Детонация двигателя: что это такое, причины возникновения и последствия

Что такое детонация

Нормальное горение топливовоздушной смеси.

Под воздействием критических давлений и экстремальных температур, возникающих при увеличении объема топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры, из ее несгоревших остатков образуются такие вещества, как спирты, альдегиды и т.д., и т.д. Реакции, которые привести к самовозгоранию смеси, сопровождающемуся подобием взрыва и выделению большого количества энергии. В зоне образования такого взрыва температура достигает предельных значений, и возникающая ударная волна распространяется со скоростью до 2300 м / с. Этот разрушительный процесс называется детонацией.

Ударяясь о стенки цилиндра, волна издает характерные металлические звуки — детонационные удары, которые опытные автомобилисты называют «звенящими пальцами». Однако такое определение неверно: стучат не поршневые пальцы, а внутренние поверхности цилиндров.

В нормальных условиях воспламенение рабочей смеси происходит, когда поршень находится в наивысшей точке, то есть когда давление в цилиндре максимальное. Стук происходит, когда поршень все еще находится в фазе сжатия. В результате давление резко возрастает и давит на поверхность поршня, тем самым противодействуя его движению вверх. Это приводит к увеличению нагрузок на весь поршневой узел и, как следствие, к его преждевременному выходу из строя.

Детонационное сгорание и калильное зажигание

Детонационное горение и зажигание лампой накаливания часто путают друг с другом. Кратко их можно охарактеризовать следующим образом: зажигание накаливанием — самовозгорание смеси от сильно нагретых элементов, расположенных в цилиндре. Детонация — самовоспламенение смеси от давления (при сильном сжатии смеси происходят процессы, приводящие к самовозгоранию).

В этом случае детонация — это процесс, который возникает при резком изменении режима работы двигателя и носит кратковременный характер. Может появиться при резком нажатии на педаль акселератора. В результате смесь становится богаче, но обороты двигателя еще не достигли требуемых. Из-за богатого топливом состава смеси происходит сгорание за счет детонации, но как только двигатель достигает необходимой скорости, детонация исчезает и процесс сгорания становится нормальным.

Тлеющее зажигание является следствием детонации. Если по каким-то причинам горение по детонации длится долго, высокая температура, возникающая при детонации, нагреет элементы в камере сгорания, и от них уже произойдет самовольное возгорание смеси.

Конструктивные решения для предотвращения детонации

Для борьбы с детонацией инженеры в разное время использовали определенные конструктивные решения. Эти решения направлены на более эффективное и быстрое сгорание топливного заряда во фронте пламени, полноту искрового горения, замедление окислительных процессов, после которых происходит неконтролируемое воспламенение.

Следует добавить, что для противодействия детонации возможно увеличение оборотов двигателя, в результате чего сокращается время протекания окислительных реакций и уменьшается вероятность самовозгорания топливовоздушной смеси.

Еще одно инженерное решение — турбулентность. Благодаря конструктивным особенностям потоки смеси в камере сгорания получают определенное вращение, фронт пламени от искры распространяется быстрее. Кроме того, уменьшение расстояния, пройденного фронтом пламени, помогает противостоять детонации. Для сокращения пути можно сделать цилиндр меньшего диаметра, а также можно установить другую свечу зажигания.

Отдельно стоит отметить зажигание форкамерного факела, который когда-то проектировался для эффективной борьбы с детонацией. Двигатели с форкамерой конструктивно предусматривают наличие двух камер: форкамеры и основной камеры. Принцип работы заключается в том, что в маленькой камере создается обогащенная смесь, а в основной — обедненная. После воспламенения смеси в форкамеру фронт пламени воспламеняет смесь в основной камере, исключая возможность детонации.

Также рекомендуем прочитать статью о том, что такое форкамерный мотор. В этой статье вы познакомитесь с особенностями конструкции и принципами работы форкамерных двигателей.

В современных двигателях электроника активно сопротивляется детонации. Появление микропроцессорных блоков управления двигателем (ЭБУ) позволило автоматически изменять угол опережения зажигания (ЭБУ) на основе показаний датчиков, а также динамически вносить изменения в состав топливной смеси.

Причины, которые часто путают с детонацией двигателя

. о причинах детонации

Двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием могут работать в течение короткого времени после выключения зажигания.

Возгорание смеси вызывается нагретыми элементами в камере сгорания или увеличением степени сжатия. Работа двигателя на холостом ходу в течение 1-2 минут после остановки позволяет равномерно снизить температуру головки цилиндров и поршней.

Калильное зажигание

Тлеющее зажигание наблюдается при выключенном зажигании карбюраторных двигателей. Горячие частицы углерода воспламеняют рабочую смесь, и после попытки демпфирования двигатель может работать в течение 5-10 секунд. Проблема не возникает на технике с двигателями, оснащенными системой распределенного впрыска, так как при повороте ключа в замке форсунки и насос, подающий топливо из бака, отключаются.

Дизелинг

Карбюраторные двигатели с высоким сжатием и искровым зажиганием могут продолжать работать, спонтанно воспламеняя смесь. Проблема возникает при использовании низкооктанового топлива. Воздушно-топливная масса воспламеняется из-за сжатия, вызванного инерционным движением поршней после включения свечей зажигания. Агрегат нестабильно работает 2-3 секунды на холостом ходу, затем останавливается из-за падения температуры стенок цилиндра.

Дизельное топливо — одна из причин, по которой его часто путают с детонацией.

Калильное зажигание и дизелинг

Иногда за детонацию принимают другие явления. При «калильном зажигании» зажигание происходит не от искры свечи зажигания, а от перегретой области в камере сгорания. Виной всему могут быть неправильно подобранные свечи или частицы угля. Недаром главной особенностью свечи является количество свечения, то есть способность отводить тепло от электродов и изоляции.

Еще одно явление — «дизель», то есть работа двигателя после выключения зажигания, происходит от сжатия рабочей смеси в сильно разогретом двигателе. Калильное зажигание стабильное, дизельное зажигание недолговечно. Со вторым справиться намного проще: достаточно «перекрыть» подачу топлива после выключения зажигания, как это бывает на всех современных двигателях.

ДЕТОНАЦИЯ И… МУЗЫКА!

В эпоху магнитофона это знали все меломаны: нет более отвратительного изъяна, чем детонация! Так называемое искажение звука в результате модуляции постороннего сигнала в диапазоне частот от 0,2 до 200 Гц. Из-за неравномерного движения магнитной ленты звук как бы колебался — в литературе термин детонация эквивалентно термину, состоящему из wow и flutter (где wow — это «медленная» детонация или «плавание» звука, а flutter — «быстрое»). А еще детонацию называли ложным пением (от французского detonner — «петь фальшиво»), при котором звук иногда отклонялся от нужной высоты.

Способы профилактики

Основные методы снижения риска воспламенения путем детонации:

1. Периодически проверяйте состояние компонентов системы зажигания карбюраторных двигателей. Отказы или некорректная работа датчиков, корректирующих угол опережения, приводят к нарушению искрообразования и падению мощности одновременно с увеличением расхода топлива.
2. Когда загорается индикатор Check Engine, он диагностирует электронику автомобиля, обнаруженные коды помогают идентифицировать неисправные датчики или поврежденную проводку.
3. Используйте моторные масла с правильной базовой базой и индексом вязкости, чтобы избежать отложений нагара на поверхности камеры сгорания.
4. Незамедлительно замените изношенные уплотнения штока клапана и произведите химическое или механическое удаление кокса из двигателя (для удаления нагара).
5. Поддерживайте систему охлаждения в соответствии с рекомендациями производителя. В процессе эксплуатации антифриз разлагается, что приводит к снижению производительности и локальному перегреву рубашки охлаждения.
6. Не двигайтесь с низкой скоростью на низких передачах. У некоторых автомобилей с механической коробкой передач есть электронное сообщение, которое сообщает вам, когда нужно сесть или выйти. Компьютерный алгоритм предназначен для снижения расхода топлива, допускается кратковременная детонация при разгоне.

Причины возникновения детонации в двигателе

Горение топливовоздушной смеси с детонацией.

Детонация двигателя может возникать из-за действия различных факторов, имеющих одну общую черту — быстрое окисление и уменьшение времени задержки самовозгорания той части ТВС, которая не сгорела при нормальных условиях. Основными факторами возникновения детонации в цилиндрах являются следующие:

• Соотношение бензина и воздуха в топливной смеси. При работе на смеси с недостатком бензина или избытком воздуха в цилиндрах под воздействием температуры и давления образуются очаги интенсивного окисления, что приводит к самовозгоранию топлива.
• Большое значение момента зажигания. Эта особенность показывает, в какой момент сжатия топливной группы образуется искра, и чем позже это произойдет, тем большее давление успеет создать в цилиндрах. А именно это приводит к детонации.
• Неправильный выбор свечей. Свечи зажигания каждого типа имеют свои тепловые характеристики, которые должны соответствовать модели двигателя, установленного в транспортном средстве.
• Октановое число используемого цилиндра. Чем ниже октановое число, тем больше вероятность взрывного самовозгорания топливовоздушной смеси. Это связано с тем, что при снижении этой характеристики увеличивается химическая активность топлива, в основном окислительная. Поэтому очень важно следовать рекомендациям производителя автомобиля и выбирать рекомендованную им марку бензина.
• Коэффициент сжатия. Под этой характеристикой понимается соотношение между объемом камеры сгорания и общим объемом цилиндра. Чем выше степень сжатия, тем выше создаваемое давление и температура. И эти условия, как отмечалось выше, являются основными провокаторами взрыва. Для компенсации высокой степени сжатия следует использовать высокооктановое топливо.
• Характеристики и дефекты двигателя. Детонация может быть вызвана:
  • недостаточное охлаждение несгоревшей, часто горючей смеси, оставшейся в цилиндрах;
  • неэффективная конструкция камеры сгорания, что приводит к задержкам дожигания топлива;
  • проблемная передача тепла от головки поршня к корпусу цилиндра из-за неровной поверхности поршня;
  • цилиндры чрезмерно большого диаметра — это приводит к ухудшению теплоотвода, увеличению количества участков вдали от свечи зажигания, где образуются очаги детонации.

Зачем нужен датчик детонации

Как выглядит датчик детонации.

Многие двигатели имеют модуль датчика детонации на блоке цилиндров. Его основная задача — контролировать процесс сгорания топливных групп в цилиндре и автоматически изменять параметры зажигания и качество топливной смеси. Принцип действия датчика основан на акселерометрии: он преобразует энергию колебаний блока цилиндров в электрические импульсы, которые в виде сигналов отправляются в блок управления двигателем. Здесь сигналы декодируются, а электроника регулирует время зажигания и соотношение бензина и воздуха в рабочей смеси.

Конструктивно датчик детонации представляет собой пьезоэлемент, расположенный в защитном корпусе. Когда происходит детонация, на краях этого элемента создается напряжение. И чем больше амплитуда и частота механических колебаний блока цилиндров, тем больше значение этого напряжения.

Однако потенциал роста напряжения обязательно ограничивается уровнем некоторого критического значения. Если оно превышено, в блок управления двигателем отправляется специальная команда, которая сокращает время зажигания и / или изменяет соотношение между бензином и воздухом в топливной группе. Когда датчик отключен от двигателя, но связь с блоком управления сохраняется, электронная система начинает работать в режиме «все нормально», не реагируя на возникающий стук. Поэтому функциональность этого датчика имеет большое значение для поддержания производительности двигателя и предотвращения преждевременного износа.

Чем опасна детонация

Кривошипно-шатунный механизм и головка блока цилиндров полностью подвергаются разрушающим нагрузкам, которые при длительном воздействии могут привести к отказу двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, температура в цилиндрах также повышается до недопустимых значений (до +3700 градусов), что грозит подгоранием прокладки ГБЦ, а также коррозией днища поршня и зеркал цилиндров.

Прокладка ГБЦ — первая деталь, которая приходит в негодность из-за детонации. Он способен выдерживать лишь кратковременную работу при экстремальных термических и механических нагрузках. Самое страшное, что грозит детонацией, — это замена блока цилиндров, коленвала, поршневого узла и головки блока.

Что делать?

Широкое использование датчиков детонации позволило снизить серьезность проблемы. Они реагируют на высокочастотные колебания в блоке цилиндров, вызванные детонирующим сгоранием. Пьезокерамический чувствительный элемент генерирует сигнал переменного напряжения. Когда его амплитуда и частота показывают, что стенка блока цилиндров вибрирует, ЭБУ корректирует момент зажигания на более позднее, а также параметры подачи топлива. Обычно датчик детонации устанавливается на внешней стенке блока цилиндров посередине, а если двигатель V-образный, то на каждом ряду цилиндров.

Основные причины детонации двигателя

Процессы детонации в двигателях внутреннего сгорания могут быть вызваны:

• залить в бак низкооктановый бензин;
• некорректная работа силовой установки;
• неправильно настроено зажигание (раннее или отложенное зажигание) или некорректное программное обеспечение в блоке управления;
• изношенные или неправильно подобранные свечи по степени нагрева;
• нарушение образования смеси;
• отложение нагара на стенках камеры сгорания и тарелках клапанов;
• локальный перегрев из-за неисправной системы охлаждения.

Детонация возникает не только в двигателях с принудительным зажиганием, но и в дизелях.

. о детонации в дизельных двигателях

Причина — неправильная регулировка момента начала впрыска дизельного топлива, использование некачественного топлива.

Дизель имеет более низкий тепловой режим, но при более высокой нагрузке и неисправной системе охлаждения горячие элементы (например, кромки выпускных клапанов) могут преждевременно воспламенить распыленное топливо.

Неправильный выбор топлива для авто

Двигатели со степенью сжатия более 10 единиц и агрегаты с наддувом рассчитаны на топливо с октановым числом не менее 95. При использовании некачественного бензина или испарении присадок (используемых некоторыми нефтепереработчиками для повышения устойчивости к детонации) происходит взрывоопасное преждевременное воспламенение смеси происходит.

. по уведомлению, чтобы постучать

Контроллер двигателя с впрыском может снизить вероятность детонации путем регулировки момента зажигания и фаз газораспределения (при наличии системы вращения распределительного вала).

Одна из причин детонации двигателя — неправильно подобранное топливо.

Особенности эксплуатации двигателя

Детонация возникает, когда двигатель работает с перегрузкой (например, при движении на малой скорости при длительном подъеме с повышенной передачей). Для устранения неисправности необходимо переключиться на пониженную скорость, что увеличит скорость вращения и нормализует процесс горения.

Детонация двигателя автомобиля при запуске холодного силового агрегата свидетельствует о бедной смеси из-за засорения форсунок. По мере прогрева проблема исчезает (производительность системы впрыска соответствует требуемому соотношению воздух-топливо).

Неверно настроенное зажигание

На двигателях с механически управляемой системой зажигания детонация возникает из-за преждевременного зажигания, вызванного неправильным опережением — ранним или поздним зажиганием. Расширяющиеся газы сжимают поршень, когда он движется вверх, вызывая его детонацию. Подруливающие устройства с бесконтактным зажиганием с электронной регулировкой времени автоматически адаптируются к условиям эксплуатации и нагрузке и не требуют ручной регулировки системы зажигания.

Прошивка как причина детонации двигателя

. о причинах детонации

Стук может быть вызван неправильной прошивкой, установленной в ЭБУ двигателя.

Например, после снятия каталитического нейтрализатора владельцы скачивают программу с измененным алгоритмом работы. При возникновении проблем необходимо установить прошивку, соответствующую характеристикам блока питания. Самопроизвольное изменение заданных параметров настройки при работающем двигателе невозможно.

Неисправные свечи зажигания

При выборе свечей зажигания необходимо учитывать не только размер резьбовой втулки, но и количество свечей (информация о допусках указана в сервис-мануале и специализированных каталогах). Использование продуктов с небольшим или увеличенным количеством приводит к затруднениям при запуске и прерывании процесса розжига. Двигатель теряет мощность и крутящий момент, нормальное сгорание топлива прерывается и динамика разгона автомобиля снижается.

Обедненная топливовоздушная смесь

. о причинах ударов в карбюраторных двигателях

Владельцы карбюраторных автомобилей стремятся снизить расход бензина за счет наклона топливной смеси, что приводит к неправильному сгоранию.

Технология с электронным управлением автоматически поддерживает стехиометрический состав смеси, ориентируясь на информацию от датчиков температуры, расхода воздуха или концентрации кислорода в выхлопных газах (расположенных до и после корпуса каталитического нейтрализатора). Если катализатор выходит из строя или датчики выходят из строя, рабочая смесь может истощиться, вызывая детонационные процессы при горении.

Нагар на стенках цилиндра

Отложения углерода, образующиеся на стенках рабочей камеры и на пластинах выпускных клапанов, ухудшают условия охлаждения деталей. В процессе сжатия топливовоздушная смесь воспламеняется раньше разрешенного момента, что приводит к воспламенению путем детонации. Проблема часто возникает на силовых агрегатах с большим пробегом, моторное масло попадает в камеры сгорания и образует слой плотных углеродных отложений.

Результатом детонации двигателя являются отложения нагара на цилиндрах двигателя

Особенности конструкции ДВС

Двигатели легковых автомобилей со степенью сжатия 10 и более подвержены детонации при использовании бензина с октановым числом ниже 95. У некоторых двигателей есть острые кромки на поршнях и поверхностях камеры сгорания, которые мешают нормальному процессу сгорания. В этом случае проблема решается за счет использования качественного топлива, но при переходных режимах работы сохраняется кратковременная детонация.

. о причинах детонации

Силовые агрегаты с большей литровой емкостью (например, с компрессором) отличаются повышенным давлением рабочей смеси на входе в цилиндр. При использовании некачественного топлива или нарушении условий охлаждения увеличивается риск детонации.

В конструкцию входит датчик, который определяет момент начала взрывного горения топливной смеси и регулирует работу систем (например, снижает давление в системе наддува с помощью специального клапана в турбине или регулирует момент зажигания).

Неисправность системы охлаждения

Недостаточный уровень антифриза приводит к образованию застоя пара в рубашке и повышению температуры ГБЦ и блока цилиндров. Часто проблема наблюдается в жаркую погоду, при разгоне автомобиля или при движении на малых скоростях в условиях бездорожья. Горячие части вызывают преждевременное возгорание и детонацию. Необратимые термические деформации приводят к нарушению герметичности линии соприкосновения головки и блока и прорыву прокладки.

Методы предупреждения детонации двигателя автомобиля

Способы предотвращения детонации:

• использовать топливо с октановым числом, соответствующим техническим требованиям производителя;
• установить свечи с ярким числом, соответствующим нормам;
• если используется механический распределитель импульсов, правильно установить угол опережения зажигания;
• перед программированием ПКП проверьте совместимость модели ПКП и версии программного обеспечения.

Для снижения риска детонации двигателя автомобиля была разработана форкамерная система зажигания горелки с расположением электродов свечи зажигания в отдельной полости, соединенной с основной камерой узким каналом. Такие двигатели производились небольшими сериями на заводе ГАЗ и устанавливались на машины ГАЗ-3102. Головка имела дополнительный клапан, через который обогащенная смесь подавалась из отдельной секции карбюратора в форкамеру. С развитием электронных систем впрыска топлива работы над такими агрегатами прекратились.

Схема форкамерного зажигания.

Есть 4-тактные бензиновые двигатели, которые работают по циклу Миллера, который включает раннее закрытие впускного клапана во время фазы наполнения цилиндра или позднюю блокировку во время начальной фазы сжатия. Обеспечивая меньший объем рабочей смеси, можно увеличить геометрическую степень сжатия до 12-14 единиц без риска воспламенения детонацией. Цикл обеспечивает увеличение степени расширения и повышает КПД силового агрегата, но происходит падение мощности и крутящего момента из-за неполного заполнения цилиндров.

Детонация двигателя при выключении зажигания

Достаточно частым явлением при эксплуатации бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания является детонация в двигателе после выключения зажигания. В этом случае двигатель трясется, так как коленчатый вал успевает сделать еще несколько оборотов.

Такой стук двигателя после выключения зажигания может быть вызван двумя явлениями:

• дизель;
• калильное зажигание;

В первом случае, характерном для бензиновых агрегатов, кратковременная или длительная работа двигателя происходит из-за увеличения степени сжатия или использования неадекватного по сопротивлению детонации топлива, что приводит к самовоспламенению воздуха. -топливная смесь. Во втором случае топливо в цилиндрах может самовоспламеняться после выключения зажигания от контакта с горячими поверхностями или раскаленным углеродным слоем в камере сгорания.

Использование датчика детонации

Для определения детонационных процессов используется датчик детонации, установленный на специальной плоскости на блоке цилиндров. При обнаружении ударных нагрузок акселерометр датчика генерирует электрические сигналы и передает информацию, которая обрабатывается блоком управления.

Сила импульса зависит от интенсивности взрывного горения в цилиндрах.

.. о том, как работает датчик детонации

Контроллер регулирует угол опережения зажигания, состав топливной смеси или меняет положение распределительных валов, сокращая продолжительность и полностью устраняя детонации.

Датчик снабжен ударопрочным пластиковым корпусом, выдерживающим длительный нагрев до + 150 ° С и выше; для крепления используется болт. Резьбовое соединение позволяет прижать чувствительный элемент к поверхности блока. Сбоку на корпусе есть разъем для подключения жгута.

При выходе из строя датчика в комбинации приборов загорается индикатор Check Engine и в память блока управления записывается ошибка. Некоторые двигатели с впрыском (например, для классических моделей ВАЗ) не оснащены датчиком в силу конструктивной особенности.

Последствия детонации

Стук, возникающий в цилиндрах, имеет широкий спектр негативных воздействий на механическую обивку автомобиля. Наиболее значимыми из них являются следующие:

• Увеличение нагрузок на весь кривошипно-шатунный механизм приводит к его преждевременному выходу из строя. Здесь страдают и коленчатый вал, и шатун, и коренные подшипники. Поверхность поршней также повреждена. Удар может быть настолько сильным, что поршни покрываются множеством зазубрин и сколов, их края закругляются, а перемычки между маслосъемными кольцами разрушаются.
• Существенно повышается температура двигателя, прерывается процесс его охлаждения, что приводит к деформации цилиндров и поршней, а в некоторых случаях даже к возгоранию ГБЦ.
• Масляная пленка на стенках цилиндров разрушается при контакте с ударной волной, что еще больше ускоряет износ компонентов двигателя.
• Кроме того, детонация в двигателе приводит к снижению его мощности и увеличению расхода топлива.

Чтобы уберечь свой двигатель от таких последствий, следует внимательно относиться к его состоянию. Самая простая и важная мера — использование качественного топлива с оптимальным октановым числом. Кроме того, необходимо следить за состоянием свечей зажигания: когда электрод покрыт углеродом, воспламенение становится менее эффективным, так как пространство уменьшается, что приводит к детонации. Важным нюансом также является исправность системы охлаждения: антифриза должно быть достаточно, в радиаторе не должно быть протечек, а вентилятор должен эффективно отводить горячий воздух.

Определение детонационной стойкости бензина

Детонационная стойкость бензина выражается его октановым числом.

Октановое число бензина показывает, что это топливо имеет такую ​​же ударопрочность, что и эталонная углеводородная смесь изоктана и нормального гептана. Поскольку изооктан имеет октановое число 100, а нормальный гептан имеет октановое число 0, октановое число 80 означает, что сопротивление детонации бензина равно сопротивлению удару 80% -ной смеси (частей по объему) изооктана и 20 % (объемные части) нормального гептана. Сопротивление детонации увеличивается с увеличением октанового числа.

Определение октанового числа проводится на специальном испытательном стенде с использованием эталонного двигателя для оценки ударопрочности различных видов топлива. Эталоном в данном случае является четырехтактный одноцилиндровый бензиновый двигатель с радиаторной системой жидкостного охлаждения, в котором нет насоса и охлаждающая жидкость испаряется, а пары низкого давления конденсируются в радиаторе, а затем возвращаются в рубашку охлаждения в виде конденсата. Степень сжатия двигателя при испытании может варьироваться от 4 до 18.

Существует два стандартизированных метода тестирования: исследовательский и моторный. Следовательно, результаты представляют собой октановое число бензина (ROZ) и октановое число моторного бензина (MOZ). Различия в основных параметрах обоих методов приведены в таблице.

В двигательном методе смесь воздуха и бензина нагревается за карбюратором, а в исследовательском методе воздух нагревается перед карбюратором.

Эталонный двигатель запускается и подключается к большому электрическому генератору, где крутящий момент эталонного двигателя приводит в действие электрический ток для создания тормозного момента. Измерение октанового числа всегда проводится в режиме громкой детонации при сгорании рабочей смеси. В этом случае коэффициент избытка воздуха регулируется таким образом, чтобы получить детонацию максимальной интенсивности. Индуктивный датчик и электронный усилитель сигнала измеряют уровень детонации и отображают показания на дисплее специального прибора — детонометра. Компрессия двигателя регулируется таким образом, чтобы показания детометра тестируемого бензина находились в центре шкалы прибора. Затем в топливную систему вводятся две сравнительные смеси, октановые числа которых различаются всего на две единицы. Сравнительная смесь должна вызвать более сильное попадание и вторую более слабую детонацию бензина. Октановое число бензина определяется и округляется до ближайшей десятой с помощью линейной интерполяции.

Тот же бензин, протестированный с помощью двигателя, имеет более низкое октановое число, чем определенное с помощью исследовательского метода. Октановое число, определенное двигательным методом, в современном бензине примерно на 10 единиц ниже октанового числа, определенного исследовательским методом. Это различие связано с тем, что соотношение олефинов к ароматическим соединениям в двух методах испытаний различается. Сегодня RON для бензина составляет около 92, а для бензина премиум-класса — 95 единиц. Октановое число по исследовательскому методу показывает, как топливо ведет себя во время разгона (стук при разгоне).

С другой стороны, октановое число двигателя указывает на его поведение при высокой нагрузке (детонация при высоких оборотах двигателя).

Помимо поискового и моторного октанового числа, есть еще октановое число дорожного покрытия (SOZ). Он определяется методом дорожных испытаний транспортного средства согласно «модифицированному дорожному методу». Горячий двигатель приводится в действие различными сравнительными смесями изооктана и нормального гептана. Автомобиль разгоняется до полной скорости сначала на прямой передаче, что обеспечивает плавную езду без рывков. Момент зажигания регулируется до исчезновения стука. В результате данные испытаний образуют эталонную кривую, показанную на рисунке.

Затем таким же методом определяется режим зажигания, при котором начинается детонация студийного бензина. Базовая кривая используется для определения октанового числа бензина дорожным методом. Это значение в разных двигателях будет иметь разные значения для одного и того же бензина.

Как должно быть?

Рабочая смесь зажигается свечой, после чего фронт пламени распространяется в камеру сгорания со средней скоростью 20-30 м / с. Это сопоставимо со средней скоростью поршня при номинальной скорости, которая обычно составляет около 15 м / с. Поэтому горение не распространяется от свечи в виде идеальной полусферы. Большое влияние оказывает турбулентность топливовоздушной смеси в цилиндре, которая на этапе проектирования старается сделать ее максимально мощной.

Способы борьбы с детонацией

Для устранения этого явления необходимо обратить внимание на причины его возникновения и помнить, что детонация возникает при включении зажигания, ненормальные явления, возникающие при выключении двигателя, имеют другое название и требуют других мер.

Если ДВС сразу после заправки заработал на детонации, значит, в бак попало некачественное топливо. Если двигатель бензиновый, в топливный бак можно добавить ацетон, он повысит октановое число. Или топливо придется просто слить и заправить более качественно.

Если автомобиль постоянно эксплуатируется в мягких условиях, с минимальной нагрузкой или двигатель длительное время работает на холостом ходу, в камерах сгорания откладывается нагар, который увеличивает степень сжатия и увеличивает риск детонации. В этом случае необходима профилактика: двигатель нужно периодически оставлять поработать под большой нагрузкой. Хорошим методом предотвращения является периодическое динамическое ускорение (называемое «противоскользящим») и вождение на низкой передаче и высоких оборотах. Конечно, это разрешено только в том случае, если это позволяет дорожная ситуация.

Детонация дизельного двигателя иногда сопровождается выхлопом черного или зеленоватого цвета. Это означает, что поршни разрушились, и частицы алюминия попадают в выхлопные газы. В такой ситуации необходимо заменить поршневой узел.

Неисправные свечи зажигания могут вызвать удары при запуске двигателя. В этом случае все, что вам нужно сделать, это заменить их. В дизельном двигателе эта проблема возникает после того, как опускается игла форсунки. Чтобы устранить проблему, вам нужно будет посетить заправочную станцию.

Где искать причину?

1. Детонация на всех режимах («неисправность» скорее всего некачественный бензин или нарушение угла зажигания). Если двигатель «ест» масло, то также может произойти детонация.
2. Взрывается до минимума. Судя по всему, двигатель находился под нагрузкой, поэтому скорость снизилась. Детонация при смене режима может быть усилена неправильным зажиганием, сильным коксованием двигателя, неправильным смесеобразованием.
3. Детонирует после выключения зажигания (в данном случае детонация уже переросла в зажигание накаливания. Причина кроется в изменении любых условий: зажигания, степени сжатия, топлива).

При появлении детонации в первую очередь обращаем внимание на качество бензина. Поменяв топливо, мы избавляемся от проблемы. Далее проверяем остальные условия: выставляем зажигание, проверяем работу топливной системы и т.д.

Если появляется калильное зажигание, то в этом случае помогает коксоудаление двигателя.

Как устранить детонацию

Детонацию ДВС, то есть взрывное возгорание топливовоздушной смеси в цилиндре, можно исключить, зная все причины возникновения этого явления.

вы можете устранить детонацию двигателя во время движения, изменив скорость и давление. Увеличение скорости уменьшает детонацию, так как максимальное создаваемое давление уменьшается, и, следовательно, для нагрева смеси требуется меньше времени, а время горения смеси уменьшается.

Если под нагрузкой машина начинает взрываться, например, при подъеме на гору начинают слышаться звуки детонации, необходимо опустить коробку передач на 1-2 ступени, чтобы был запас хода.

Как защитить ДВС от детонации

уберечь ДВС от ударов можно, если избежать вышеперечисленных причин. При обнаружении первых признаков детонации следует принять меры по их устранению.

1. Установите свечи зажигания, рекомендованные для вашего конкретного двигателя.
2. Залить топливо, подходящее для автомобиля. Например, по рекомендации производителя автомобиля для заправки нужен только бензин с октановым числом 95, но если вы заправите 92 бензином, двигатель внутреннего сгорания может взорваться, так как требуется меньшая компрессия и вы включаете быстрее.
3. Своевременно заменяйте фильтры по мере их загрязнения.
4. Не перегревайте двигатель.
5. Следите за исправностью датчиков и сигналов бортового компьютера.