Почему детонирует двигатель

Почему возникает детонация в цилиндрах двигателя

Специалисты выделяют несколько главных причин, по которым топливо детонирует в двигателе.

Прежде всего, стоит сразу выделить использование низкооктанового бензина в агрегатах с высокой степенью сжатия. Если просто, октановое число бензина (АИ-92, 95 или 98) фактически указывает на его детонационную стойкость, а не на качество, как многие ошибочно полагают.

Использование топлива с неподходящим октановым числом для конкретного двигателя закономерно приводит к тому, что топливно-воздушный заряд детонирует при сильном сжатии. Еще добавим, что простые двигатели, которые не имеют ЭСУД и датчика детонации, подвержены большему риску.

Закоксовка двигателя

Важно понимать, что современные моторы не только на иномарках, но и на отечественных авто сильно отличаются от аналогов времен СССР. В двух словах, если моторы на модели «Москвич» 2141 имели степень сжатия около 7 единиц и нормально работали на любом топливе, то сегодня агрегаты имеют от 9 до 11 и более единиц

При этом уменьшение физического объема камеры сгорания в результате образования слоя нагара приведет к тому, что топливный заряд в цилиндре будет сжиматься сильнее, при этом появляется детонация. Если к этому добавить и низкое качество топлива на отечественных АЗС, тогда риски еще более возрастают.

Нарушение процесса смесеобразования. В этом случае может начать детонировать слишком «богатая» смесь, в которой много топлива по отношению к количеству воздуха.

Отметим, что такая детонация может быть кратковременной и часто остается незамеченной для водителя, однако об отсутствии вреда для двигателя при этом говорить никак нельзя.

Угол опережения зажигания (УОЗ). Простыми словами, угол зажигания определяет, в какой момент будет подана искра в камеру сгорания. Если учесть, что в норме топливо не взрывается, а горит, тогда становится понятно, что процесс сгорания также занимает некоторое время.

При этом важно сделать так, чтобы максимум давления газов на поршень, которые образуются в результате сгорания порции топлива, приходился именно на момент рабочего хода поршня. Только так можно эффективно передать через поршень энергию расширяющихся газов на коленвал

Для этого искру можно подать немного раньше того момента, пока поршень дойдет до верхней мертвой точки (ВМТ). За это время топливо успеет воспламениться, а расширение газов и рост давления на поршень как раз произойдет в тот момент, когда поршень уже достигнет ВМТ и затем пойдет вниз.

При этом нужно понимать, что неправильная

регулировка УОЗ

(сдвиг момента воспламенения ближе к ВМТ), когда смесь воспламеняется практически тогда, когда поршень уже поднялся верхнюю мертвую точку, часто становится причиной появления детонации. Опять же, традиционно добавим к этому еще и низкое качество топлива.

Конструктивные особенности камеры сгорания. Бывает так, что некоторые двигатели изначально склонны к детонации. В ряде случаев причиной является само устройство камеры сгорания, реализация ее охлаждения и т.д.

Еще виновником могут оказаться и поршни, у которых отмечен неудовлетворительный тепловой баланс (например, днище поршня утолщено ближе к центру, что заметно ухудшает качество отведения избытков тепла). Так или иначе, но риск возникновения детонации на подобных моторах намного выше.

Перегрев двигателя

Если обратить внимание на предыдущий пункт, становится понятно, что повышение температуры в камере сгорания является причиной детонации. Вполне очевидно, что снижение эффективности работы системы охлаждения может привести к тому, что двигатель перегревается

В подобных условиях вполне вероятно возникновение детонации, при этом сама детонация также дополнительно приводит к локальным и общим перегревам. По этой причине детонация мотора в результате неисправной системы охлаждения особо опасна, так как силовой агрегат может быть не только сильно поврежден, но и в дальнейшем не подлежать восстановлению.

Видео: Почему Детонирует Двигатель ВАЗ 2109

Последствия детонации

Не думайте, что детонация увеличит мощность двигателя из-за того, что скорость распространения взрывной волны почти в 100 раз выше. Вы можете выделить основные недостатки детонации:

1. Взрывные волны существуют на 1/10000 секунд меньше, до тех пор, пока увеличивается давление, действующее на поршень. Чрезвычайно мало времени для значительного увеличения мощности двигателя. Но детонация нанесет большой ущерб в такой период времени.
2. Когда двигатель работает, на стенках цилиндра образуется масляная пленка, что способствует более плавному скольжению поршней, а взрывная волна разрушает его, что приводит к повышенному износу и ухудшению коррозионной стойкости.
3. Давление взрывной волны достигает 70 кгс / см². Такое давление может вызвать разрушение элементов цилиндро-поршневой группы.
4. Теплопередача к охлаждающему корпусу усиливается взрывными волнами. Двигатель перегревается, на поршнях лопаются края, выходит из строя прокладка головки, выходят из строя свечи зажигания.

Если произошла детонация двигателя ВАЗ 2109, его необходимо устранить, иначе ресурс двигателя и его компонентов будет значительно уменьшен, а стоимость обслуживания автомобиля станет выше.

Факторы детонации

Причин их появления может быть много, но у них есть одна общая черта: уменьшается задержка самовозгорания топливовоздушной смеси (несгоревшей фракции), снятой с электродов свечи зажигания. Если это проще, то все условия для окислительных процессов имеют место в камерах сгорания. На появление детонации влияют:

1. Качественный состав горючей смеси. Если соотношение воздух / бензин = 0,9, топливная смесь при попадании в камеру сгорания образует очаги в разных местах. Именно в них начинают происходить окислительные реакции, позже они воспаляются.
2. Увеличение времени зажигания приводит к тому, что максимальное давление при сгорании смеси наблюдается в тот момент, когда поршень находится практически в верхней мертвой точке. В результате увеличивается давление и происходит детонация.
3. Слишком низкое октановое число бензина влияет на появление характерных стуков. Если вы заправитесь бензином АИ-92, то, когда АИ-80 попадет в бак, двигатель изменится, причем значительно. Чтобы избежать таких проблем, нужно покупать топливо на проверенной заправке. Или вариант 2. Установка октанового корректора.
4. Чем выше степень сжатия, тем выше октановое число бензина.

READ Jeep Grand Cherokee 2022 года становится все яснее

Конструктивные особенности двигателя влияют на появление детонации, но в меньшей степени.

Предотвращение детонации

Чтобы избежать появления взрывных волн в камерах сгорания, необходимо устранить все факторы, описанные в предыдущем разделе. Необходимо ускорить сгорание топливной смеси, замедлить реакции окисления, которые являются источником самовозгорания. Взрывные волны обнаруживаются датчиком детонации ВАЗ 2109 (инжектор), который установлен в блоке цилиндров двигателя между 2 и 3 цилиндрами. Это влияет на явление пьезоэлектрического эффекта. При попадании на активный элемент (мембрану) генерируется определенный потенциал. Чем сильнее удар, тем больше разность потенциалов (напряжение).

Электронный блок управления считывает данные и сравнивает их с топливной картой (прошивка). Показания других датчиков анализируются аналогичным образом. В результате компьютер выбирает наиболее оптимальный режим работы двигателя из топливной карты, передает сигналы на исполнительные механизмы. Время зажигания, время открытия форсунки и т. Д. Но если датчик детонации (на карбюраторных двигателях) отсутствует, необходимо увеличить скорость вращения коленчатого вала. Окислительная реакция длится меньше, вероятность самовозгорания уменьшается.

Датчик детонации ВАЗ 2109 устанавливается только на инжекторные двигатели. Их нет на карбюраторе, поэтому вам нужно раскрыть это явление самостоятельно. Частой неисправностью девяти является появление детонации после выключения зажигания. Двигатель продолжает работать, и скорость может измениться, даже если ключ вынут. Причиной является неправильное регулирование качественного состава топливной смеси. Это происходит в следующих случаях:

1. Загрязнение энергосистемы.
2. Скручивание винта.
3. Неисправность датчика (клапан на карбюраторных двигателях) на холостом ходу.

На двигателях с впрыском устанавливается регулятор холостого хода, выход из строя которого может вызвать детонацию после отключения; на карбюраторных клапанах клапан отключает подачу бензина в камеру сгорания на холостом ходу.

Причина детонации двигателя после выключения зажигания

Давайте посмотрим почему происходит детонация двигателя, и разузнаем причины калильного зажигания. Сперва разберемся с калильным зажиганием.

Калильное зажигание в карбюраторных силовых агрегатах происходит, если клинит шток клапана холостого хода. Он изнашивается или закоксовывается и подача горючего не перекрывается.

В силовых агрегатах инжекторного типа срабатывает датчик холостого хода. Поэтому все проблемы кроется именно в электронике. Необходимо заменить на новый этот датчик.

А вот в двигателях на дизеле виной калильного зажигания могут стать неисправные форсунки или топливный насос высокого давления. Причиной также может стать неправильно выставленный угол опережения зажигания.

Неисправности систем для прекращения подачи топлива

Детонирует двигатель при неисправности систем для прекращения подачи топлива. При глушении срабатывает раннее зажигание. Оно выставляется для увеличения чувствительности движка к открытию дроссельной заслонки.

Во время выключения двигателя происходит резкое движение вверх поршня, что приводит к перегреву. Поэтому силовой агрегат детонирует.

Самопроизвольное возгорание топлива и нагар

Самопроизвольное возгорание у движков с карбюратором может происходить из-за плохого топлива. Например, некоторые заправочные компании могут разбавлять бензин бутаном или пропаном. Из-за появления примесей газа внутри топливной жидкости и перегрева внутри цилиндров происходит самопроизвольное возгорание, которое приводит к детонированию.

Нагар на стенках и дне цилиндров тоже одна из проблем, по которой случается детонирование. Так как остатки непрогоревшей смеси могут долгое время остывать, а при выключении поршни опускаются вниз, и топливно-воздушная смесь попадает внутрь цилиндров. Нагретые стенки и дно цилиндров ведут к ее возгоранию.

Калильное зажигание и свечи

Калильное зажигание приводит к работе двигателя даже после выключения зажигания. Виной всему могут быть нагретые свечи. Поэтому опытные механики советуют использовать холодные свечи на дефорсированных моторах. Они не приводят к детонированию двигателя при выключенном поджиге.

Автовладельцам нужно помнить, что все свечи, которые он покупает на рынке делятся на три типа:

• холодные;
• средние;
• горячие.

Холодные нумеруются буквой А и числом от 20 до 26, а горячие буквой А и числом от 11 до 14. Между ними находятся свечи среднего накаливания.

Например, на Жуке рекомендуется использовать холодные свечи. Опытные механики не советуют доводить степень нагара свечи, после которой эксплуатация двигателя становится невозможна.

Почему мотор не глохнет после его остановки

Хотя калильное зажигание не является детонацией топлива, появление КЗ часто становится последствием детонации двигателя и результатом перегрева силового агрегата. Двигатель продолжает работать после выключения зажигания по двум основным причинам:

• одной из них является так называемый дизелинг;
• другой выступает КЗ (калильное зажигание);

Отметим, что многие автолюбители ошибочно путают понятия калильного зажигание, дизелинга и детонации. В случае продолжения работы мотора после выключения зажигания причиной может оказаться как КЗ, так и дизелинг. Указанное явление несколько отличается по своей природе от калильного зажигания, хотя имеет схожие симптомы.

Неисправности систем для прекращения подачи топлива

Для нейтрализации эффекта, когда двигатель не глохнет после выключения зажигания, на карбюраторные автомобили устанавливаются специальные устройства. Такими решениями являются электромагнитные клапаны в системе холостого хода, которые отключают подачу бензина.

Дальнейшее развитие системы привело к появлению на авто с карбюратором экономайзеров принудительного холостого хода. Решение создано для экономии топлива, которая достигается путем отключения подачи топливно-воздушной смеси в тот момент, когда происходит торможение двигателем. Указанный клапан также выполняет отключение подачи смеси после выключения зажигания, что препятствует дальнейшей работе силового агрегата в результате самостоятельного воспламенения горючего. В том случае, если подобная система установлена на автомобиле и двигатель работает после выключения зажигания, потребуется диагностика экономайзера. Клапан ЭПХХ может подклинивать, наблюдается разрыв мембраны и т.д.

Такая настройка предполагает уменьшение объема подаваемой смеси, в результате чего температура и давление в цилиндрах понизятся. При учете использование соответствующей марки бензина самовоспламенение смеси исключается.

Самопроизвольное возгорание топлива и нагар

Одним из последствий детонации и продолжительной езды на топливе с низким октановым числом выступает усиленное нагарообразование в камере сгорания. Обильный слой нагара может вызвать эффект калильного зажигания. Двигатель в подобных условиях продолжает работать даже после выключения зажигания.

Это происходит по причине того, что воспламенение топливной смеси происходит не в результате образования искры, а от контакта с горячими электродами свечи зажигания. Также возможен эффект самопроизвольного воспламенения в результате тления нагара или контакта с раскаленной головкой выпускного клапана.

Для удаления нагара без серьезного вмешательства активно применяются различные присадки в топливо, которые добавляются прямо в горючее. Дополнительно можно «почистить» двигатель, двигаясь 5-10 минут на повышенной передаче и максимальных оборотах. Отметим, что указанные решения действенны только при условии легких форм закоксовки. При более серьезных загрязнениях камеры сгорания необходимо воспользоваться способом раскоксовки двигателя при помощи активных реагентов или осуществить разборку ДВС для механической очистки.

Калильное зажигание и свечи

Зачастую КЗ возникает в результате избыточного нагрева изолятора или электрода свечи зажигания. Температура указанных элементов напрямую зависит от размера поверхности юбки изолятора свечи. Большая поверхность будет означать, что такие свечи являются «горячими».

Высокофорсированные агрегаты (атмосферные, малообъемные с большой мощностью или оснащенные турбонаддувом), а также моторы с высокой рабочей температурой требуют установки так называемых «холодных» свечей зажигания. Добавим, что для исключения появления калильного зажигания и нормальной работы ДВС в обязательном порядке нужно устанавливать свечи, калильное число которых рекомендуется производителем для установки на конкретный тип двигателя.

Другие причины появления КЗ

Вмешательство в конструкцию (тюнинг двигателя) или проведение ремонтных работ может являться причиной, которая влияет на калильное зажигание. Наиболее часто КЗ возникает в результате изменения степени сжатия в большую сторону. Увеличение степени сжатия может произойти после проведения капитального ремонта двигателя. Расточка цилиндров, фрезеровка прилегающей плоскости головки блока цилиндров и другие манипуляции могут привести к фактическому увеличению степени сжатия, КЗ на работающем моторе и дизелингу после его остановки.

Риски и разновидности

Столкнуться с детонацией в жару и на газу, при холодном моторе и даже выключенном двигателе, как оказалось, не проблема. Но автомобилист должен понимать, с чем именно он имеет дело, и чем подобные явления могут обернуться.

Фактически речь идет о сильном взрыве внутри двигателя. Как вы понимаете, ничего хорошего в нем нет. Это очень опасно для ДВС. Самая большая нагрузка приходится на цилиндры, что в итоге может повлечь за собой полный выход из строя всего силового агрегата. Первой обычно срывает прокладку ГБЦ. Поскольку она не может выдерживать повышенные нагрузки механического и термического типа, в лучшем случае при детонации придется ее заменить. Если ситуация более сложная, тогда выйдет из строя коленвал, головка блока, цилиндро-поршневая группа и пр.

Как вы понимаете, намеренного желания столкнуться с подобным нет ни у кого. Но порой не всем удается предотвратить возникновение такой ситуации.

Причем не так важно, какой автомобиль у вас в распоряжении. Это может быть старенький ВАЗ 2109, более свежая Лада Гранта, или вовсе какой-нибудь Фольксваген Пассат или Форд Экоспорт последнего поколения

Еще стоит учесть наличие 2 разновидностей детонации.

• Допустимая. Большинство автомобилистов даже не замечают, когда она возникает. И в этом ничего страшного нет. Такая детонация актуальна в ситуациях, когда существенно повышаются обороты. Причем сразу же эффект взрыва пропадает. Подобное явление актуально в моторах с повышенным крутящим моментом, большим объемом двигателя и высоким уровнем мощности;
• Недопустимая. Именно о ней и идет речь в рамках нашего материала. Проявляется в условиях повышенной нагрузки на мотор и высоких оборотах. Порой хватает буквально несколько секунд, чтобы мотор вышел из строя под воздействием детонации.

Думаю, теперь всем стало понятно, насколько это плохо, когда двигатель детонирует. Можно переходить к следующим вопросам.

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.

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.

Почему стучат пальцы в двигателе при разгоне? Разбираемся в проблеме »

Почему стучат пальцы в двигателе при разгоне? Разбираемся в проблемеПочему стучат пальцы в двигателе при разгоне?

Чтобы ответить на этот вопрос нужно разобраться, отчего возникает это явление. В нормальном состоянии воспламенение горючей смеси происходит равномерно. Взрывное сгорание топлива начинается возле свечи и одновременно распространяется в разные стороны. Скорость распространения взрыва около 20-30 м/сек. В случае детонации переобогащенная смесь начинает взрываться сразу после попадания в камеру сгорания. Взрывная волна движется хаотично, наталкиваясь на стенки цилиндра, остатки смеси взрываются. Скорость волны при этом может достигать 1000 м/сек.

Последствия

. Как мы уже выяснили детонация, это по сути неуправляемое сгорание топлива. При этом, стенки цилиндра нагреваются неравномерно, в местах ударов взрывной волны температура повышается значительно. Это может приводить к деформации блока цилиндров. Также может перегреться и деформироваться поршень. Взрывная волна при определенных условиях может испортить клапана. Также она может повредить шатуны. В любом случае, систематическая и сильная детонация приведет к необходимости капитального ремонта двигателя.

Данное явление может вызывать большое количество факторов. Они имеют разную степень опасности. Иногда, небольшая детонация вполне допустима. Ниже будут рассмотрены все возможные варианты появления этого явления.

Самой безобидной можно назвать детонацию, которая возникает при резком увеличении оборотов. Если при 1000 об/мин резко выжать педаль газа, ускоряя работу силового агрегата до 4000-5000 об/мин, то можно услышать кратковременную детонацию. Это вполне рядовое явление. Бояться этого не стоит, в этом случае детонация не приведет к печальным последствиям. Причина в резком увеличении топлива, подаваемого в двигатель, количество воздуха сначала остается на прежнем уровне, это и вызывает преждевременно окисление топлива, которое сопровождается взрывами. Единственный способ борьбы с этим явлением – отказ от резкого увеличения оборотов.

Но, иногда детонация может появляться при нормальной работе силового агрегата. Вот в таких случаях необходимо максимально быстро выявить и устранить неисправность. Иначе, это приведет к ремонту мотора. Итак, у детонации могут быть следующие причины:

Неправильно выставленный угол опережения зажигания. При увеличении этого показателя, точка с максимальным давлением при сгорании топлива смещается к ВМТ. Из-за этого возникает повышенное давление в цилиндре, и соответственно появляется . При появлении беспричинных стуков, обязательно проверьте правильность работы зажигания;

Ошибка в работе . При отказе датчика расхода топлива, бортовой компьютер может давать ошибочные команды. В итоге, двигатель начинает не только дергаться, но и детонировать;

Практически все современные машины оборудованы датчиком гашения детонации. Если вы наблюдаете явление регулярно, то проверьте состояние этого небольшого прибора. При необходимости нужно заменить его;

Низкое октановое число. У каждого автомобиля имеется своя степень сжатия, соответственно, рассчитывается этот показатель, исходя из топлива, которое будет использоваться в двигателе. Чем выше степень сжатия, тем большим должно быть октановое число. Если залить в бак топливо с меньшим показателем, то в цилиндре возникнет неуправляемая реакция. Если вы в целях экономии залили менее качественный бензин, то желательно слить его, и залить топливо с подходящим октановым числом. Иногда, подобное явление может возникать .

Основные причины детонации при выключении зажигания:

Помните, что своевременное техническое обслуживание и проверка автомобиля сразу при возникновении внештатных ситуаций, сбережёт Ваш автомобиль и позволит избежать дополнительных трат и аварийных ситуаций на дороге.

Исправное состояние мотора характеризуется ровной работой без лишних резких шумов. Любое отклонение от «нормы» не приветствуется – различные стуки и посторонние лязги указывают на критический режим работы деталей. Игнорировать такую симптоматику не рекомендуется – силовая установка может выйти из строя в самый неподходящий момент. Безответственность оценивается не мелкими расходами на диагностику, а крупными затратами на капитальный ремонт.

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.

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 , 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.