончил восходящее движение, а завершается в момент начала возврата в нижнюю мертвую точку. Если же воспламенение происходит слишком рано, то возникает обратный удар, что и вызывает неприятный звук детонации двигателя. Еще одна причина детонации – это применение топлива с более низким октановым числом, чем предусмотрено правилами эксплуатации данного автомобиля. К чему это приводит? В результате использования низкооктанового топлива в камере сгорания происходит образования нагара (сажи), а это приводит к критическим последствиям. Многие водители сталкивались с тем, что после выключения зажигания двигатель не останавливается, а продолжает работать рывками, издавая неприятный звон. В такие моменты раскаленный нагар фактически играет роль свечи зажигания. Воспламенение топливной смеси происходит хаотично.

В некоторых случаях в результате сильной детонации кривошипно-шатунный механизм двигателя начинает вращаться в обратную сторону, что может привести к его поломке.

Звук детонации двигателя – стоит ли обращать внимание на дефект?

К чему приводит сильная детонация двигателя, признаки которой изложены выше?

Во-первых, существенно падает мощность мотора и происходит интенсивный износ деталей кривошипно-шатунного механизма.
Во-вторых, в результате этих негативных процессов двигатель сильно перегревается, что приводит к разрушению поршней и поверхности цилиндров.
В-третьих, если не устранить причину детонации, может прогореть прокладка под головкой цилиндров.

Иногда для увеличения крутящего момента повышают угол опережения зажигания, что является одной из самых распространенных причин возникновения детонации. Существенно увеличивается риск ее появления, если осуществлялось самостоятельное и неоправданное изменение заводских регулировок для соотношения в горючей смеси топлива и воздуха (обедненная смесь).

Как устранить детонацию двигателя – полезные советы

Естественно, мы должны посоветовать, как устранить детонацию двигателя, приступим.

Детонация не возникает на пустом месте. Если до заправки двигатель работал, как часы, а после нее стал детонировать, то причина может быть в топливе, которое необходимо слить и заправить автомобиль качественным бензином (соляркой).
При продолжительной эксплуатации автомобиля без существенных нагрузок возможно образование нагара в цилиндрах, что вызывает увеличение степени сжатия и снижение эффективности отвода тепла. Существует простой способ решения этой проблемы. Рекомендуется раз в несколько дней давать двигателю максимальную нагрузку, то есть разогнать автомобиль до максимальной скорости буквально на пару минут. Только не стоит этого делать в условиях плотного потока городского транспорта.
Иногда детонация дизельного двигателя сопровождается черным или зеленоватым выхлопом. Это говорит о том, что в цилиндрах произошло разрушение поршней, и через выхлопную трубу вылетают частицы алюминия. В этом случае простыми регулировками уже ничего не исправить. Потребуется замена поршневой группы.
Небольшая детонация при запуске двигателя может возникать в результате нарушения работы свеч зажигания. На дизельном моторе это происходит, если запала игла форсунки. В первом случае ничего не стоит просто заменить неисправные свечи, а вот во втором – не обойтись без посещения СТО.

Материалы: http://carnovato.ru/priznaki-prichiny-detonacii-dvigatelja-vkljuchenii-vykljuchenii-2/

2 ≫

Автор: Сочи Авто Ремонт

Процесс беспричинного воспламенения и быстрого сгорания топливной смеси в цилиндре двигателя называется так -детонация двигателя. Явление детонации можно охарактеризовать как взрывное горение. Некоторые автолюбители путают детонацию с таким отрицательным явлением, как калильное зажигание.

Калийное зажигание — это процесс воспламенения в цилиндре двигателя топливовоздушной смеси от нагретой поверхности какой- либо детали (например, от электрода свечи) или от накаленного нагара.

Детонация двигателя — причины и устранение

Причиной образования детонации является физика горения топливовоздушной смеси. Когда увеличивается нагрузка или машина движется в гору, подача топлива увеличивается, в результате получается обогащенная смесь. Эта смесь попадает в цилиндры, в которых давление и температура имеют высокие показатели.

Сгорание смеси характеризуется неоднородностью, поэтому образовываются зоны местного характера не сгоревшей смеси, где происходят химические реакции образования перекиси и альдегидов.

При достижении давлением и температурой определенного критического значения, происходит реакция, ее последствие — произвольное самовоспламенение взрывного типа.

Есть несколько факторов, которые определяют появление и характер детонации двигателя. К таким факторам относят:

структуру топливовоздушной смеси,
угол зажигания, качество применяемого топлива,
соотношение внутреннего объема цилиндра и камеры сгорания,
конструкционные недостатки двигателя.

Состав топливовоздушной смеси непосредственно влияет на образование потенциальных источников детонации. Если состав смеси будет обогащенным, то в камере сгорания обязательно появятся зоны, в которых будут протекать окислительные процессы не сгоревших продуктов. Если увеличивается угол зажигания, то во время горения максимум давления перемещается в верхнюю мертвую точку. Давление, в свою очередь растет, и появляется детонация двигателя.

О стойкости к взрывному горению говорит показатель октанового числа бензина. Чем он меньше, тем активнее будет проходить химическое окисление и тем выше вероятность детонации. Октановое число топлива показывает способность бензина при сжатии противостоять самовоспламенению. Получить при перегонке нефти бензин отличающийся высоким октановым числом достаточно сложно.

Величину, которая определяется соотношением внутреннего объема цилиндра к камере сгорания, называют степень сжатия. Чем она больше, тем больше температура и давление в камере. Конструкторы двигателей внутреннего сгорания всегда сталкивались с проблемой самопроизвольной детонацией бензина при сжатии.

Сегодня в мире начинают переходить на бензин с добавлением этанола (этилового спирта). В Германии и Финляндии появился «биобензин» 95 Е10 (октановое число равно 95, 10% составляет добавленный этанол). На таком бензине (с высоким содержанием спирта) могут работать все новые автомобили.

Причиной детонации двигателя могут стать дефекты в конструкции. Скажем, горение будет проходить медленнее, если камера сгорания имеет неправильную форму. Если форма плоской части поршня будет неудачной, то от центра к периферии поршня проход тепла будет не достаточным.

Количество зон не сгоревшей смеси будет больше, если диаметр цилиндра будет слишком большим.

На слух детонацию двигателя можно определить по металлическому стуку, который возникает из-за взрывных ударов о внутренние стенки цилиндра. Масляный слой при этом нарушается, и кривошипно-шатунный механизм начинает работать всухую.

Следствием этого является резкое увеличение температуры, в результате двигатель перегревается. А это, в свою очередь, явится причиной механической порчи деталей (к примеру, разрушение кромок поршня, разрушение прокладок между блоком и головкой цилиндра).

В итоге мощность двигателя падает, увеличивается расход топлива, детали быстрее срабатываются, все это приводит к значительному сокращению потенциальных возможностей двигателя.

О конструктивных мерах предотвращения детонации

При конструировании двигателя увеличить устойчивость к детонации можно, если сократить расстояние, которое нужно пройти фронту пламени. Для этого нужно уменьшить диаметр цилиндра. Как вариант можно рассматривать установку на цилиндр двух свечей.

Удачным решением для уменьшения детонации является двуполостная камера сгорания, которая состоит из большой и малой полостей. В малой полости образуется обогащенная смесь, в большой полости — бедная. В малую полость подается искра, фронт пламени оттуда попадает в большую полость через специальные проемы. В результате, бедная смесь воспламеняется, тем самым, исключая образование детонации.

Еще один эффективный способ предотвращения детонации двигателя — специальные датчики в цилиндрах. По данным датчиков детонации система управления двигателем устанавливает приемлемый режим работы (включая и угол зажигания). Выпуск двигателей, которые будут работать на обедненных смесях, в которых соотношение воздуха и бензина составляет 40:1 считается очень перспективным решением.

Методы борьбы с детонацией двигателя

Способом борьбы с детонацией является с одной стороны ускорение горения в локальных зонах не сгоревшей смеси. С другой стороны, замедление в этих зонах протекания химических реакций окисления, которые становятся источником произвольного возгорания.

Добиться этого можно увеличив число оборотов коленчатого вала двигателя. Увеличение числа оборотов сократит время на процессы окисления топливовоздушной смеси на не сгоревших участках. Вероятность самовозгорания тем самым уменьшается.

Способом борьбы с детонацией является также увеличение непосредственно в камере степени турбулентности смеси. При максимальном завихрении потока смеси сокращается время, которое фронт пламени проходит от источника зажигания к периферии.

С одной стороны получить такой результат можно, если использовать поршень, имеющий специальную форму верхней части. После удара об эту часть поршня смесь получает вращательный импульс. С другой стороны повышением давления, под напором которого смесь подается в камеру. Скорость потока, тем самым увеличивается, то есть повышается импульс после отражения от поршня.

Перечисленные конструктивные приемы и способы борьбы с детонацией двигателя в сегодняшних бензиновых моторах помогают уменьшить вероятность ее появления, а это оказывает положительное влияние на моторесурс в целом.

Материалы: http://sochi-avto-remont.ru/detonaciya-dvigatelya-prichiny/

3 ≫

Силовая установка автомобиля работает за счет сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах. Процесс горения должен проходить по определенным условиям, чтобы обеспечить максимальный выход энергии с дальнейшим её преобразованием в механическое действие. Одно из нарушений процесса горения топлива — детонация двигателя.

Возникновение детонации в цилиндрах сопровождается металлическим звоном. При этом сам мотор вибрирует, что передается на кузов, а также запозданием прекращения работы (после отключения зажигания двигатель некоторое время еще работает). Если эти симптомы появились – в цилиндрах двигателя происходит детонационное сгорание.

В бензиновом двигателе топливовоздушная смесь, которая закачана в цилиндры, предварительно сжимается поршнем, что обеспечивает смесеобразование и повышение температуры, которая сказывается на воспламеняемости. Находящуюся под давлением смесь поджигает искра свечи зажигания. При этом образуется фронт пламени, который распространяется по всему объему от точки воспламенения к краям. Процесс распространения медленный – 20-30 метров в секунду. Сгорание топлива сопровождается возрастанием температуры внутри цилиндра и давления, которое и выступает как энергия, преобразуемая в механическое действие.

Детонационное сгорание – процесс, при котором возрастание давления и температуры приводит к появлению окислительных процессов компонентов смеси, что становится причиной возникновения дополнительного очага воспламенения. В результате фронт пламени распространяется быстрее, чем при нормальном горении (скорость распространения пламени превышает 1500 м/сек). Вместо одного очага (от свечи) становится два (второй – самопроизвольный), при этом фронт пламени каждого из них идет навстречу друг другу.

Видео: ДЕТОНАЦИЯ НАГЛЯДНО

В цилиндре от такого процесса происходит взрыв смеси, а не постепенное распространение пламени. Столкновение двух фронтов пламени приводит к увеличению давления и температуры. А это приводит к усилению ударных нагрузок на цилиндропоршневую группу и кривошипно-шатунный механизм, а из-за температуры перегревается мотор.

Детонационное сгорание и калильное зажигание часто путают между собой. Коротко охарактеризовать их можно так: калильное зажигание – самопроизвольное воспламенение смеси от сильно разогретых элементов, расположенных в цилиндре. Детонация – самостоятельное поджигание смеси в результате воздействия давления (при сильном сжатии смеси происходят процессы, приводящие к самовоспламенению).

При этом детонация — процесс, который возникает при резкой смене режима работы двигателя и носит кратковременный характер. Она появиться может при резком нажатии на педаль газа. В результате смесь обогащается, но обороты двигателя еще не соответствуют требуемым. Из-за богатого топливом состава смеси возникает детонационное сгорание, но как только мотор выйдет на нужные обороты, детонация исчезает и процесс горения становится нормальным.

Калильное зажигание – следствие детонации. Если по каким-то причинам детонационное сгорание продлится длительное время, высокая температура, появляющаяся при детонации, разогреет элементы в камере сгорания и самовольное возгорание смеси будет происходить уже от них.

Причины появления детонации:

Несоответствие пропорций топливовоздушной смеси. Рабочей считается пропорция воздуха к бензину на уровне 14,7 к 1. Если эта пропорция снизится до 9 к 1, то в топливе при сжатии происходят окислительные процессы, воспламеняющие смесь. Это наблюдается при резком изменении режима работы мотора. Но там детонация кратковременна. Длительный же процесс происходит из-за нарушения работы системы питания автомобиля.
Несоответствие угла опережения зажигания. Смесь поджигается, пока поршень не пройдет ВМТ. Но при нормальных процессах, пока фронт пламени распространится на весь объем, поршень уже пройдет точку и направится вниз. И в этот момент произойдет повышение давления, которое дополнительно толкает поршень вниз. Если же поджигание смеси происходит постоянно чуть раньше (ранее зажигание), то смесь горит, что сопровождается повышением давления и в дополнение давление создает и поршень, которые еще пока движется вверх. В итоге создаются условия для появления стороннего источника воспламенения.
Низкая детонационная устойчивость топлива. Этот показатель характеризует октановое число. Чем оно выше, тем больше бензин «сопротивляется» появлению окислительных процессов при воздействии давления. Это зависит от степени сжатия в цилиндрах силовой установки. Для наглядности эту причину рассмотрим так: степень сжатия мотора составляет 12, и в документации указывается, что требуется бензин с октановым числом не ниже, чем 92. Это указывает на то, что только топливо с таким показателем и выше сможет устоять воздействию давления, которое создаётся в цилиндре. Если в такой мотор залить 80-й бензин, то детонационной устойчивости будет недостаточно, чтобы не самовоспламеняться. Примечательно, что не всегда именно бензин «виноват» в детонации. Если в цилиндры попадает масло, то оно понижает октановое число. В результате даже на 95-м бензине двигатель будет детонировать.
Степень сжатия. Она тоже влияет на вероятность появления детонации. Если она увеличилась, то топливо уже не противостоит воздействию давления. Яркий пример – заливка масла в цилиндры изношенного двигателя перед запуском. Масло повышает давление, что приводит к детонационному воспламенению, и двигатель запускается. Но в таком моторе детонационное сгорание происходит только на начальном этапе – пуске. А вот если степень сжатия повысилась из-за большого количества отложений в цилиндре или попадающего в него масла, то детонация будет постоянной.

Видео: Детонация двигателя и методы устранения в прошивке

Воздействия ударных нагрузок и температуры пагубно влияет на элементы ЦПГ, клапанов, свечей.

Ударные нагрузки приводят к:

интенсивному износу кривошипно-шатунного механизма;
износу цилиндропоршневой группы;
разрушению стенок цилиндров и днищ поршней.

Высокая температура оплавляет днище поршня (вплоть до полного прогорания), подгорают седла и кромки клапанных тарелок, оплавляются свечные электроды, повреждается прокладка ГБЦ.

Детонация на всех режимах («виноват» скорее всего некачественный бензин или нарушение угла зажигания). Если мотор «ест» масло, то детонация может происходить и из-за этого.
Детонирует на холостых оборотах. Проявляется, если двигатель был под нагрузкой, а затем обороты были сброшены. Детонация из-за смены режима может усиливаться неправильным зажиганием, сильной закоксовкой мотора, неправильным смесеобразованием.
Детонирует после выключения зажигания (в этом случае детонация переросла уже в калильное зажигание. Причина кроется в изменении любых условий – зажигания, степени сжатия, топливе).

При появлении детонации в первую очередь обращаем внимание на качество бензина. Благодаря смене топлива от проблемы избавляемся. Далее уже проверять остальные условия – выставить зажигание, проверить работу топливной системы и т. д.

Если появляется калильное зажигание, то в этом случае помогает раскоксовка мотора.