• Такое явление, как детонация двигателя, знакомо практически каждому автовладельцу. Чаще всего она возникает при движении в гору на высокой передаче с небольшой скоростью. К звуку работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) примешивается жесткий металлический стук, который многие принимают за стук поршневых пальцев.
— 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.
— Чем опасна детонация?
• Весь кривошипно-шатунный механизм и головка блока цилиндров испытывают разрушающие нагрузки, способные при длительном воздействии привести к поломке ДВС. Кроме того, температура в цилиндрах также поднимается до недопустимых значений (до +3700 градусов), что грозит прогаром прокладки ГБЦ, а также коррозией днища поршня и зеркала цилиндров.
• рокладка головки блока – это первая деталь, которая придет в негодность из-за детонации. Она способна перенести лишь кратковременную работу в режиме запредельных термических и механических нагрузок. Худшее, чем грозит детонация – замена блока цилиндров, коленчатого вала, поршневой группы и головки блока.
— Причины возникновения детонации:
• Причины, в силу которых возникает данное явление, можно разделить на три группы:
• октановое число бензина;• конструктивные особенности ДВС;
• условия эксплуатации автомобиля.
— Влияние октанового числа:
• В отличие от дизельного двигателя, в котором воспламенение рабочей смеси происходит благодаря высокой степени сжатия, в бензиновом для этой цели применяется система зажигания. Смесь бензина и воздуха поджигается искрой, возникающей между электродами свечей.
• Степень сжатия у бензиновых моторов намного меньше, это связано с тем, что бензин не столь устойчив к детонации, как дизельное топливо. Основной характеристикой бензина является октановое число, отражающее его детонационную стойкость. Чем оно выше, тем сильнее можно сжать топливно-воздушную смесь.
• Если автомобиль, силовой агрегат которого рассчитан на применение топлива с октановым числом не ниже 95, заправить бензином марки АИ-92, то с высокой долей вероятности можно утверждать, что при высоких нагрузках рабочая смесь в цилиндрах будет детонировать.
• Однако проблема может появиться и в случае, если марка топлива соответствует рекомендациям производителя. Все дело в качестве бензина. Недобросовестные продавцы нередко самостоятельно повышают октановое число, путем добавления в горючее сжиженного пропана или метана. Эти газы очень быстро испаряются, после чего в баке остается низкооктановый бензин.
• Вследствие детонации низкооктанового топлива, в камере сгорания усиленно образуется нагар, который, в свою очередь, может вызвать такое явление, как калильное зажигание. В этом случае двигатель продолжает работать даже после выключения зажигания. Причины его возникновения в том, что воспламеняется топливно-воздушная смесь не от искры, а от раскаленных электродов свечи или нагара.
— Влияние конструктивных особенностей:
• Причины возникновения детонации могут крыться в конструктивных особенностях двигателя.К их числу можно отнести:
• степень сжатия;• форму камеры сгорания;• форму днища поршня;• наличие наддува;
• расположение свечей зажигания.
• Так, чем выше степень сжатия, тем ДВС более склонен к детонации. То же можно сказать и о системах наддува («надутым» моторам требуется высокооктановый бензин).
— Влияние условий эксплуатации:
• Не последнюю роль играют и условия, в которых эксплуатируется машина. Детонация может возникать при движении на повышенной передаче с низкой скоростью. Так, если попытаться въехать в гору на четвертой передаче со скоростью 30 км/ч, из-под капота незамедлительно раздастся характерный металлический стук.
• Свое влияние оказывает правильность работы системы зажигания (рабочая смесь в цилиндрах детонирует при раннем зажигании), исправность системы охлаждения двигателя, наличие нагара на поршнях и в камерах сгорания. Подвергают себя опасности автовладельцы, стремящиеся любыми способами уменьшить аппетит машины. С этой целью электронный блок управления «перепрошивается» для приготовления более бедной смеси, чем нужно. В результате ухудшается динамика авто, а при повышенных нагрузках возникает детонация.
Водителям приходится сталкиваться с эффектом неконтролируемого возгорания топлива в цилиндрах силовых агрегатов в виде взрывов. В результате сверхвысоких температур и огромного давления, возникает мощная взрывная ударная волна, которая называется «детонация двигателя». Она сопровождается мгновенным выбросом большого количества энергии и разрушениями различной степени тяжести.
При нормальной работе ДВС смесь возгорается, когда поршня находится в верхней точке ВМТ, при опережении угла зажигания в 2 – 3 °. Догорание смеси продолжается и после ВМТ при движении поршня в обратную сторону. Расчетная скорость перемещения языка пламени равна 30 м/сек. Во время взрыва данный параметр резко возрастает, достигая значения 2 тысячи метров за одну секунду.
Детонация двигателя возникает при:
Она вызвана нарушениями параметров при сгорании топлива. Плавный процесс мгновенно сменяется сильным взрывом, что приводит к негативным последствиям:
Наиболее частые причины детонации двигателя:
Для осуществления разгона транспортного средства, водитель резко вдавливает педаль газа. При попадании топлива в условия с повышенным давлением, сверхвысокими температурами, происходит воспламенение. Внутри камеры генерируется дополнительное давление, создается взрывная волна с возрастающей амплитудой, возникает цепная реакция, не поддающаяся контролю, коленвал вращается с огромной скоростью.
Детонация приносит огромные разрушения элементам двигателя:
В отличие от детонации, при нормальном функционировании топливо равномерно сгорает и передает энергию движения на поршни, затем на коленчатый вал и т.д.
Даже в исправном механизме велика вероятность, что произойдет детонация двигателя при разгоне или при эксплуатации машины с повышенными нагрузками. Топливо начинает детонировать при длительных подъемах, особенно если скорость превышает установленную передачу. Выражаясь иначе, водитель не должен давить на газ при преодолении подъема, пока не осуществит переход на понижение скорости.
В это время коленчатый вал имеет низкие обороты, не хватает мощности на подъем автомобиля в гору. В общее звучание работающего двигателя добавляются отчетливые детонационные стуки, вызванные высокочастотной взрывной волной.
Топливовоздушные смеси вызывают детонацию при недостаточном охлаждении и неисправностях в системе:
Интересно: Известны случаи, когда мастера тюнинга искусственно устраивают раннее преждевременное зажигание. Этим способом пытаются улучшить реакцию движка на нажатие педали газа при работе на уменьшенных оборотах. Смесь воспламеняется раньше, чем поршень достигает ВМТ, т. е. препятствует его движению. Здесь главное – не допустить перегрева.
Если накопилось много нагара, объем камеры резко уменьшается, а значит степень сжатия возрастает. Вредные отложения способствуют значительному повышению температурного режима . Случается, что нагар тлеет, в результате чего смесь самовоспламеняется в самый неподходящий момент (эффект калильного зажигания). Это неконтролируемое явление – детонация двигателя при выключении зажигания. При несанкционированном возгорании топлива двигатель несет серьезный ущерб, его моторесурс значительно сокращается.
Помимо причин, описанных выше, также имеют влияние изменения, направленные на повышение экономичности топлива. «Экономичная прошивка» заключается в следующих усовершенствованиях:
После проведения данных мероприятий смеси для разных режимов обедняются, что влечет снижение динамических характеристик авто.
Родные настройки ЭБУ рассчитаны на нормальное воспламенение смесей при номинальном температурном режиме в камерах. Детонация чаще всего случается после проведения прошивки при использовании смесей обедненного состава, автомобиль при этом испытывает серьезные нагрузки. На таких смесях детали двигателя быстро перегреваются и при впрыске возникает бесконтрольное возгорание.
Холодный инжектор при запуске может детонировать при поступлении обедненного топлива в цилиндры. Как правило, это обусловлено засорением отверстий распыляющих форсунок. При их засоре топливо подается в ненадлежащем объеме. После прогрева детонация исчезает. Чтобы избавиться от негативного эффекта, рекомендуется регулярно проверять и очищать топливные фильтры. Засорение форсунок считается серьезным дефектом, избавиться от которого трудно без демонтажа.
В отличие от инжекторов, в дизелях топливо не поджигается, оно самовоспламеняется при впрыске в цилиндр с раскаленным сжатым воздухом. Если объем горючего превышает установленную величину, в камере сгорания развивается ударная волна. Детонация двигателя на холостых оборотах сопровождается громким звуком, считается, что данный эффект не представляет опасности и постепенно исчезает с увеличением нагрузки.
Причины детонации дизельного двигателя на холостых оборотах – задержка возгорания топлива. Этот временной промежуток сокращается по мере возрастания температуры в системе.
Как снизить вероятность возникновения детонации:
Детонация дизельного двигателя после выключения зажигания возникает по следующим причинам:
От сильных взрывов при работе двигателя слышны звонкие металлические постукивания, отработавшие газы изменяются по оттенкам. Многие рабочие элементы деформируются и выходят из строя.
Внешние проявления детонации:
При изготовлении автомобильных двигателей все детали имеют определенные параметры, рассчитанные на эксплуатацию в номинальных температурных режимах. При детонации двигателя транспортное средство подвергается ударным нагрузкам, превышающим допустимые значения. Неравномерное распределение горючего и кислородных масс приводит к неожиданным сильным взрывам.
Чтобы выявить и предотвратить случаи детонации, рекомендуется прислушиваться к равномерности звуков работающего двигателя. При выявлении нестандартных постукиваний, шумов, необходимо остановиться и выключить мотор. Далее нужно определить источник неизвестных звуков и попытаться ее устранить.
Во избежание разрушительных последствий, детонация должна быть под постоянным контролем. Главное помнить: при нормальной работе не должны возникать даже небольшие изменения в звучании мотора.
Многие автомобилисты сталкивались с таким опасным явлением, как детонация двигателя, причины которой необходимо максимально быстро обнаружить и устранить. Если рассматривать все проблемы двигателя, то детонация считается одной из наиболее значимых, независимо от вида транспортного средства. Но так уж сложилось, что многие владельцы автомобилей не в курсе, с чем может быть связано такое явление и к чему оно может привести. Подробнее о возможных причинах детонации двигателя и пойдет речь в данной статье.
Вместе с появлением на свет ДВЗ (двигателей внутреннего сгорания) появилась и детонация, представляющая собой процесс автоматического сжигания газа в камере сгорания. Раньше метода проверки действия детонации не существовало, поэтому люди полагали, что проблема кроется в зажигании. Но с начала 40-х годов появилась теория возникновения этого явления, а также методы обнаружения и дальнейшего устранения детонации.
Что называют детонацией двигателяДвигатели современных автомобилей оснащены специальными датчиками, способными следить за уровнем опасности и контролировать его. Работа устройства заключается в восприятии механической энергии колебаний, поступающей от цилиндров, и преобразовании ее в электрический импульс. Этот датчик шлет в блок управления специальные сигналы, а контролем угла опережения зажигания, так же как и составом рабочей смеси занимается сам блок. Такая работа устройств улучшает максимальную мощность и повышает экономичность силового агрегата.
Ошибочным считается заблуждение, что увеличение мощности и улучшение динамики двигателя происходит из-за прироста давления, вызванного высокой скоростью пламени, распространяющегося по цилиндрам. На деле все обстоит иначе – взрывная волна длится менее 0,0001 с. На такой же промежуток времени давление, воздействующее на поршень автомобиля, возрастает. Иными словами, взрывная волна никак не может повлиять на мощность двигателя за столь короткий временной промежуток.
Чистка радиатора автомобиля
Более детальную информацию об этом вы сможете найти здесь. Также вас заинтересует наша статья о раскоксовке маслосъемных колец.
При ударении о стенки цилиндров с большой силой эта волна может привести к разрушению масляной пленки, основная задача которой заключается в защите деталей от преждевременного износа из-за «сухого» трения. Волна способна создавать высокое давление (около 70 кгс/ см2), которого вполне достаточно для повреждения деталей двигателя. При этом возникает высокая температура, способствующая увеличению теплоотдачи к стенкам цилиндра от продуктов сгорания топливной смеси. Как результат, возникает перегрев двигателя – еще одно явление, не менее неприятное за детонацию.
Опасные последствия детонацииОб опасности перегрева силового агрегата, пожалуй, знает каждый водитель: свечи зажигания, кромки поршней, прокладка ГБЦ и другие уязвимые детали подвергаются разрушению под воздействием высокой температуры. Сочетание всех этих неисправностей может привести к более серьезным последствиям, влекущим за собой уменьшение эксплуатационного периода двигателя и появление необходимости проведения капитального ремонта.
При появлении детонации водитель может услышать громкий шум. Из-за печальных последствий этого явления необходимо максимально быстро определить причину взрывного сгорания топливной смеси. Для устранения проблемы может помочь изменение работы двигателя, иначе детонация разрушит его очень быстро.
На заметку! Характерный громкий звук, который можно услышать при детонации, возникает из-за давления взрывной волны. В зависимости от габаритов камеры сгорания, а также от газа звуковая волна может меняться.
При работе автомобиля на холостом ходу также может произойти детонация двигателя, но только при определенных условиях – ТЗ должно работать в интенсивном режиме, чтобы детали его силового агрегата смогли достаточно нагреться.
Это явление может разрушить ваш двигательДаже выключенное зажигание не спасет двигатель от детонации, поскольку коленчатый вал все еще будет вращаться под влиянием энергии, в результате чего в цилиндры поступит топливо, которое из-за высокой температуры в камере сгорания нагреется и воспламенится.
Независимо от типа двигателя, возникнуть детонация может по следующим причинам:
Такие факторы могут стать причиной неисправности двигателя, после чего он перестанет нормально функционировать. Устранив их, вы сможете избавиться от детонации, а ваше авто будет работать, как раньше. Рассмотрим каждую из причин отдельно.
Люди, к сожалению, устроены так, что они всегда пытаются на чем-то сэкономить, причем иногда это затрагивает и машину. Такая экономия может привести не только в детонации, но и к необходимости проводить капитальный ремонт. Автомеханики не рекомендуют скупиться на покупку расходников и выполнять их замену вовремя. К тому же стоимость расходных материалов не самая высокая.
Во избежание проблем регулярно меняйте расходные материалыЕсли вы покупаете дорогое масло за 3000 рублей, которое нужно менять через 15000 км пробега, то гораздо лучше будет приобрести более дешевый смазочный материал, например за 500 рублей, но менять его чаще. В итоге вы получите ценовую разницу, которая соответствует стоимости проведения полного ТО. Но все равно лучше менять масло немного раньше положенного срока, к тому же частое проведение ТО тоже положительно скажется на работе двигателя.
Смена расходных материалов включает в себя замену воздушного и топливного фильтра, замену масла. Каждый из этих элементов влияет на длительность и качество работы вашего авто. Даже если вы недавно провели замену расходников, то их все равно стоит поменять – возможно, раньше вы поставили низкокачественные детали, то есть подделку. После каждой замены нужно засекать километраж на спидометре, чтобы знать, сколько осталось до проведения планового ТО. Даже если это произойдет на 2000-3000 км раньше положенного, ваш автомобиль обязательно оценит эту заботу.
Причиной детонации двигателя могут стать и неотрегулированные клапана. Если это так, то вам, безусловно, повезло. Дело в том, что ремонт двигателя обходится очень дорого, в отличие от регулировки клапанов, которая стоит не больше 600 рублей. Речь идет об отечественных представителях автопрома: ВАЗ 2101, 2105, 2107 и так далее. Владельцам иномарок придется заплатить на порядок больше.
Обратите внимание на клапана, возможно они неотрегулированныеКачественное выполнение регулировки позволит устранить проблему детонации, разумеется, если причина заключалась в этом.
Двигатель устроен так, что без его вскрытия вы не сможете определить наличие нагара. А стоит эта процедура немало, поэтому в качестве разумной альтернативы можно использовать специальные присадки к горючему или просто поменять место заправки. Если после этого вы заметили улучшение в работе двигателя (из выхлопной трубы начнет валить черный дым), то присадки начали действовать.
Используйте специальные примеси для очистки блока цилиндровИспользование активных присадок очищают внутреннюю часть двигателя, а все сгоревшие остатки в итоге выходят через трубу.
Использование плохого некачественного бензина или солярки тоже может привести к детонации. Эти два фактора связаны между собой. Объясняется это тем, что снижение октанового числа увеличивает его химической активности. Зачастую «стук пальцев» слышат те водители, которые заправляют свой автомобиль, к примеру, 76-м бензином, хотя производитель настоятельно рекомендует использовать лишь 95-й.
Некачественный бензин тоже может вызвать детонациюСуществует много деталей, жалеть деньги на которые не стоит. К ним относятся свечи зажигания. Благодаря широкому выбору в автомагазинах водитель старается купить такие свечи, которые бы не сильно били по карману, поэтому выбор падает на «тех, что дешевле». Нельзя экономить на свечах, поэтому перед покупкой постарайтесь ознакомиться с рекомендациями производителей по поводу выбора свечей для вашей конкретной модели. Также можно «напороться» на подделку, поэтому стоит найти в интернете информацию о том, как правильно отличать подделку свечи зажигания от оригинала.
Никогда не экономьте на свечах зажигания!Наличие детонации при движении и на холостом ходу – это уже серьезно. В таких случаях функциональность свечей можно проверить следующим способом. Сразу после того, как зажигание будет выключено, прислушайтесь к работе мотора: если он продолжает работать еще после этого, то детонация слишком сильная, она греет двигатель. Для решения проблемы обычной замены свечей будет недостаточно.
При увеличении данного параметра сгорание топлива сопровождается сдвигом отметки максимального показателя давления кверху, в сторону ВМТ (верхней мертвой точки) цилиндра. Из-за этого давление в камере сгорание подскакивает вверх, что вызывает детонацию. Исправить это можно, настроив угол опережения зажигания.
Выставить угол опережения можно самому или на СТОЗачастую этот пункт возникает после езды на низкокачественном топливе. В результате происходит забивание топливного фильтра пылью и грязью. Далеко не все водители утруждают себя заменой этого элемента, особенно если на машину уже не действует гарантия от производителя.
Замена топливного фильтра позволит предотвратить появление детонации двигателяРемонт аппаратуры топливной системы – это дорогая роскошь, но более неприятно это явление для владельцев инжекторных автомобилей. Старайтесь уделять больше вниманию топливному фильтру и при необходимости проводите его замену. Это позволит защитить вас от расходов на ремонт двигателя.
Устранить детонацию двигателя будет намного проще, если придерживаться следующих советов:
В данном видео наглядно продемонстрированы наиболее основные причины детонации двигателя и способы их устранения. Наслаждайтесь просмотром.
[Всего голосов: 17 Средний: 4/5]
Что такое детонация
Детонация – это аномальный процесс сгорания топлива в двигателе. Происходит в виде серии взрывов самовоспламенившегося топлива в камерах сгорания двигателя. Сопровождается металлическими стуками, перегревом, потерей мощности.
При нормальной работе бензинового двигателя автомобиля процесс сгорания топлива в камерах сгорания происходит плавно: до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ) проскакивает искра между электродами свечи зажигания, воспламеняя топливную смесь. Фронт пламени со скоростью 50-80 м/с распространяется по всему объему камеры сгорания. Давление газов на поршень при этом оптимальное. Соотношение нарастания давления к углу поворота коленчатого вала 1,5-2 бар/градус. Детали поршневой группы не испытывают перегрузки.
При самовоспламенении топлива «плавность» распространения фронта пламени нарушается. Происходит взрыв с последующей ударной волной до 2500 м/с. От нее начинаются взрывы по всей камере сгорания, порождая череду ударных волн. Скачком поднимается температура и давление в камере сгорания. Скорость детонационного сгорания очень высокая. При этом слышны удары этих волн – металлический стук при работе двигателя. Последствия такого механического и температурного воздействия на двигатель резко отрицательные, зачастую приводят к его капитальному ремонту.
Признаки детонации
— Дробный металлический стук высокого тона в двигателе при нажатии на педаль «газа».
Допускается кратковременная детонация при нажатии на педаль газа при движении автомобиля со скоростью 40-60 км/ч на прямом отрезке дороги. Возникновение стука на иных скоростях или при движении в гору свидетельствует о проблемах в работе системы зажигания двигателя или применении некачественного бензина.
— Перегрев двигателя.
Так как при наличии детонации температура в камерах сгорания резко возрастает, двигатель постоянно перегревается.
— Снижение мощности и приемистости двигателя.
Сопротивление движению поршней резко возрастает, так как давление в цилиндрах становится огромным.
Причины детонации
— Применение топлива с октановым числом не соответствущим данному двигателю.
Оно может начать взрываться еще до момента воспламенения от свечи зажигания. Это происходит при так называемой низкой детонационной стойкости топлива (применение низкооктанового топлива на двигателях с высокой степенью сжатия). Например, если заливать 80-й вместо 92-го в двигатель 21083 имеющий степень сжатия 9,8-10,5.
— Нарушение угла опережения зажигания (слишком ранний).
— Нагар на стенках камер сгорания и клапанах.
Топливо самовоспламеняется вызывая детонацию, от раскаленного нагара.
— Применение свечей зажигания не соответствующих по калильному числу для данного двигателя.
Топливо самовоспламеняется от раскалившегося изолятора свечи зажигания (холодные свечи).
Последствия детонации
Механические и тепловые нагрузки при детонации в двигателе огромны, как следствие страдает цилиндро-поршневая группа, кривошипно-шатунный и клапанный механизмы.
— Разрушаются перегородки поршней, сами поршни могут оплавиться.
— Разрушаются кромки тарелок клапанов.
— Выходят из строя шатунные вкладыши и пальцы поршней.
Как бороться с детонацией
— Применять качественный бензин по октановому числу соответствующий своему двигателю.
— Применять свечи зажигания соответствующие по калильному числу данному двигателю.
— Точно выставить требуемый угол опережения зажигания, требуемый для конкретного двигателя.
Угол опережения выставляется на карбюраторных двигателях, на инжекторных это функция блока управления ЭСУД.
— Следить за исправностью элементов системы зажигания.
Неправильно работающие или вообще вышедшие из строя датчики вакуумного и центробежного опережения зажигания в трамблере карбюраторного двигателя сведут на нет все попытки правильно установить момент зажигания.
— Проверить правильность расположения установочных меток привода ГРМ двигателя.
В случае их смещения нарушаются фазы газораспределения и выставить правильный угол опережения зажигания будет невозможно.
— Применять моторные масла соответствующего качества.
Чтобы не образовывался нагар на стенках камер сгорания и днищах поршней двигателя.
Примечания и дополнения
— Иногда постоянную детонацию принимают за стук клапанов (при увеличенных тепловых зазорах). Поэтому прежде чем пытаться отрегулировать клапана стоит поменять бензин и отрегулировать момент зажигания.
— Так же детонация в народе имеет другое название: «пальцы поршней стучат». На самом деле к стуку поршневых пальцев это явление не имеет ни какого отношения.
Еще статьи по двигателям
— Прогорел клапан, признаки, причины
— Прогорела прокладка головки блока цилиндров, признаки, причины
— Безразборная диагностика клапанного механизма двигателя
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453