Что такое детонация дизельного двигателя common rail

Детонация в дизельном двигателе

Причина детонации

В дизельном двигателе воздух сжимается в цилиндре так сильно, что его температура превышает температуру воспламенения дизельного топлива. Незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ), в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое мгновенно воспламеняется. Если количество впрыскиваемого топлива избыточно велико, в цилиндре возникают сильные ударные волны, вызывающие детонацию.

Способы предотвращения детонации

Громкий звук детонации в большинстве случаев можно услышать при работе холодного дизеля на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. В этом виновата большая задержка воспламенения, которая, как известно, уменьшается при увеличении давления и температуры. Детонация во время холостого хода не опасна для двигателя и исчезает при повышении нагрузки.

В двигателях с непосредственным впрыском дизельного топлива в воздух в камере сгорания детонацию можно устранить, уменьшив количество топлива, впрыскиваемого во время задержки воспламенения. Основное количество впрыскивается сразу после начала сгорания. Недостатком является невозможность полностью устранить выброс сажи, которая возникает, если у топлива перед воспламенением недостаточно времени для испарения и смешивания с воздухом. Когда температура и давление высоки и нет достаточного количества воздуха для сгорания, возникает реакция крекинга (расщепления молекул), которая приводит к образованию сажи. Сажа сгорает не полностью и попадает в отработавшие газы.

Детонационное сгорание топлива можно также устранить с помощью разделения камеры сгорания. Дизельное топливо впрыскивается в изолированную полость (предварительную камеру) в головке блока цилиндров.

Рис. Разделенная камера сгорания дизельного двигателя

Из-за недостатка воздуха там может гореть не всякое топливо. Вследствие предварительного сгорания в предварительной камере повышаются температура и давление. Топливо, которое не сгорело, через сужение попадает с большой скоростью в основную камеру сгорания, где и догорает до конца. Вследствие растяжения по времени процесса сгорания детонационный шум подавляется даже при использовании топлива с большой задержкой воспламенения. Правда, при этом наблюдается повышенный удельный расход топлива.

Наряду со способами смесеобразования, когда топливо впрыскивается в воздух, существует метод подачи топлива, разработанный в компании «MAN», при котором дизельное топливо впрыскивается так, что тонкой пленкой оседает на поверхности камеры сгорания. При использовании данного метода детонация не возникает, так как топливо сгорает в том объеме, в котором оно испаряется со стенки и смешивается с воздухом. Двигатели, работающие по данному принципу смесеобразования, называются многотопливными двигателями внутреннего сгорания, так в них можно использовать все виды топлива, от смазочного масла и дизельного топлива до бензина.

Производители горючего также прилагают старания, чтобы устранить детонацию. Дизельное топливо после нефтеперегонки имеет диапазон кипения 160-90 °С. Оно содержит много насыщенных углеводородов, которые легко воспламеняются. Плотность дизельного топлива составляет р — 0,83 г/ см3, а его удельная теплота сгорания Нu

42000 кДж/кг. При добавлении присадок для ускорения сгорания воспламеняемость дизельного топлива еще больше увеличивается. Действие присадок заключается в том, что топливо воспламеняется непосредственно при попадании в горячий воздух, а при повышении температуры задержка воспламенения дизельного топлива уменьшается. Для этого достаточно добавить в дизельное топливо присадки для ускорения воспламенения в количестве 0,1-1 объемного процента.

Определение воспламеняемости дизельного топлива

Воспламеняемость дизельного топлива выражается с помощью цетанового числа (CZ). Оно означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и определенная сравнительная смесь из цетана и a-метилнафталина. Легковоспламеняемым реагентом смеси является цетан. Он имеет цетановое число 100, в то время как л-метилнафталин — цетановое число 0. Таким образом, например, цетановое число CZ = 55 означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и сравнительная смесь из 55% (объемных долей) цетана и 45% (объемных долей) a-метилнафталина. Воспламеняемость повышается при росте цетанового числа.

Определение цетанового числа выполняется так же, как и определение октанового числа бензина с помощью эталонного двигателя, специально предназначенного для этих замеров. Используются двигатель для оценки детонационной стойкости бензинов по методу компании «BASF» и стандартный двигатель для оценки детонационной стойкости топливных материалов — одноцилиндровые четырехтактные дизельные двигатели с устройством для регулирования конечного давления сжатия. В то время, как в двигателе компании «BASF» конечное давление сжатия регулируется с помощью ограничения впускаемого воздуха, в стандартном двигателе регулировка выполняется путем изменения степени сжатия.

Ниже измерение цетанового числа 1952/54 описывается на примере испытательного двигателя, разработанного компанией «BASF» — четырехтактного дизельного двигателя с вихревой камерой сгорания и системой испарительного охлаждения. Он работаете частотой вращения коленчатого вала приблизительно 1000 мин а тормозной генератор создает момент сопротивления. Сначала в двигатель подается исследуемое дизельное топливо. Впрыскиваемое количество должно быть отрегулировано согласно расходу 8 ± 0,3 см3/мин, а момент впрыскивания — на 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке. Во впускном коллекторе двигателя установлена дроссельная заслонка, а перед ней — измерительный диффузор. подключенный к вакуумметру. Дроссельная заслонка закрывается, уменьшая тем самым давление сжатия, пока задержка воспламенения дизельного топлива не будет равна 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке, а горение не начнется точно в верхней мертвой точке поршня. Величина разрежения отображается на дисплее вакуумметра. Воспламеняемость дизельного топлива высока, когда разрежение имеет низкое значение. Тогда через диффузор проходит лишь небольшое количество воздуха, и конечное давление сжатия — низкое.

Читать еще:  Д 30кп запуск двигателя

По окончании измерения дизельного топлива впрыскиваются две сравнительные смеси при тех же условиях. Цетановое число сравнительных смесей должно различаться всего на четыре единицы. Кроме того, цетановое число дизельного топлива должно находиться в диапазоне между цетановыми числами двух сравнительных смесей. На основании зафиксированных показаний вакуумметра цетановое число дизельного топлива рассчитывается посредством линейной интерполяции и округляется до целого числа.

Цетановые числа современного дизельного топлива составляют 50-55 единиц.

Как выставить зажигание на дизеле

Как выставить зажигание на дизеле? Необходимость решения данной задачи может возникнуть в одном из следующих случаев:

После того как был заменен ремень газораспределительного механизма.

После того как был снят или заменен топливный насос высокого давления. После этого бывает невозможно найти метки, по которым был установлен шкив насоса. Поэтому перед тем, как приступать к ремонту, лучше метки обновить, чтобы потом не мучиться с зажиганием. Для этого можно использовать разные способы, например нанесение краски вокруг метки.

Но если все-таки возникла проблема с выставлением зажигания, можно пойти двумя путями.

Как выставить зажигание на дизеле. Метод №1

Путь первый – выставление зажигания с использованием метода проб и ошибок. Нужно сразу оговориться, что подобный метод не является оптимальным. Более того, он при слишком долгом выставлении зажигания таким способом не добавляет двигателю живучести и сокращает его моторесурс. Но этот метод все равно стоит рассмотреть.

Как это делается

• После того как шкив установлен, делается попытка завести двигатель. Если дизель не завелся вообще, шкив насоса проворачивается по отношению к ремню на 3-5 зуба. Делается опять попытка завести двигатель.

• Если двигатель после нескольких перемещения завелся, нужно понять, как работает дизель. Если слышен стук, то нужно провернуть шкив насоса на 1-2 зуба в сторону обратную вращения шкива.

• Если при заведенном двигателе из выхлопной трубы идет обильный дым, это означает, что происходит запоздалый впрыск дизтоплива. Шкив насоса в этой ситуации нужно провернуть на один зуб вперед по отношению к ремню.

• Если все эти действия не помогли, придется ослаблять крепление насоса и путем его проворачивания вокруг оси попытаться добиться нормальной работы дизеля. В идеале дизель должен работать на грани уровня детонации. Как только начинается детонация, это становится слышно по звуку двигателя.

Как выставить зажигание на дизеле. Метод №2

Второй путь выставления зажигания более правильный с технической точки зрения.

Как это делается

• Демонтируется трубка высокого давления от форсунки 1-го цилиндра.

• На трубку высокого давления надевается прозрачная трубка из пластика (трубки продаются в любых хозяйственных магазинах). Прозрачная трубка должна находиться вертикально.

• Включается зажигание и ключом вращается шкив насоса. По мере вращения определяем верхнюю точку положения топлива в трубке, а соответственно в форсунке. Вращать шкив нужно очень медленно и плавно,без резких рывков.

• Как только найдена нужная точка ставится метка на шкиве.

• После этого по меткам выставляются положения распредвала и коленвала.

Еще более точно выставить момент впрыска дизтоплива можно, если передвигать топливный насос. Но если насос перед ремонтом не снимался, то его трогать не имеет смысла.

Если все эти действия кажутся слишком сложными, то имеет смысл обратиться к опытному мотористу или в соответствующий сервис, специалисты которого прекрасно знают, как выставить зажигание на дизеле.

Читать еще:  Чугунный двигатель какие плюсы

Но чтобы исключить вероятности вновь выставлять зажигание, нужно перед любым ремонтом, связанным со снятием ремня, ТНВД, обязательно обновлять метки.

Все о KIA Bongo

начну с того что процесс детонации довольно вреден для мотора, так как оказывает разрушительное воздействие не только на цилиндры и поршни, но и на коленчатый вал. по большому счёту от детонации разрушаются все узлы двигателя.

для начала я думаю стоит рассмотреть все четыре такта хода коленчатого вала:

1-й такт. Впуск. Соответствует 0° — 180° поворота коленвала. Через открытый

от 345—355° впускной клапан воздух поступает в цилиндр, на 190—210° клапан закрывается. По крайней мере до 10-15° поворота коленвала одновременно открыт выхлопной клапан, время совместного открытия клапанов называется перекрытием клапанов.

2-й такт. Сжатие. Соответствует 180° — 360° поворота коленвала. Поршень, двигаясь к ВМТ (верхней мёртвой точке), сжимает воздух в 16(в тихоходных)-25(в быстроходных) раз.

3-й такт. Рабочий ход, расширение. Соответствует 360° — 540° поворота коленвала. При распылении топлива в горячий воздух происходит инициация сгорания топлива, то есть частичное его испарение, образование свободных радикалов в поверхностных слоях капель и в парáх, наконец, оно вспыхивает и сгорает по мере поступления из форсунки, продукты горения, расширяясь, двигают поршень вниз. Впрыск и, соответственно, воспламенение топлива происходит чуть раньше момента достижения поршнем мёртвой точки вследствие некоторой инертности процесса горения. Отличие от опережения зажигания в бензиновых двигателях в том, что задержка необходима только из-за наличия времени инициации, которое в каждом конкретном дизеле — величина постоянная и изменению в процессе работы не подлежит. Сгорание топлива в дизеле происходит, таким образом, длительно, столько времени, сколько длится подача порции топлива из форсунки. Вследствие этого рабочий процесс протекает при относительно постоянном давлении газов, из-за чего двигатель развивает большой крутящий момент. Из этого следуют два важнейшие вывода.

1. Процесс горения в дизеле длится ровно столько времени, сколько требуется для впрыска данной порции топлива, но не дольше времени рабочего хода.
2. Соотношение топливо/воздух в цилиндре дизеля может существенно отличаться от стехиометрического, причем очень важно обеспечить избыток воздуха, так как пламя факела занимает небольшую часть объема камеры сгорания и атмосфера в камере должна до последнего обеспечить нужное содержание кислорода. Если этого не происходит, возникает массивный выброс несгоревших углеводородов с сажей — «тепловоз „даёт“ медведя».).

4-й такт. Выпуск. Соответствует 540° — 720° поворота коленвала. Поршень идёт вверх, через открытый на 520—530° выхлопной клапан поршень выталкивает отработавшие газы из цилиндра.

становится понятным на каком из 4 — х тактов происходит детонация, это третий такт хода коленвала. в более тяжёлых случаях, детонация происходит во 2 -м такте, 3-м такте и между ними.

прочтите 3-й такт внимательно, и тогда вам будет понятно как происходит воспламенение топлива в исправном дизеле.

что такое детонация- скажу просто-процесс сгорания становится неконтролируемым. Это вызывает термическую и механическую перегрузку мотора. При неконтролируемом сгорании возникают ударные волны с экстремально высоким давлением и высокими температурами, которые создают соответствующую сверхнагрузку на детали двигателя.
можно углубиться в описание сего процесса, но думаю это лишнее, ведь мы уже знаем что такое детонация , хоть и поверхностно.

Добавлено (21.02.2013, 09:36)
———————————————
ПРИЧИНЫ ДЕТОНАЦИИ:
1 ПРИМЕНЕНИЕ ТОПЛИВА С НИЗКИМ ЦЕТАНОВЫМ ЧИСЛОМ !
2 НЕПРАВИЛЬНОЕ ОПЕРЕЖЕНИЕ ЗАЖИГАНИЯ( РАННЕЕ)!
3 НЕИСПРАВНАЯ (НЫЕ) ФОРСУНКА!
4 ПРИМЕНЕНИЕ ПРИСАДОК К ДТ!
5 ПУСК МОТОРА ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ!
6 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОКЛАДКИ ГОЛОВКИ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ НЕ СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ТОЛЩИНЫ!
7 можно отнести к причине детонации ещё такой фактор, как нехватка кислорода, или его сверхдостаточность
8 применение для пуска мотора (быстрого запуска) эфира, газа. передазировка последних.

топливная аппаратура -Common rail- более уязвима к процессу детонации, ведь в отличии от обычной топливной(механической), форсунки системы Common rail выполняют впрыск дт в камеру сгорания в несколько этапов- предварительный впрыск(пилотный) и основной, до 9 циклов.
неисправная форсунка Common rail имеет неконтролируемый впрыск топлива в камеру сгорания, в следствии чего процесс детонации более агрессивен. в этом случае мы отчётливо слышим звонкий стук, металлический, так называемый (пальцезвон). это физическое явление(пальцезвон) можно наблюдать на моторе при определённых нагрузках и оборотах коленчатого вала. обратите внимание, при этом явлении, из выхлопной трубы, зачастую валит чёрный дым(не сгоревшее топливо)
стук (пальцезвон), может быть нарастающим при увеличении оборотов и нагрузки на мотор.

Читать еще:  Характеристика двигателя мазды атенза

о неисправной форсунке Common rail :
рабочий диапазон давления в топливной системе Common rail от 1000 до 2500 бар- это очень высокое давление! струя топливного тумана с наконечника форсунки может запросто отрезать вам палец! будьте аккуратны, и соблюдайте технику безопасности!

неисправная форсунка влечет за собой массу явлений , которые негативно сказываются на работе дизеля, основное из которых та самая детонация!
хочу напомнить, что знакомый нам (пальцезвон) может издавать не только детонация, но и сама форсунка! при работе гидравлики внутри форсунки ,учитывая сверхвысокое давление,при неисправном обратном клапане , иглы, распылителя, форсунка начинает стучать. стучит(постукивает) игла, зависшая в распылителе. причина зависания иглы может быть завоздушивание форсунки( бедность горючего). также это может быть следствием неисправной иглы и распылителя.

свободная информация взята из источника-wikipedia-

Добавлено (21.02.2013, 11:58)
———————————————
КАКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ КОВАРНОЙ ДЕТОНАЦИИ?
1 прогар поршня и его поломка
2 поломка колец
3 раскол гильзы( микротрещина)
4 поломка шатуна или загиб
5 пробивание прокладки гбц
6 прогар клапана

Стук форсунок в дизельном двигателе

Каждый двигатель со временем изнашивается, что приводит к снижению его качественных характеристик. В большинстве случае достижение определенных значений пробега является основанием для возникновения проблем, связанных с эксплуатацией автомобиля. Одной из самых частых проблем является стук форсунки.

От чего зависит работоспособность изделий?

Форсунки – это важнейший компонент топливной системы. С их помощью осуществляется дозировка горючего и его транспортировка в мотор. Среди стандартного набора функций можно выделить:

  • Подготовка горючего и создание оптимальных условий для его транспортировки;
  • Соединение камеры сгорания с системой впрыска горючего для полноценной работы топливной системы;
  • Поддержание нормальных показателей функционирования мотора и топливного насоса.

Правильность работы инжекторов оказывает большое влияние на запуск двигателя автомобиля, динамику его расхода. Также от работы форсунок зависит количество расходуемого горючего и опасных выхлопов в атмосферу.

Всего можно выделить два основных вида изделий: электромеханические и механические форсунки. Отличительной особенностью первого вида является сложная конструкция, управление осуществляется за счет специального клапана, за регулировку которого отвечает электронная система.

Механические модели являются более простым вариантом, их основное преимущество – надежная конструкция. Работа данной категории изделий основывается на том, что достижение требуемого давления приводит к открытию клапана. На данный момент времени такие инжекторы постепенно теряют свою актуальность, что обусловлено современными требованиями, выдвигающими на первый план защиту окружающей среды от вредных выхлопов.

Какой шум является проявлением неисправности?

Дизельные двигатели превосходят бензиновые модели с точки зрения показателей шума в ходе использования по назначению. В первом случае речь идет о проявлении дребезжащих звуков и звоне детонации, основной причиной их возникновения является специфика функционирования топливной системы. Проявление нехарактерных шумов может быть свидетельством возникновения неисправности. Решить проблему можно в рамках планового ТО или ремонтных работ.

Специалисты рекомендуют сразу решать этот вопрос, в противном случае это может привести к серьезным проблемам, решение которых будет сопровождаться большими финансовыми и временными затратами.

Одной из частных явлений – это стук. Можно выделить несколько разновидностей этого явления:

  • Звучание – глухие и звонкие звуки;
  • Цикличность – частые и редкие звуки;
  • Сила – громкие, средние, тихие звуки;
  • Причины и последствия.

Детонационные звуки. Их возникновение является следствием нарушения работы топливной системы. При выявлении данной проблемы рекомендуется сразу же обратиться за помощью к специалистам, такой подход позволит минимизировать негативные последствия для всей системы.

О наличии детонации свидетельствуют следующие признаки:

  • Звонкий металлический звук в цилиндрах;
  • Уменьшение показателей мощности двигателя;
  • Перегревание ГБЦ из-за повышенной нагрузки;
  • Трение.

Как выявить неисправный инжектор?

Определить неисправную деталь очень просто. Первый шаг – разобрать топливную трубку, соединенную с деталью, на место форсунки нужно установить заглушку. После этого можно завести мотор, если нехарактерные звуки проявляются, значит, деталь неисправна. Такая же процедура проводится со всеми цилиндрами, с помощью этих действий можно быстро определить неисправный инжектор.

Почему стучат форсунки?

В большинстве случаев это связано с горючим, поступающим в цилиндр. Речь идет об излишках топлива, их попадание в цилиндр приводит к возникновению нехарактерных звуков. Решить проблему можно за счет регулировки топливного оборудования.

Еще одна частая причина – это износ распылителей. Решить проблему можно с помощью замены распылителя. Перед этим можно попробовать провести регулировку давления впрыска, однако эффект будет носить временный характер, как и промывка иглы и полости распылителей.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector