Последствия детонации двигателя: Детонация двигателя: причины, способы устранения | SUPROTEC

Детонация двигателя: последствия и пути устранения

• Главная
• Полезная информация
• Детонация двигателя: последствия и пути устранения

11 февраля 2020 Категория: Полезная информация.

Детонация смеси характеризуется ударной волной, повышением температуры в камере, а также повышенным коксованием. Часто в такие моменты можно услышать металлический стук в цилиндрах. В данной статье разбираются причины, последствия и пути устранения детонации двигателя.

 В статье:

• Причины детонации.
• Последствия детонации.
• Способы устранения детонации.

Среди множества причин особое внимание уделяется таким, как:

• низкое цетановое число топлива;
• неполадки системы зажигания, приводящие к раннему или позднему воспламенению смеси;
• повышение уровня сжатия мотора из-за обильного нагара или внешнего воздействия на силовую конструкцию;
• перегрев мотора из-за нарушения работы охлаждающей системы;
• повышенное обогащение смеси из-за сбоя в процессе смесеобразования;
• особенности конструкции и эксплуатации двигателя.

Обычно горючее нагнетается за счет давления в цилиндре в момент такта сжатия. Однако при детонации смесь частично воспламеняется уже на непосредственном такте сжатия. После этого моментально создается ударная волна, охватывающая всю камеру сгорания, и образуется участок высокого давления.

Важно: детонация обычно делится на допустимую (кратковременную) и критическую (постоянную). Причем вторая может возникать при повышении нагрузки на двигатель при работе и даже на холостом ходу.

 Возможные последствия 

Детонация в цилиндрах часто происходит при воздействии 4 факторов: раннее зажигание, перегрев мотора, нагар в камере сгорания, а также обильная закоксовка ДВС.

К возможным последствиям детонации двигателя относят:

• повреждение кривошипно-шатунного механизма и ГБЦ;
• разрушение масляной защитной пленки;
• нарушение теплоотдачи раскаленных газов в цилиндрах;
• износ и уменьшение ресурса за счет постоянных ударных и термических нагрузок.

 Способы устранения 

Для устранения детонации инженерами были придуманы следующие решения, направленные на оптимально быстрое сгорание топлива и замедление окисления:

• увеличение оборотов двигателя — сократит время окислительного процесса и снизит вероятность непроизвольного воспламенения топливной смеси;
• турбулизация — смесь приобретает оптимальное вращение, за счет чего пламя в камере распространяется быстрее;
• уменьшение фронта пламени — обеспечивается за счет цилиндра меньшего диаметра и установки дополнительной свечи;
• форкамерно-факельное зажигание — детонация устраняется за счет воспламенения сначала обогащенной смеси в предкамере, а после обедненной в основной;
• использование ЭБУ — позволяет автоматически менять угол опережения и менять состав горючей смеси.

О том, как увеличить ресурс ДВС, можно узнать из этой статьи. 

Запчасти для дизеля найдёте в нашем каталоге

Посмотреть запчасти в наличии

Метки: Эксплуатация дизеля, Ресурс дизельного ДВС

Детонация двигателя, причины, последствия | Car Hobby

— Лучший помощник автолюбителя

Главная > Полезное > Детонация двигателя, причины, последствия

Сегодня поговорим о таком явлении, как детонация двигателя. Это, если выражаться простым языком, небольшая ударная волна, которая образовалась в результате самопроизвольного возгорания горючего в цилиндре двигателя до того, как поршень дойдёт до верхней мёртвой точки (ВМТ). Т.е. до того, как на свече зажигания появится искра или в цилиндре образуется необходимое давление для воспламенения топлива (дизельные моторы).

Причины детонации двигателя

Не нужно путать детонацию двигателя с калийным зажиганием, это совершенно разные вещи. Причин детонации может быть несколько. Давайте рассмотрим их по порядку.

Детонация двигателя может образовываться из-за слишком раннего зажигания. Такая детонация будет сопровождаться металлическим звоном внутри двигателя. В нормальных условиях работы конец воспламенения (основная его сила) топлива приходится на тот момент времени, когда поршень только начинает опускаться от ВМТ к НМТ. При слишком раннем зажигание смесь взрывается ещё до того, как поршень дойдёт до ВМТ, из-за этого мы и слышим звонкий стук, образуется встречный удар.

Вторая причина детонации — использование бензина с меньшим октановым числом, чем указано в руководстве по пользованию автомобилем. К чему это может привести? При сгорании, топливо с малым октановым числом образует нагар на стенках камеры сгорания, остаётся сажа. Это может привести к тому, что после того, как Вы выключите зажигание, двигатель будет продолжать работать. Расскаленная сажа будет выступать в роли свечи зажигания. При этом мотор будет трясти, его «работа» станет неравномерной с сопровождением металлического звона. Бывали случаи, когда коленчатый вал начинал вращаться в обратную сторону.

Признаки детонации

Признаками детонации двигателя являются следующие факторы:

1. Появление чёрного дыма из выхлопной трубы,
2. Падение мощности силового агрегата,
3. Металлический звон внутри мотора.

Последствия детонации

Результаты возникновения этого явления могут быть очень печальными. Если вовремя не заметить детонацию двигателя, то можно, как говорят «взлететь в копеечку».

Во-первых, идёт сильная нагрузка на двигатель, детали изнашиваются намного быстрее. Во-вторых, детонация может привести к перегреву мотора, а из этого вытекает ещё куча проблем. В-третьих, может прогореть прокладка блока цилиндров, могут повредиться поршни, поверхность гильз цилиндров.

Не допускайте возникновение детонации двигателя. Следите за качеством заправляемого топлива (покупайте его только на проверенных АЗС), во избежание появления нагара раз в пару дней нагрузите мотор по полной — раскрутите на полную мощность на пару минут (не переусердствуйте).

Детонация двигателя видео:

Что делать, если двигатель стучит

SerhiiBobyk/Getty Images

Примите меры, чтобы остановить детонацию двигателя до того, как он серьезно повредится.

Если вы заметили стук в двигателе вашего автомобиля (иногда воспринимаемый как стук), примите меры по устранению проблемы до того, как двигатель будет поврежден.

Что такое стук в двигателе?

Звон или стук — это звуковое свидетельство преждевременного сгорания в одном или нескольких цилиндрах. Это серьезная проблема с дорогостоящими последствиями, если вы ее игнорируете.

Хорошо настроенный двигатель зависит от точного выбора времени для обеспечения оптимальной мощности, эффективности и износа. Вращающийся коленчатый вал попеременно толкает поршень вверх через цилиндр, а затем под действием силы опускающегося поршня отталкивается назад.

Упрощенно: опускающийся поршень всасывает топливо и воздух в цилиндр, а восходящий поршень сжимает топливно-воздушную смесь для оптимизации мощности, выделяемой в момент воспламенения. Этот процесс повторяется в каждом цилиндре блока цилиндров. Благодаря тщательному проектированию каждая свеча зажигания находится под напряжением, когда коленчатый вал достигает определенного положения при своем вращении. Время вашего автомобиля управляет усилием всех цилиндров и заставляет их толкать коленчатый вал в одном направлении.

Почему возникает стук?

Стук возникает, когда топливо в цилиндре воспламеняется раньше, чем должно. Это преждевременное зажигание нарушает плавное вращение двигателя, срабатывая до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Поршень с пропуском зажигания затем оказывает обратную тягу на коленчатый вал против импульса двигателя, что вызывает стук или звон, который вы слышите, а также небольшое колебание, которое приводит к потере мощности. Стук может повредить поверхность поршня, стенки цилиндра или подшипники коленчатого вала, ремонт которых обходится дорого.

Современные системы впрыска с компьютерным управлением могут корректировать топливную смесь, чтобы предотвратить детонацию, но за счет производительности двигателя. В этом случае потеря эффективности использования топлива говорит о том, что двигатель требует внимания.

6 Условия, вызывающие детонацию в двигателе

Шесть наиболее распространенных причин детонации в двигателе включают:

1. Топливо с более низким октановым числом, чем рассчитано на сжигание двигателя. Давление влияет на воспламеняемость топлива в данной среде. Топливо с более низким октановым числом легче сгорает под давлением и, таким образом, может самовозгораться при слишком большом давлении.
2. Уменьшение объема цилиндра. Опять же, дисфункция здесь связана с давлением. Накопление углерода занимает пространство в цилиндре, уменьшая его объем. Поскольку топливно-воздушная смесь должна сжиматься в меньшее пространство, давление, создаваемое в цилиндре, увеличивается, что создает возможность преждевременного воспламенения.
3. Нагар может удерживать тепло, вызывая «горячую точку», которая преждевременно воспламеняет топливо. В этом сценарии накопление углерода производит двойной удар, который не только крадет объем цилиндра, но и создает искру, необходимую для непосредственного воспламенения топлива.
4. Неправильные свечи зажигания. Двигателю вашего автомобиля требуется свеча зажигания, соответствующая его инженерным допускам. Установка неправильной свечи зажигания повлияет на температуру искры, что может привести к детонации.
5. Нарушение топливовоздушной смеси. Плохо работающая топливная форсунка может повлиять на смесь топлива и воздуха, поступающего в цилиндр. Это повышает температуру в камере сгорания, а также может изменить динамику газовой смеси под давлением, что может привести к преждевременному воспламенению.
6. Удар клапана. Движущиеся части в верхней части головки цилиндров должны свободно двигаться, чтобы правильно регулировать потоки воздуха, топлива и выхлопных газов. Нагар на штоках клапанов снижает поток воздуха и, в тяжелых случаях, препятствует закрытию клапана, вызывая потерю компрессии.

Как устранить стук в двигателе

1. Первым шагом в попытке устранить стук в двигателе является переход на бензин с более высоким октановым числом. Топливо с более высоким октановым числом может выдерживать большее давление перед сгоранием. Переключитесь на тот, который включает добавки для очистки от углерода. Это может предотвратить дальнейшее накопление на различных частях двигателя вашего автомобиля, которые влияют на синхронизацию. В краткосрочной перспективе бутылка присадки для очистки от нагара может помочь очистить систему и ускорить устранение причин 2, 3 и 5.
2. Настройте свой двигатель, включив в него новые свечи зажигания и провода.
3. Регулярно меняйте масло в автомобиле и следите за низким уровнем масла. Изношенное масло и низкий уровень масла могут способствовать плохой смазке деталей, связанных с синхронизацией, в верхней части двигателя.

Популярные видео

ⓘ

Первоначально опубликовано: 20 марта 2020 г.

Что такое стук в двигателе и его последствия

И вот мы снова с очередным постом, посвященным автомобильным технологиям. Цель этих статей — простыми словами поделиться знаниями об автомобильных технологиях, чтобы вы получили четкое представление о том, как тот или иной компонент или технология двигателя работает в автомобиле. Именно поэтому мы выбираем самые сложные, но актуальные темы и упрощаем для всеобщего понимания. Тема, которую мы выбрали сегодня, связана с бензиновыми силовыми агрегатами и представляет собой очень распространенное явление, называемое детонацией. Итак, что стучит? Как это вызвано? Каковы его последствия и как мы можем предотвратить это? Вот некоторые из вопросов, вокруг которых будет вращаться наша статья. Итак, давайте углубимся в это.

Также читайте: Типы зажигания – искровое, компрессионное HCCI и SPCCI зажигание!

Момент зажигания двигателя

В некоторых из предыдущих технических статей мы узнали, что двигатель имеет четыре такта. В бензиновых двигателях непосредственно перед окончанием такта сжатия свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, сжатую внутри цилиндра двигателя. После воспламенения происходит взрыв энергии. Это результат преобразования химической энергии бензина в механическую энергию, которая заставляет автомобиль двигаться. Взрыв оказывает давление на поршень, заставляя его двигаться вниз. Это также называется рабочим ходом.

Также читайте: Типы настроек подвески — стойки Макферсона, двойные поперечные рычаги и листовые рессоры!

Возможно, это самый важный такт в цикле сгорания. В зависимости от того, насколько хорошо происходит сгорание, на него влияют все факторы. Сюда входят выбросы, выходная мощность и крутящий момент, расход топлива и безопасность двигателя и его компонентов. Таким образом, момент зажигания имеет первостепенное значение. Время контролируется ECU (блоком управления двигателем) автомобиля, который посылает сигналы для выполнения необходимых операций. Он получает данные от различных датчиков и анализирует, чего хочет водитель от углов поворота рулевого колеса, скорости автомобиля и дроссельной заслонки. Соответственно, он регулирует и изменяет подачу воздуха/топлива или определяет момент зажигания и выполняет множество таких важных задач. Его также называют мозгом автомобиля.

Это означает, что для каждой ситуации, в которой находится автомобиль, существует определенное время, когда свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь внутри цилиндра двигателя. Каждая отдельная точка воспламенения имеет разные последствия с точки зрения производительности двигателя (мощности и крутящего момента), эффективности и выбросов.

Читайте также: Что такое каталитические нейтрализаторы? Как они снижают выбросы?

Стук в двигателе

В идеале, чем раньше зажигание, тем больше выходная мощность и крутящий момент. Это приводит к повышению производительности. Вот почему все новые технологии направлены на увеличение момента зажигания, чтобы увеличить мощность и повысить производительность. Если воспламенение происходит поздно, это означает, что поршень уже может начать движение вниз, и эффект сгорания будет не таким эффективным. Это означает, что эффективность пострадает, и много работы и энергии, произведенной при сжигании топлива, будут потрачены впустую. Вот почему должен быть баланс между ними. Другой аспект — когда температура и давление внутри цилиндра становятся слишком высокими только из-за сжатия. Тогда воздушно-топливная смесь может загореться автоматически еще до того, как свеча зажигания воспламенит смесь. Это то, что называется стуком двигателя. Когда смесь преждевременно воспламеняется в некоторых карманах цилиндра из-за высокой температуры и давления. Это нежелательный взрыв воздушно-топливной смеси, который может привести к серьезному повреждению компонентов двигателя. Это определенно повлияет на эффективность двигателя и может привести к повреждению поршней. Вот почему ECU играет важную роль в регулировке момента зажигания таким образом, чтобы обеспечить производительность, эффективность и выбросы.

Также читайте: Как изменение фаз газораспределения влияет на производительность и эффективность?

Как предотвратить детонацию двигателя?

Современные двигатели имеют массу электронных компонентов. Одним из них является датчик детонации. Самопроизвольные автоматические взрывы в различных частях цилиндра вызывают необычный шум, который могут уловить датчики. Есть несколько способов предотвратить детонацию двигателей. Давайте подробно рассмотрим некоторые из них.

Задержка опережения зажигания

Как только датчик детонации получает сигнал о начале детонации в цилиндре, он отправляет сигнал в ЭБУ. ЭБУ дает команду свече зажигания отсрочить момент зажигания. Таким образом, воспламенение происходит на более поздней стадии и избегают высокого давления и температуры. Надо понимать, что все эти функции происходят за миллисекунды благодаря электронному управлению. Таким образом, цикл сгорания продолжается, и стук исчезает с помощью самокорректирующего механизма ЭБУ.

Читайте также: Что такое переназначение, калибровка и настройка двигателя? Стоит ли переоформлять свой автомобиль?

Высокооктановое топливо

Вы, должно быть, слышали о высокооктановом топливе и задавались вопросом, в чем смысл дополнительных расходов на топливо премиум-класса. Что ж, причина здесь. Высокооктановое топливо относится к топливу, которое более устойчиво к детонации двигателя. Это означает, что он не легко воспламеняется и высокая температура и давление. Это чрезвычайно важное свойство бензина, что он должен воспламеняться только от свечи зажигания. Использование детонационно стойкого топлива гарантирует, что даже при опережении опережения зажигания воздушно-топливная смесь не сгорит так легко.

Читайте также: Типы сцеплений – мокрые, сухие, однодисковые и многодисковые – плюсы и минусы!

Уменьшение степени сжатия

Этот метод несколько противоречит здравому смыслу, поскольку степень сжатия прямо пропорциональна КПД и производительности двигателя внутреннего сгорания. Чем выше степень сжатия, тем эффективнее двигатель и тем выше его производительность. Но более высокая степень сжатия также делает двигатель уязвимым для детонации. Это неотъемлемая характеристика стука. Именно поэтому роль ЭБУ в определении точного угла опережения зажигания во всем диапазоне работы двигателя так важна и сложна без электронного управления. OEM-производители обычно имеют идеальный баланс момента зажигания для топлива с определенным октановым числом, когда двигатель работает хорошо, эффективен и избегает детонации двигателя.

Также читайте: Типы турбокомпрессоров – VGT, Twin-Scroll, Twin-Turbo, Sequential Turbo, E-Turbo!

Низкая температура цилиндра

Известно, что самовоспламенение топливовоздушной смеси внутри цилиндра происходит из-за повышения температуры. Поэтому становится чрезвычайно важным не допускать слишком сильного повышения температуры внутри цилиндра. Это означает, что должно иметь место надлежащее охлаждение вокруг цилиндра. Стенки цилиндра не должны оставаться горячими, иначе топливовоздушная смесь может детонировать при соприкосновении с горячими стенками цилиндра. Кроме того, всасываемый воздух должен быть прохладным, что обычно обеспечивается воздушным охладителем в более крупных двигателях.

Читайте также: Что такое прямой впрыск бензина? Почему это актуально в современных автомобилях?

Все эти факторы могут контролировать самовоспламенение внутри цилиндра, что предотвращает детонацию. Крайне важно предотвратить это, чтобы защитить компоненты двигателя и обеспечить долгий срок службы механических компонентов двигателя. Кроме того, для обеспечения эффективной работы двигателя необходимо любой ценой избегать детонации.

Мы надеемся, что концепция стука в двигателе понятна вам из этого поста. Мы найдем еще одну важную тему для следующего выпуска статьи об автомобильных технологиях.