3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем может быть вызвана детонация двигателя

Бить аккуратно, но сильно: что такое датчик детонации и как его проверить без сканера?

Есть в автомобиле такой датчик – датчик детонации. Многие знают, что он существует, некоторые даже скажут, что он каким-то чудесным образом как-то следит за детонацией (назначение датчика выдаёт его название). А что дальше? Как он это делает и что будет, если он вдруг перестанет работать? И как узнать, что он не работает? Всё намного проще, чем кажется.

Что такое детонация и зачем за ней следить ​

Все знают, что для работы двигателя внутреннего сгорания требуется то самое сгорание – воспламенение топливной смеси. Для этого в бензиновом моторе есть свеча зажигания, которая поджигает смесь в конце такта сжатия.

Обычная скорость распространения фронта пламени составляет 30-50 м/с. Но иногда возникает такая штука, которая правильно называется сгорание во фронте ударной волны. В этом случае скорость сгорания может возрастать до 2000 м/с. Складывается ситуация, когда нормального распространения фронта пламени уже нет – есть взрыв. А это и есть детонация.

С точки зрения физики выглядит довольно занудно, но если упростить, то можно сказать, что нарушается порядок сгорания топливно-воздушной смеси. При детонации фронт пламени даже не успевает дойти до краёв камеры сгорания, и смесь там самовоспламеняется под действием возрастающих температуры и давления.

При детонации возникает звук, услышав который, было принято говорить про «стучащие пальцы». Разумеется, поршневые пальцы во время детонации не стучат – не те там зазоры. Звенеть начинают сами стенки камеры сгорания.

Ещё иногда с детонацией путают совсем уж другое явление, при котором мотор не хочет останавливаться после выключения зажигания сразу, а иногда даже может прокрутить «в обратку» (конечно, речь идёт в первую очередь о старых карбюраторных моторах). Само собой, это не детонация, а калильное зажигание – явление, при котором топливно-воздушная смесь загорается сама по себе от слишком горячих деталей (например, от перегретых свечей зажигания с неправильно выбранным калильным числом). Впрочем, если детонация зашла слишком далеко и мотор от неё страдает со слишком завидной регулярностью, она вполне может вызвать калильное зажигание – детонация приводит к перегреву мотора.

Детонация – штука очень вредная. Она вызывает колоссальные ударные нагрузки на детали ЦПГ, она вполне может разрушить и поршневые кольца, и сами поршни. А если не обращать на неё никакого внимания, то и блок.

Подробно о причинах детонации рассказывать не буду – есть риск надолго уйти в сторону от датчика детонации и потонуть в болоте ньютонианства и менделеевщины. Если коротко, причин много: от плохого или «неправильного» бензина с низким октановым числом до кривой прошивки при чип-тюнинге. Впрочем, при очень кривом чип-тюнинге диагностику могут просто «порезать», и ошибки по датчику детонации не будет. Будет только звук. А ещё могут быть виноваты нагар на поршнях и в камере сгорания, бедная смесь, перегрев мотора или езда на слишком низких оборотах при высокой нагрузке.

Все современные моторы работают на грани детонации (как правило, при очень раннем угле опережения зажигания). В этом случае удаётся получить максимальный КПД. В эпоху трамблерных моторов с автоматами угла опережения зажигания добиться очень точного угла было сложно, поэтому тогда «пальцы стучали» часто.

Сейчас за угол опережения отвечает совсем небольшой датчик детонации, сигнал с которого позволяет позволяет изменять и этот угол, и при необходимости – состав топливной смеси.

Если датчик перестанет корректно работать, теоретически ничего страшного быть не должно: зажигание должно стать позже (в ЭБУ моторов такой отказ предусмотрен, и в случае, если ЭБУ потеряет сигнал, коррекция угла будет невозможной, но зажигание станет слишком поздним), детонации не будет, но ехать машина будет заметно хуже. Возможны и другие последствия: перегрев мотора, нагар на свечах, тот самый звук детонации, калильное зажигание, рост расхода бензина. Многое зависит от того, чем вызвана сама детонация. Если на моторе с прямым впрыском насмерть загажена камера сгорания, никакое смещение угла к позднему значению не спасёт. Ну и, конечно же, может загореться Check Engine. Что в этом случае делать?

Найти и обезвредить!

Разумеется, самый простой способ – это подключить сканер и считать ошибку. Но вряд ли у всех автолюбителей где-то в кладовке между дрелью и микроскопом лежит диагностический сканер (всякую ерунду из китайских магазинов я сканером не называю принципиально, хотя не отрицаю способность этой ерунды иногда что-нибудь показать). Поэтому попробуем обойтись без сложного оборудования.

Сначала надо этот датчик найти. Звучит смешно, но это так. Искать его нужно на блоке цилиндров. Проще всего дело обстоит с рядными «четвёрками»: датчик детонации обычно стоит ровно посередине блока между вторым и третьим цилиндрами. Там его и ищите, обычно – чуть ниже впускного коллектора. Такое расположение датчика на блоке позволяет ему «услышать» детонацию всех четырёх цилиндров, причём расположение мотора – продольное или поперечное – на положение датчика никак не влияет.

Сами датчики бывают двух типов: резонансные и широкополосные. Задача у них одна на всех: обнаружить стук в моторе (то есть ту самую детонацию), но алгоритмы работы немного разные. Резонансный датчик настроен на определённую частоту детонации, в которой он и проверяет шум. Частоту рассчитывают по формуле f(кГц)=900/(𝚷 * r), где r – радиус поршня, а 𝚷 – число Пи (3,1415. ). Если резонансный датчик слышит на этой стук с этой частотой, он впадает в панику и просит ЭБУ принять соответствующие меры. «Слышит» он их с помощью пьезоэлемента. Таким образом, датчик – это просто акселерометр, который способен преобразовать колебания блока в электрические сигналы.

Широкополосный датчик тоже слушает звук, но он не сконцентрирован на какой-то определённой частоте, а просто передаёт в ЭБУ все стуки. А тот уже сам думает, детонация это или нет и что теперь делать.

Отличить эти датчики просто: к резонансному подходит один провод, к широкополосному – два.

Если ЭБУ понимает, что началась детонация, оно начинает изменять угол опережения, делая зажигание более поздним. Поменяет и послушает датчик. Есть детонация? ОК, ещё немного подвину. Пропала? Отлично, вот так и поедем!

Допустим, датчик удалось найти и даже снять с машины. Что дальше? Есть несколько простых способов его проверки, но я традиционно расскажу только о самом элементарном. Для этого понадобится мультиметр, который умеет измерять очень маленькое напряжение – тысячные доли вольта, милливольты (проверьте свой – у моего, купленного когда-то за 120 рублей, порога не хватает). Выставляем мультиметр в режим измерения напряжения, к корпусу датчика прикладываем «минус», а плюсовой щуп аккуратно прижимаем к разъёму управляющего контакта. Теперь нужно зажать датчик в кулаке и немного постучать кулаком по столу. Так как пьезоэлемент ушей не имеет, слышит он именно удары, и исправный датчик реагирует на них изменением напряжения. Изменения очень маленькие – приблизительно в пределах 150 мВ, а если стучать слабенько, то и вовсе 30-40. В этом случае (если хотя бы этот минимум есть) нужно стукнуть кулаком с датчиком чуть сильнее. Если напряжение в момент удара хотя бы немного скакнуло повыше, датчик исправен. Если же никакой реакции на удары нет, датчик, скорее всего, умер. Стучать по нему молотком в попытке его реанимировать смысла нет – больше шансов добить очень чувствительный пьезоэлемент, чем восстановить работоспособность датчика.

Теоретически можно ещё проверить сопротивление датчика, но для этого нужно знать точное значение сопротивления датчика с вашей машины. Удары как-то проще и надёжнее.

Что делать дальше?

Есть, конечно умельцы, которые эти датчики восстанавливают или подбирают похожий датчик от другой машины, «подпиливая» его по месту дополнительными резисторами и конденсаторами. Наверное, иногда другого выхода нет (ну, может, они ездят на Bugatti Veyron, и найти этот датчик быстро и дёшево не получается), но всё-таки лучший способ – поставить новый и успокоиться, благо стоит обычно недорого. К сожалению, в жизни бывают ситуации сложнее: датчик рабочий, а какие-то ошибки он не показывает.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя форд скорпио донс

Тут всё просто: надо проверять проводку. В ней тоже бывают «глюки», а показания датчика детонации для нормальной работы ЭБУ должны быть точными.

Ну и последнее. Иногда датчик детонации может сходить с ума от посторонних шумов, которых мотор издавать не должен. Цоканье гидрокомпенсаторов, «дизеление», трески фазовращателей, стук цепного ГРМ – все эти посторонние звуки иногда случайным образом датчик может посчитать детонацией. В этом случае должны насторожить ненормальные углы опережения зажигания, хотя сам датчик окажется исправным.

Как я уже говорил, датчик детонации – не та деталь, выход из строя которой остановит машину. Нет, ехать она будет. Но расслабляться не стоит, потому что если детонация есть, она убивает мотор очень быстро. Особенно современный мотор – небольшого объёма и с наддувом. Так что если есть какие-то подозрения, лучше сразу поехать в сервис.

Детонация двигателя и причины ее появления

Все автомобилисты знают, что бывает детонация двигателя, а многие и устраняли такую проблему.

Что же это такое детонация двигателя?

Детонация двигателя это быстрое, взрывное сгорание горючей смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания (ДВС), а именно раннее воспламенение топливовоздушной смеси во время сжатия. Поэтому давление на поршень начинается до того, как поршень достиг верхней мертвой точки. Тойсть, когда поршень двигается вверх, сила механизма заставляет его двигаться обратно, это плохо влияет на мощность двигателя и экономичность автомобиля.

Так возникает детонация двигателя, во время чего все излишки тепла образующиеся при сгорании топливной смеси передаются на стенки камеры сгорания и днище поршня и силовой агрегат перегревается, появляется коррозия днища поршня и внутренней поверхности цилиндра, прогорает прокладка головки блока цилиндров (ГБЦ).

Основная проблема при детонации, заключается в том , что не контролируется сгорание топлива, в результате чего появляются механические и термические перегрузки деталей двигателя внутреннего сгорания, особая нагрузка ложится на прокладки головки блока цилиндров. Ведь прокладка головки блока цилиндров при возникающих некорректных перегрузках может выдержать недолгое время.

При стихийном сгорании топлива происходят ударные волны с сильным возрастанием давления и высокой температурой (температура бывает даже выше +3700 гр.), что и приводит к выгоранию прокладки головки блока цилиндров.

Прокладку ГБЦ пострадавшую от детонации видно по окантовке камеры сгорания, которая бывает сильно повреждена, а именно измята.

Одной из причин возникновения детонации двигателя может служить использование бензина с низким октановым числом для автомобилей не приспособленных к его потреблению ( заливается бензин А-76 вместо А-95,а то и вместо А-98).

Не забывайте бензин с низким октановым числом применяется для двигателей с небольшой степенью сжатия! Все производители автомобилей или двигателей рекомендуют какое топливо использовать.

Если все же используется низкооктановый бензин с несоответствующим ему двигателем не удивляйтесь серьезным повреждениям двигателя.

Причины детонации:

  • преждевременное сгорание топлива (вследствие чего также изнашиваются детали кривошипно-шатунного механизма).
  • образование повышенного нагара в цилиндрах;
  • некорректная работа системы охлаждения ДВС;
  • преждевременное зажигание;
  • когда авто долго работает на небольших оборотах коленчатого вала, правда надо признать этим страдают российские авто;
  • плохое поступление в камеру сгорания топливовоздушной смеси;
  • повреждения ГБЦ;
  • испорченные вкладыши, поврежденные поршни (треснутые);
  • некорректная эксплуатация авто, а именно: езда на высокой передаче при подъеме, повороте, эксплуатация авто в режиме холостого хода.

О детонации двигателя можно узнать, услышав нехарактерный стук металлических деталей (создается впечатление, что стукаются металлические шарики), также при проведении диагностики с помощью датчика анализирующего звуки.

Детонация двигателя бывает приемлемой (допустимая) и не допустимая. Приемлемая детонация как правило, не слышна, она бывает при работе двигателя на низких оборотах и продолжается небольшое время. Явление допустимой детонации происходит в автомобилях, когда изготовитель выпускает двигатели с максимальным крутящимся моментом при минимальном объеме. Недопустимая детонация практически всегда происходит в модифицированных двигателях с высокой мощностью, взрывное сгорание происходит на высоких оборотах коленчатого вала,тойсть при высокой нагрузке. Эксплуатации мотора в таком режиме в течение нескольких секунд может привести к многочисленным повреждениям внутренних деталей мотора.

В модифицированных автомобилях (тюнингованных) для повышения крутящегося момента устанавливается опережающееся зажигание, раннее зажигание вызывает волну давления, которая воспламеняет горючую смесь по всей камере сгорания. Также детонация возникает при изменении рекомендуемого соотношения смеси воздух-топливо(но любителей тюнинга этим не остановиш).

Не последнее значение в появлении детонации имеет степень сжатия в ДВС, как правило без наддува она установлена на уровне 10, 5:1 если агрегат работает на неэтилированном бензине А-92, но если степень сжатия установлена 13:1 нужно пользоваться бензином с более высоким октановым числом-А-95, А-98. Моторы с наддувом как правило имеют низкий коффициент сжатия от 7:1-9,5:1, наддув нужен для поступления большего объема воздуха, который нагнетается в камеру сгорания специальной турбиной, этот дополнительный воздух повышает степень сжатия.

Когда вы определите причуну детонации, проверьте нет ли самовоспламенения смеси без искры. Самовоспламенение происходит из-за перегрева силового агрегата в конце сжатия, или от соприкосновения смеси с частицами нагара или с раскаленными электродами, чтобы понять выключите зажигание, двигатель сразу остановился-причина стуков детонационное сгорание.

После определения причин детонации необходимо убедиться в отсутствии самовоспламенения смеси (без искры). Очень часто водители совершают ошибку, путая детонационное сгорание с самовоспламенением. Последнее связано с перегревом силового агрегата в конце такта сжатия. В это время сжатая смесь сильно нагревается, что приводит к ее самовозгоранию. Кроме того, возможно самовоспламенение смеси из-за ее соприкосновения с частицами нагара либо раскаленными электродами. Во избежание каких-либо ошибок нужно выключить зажигание. Если двигатель останавливается сразу, значит более вероятной причиной стуков является детонационное сгорание, потому что данное явление возникает лишь после того, как горючая смесь загорается при помощи электрической искры.

Надо отметить, что преждевременное сгорание становится меньше с увеличением частоты вращения коленвала, так как топливовоздушная смесь в цилиндрах находится меньшее количество времени. Это происходит благодаря повышению скорости распространения пламени, что в итоге приводит к уменьшению концентрации перекисных соединений.

Поэтому следует стремиться к езде на более высоких скоростях (с повышенными оборотами коленчатого вала). Естественно езда на больших скоростях разрешается там , где позволяет дорожное покрытие.

Если детонация происходит из-за пользования несоответствующим бензином, ее можно попытаться устранить, установив более позднее зажигание. При установке более позднего зажигания снижается давление газов и температуры в цилиндрах, а также остается меньше времени для возникновения перексидных соединений, концентрация которых не будет достигать критических значений. В результате сгорание топливной смеси будет происходить нормально. Иначе нужно сменить бензин и пользоваться тем топливом, которое рекомендует завод производитель, не забывайте, пользуясь рекомендуемым топливом снижаете риск возникновения детонации,продлеваете жизнь двигателя и своего автомобиля.

Причины детонации двигателя после выключения зажигания

Детонация двигателя может произойти в любое время в любом автомобиле. И эта проблема знакома многим автолюбителям. При этом, впервые столкнувшись с ней, многие из водителей не знают, что делать в сложившейся ситуации. Детонация двигателя возникает в результате целого ряда причин. Рассмотрим подробнее, в результате действия каких факторов, появляется такое неприятное явление и какие существуют методы её устранения.

Что такое детонация двигателя?

В норме для начала процесса сгорания топлива необходимо не только перемешать топливо с воздухом в нужной пропорции, но и дать такой смеси необходимую энергию. В бензиновых двигателях эту энергию даёт искра от свечи зажигания. Бывают случаи, когда происходит самопроизвольное неконтролируемое возгорание воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя. Этот процесс носит название «детонация».

Во время нормальной работы двигателя пламя распространяется со скоростью примерно 20-30 м/с, в результате детонации скорость распространения этого пламени увеличивается в десятки раз и составляет до 2000 м/с. В результате вы услышите металлический звук, который в простонародье называют «стуком пальцев». Этот звук возникает из-за того, что взрывные волны ударяются о стенки цилиндров. При детонации мощность двигателя существенно снижается, а топливный расход, наоборот, повышается.

Читать еще:  1 моточас сколько оборотов двигателя

Детонация способна происходить и при заглушённом моторе. В таком случае даже при выключении зажигания, мотор не перестаёт работать. Обычно, такая работа продолжается пару-тройку секунд, но иногда её длительность может достигать и 15–20 секунд. Нормального режима детонации не существует и, если в автомобиле происходит этот процесс, то необходимо принять все меры для его устранения.

Опасность, которую несёт детонация двигателя

По своей сути, рассматриваемый нами процесс, является взрывом, поэтому нетрудно понять, что в результате происходит разрушение двигателя. Цилиндры двигателя испытывают сильнейшую нагрузку, которая в конечном итоге приводит к поломке оборудования. Критическое повышение температуры в цилиндрах вызывает прогорание прокладки головки блока цилиндра, которая является первой деталью, приходящей в негодность в результате детонации.

Так как она может выносить только кратковременные термические и механические нагрузки. При самом плохом раскладе, детонация способна привести к необходимости замены коленчатого вала, головки блока, поршневой группы, блока цилиндров.

Детонация условно делится на допустимую и недопустимую.

Допустимую детонацию автолюбители часто даже не замечают. Она появляется при небольших оборотах и быстро завершается. Возникает она в двигателях, имеющих небольшой объем, большую мощность и высокий крутящий момент.

Недопустимая возникает на высоких оборотах при повышенной нагрузке. Даже проведя несколько секунд в таких условиях, двигатель автомобиля может получить очень сильное повреждение.

Видео о последствиях детонации:

Причины детонации

Как уже говорилось выше, причин существует очень много:

  • неудовлетворительное качество бензина;
  • несоответствие октанового числа бензина;
  • условия эксплуатации автомобиля;
  • грязный топливный фильтр;
  • ограниченные топливные инжекторы;
  • неисправные форсунки;
  • неправильная работа топливного насоса;
  • неверная подборка свечей зажигания;
  • плохой датчик О2;
  • особенности конструкции двигателя;
  • проблемы охлаждения мотора и пр.

Рассмотрим распространённые причины детонации при выключенном зажигании.

Несоответствие октанового числа бензина

В бензиновом двигателе воспламенение топлива происходит в результате выделения искры свечами зажигания. Октановое число является главнейшей характеристикой бензина. Чем оно больше, тем более устойчиво это топливо к детонации, т. е. тем больше можно сжать ТВС. Так, если залить в бак автомобиля, рассчитанного на использование бензина с октановым числом равным 95 и выше, бензин, имеющий октановое число 80, то очень вероятно, что двигатель начнёт детонировать, в том числе и при выключении зажигания.

Неудовлетворительное качество бензина

Бывает и так, что вы используете бензин с подходящим октановым числом, но детонация при выключении зажигания всё равно происходит. Причина в том, что недобросовестные владельцы АЗС пытаются самостоятельно увеличить значение октанового числа путём добавления в него сжиженного метана или пропана. Такая самодеятельность приводит к появлению низкокачественного топлива, которое и является причиной детонации. Так как метан и пропан быстро испаряются, а бензин, имеющий низкое октановое число, остаётся в топливном баке автомобиля. В результате самовоспламенения такого топлива, образуется нагар, который вызывает калильное зажигание (воспламенение топлива от образовавшегося нагара и раскалённых электродов), а двигатель не прекращает свою работу даже после того, как было выключено зажигание.

Конструктивные особенности двигателя

Детонация может возникнуть и по причине конструктивных особенностей двигателя, например, таких как:

  • конструкция камеры сгорания;
  • конструкция днища поршня;
  • степень давления;
  • размещение свечей зажигания и т. п.

Например, чем выше степень давления, тем двигатель более склонен к детонации.

Условия эксплуатации

Некоторые условия эксплуатации автомобиля также являются причиной появления детонации. Так, если автомобиль долго движется с невысокой скоростью и при повышенной передаче, то происходит повышенный нагрев деталей, что, в свою очередь, приводит к описываемому процессу, даже в случае выключенного зажигания.

Неверная подборка свечей зажигания

Часто автовладельцы пренебрегают советами производителей и приобретают не рекомендованные к использованию свечи зажигания, а более дешёвый вариант. Но свечи зажигания работают в максимально точных условиях и контролируют внутреннюю среду мотора. Поэтому неправильная их подборка приводит к повышению температуры нагрева ходовых частей, что является причиной детонации при выключении зажигания.

Видео о причинах детонации топлива

Методы устранения детонации при выключении зажигания

Рассмотрим основные методы устранения детонации.

Метод 1. В первую очередь обратите внимание на топливо, которое вы используете. Не стоит на нём экономить. Ведь чаще всего бывает, что чем оно дешевле, тем ниже его качество. Не стоит забывать поговорку: «Скупой платит дважды». Сэкономив несколько рублей на горючем, вы можете понести крупные расходы по ремонту двигателя автомобиля. Пользуйтесь услугами только проверенных АЗС с топливом высокого качества, с октановым числом рекомендованным производителем авто.

Метод 2. Произведите проверку угла зажигания. Преждевременное зажигание является причиной перегревания деталей и, как следствие, к детонации даже при выключении зажигания. Угол зажигания должен соответствовать норме.

Метод 3. Проверьте свечи зажигания и при необходимости произведите их замену.

Метод 4. Если ваш автомобиль долгое время используется с минимальной нагрузкой, то в камерах сгорания происходит накопление нагара, что может привести к детонации при выключении зажигания. Поэтому необходимо периодически давать высокую нагрузку на мотор (движение с высокими оборотами при повышенной передаче и динамичные разгоны).

Метод 5. Если во время детонации вы заметили зелёный или чёрный дым, выходящий из выхлопной трубы, значит поршни вашего автомобиля разрушились или находятся в процессе разрушения, а дым свидетельствует о выбросе алюминия через выхлопную трубу.

В такой ситуации следует заменить всю поршневую систему.

Метод 6. Ещё одним методом устранения детонации при выключении зажигания является уменьшение температуры в камере сгорания с помощью нагнетания воды или интеркулера. Охладитель забирает нагнетённый воздух и направляет его через несколько воздушных охладителей, благодаря чему температура понижается.

Если зажигание происходит вовремя, качество топлива высокое с соответствующим октановым числом, свечи в полном порядке, но детонация всё равно происходит, то возможной её причиной может быть перегрев. Часто случается, что мотор «дёргается» после выключения зажигания. В этом случае стоит проверить состояние термостата и количество охлаждающей жидкости. В случае неполадок с термостатом необходимо немедленно обратиться к специалистам.

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.

Читать еще:  Шевроле реззо какое масло лить в двигатель

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.

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.

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
Adblock
detector