Что такое детонация в двигателе внутреннего сгорания

Причины детонации двигателя

Причины детонации двигателя при выключении зажигания и запуске.
— Сохрани эту статью к себе на стену.

• Такое явление, как детонация двигателя, знакомо практически каждому автовладельцу. 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.

— Что такое детонация?

• Детонация – это процесс взрывного воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя. В то время как нормальная скорость распространения фронта пламени составляет около 30 м/с, при детонации огонь распространяется в десятки раз быстрее – до 2000 м/с.

• В нормальных условиях смесь начинает воспламеняться, когда поршень немного не доходит до верхней мертвой точки, угол опережения зажигания составляет обычно 2-3 градуса. Завершается вспышка после того, как поршень минует ВМТ. В случае детонации смесь воспламеняется еще в середине такта сжатия. Поршень испытывает сильное противодействие, в итоге пропадает мощность двигателя и значительно повышается расход топлива.

• Данное явление никогда не идет на пользу мотору, однако детонацию можно разделить на допустимую и недопустимую. В первом случае ее даже не всегда удается заметить. Обычно она возникает на низких оборотах и продолжается недолго. Чаще всего подобное происходит в двигателях небольшого объема с относительно большой мощностью и крутящим моментом (например, 107 л.с. и 135 Нм при объеме 1,4 л). Недопустимая детонация, как правило, возникает в форсированных ДВС при повышенных нагрузках на высоких оборотах. Всего после нескольких секунд работы в таких условиях, мотор может получить критические повреждения.

• Существует еще одно явление, которое автовладельцы нередко путают с детонацией – дизелинг. Мотор после выключения зажигания продолжает работать рывками, то с повышением, то с понижением оборотов, звук работы двигателя при этом металлический, схожий со звуком детонации. Это явление иного рода и причины его появления иные: при глушении мотора, бензин в цилиндрах самовоспламеняется из-за высокой степени сжатия, как в дизельном ДВС, отсюда и название. Не следует путать дизелинг с калильным зажиганием – там при глушении рабочая смесь воспламеняется от нагретых электродов свечей и нагара.

— Чем опасна детонация?

• Весь кривошипно-шатунный механизм и головка блока цилиндров испытывают разрушающие нагрузки, способные при длительном воздействии привести к поломке ДВС. Кроме того, температура в цилиндрах также поднимается до недопустимых значений (до +3700 градусов), что грозит прогаром прокладки ГБЦ, а также коррозией днища поршня и зеркала цилиндров.

• рокладка головки блока – это первая деталь, которая придет в негодность из-за детонации. Она способна перенести лишь кратковременную работу в режиме запредельных термических и механических нагрузок. Худшее, чем грозит детонация – замена блока цилиндров, коленчатого вала, поршневой группы и головки блока.

— Причины возникновения детонации:

• Причины, в силу которых возникает данное явление, можно разделить на три группы:

• октановое число бензина;
• конструктивные особенности ДВС;
• условия эксплуатации автомобиля.

— Влияние октанового числа:

• В отличие от дизельного двигателя, в котором воспламенение рабочей смеси происходит благодаря высокой степени сжатия, в бензиновом для этой цели применяется система зажигания. Смесь бензина и воздуха поджигается искрой, возникающей между электродами свечей.

• Степень сжатия у бензиновых моторов намного меньше, это связано с тем, что бензин не столь устойчив к детонации, как дизельное топливо. Основной характеристикой бензина является октановое число, отражающее его детонационную стойкость. Чем оно выше, тем сильнее можно сжать топливно-воздушную смесь.

• Если автомобиль, силовой агрегат которого рассчитан на применение топлива с октановым числом не ниже 95, заправить бензином марки АИ-92, то с высокой долей вероятности можно утверждать, что при высоких нагрузках рабочая смесь в цилиндрах будет детонировать.

• Однако проблема может появиться и в случае, если марка топлива соответствует рекомендациям производителя. Все дело в качестве бензина. Недобросовестные продавцы нередко самостоятельно повышают октановое число, путем добавления в горючее сжиженного пропана или метана. Эти газы очень быстро испаряются, после чего в баке остается низкооктановый бензин.

• Вследствие детонации низкооктанового топлива, в камере сгорания усиленно образуется нагар, который, в свою очередь, может вызвать такое явление, как калильное зажигание. В этом случае двигатель продолжает работать даже после выключения зажигания. Причины его возникновения в том, что воспламеняется топливно-воздушная смесь не от искры, а от раскаленных электродов свечи или нагара.

Читать еще:  Газель бизнес двигатель умз 4216 глохнет на холостых

— Влияние конструктивных особенностей:

• Причины возникновения детонации могут крыться в конструктивных особенностях двигателя.
К их числу можно отнести:

• степень сжатия;
• форму камеры сгорания;
• форму днища поршня;
• наличие наддува;
• расположение свечей зажигания.

• Так, чем выше степень сжатия, тем ДВС более склонен к детонации. То же можно сказать и о системах наддува («надутым» моторам требуется высокооктановый бензин).

— Влияние условий эксплуатации:

• Не последнюю роль играют и условия, в которых эксплуатируется машина. Детонация может возникать при движении на повышенной передаче с низкой скоростью. Так, если попытаться въехать в гору на четвертой передаче со скоростью 30 км/ч, из-под капота незамедлительно раздастся характерный металлический стук.

• Свое влияние оказывает правильность работы системы зажигания (рабочая смесь в цилиндрах детонирует при раннем зажигании), исправность системы охлаждения двигателя, наличие нагара на поршнях и в камерах сгорания. Подвергают себя опасности автовладельцы, стремящиеся любыми способами уменьшить аппетит машины. С этой целью электронный блок управления «перепрошивается» для приготовления более бедной смеси, чем нужно. В результате ухудшается динамика авто, а при повышенных нагрузках возникает детонация.

Причины возникновения и советы по устранению детонации в двигателе

С рождением двигателя внутреннего сгорания появилось и понятие детонации мотора. Владельцы карбюраторных двигателей именовали процесс «стуком пальцев», а на самом деле это обычный детонационный режим, в котором ДВС работает при определенных условиях. Что это такое, о причинах возникновения и методах устранения расскажут эксперты.

Определение детонации и причины ее появления

При нормальной работе ДВС в цилиндре топливо сгорает равномерно и пламя распределяется со скоростью 10-30 м/сек (до 50 м/с максимум). Но при создании условий, приводящих к детонационному сгоранию, скорость распространения увеличивается в 100 раз и составляет от 2000 м/сек. Таким образом, наблюдается взрывной эффект. Ударная волна со значительной энергией ударяется о стенки камеры сгорания двигателя, что и приводит к возникновению характерного детонационного стука. И стучат совсем не пальцы.

Для появления детонации нужны следующие условия:

  • перегретый мотор;
  • применение низкооктанового бензина (аналог — низкокачественный);
  • повышенные нагрузки и низкие обороты.

Именно эти условия предшествуют наступлению детонационного режима. Для авто Исузу ранних годов выпуска даже небольшой перегрев двигателя или резкие температурные изменения окружающей среды ускоряют возникновение детонационного стука. Моторы не приспособлены для работы в режиме ударной волны. Процессы должны протекать плавно, а резкая ударная волна снижает эксплуатационные характеристики. Изнашиваются детали, поверхность поршня повреждается, а пальцы разбиваются (от этого и пошло понятие о стуке пальцев). Детонация способствует и перегреву двигателя, который приводит к тяжелым последствиям и дорогостоящему ремонту.

Еще одним фактором, который определяет условия возникновения детонации, является угол опережения зажигания. Повышение показателя этого параметра приводит к изменению пиковой точки давления ближе к верхней мертвой точке (ВМТ). Это способствует появлению высокого давления. И нормальное протекание процесса сгорания переходит в режим взрыва, ударной волны, то есть детонации. Поэтому и устанавливали зажигание ранним, чтобы избежать сильной детонации. Регулировка обычно осуществлялась на ходу.

Разбиваем мифы о датчиках детонации

Установленные на авто датчики детонации представляют собой пьезо-элементы, которые регулируют работу двигателя, и в нужный момент «включаются» поздние углы зажигания. Существует распространенная ошибка, что при обрыве проводки или самого датчика возникает детонационный стук. После нескольких практических испытаний доказано обратное. Обрыв не приводит к детонации при любых условиях эксплуатации. Касаемо впрысковых моторов, которые не должны подвергаться детонации. Опытным путем установлено, что мотор может детонировать.

Устранение детонации в двигателе

Для устранения детонации и ее последствий рекомендуем придерживаться основных правил эксплуатации авто. Сотрудничать с сертифицированными АЗС, в качестве топлива которых уверены. Владельцы Isuzu должны заправляться топливом, октановое число которого соответствует отмеченному в руководстве к автомобилю. Важно проверять работоспособность системы охлаждения, отслеживать качество и количество жидкости. Проходить техническое обслуживание и вовремя заменять расходники. Выполнение несложных функций, которые в принципе знает каждый автовладелец, избавит от внезапного нагрева мотора и как следствия от детонации.

Рекомендуется следить за исправностью механики, избегать эксплуатацию в условиях только минимальных нагрузках. На практике доказано, что мотор «звонит» лишь на низких оборотах. Хотя такие условия встречаются все реже. Механика постепенно выживается автоматом, а применение низкокачественного (низкооктанового) бензина можно избежать.

25.01.2018, 1608 просмотров.

Оставь запрос и узнай точную цену и срок доставки.

Зачем нужен датчик детонации?

В бензиновом двигателе внутреннего сгорания, при определенном стечении обстоятельств, возникает металлический стук. «Пальцы стучат», — говорят некоторые водители. На самом деле это явление называется детонацией и его возникновение крайне нежелательно, поскольку может привести к поломке мотора вследствие огромной скорости распространения фронта пламени (более 2000 м/с) и высоких ударных нагрузок на стенки цилиндров, поршень и головку блока. Чтобы контролировать уровень опасности, на блок цилиндров устанавливается датчик детонации.

Читать еще:  Датчик оборотов шагового двигателя

Датчик детонации служит для контроля степени детонации при работе бензинового двигателя внутреннего сгорания. Датчик устанавливается на блоке цилиндров двигателя. Он является важным компонентом системы управления двигателем, т.к. позволяет реализовать максимальную мощность двигателя и обеспечить топливную экономичность.

Что такое детонация?

Детонация или правильно детонационное сгорание возникает, когда удаленная от свечи зажигания часть топливно-воздушной смеси вследствие поджатия фронтом пламени нагревается и самовоспламеняется с образованием взрыва. Детонация сопровождается акустическими признаками – металлическим стуком в кривошипно-шатунном механизме. Под степенью детонации понимается часть топливно-воздушной смеси, сгорающая с детонацией.

Причинами детонации являются:

  • химический состав топлива (октановое число);
  • конструктивные особенности двигателя (степень сжатия, расположение свечей зажигания, форма камеры сгорания и др.);
  • условия эксплуатации (состав топливно-воздушной смеси, угол опережения зажигания, нагрузка на двигатель, нагар на деталях камеры сгорания и др.).

Последствием детонационного сгорания выступает повышенная теплоотдача элементов кривошипно-шатунного механизма, сопровождающаяся повышенным износом, поломками и разрушением. То, насколько часто может возникать данное явление, зависит от трех основных факторов.

В первую очередь, на вероятность возникновения влияет химический состав бензина, а точнее, его октановое число. Чем оно выше, тем более он устойчив к этому явлению. Второй фактор, который влияет не меньше, – конструктивные особенности двигателя, а именно степень сжатия, форма камеры сгорания, расположение свечей зажигания, форма днища поршня и т.п. Например, двигатель с большей степенью сжатия более склонен к детонации и нуждается в высокооктановом бензине. Иначе, зачем производители пишут минимально допустимое октановое число на люке бензобака? Третий фактор – условия работы мотора. На вероятность появления детонации влияет состав рабочей смеси, нагрузка, выбранная передача, нагар.

Как работает датчик детонации?

Принцип действия датчика детонации основан на пьезоэффекте. В конструкцию датчика включена пьезоэлектрическая пластина, в которой при возникновении детонации на концах возникает напряжение. Чем больше амплитуда и частота колебаний, тем выше напряжение. Когда напряжение на выходе датчика превышает заданный уровень, соотвествующий определенной степени детонации, электронный блок управления корректирует характеристику работы системы зажигания в сторону уменьшения угла опережения зажигания. Таким образом, достигается оптимальная характеристика работы системы для конкретных условий эксплуатации.

Датчик детонации воспринимает и преобразует энергию механических колебаний блока цилиндров в электрические импульсы. Датчик детонации непрерывно посылает сигналы в электронный блок управления двигателем, а электроника отвечает изменением качественного состава рабочей смеси и угла опережения зажигания.

Существует определенный порог безопасности, если величина напряжения его превысит, то электронный блок управления отдаст команду на уменьшение угла опережения зажигания.

При неисправности датчика детонации (отсутствии сигнала) на панели приборов загорается соответствующая сигнальная лампа, двигатель при этом продолжает работать.

Поломка датчика детонации

При возникновении неисправности датчика детонации на приборной панели загорается контрольный индикатор. Мотор при этом работает, и на автомобиле вполне можно ехать. На закономерный вопрос «зачем тогда нужен этот датчик» ответ следующий.

На старых автомобилях, не оборудованных электронным блоком управления, угол опережения зажигания корректировался вручную поворотом крышки прерывателя-распределителя зажигания. Это позволяло скорректировать работу системы зажигания в зависимости от октанового числа бензина, которое может сильно отличаться на разных заправках. У современного двигателя устройство трамблера иное, его крышка неподвижна, поэтому такую функцию выполняет ЭБУ. Соответственно, если датчик детонации выйдет из строя, то угол опережения зажигания не сможет быть скорректирован.

Вышедший из строя датчик детонации влияет на динамику и экономичность двигателя. Принцип работы электронного блока управления таков, что при возникновении неисправности датчика он устанавливает заведомо позднее зажигание в целях безопасности, чтобы исключить вероятность разрушения мотора. В результате силовой агрегат работает, но начинает потреблять гораздо больше топлива, и ухудшается динамика машины. Второе особенно заметно при повышенных нагрузках.

Проверка датчика детонации

Основные симптомы, указывающие на то, что данное устройство вышло из строя:

  • падение мощности;
  • ухудшение разгонных характеристик и резкое увеличение «аппетита» двигателя;
  • дымный выхлоп.

При этом на панели загорается индикатор неисправности двигателя. Причем, он может, как гореть постоянно, так и загораться кратковременно при увеличении нагрузки.

Далеко не всегда под рукой есть сканер, который сможет считать и расшифровать код неисправности. Добраться до СТО также не всегда возможно. Возникает вопрос: как проверить датчик детонации самостоятельно? Из инструментов нужен цифровой мультиметр.

Читать еще:  Что такое шунт двигателя

В первую очередь необходимо выяснить, каким сопротивлением должен обладать исправный датчик на конкретной модели автомобиля или двигателя, поскольку у всех производителей эта величина разная. Если оно отличается от нормального, нужна замена.

Также можно проверить напряжение на электрических контактах датчика, для чего нужно отсоединить электрический разъем питания датчика и снять его с двигателя. После этого мультиметр переводится в режим измерения напряжения в милливольтах, его плюсовой щуп соединяется с сигнальным контактом, а минусовой – с массой датчика (отверстие, через которое проходит болт крепления к двигателю).

Проверка датчика детонации заключается в том, что датчик с присоединенными щупами зажимается в ладони, которой затем нужно несильно постучать по какой-нибудь поверхности. При ударах мультиметр должен фиксировать появление напряжения (обычно оно составляет порядка 30-40 мВ). Принцип прост: чем сильнее удар, тем большая разность потенциалов возникнет между электродами. Поскольку напряжение невелико, не каждый прибор способен его замерить, поэтому предварительно нужно убедиться, что имеющееся под рукой измерительное устройство рассчитано на подобные замеры. Полное отсутствие разности потенциалов свидетельствует о том, что датчик детонации неисправен.

Детонация двигателя внутреннего сгорания. Причины возникновения. Устранение. Детонировать.

Что такое детонация? Как она возникает, проявляется в двигателе внутреннего сгорания? Причины, устранение. (10+)

Детонация. Причины возникновения. Устранение

1 2 3

Разберем физические процессы, происходящие при сгорании топлива. Горение возникает не во всем объеме смеси сразу, а в некоторой области вокруг свечи (бензиновый двигатель) или форсунки (дизель). Далее горение распространяется на весь объем горючей смеси. Распространение может происходить двумя путями: Первый (медленный, тепловой взрыв). От высокой температуры смесь воспламеняется в смежных областях, нагревает соседние области, которые воспламеняются в свою очередь. Этот процесс происходит довольно медленно по меркам взрыва. Второй (быстрый взрыв, детонация). Воспламенение происходит не от нагрева, а от действия ударной звуковой волны. Волна сжатия, возникшая в области начала горения, приводит к воспламенению всей смеси. Этот процесс протекает очень быстро. Горение распространяется со скоростью звука в воздухе.

Разработчики двигателя заинтересованы в медленном взрыве, так как при детонации значительная часть энергии преобразуется не в тепло, а в ударную волну. Кроме потери КПД при этом наблюдается серьезная нагрузка на цилиндр, поршень и другие элементы двигателя, расположенные в непосредственной близости от камеры сгорания.

Октановое число топлива

Какой вариант воспламенения будет наблюдаться в конкретном случае, зависит от состава топлива и давления. Чем больше давление, тем более упругая среда, тем больше вероятность возникновения детонации. Так что повышение давления в момент запала при прочих равных повышает вероятность детонации. Вторым фактором является топливо. Некоторые виды топлива более склонны к детонации, чем другие. Склонность к детонации характеризуется Октановым числом. Чем оно выше, тем при большем давлении топливо может сгорать без детонации. Вообще, КПД двигателя напрямую зависит от степени сжатия, то есть давления в камере сгорания в момент запала. Чем больше давление, тем выше КПД и меньше расход топлива. Детонация ограничивает возможность повышения давления. Дизельное топливо, керосин, природный газ, пропан, бутан обладают большими октановыми числами и не склонны к детонации. Бензин наиболее подвержен этой проблеме. Чистый бензин без добавок имеет низкое октановое число. Поэтому в двигателях внутреннего сгорания он не применяется. Чтобы сделать его применимым в качестве топлива, в него вносят добавки, повышающие октановое число.

Признаки детонации

Определить, что двигатель детонирует можно наслух. Детонация проявляется в сухом потрескивании при работе двигателя на фоне низкочастотного гула, который двигатель издает обычно. На мой слух — как будто хворост ломают. Допускать детонации нельзя. Она моментально угробит двигатель.

1 2 3

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Неисправности инжекторного двигателя. Загрязнены форсунки инжектора. Н.
Обзор неисправностей инжектора. Не работает один из датчиков. Засорены форсунки.

Выбор марки автомобиля. Какую машину купить, новую или подержанную.
Как выбрать автомобиль, марку, брэнд? Подержанную или новую машину покупать? В с.

Поломан мотор? Ест масло. Утечка антифриза. Повышенный расход бензина.
Обзор неисправностей автомобильного двигателя. Повышенный расход масла и топлива.

Принцип действия инжектора. Датчик положения коленвала.
Устройство инжекторного двигателя. Общий принцип работы. Обзор узлов и неисправн.

Автоматическая коробка переключения передач. Гидротрансформатор. Робот.
Устройство и принцип действия роботизированной КПП, АКПП и гидротрансформатора в.

Поломки двигателя автомобиля. Оборван ремень газораспределительного ме.
Обзор неисправностей автомобильного двигателя. Отсутствие искры. Неисправен ГРМ.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector