Aklaypart.ru

Авто Журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бензиновый двигатель работает с детонацией

Детонация в бензиновом двигателе

В обычных условиях рабочая смесь топлива с воздухом воспламеняется от свечи зажигания, после чего пламя равномерно распространяется в камере сгорания со средней скоростью около 20 м/с. При неравномерном воспламенении рабочей смеси температура и давление воспламеняющейся смеси резко повышаются, так же, как давление и температура невоспламененной смеси. Если при этом в нескольких местах превышается критическая температура, возникают очаги самовоспламенения, вызывающие неравномерное ударное возгорание остатка рабочей смеси. Неравномерный процесс сгорания образует сильные ударные волны, вызывающие звонкий детонационный звук при достижении поверхности цилиндра.

Что такое детонация

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

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

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

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

Значение слова детонация

Словарь Ушакова

детонация, детонации, жен. (от лат. detono — гремлю) (спец.). Мгновенный и разрушительный взрыв какого-нибудь взрывчатого вещества под действием удара или воспламенения детонатора.

Словарь Военных Терминов

1) быстропроте-кающий процесс химического превращения взрывчатых веществ, сопровождающийся освобождением энергии и распространяющийся по ВВ в виде волны со сверхзвуковой скоростью. При Д. мгновенно образуется большое количество газов с высоким давлением. При расширении сжатых продуктов Д. происходит взрыв;

2) быстрый, приближающийся к взрыву процесс горения топливной смеси в поршневых двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием.

Военно-морской Словарь

быстропротекающий процесс химического превращения взрывчатого вещества (ВВ), сопровождающийся освобождением энергии и распространяющийся по ВВ в виде волны со сверхзвуковой скоростью, постоянной для данного вещества. Детонация характеризуется образованием большого количества газов с огромным давлением, при расширении которых происходит взрыв.

Словарь музыкальных терминов

(от фр. detonner — петь фальшиво) — откло­нение (повышение или понижение) звука от необходимой высоты. Причины детонации разнообразны: неразвитый музыкальный (вокальный) слух, недостаточное развитие ладового чувства, отсутствие координации между слухом и голосом, болезнь голосового аппарата, плохие акустические условия, недостатки вокального мастерства.

Автомобильный словарь

(от лат. detonare — прогреметь) (в двигателях внутреннего сгорания), быстрый, приближающийся к взрыву процесс горения топливной смеси в цилиндре карбюраторного двигателя, сопровождающийся неустойчивой работой (металлический стук в цилиндре), износом и разрушением деталей.

Словарь терминов МЧС

режим сгорания парового облака, а также других взрывчатых веществ и смесей. В детонационных режиме возникает мощная самоподдерживающаяся ударная волна, сжимающая вещество и инициирующая химическое превращение с выделением энергии. Скорость детонационной волны больше скорости звука в исходной смеси. При детонационном превращении парового облака основным опражающим фактором является воздушная ядерная волна.

Читать еще:  Двигатель аир71а4у2 схема подключения

Гражданская защита. Понятийно-терминологический словарь

распространение взрыва по ВВ, обусловленное прохождением ударной волны с постоянной сверхзвуковой скоростью, обеспечивающей быструю химическую реакцию.

Краткий словарь оперативно-тактических и общевоенных терминов

распространение сгорания с очень большой постоянной скоростью (больше скорости звука). Скорость д. в различных газовых взрывчатых смесях равна 4000—3500 м/сек, а в твердых и жидких взрывчатых веществах достигает 8000—9000 м/сек. д. возникает во взрывчатых веществах под действием мощной ударной волны, а также других факторов.

Энциклопедический словарь

(франц. detoner — взрываться, от лат. detono — гремлю), процесс химического превращения взрывчатого вещества, происходящий в очень тонком слое и распространяющийся со сверхзвуковой скоростью (до 9 км/с). Детонация представляет собой комплекс мощной ударной волны и следующей за ее фронтом зоны химического превращения вещества (детонационная волна).

Словарь Ожегова

ДЕТОНАЦИЯ, и, ж. (спец.).

1. Мгновенный взрыв вещества, вызванный взрывом другого вещества или сотрясением, ударом.

2. Быстрое и неполное сгорание топлива в двигателе внутреннего сгорания. Д. топлива.

| прил. детонационный, ая, ое.

Словарь Ефремовой

ж.
Мгновенный взрыв вещества, вызванный взрывом другого вещества, сотрясением,
ударом и т.п.

Добавить свое значение

Предложите свой вариант значения к слову детонация

Значения слов синонимов к слову детонация

  • взрыв
  • взрыть

Синонимы к слову детонация

  • взрыв
  • взрывший
  • взрытый
  • взрыть
  • взрывы

Все синонимы к слову детонация

Как бороться с детонацией?

Борьба с детонацией сводится к устранению фактора, который ее вызвал. Минимум, что необходимо сделать при неожиданном появлении детонации, это сменить заправку. Вполне возможно, что проблема заключается всего лишь в некачественном топливе. Также иногда возникает необходимость замены воздушного фильтра, ведь недостаточное количество воздуха обуславливает наличие переобагощенной топливной смеси.

Регулировка угла опережения зажигания может решить возникшую проблему, но эту процедуру можно произвести лишь на карбюраторных автомобилях. Инжекторные автомобили имеют собственный блок управления процессами работы двигателя, который и управляет, по программе, настройкой подобных параметров.

Радикальная борьба с нагаром двигателя заключается в полной разборке ДВС и проведении его капитального ремонта. К счастью, существуют менее трудоемкие и затратные методы. На сегодняшний день разработано немало присадок, способствующих очищению двигателя от нагара. Также можно использовать старый метод, заключающийся в том, что автомобилю необходимо дать поработать на высоких оборотах, например при езде по скоростной магистрали. Это способствует частичному уменьшению нагара.

Вероятные последствия детонации двигателя

Детонация двигателя при выключенном зажигании или после пуска мотора — опасный процесс, который может привести ко многим проблемам с автомобилем в будущем:

Снижению мощности двигателя и быстрому износу элементов кривошипно-шатунного узла. Как следствие, ресурс мотора уменьшается, и раньше наступает необходимость его ремонта.

Из-за неправильного воспламенения силовой узел постоянно перегревается. В результате происходит разрушение поршней и внешней части цилиндров. Кроме того, от высокой температуры страдают клапана, свечи зажигания и кольца на поршнях. Со временем на внутренних элементах движка появляются задиры, зазубрины и трещины. На начальном этапе это приводит к усилению детонации, а со временем и к выходу из строя двигателя.

Высок риск перегорания прокладки, которая устанавливается под ГБЦ мотора. Это произойдет, если своевременно не избавиться от проблемы, и не устранить детонацию.

Появляются сильные ударные нагрузки, которые негативно действуют на движущиеся элементы мотора. Наибольшее влияние испытывают на себе элементы кривошипно-шатунного механизма. В частности, из-за сильных ударов страдает шатун, поршень, а также вкладыши (коленвала, шатунные и коренные).

Из сказанного выше видно, что отсутствие каких-либо действий, направленных на устранение проблемы, неизбежно приводит к выходу из строя элементов мотора и необходимости больших затрат в будущем. Вот почему важно быстро диагностировать и устранить проблему.

Март 2010

ПнВтСрЧтПтСбВс
« ФевАпр »
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031

Частенько в разных социальных сетях и форумах слышатся фразы типа «Звенят пальцы» и все такое… Когда я еще плохо разбирался в машинах, эта фраза меня настораживала, но когда я стал немного разбираться, я понял всю абсурдность этого высказывания. Какие пальцы? Где звенят? Как они могут звенеть вообще? В общем, бред…

Металлический звон – это не что иное как детонация. В этой статье я постараюсь углубиться в это явление и рассказать что это такое, или, по крайней мере, как я понимаю это явление. Я буду признателен, если кто-нибудь решит дополнить что-то в комментариях или указать на мои ошибки. Итак, поехали…

Детонация (франц. detoner — взрываться — от лат. detono — гремлю), процесс химического превращения взрывчатого вещества, происходящий в очень тонком слое и распространяющийся со сверхзвуковой скоростью (до 9 км/с). Детонация представляет собой комплекс мощной ударной волны и следующей за ее фронтом зоны химического превращения вещества (детонационная волна). Взято из Википедии.

Для того чтобы понять что такое детонация, надо осознать как работает двигатель. Для примера можно рассмотреть ролик о работе четырехтактного ДВС:

Двигатель называется четырехтактным, потому что у него действительно 4 такта работы:
1. Впуск воздуха (бензо-воздушной смеси);
2. Сжатие смеси, поджигание смеси;
3. Расширение;
4. Выпуск отработавших газов.

Стадия 1
Поршень движется вниз, выпускной клапан закрыт, впускной открыт. За счет движения поршня вниз смесь всасывается в цилиндр. Клапан закрывается.

Стадия 2
Поршень идет вверх к ВМТ (верхняя мертвая точка), сжимая смесь. Так как горение смеси происходит не мгновенно, а со скоростью примерно 20-30 м/с, то поджигать смесь нужно чуть раньше, чем поршень дойдет до ВМТ, чтобы пик давления при сгорании смеси пришелся на положение чуть позже ВМТ (3 стадия). Поэтому поджог смеси осуществляется чуть раньше. Это время обычно меряют не секундами, а углом поворота коленвала. В одном источнике читал, что если прикинуть скорость горения смеси 20-30 м/с, а также скорость движения поршня, то можно сделать вывод что на 1000 оборотов коленвала оптимально поджигать смесь с опережением 6 градусов, и тогда пик давления от горения смеси приходится на ВМТ. Соответственно если обороты двигателя выше, то поджигать надо еще раньше. Угол коленвала, на котором осуществляется поджог смеси, называют «углом опережения зажигания», сокращенно УОЗ. Чуть ниже поговорим об этом подробнее.

Стадия 3
Смесь вовсю горит и расширяется, сгорает примерно на 60-80% , толкая поршень вниз.

Стадия 4
Смесь окончательно сгорела, открывается выпускной клапан и поршень идет наверх, выталкивая выхлопные газы из цилиндра.

Теперь остановимся на 2 и 3 стадии более детально. Если сделать УОЗ слишком поздним, то смесь будет поджигаться позже оптимального момента, и максимум давления будет приходиться на момент, когда поршень уже давно движется вниз. Если УОЗ сделать слишком ранним, то пик давления от сгорания смеси придется раньше ВМТ, и поршень, который идет вверх, будет получать дополнительную нагрузку от расширения смеси. Т.е. и в том и в другом случае двигатель не будет развивать оптимальной мощности.
Горючая смесь бывает разной. Все мы знаем 76, 80, 92, 95 и 98 бензин. Разница, как думаю многие знают, в октановом числе. Что это такое особо вдаваться не будем… Типа сопротивление детонации скажут одни, чистота скажут другие и т.д. На самом деле октановое число влияет на скорость горения смеси. Чем выше октановое число, тем медленнее горит смесь. Поэтому на 92 бензине она будет сгорать быстрее, нежели на 95 или 98. А значит нельзя сделать большой УОЗ – появится детонация.
К примеру, возьмем машину, которая работает на 76ом бензине. Заправим ее 95ым, при этом не будем менять УОЗ. Вопрос — что будет? Очень просто, смесь будет поджигаться намного позже, чем этого требует октановое число топлива, гореть будет дольше и пик давления будет намного позже, чем ВМТ. Смею предположить, что смесь может окончательно догорать даже в глушителе. А значит — потихоньку будут прогорать выпускные клапана, будут слышны хлопки в глушителе и т.д. Так что стоит задуматься, стоит ли карбюраторную машину, работающую на 92ом бензине, кормить 98ым?

Вот фотка прогоревшего клапана:

Много мыслей высказал, но надеюсь не загрузил особо. В общем, основная мысль в том, что каждой марке бензина соответствуют свои УОЗ в зависимости от оборотов двигателя.

Теперь про детонацию. Представим ситуацию: идет такт сжатия, свеча поджигает смесь. Смесь начинает гореть от свечи к днищу поршня. Поршень тем временем сжимает смесь. Давление и температура растет. И тут из-за чрезмерного давления и температуры в районе днища поршня (с обратной стороны от того места где горит смесь) часть смеси начинает взрываться. Взрыв это не горение. Горение протекает со скоростью десятки метров в секунду, а взрыв это тысячи метров в секунду. Взрывы эти небольшие по величине, но их много. Т.е. за те доли секунды, что поршень идет вниз, с одной стороны смесь горит, а с другой она взрывается кучей мелких взрывов, каждый из которых создает ударную волну. Кстати, именно эти волны, отражаясь от камеры сгорания, поршня и стен цилиндра, издают тот металлический звон, который многие называют «пальцы стучат».
Опасность не в самих нагрузках, а в их количестве. Точно так же они бьют по днищу поршня, стенкам цилиндра. В цилиндрах они смывают защитную масляную пленку, оголяя стенки цилиндра и подвергая их излишнему нагреву. Так же и с поршнем. Эти же ударные волны бьют по кольцам поршня, ломая перегородки между ними.

Типичная картина детонации:

Эти же нагрузки ломают электроды свечи:

Идет нагрев всех деталей, частенько прогорают/пробиваются прокладки ГБЦ.

В общем, детонация опасна для двигателя. Ездить с таким «звоном» нельзя.

Что нужно делать?
В общем случае надо просто уменьшить УОЗ, т.е. поджигать смесь позже. Нужно обеспечить хороший отвод тепла от деталей двигателя (масляные форсунки), использовать бензин с более высоким октановым числом.

На детонацию сильно влияет степень сжатия, марка топлива, форма КС, расположение свечи, УОЗ. Также влияет качество смесеобразования.

Современные инжекторные системы управления ДВС защищены от детонации специальным датчиком. При появлении детонации датчик детонации обнаруживает ее по характерному шуму, и ЭБУ уменьшает УОЗ, пока детонация не прекратится. Оптимальная работа двигателя, при которой развивается максимальная мощность, осуществляется именно при УОЗ на границе с детонацией. т.е. еще чуть-чуть и она проявится. Этого позволяет достичь инжекторная система управления.

Ну вот и все, что я хотел сказать на эту тему. У кого есть мысли, чем дополнить, или желание указать на мои недочеты и опечатки — постим комментарии.

Как избежать?

Чтобы избежать последствий данной проблемы, рекомендуется:

  1. Заправлять автомобиль только бензином с октановым числом, отмеченным в руководстве по эксплуатации машины и только на сертифицированных АЗС.
  2. Важно следить за состоянием элементов системы охлаждения, регулярно проверять уровень охлаждающей жидкости, при необходимости заменять ее. Также рекомендуется регулярно осматривать радиатор, при необходимости очищать его, а также следить за работоспособностью охлаждающего вентилятора. Выполнение этих несложных условий поможет избежать внезапного перегрева двигателя и как его следствия, детонации.
  3. Также верным избавлением от этой дисфункции двигателя служит регулировка угла опережения зажигания. После регулировки зажигания желательно сделать пробный заезд, на котором следует разогнать автомобиль до 40-50 км/ч и резко нажать педаль акселератора. Если при этом характерные звуки под капотом несильные и непродолжительные, то зажигание можно считать отрегулированным. Если же нет, процедуру регулировки необходимо повторить.
  4. Ну и, разумеется, свечи и проводка должны быть чистыми и исправными.

Зная, что такое детонация и методы ее устранения, можно обеспечить двигателю своего автомобиля долгую и безаварийную жизнь.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector