Причины детонации двигателя
Причины детонации двигателя
Стук, возникающий при разгоне автомобиля, многие классифицируют как "стук пальцев", что не верно, - это результат детонации.
Одной из причин детонации может быть чрезмерно раннее зажигание. При этом топливная смесь воспламеняется преждевременно, а высвобождаемая энергия затрачивается только на увеличение силы трения в кривошипно-шатунном механизме и может привести к повреждению пар трения (например, к образованию задиров на коленвале и вкладышах).
Еще одной причиной детонации является использование более низкооктанового топлива, чем это предусмотрено в технических требованиях изготовителя конкретного двигателя (например, использование бензина А-76 вместо А-95).
Фактически, низкооктановые бензины - рассчитаны на использование в двигателях, степень сжатия в которых ниже, чем в тех двигателях, которые рассчитаны на использование более высокооктановых бензинов. Поэтому, топливная смесь, приготовленная из низкооктанового бензина (при ее использовании в двигателе с более высокой степенью сжатия) - детонирует (сгорает со скоростью взрыва), при чем выделяется большое количество тепловой энергии, что в свою очередь, при продолжительной эксплуатации двигателя приводит к его серьезным повреждениям.
Признаками детонации двигателя является черный дым из выхлопной трубы и падение мощности двигателя из-за нарушения процесса горения топливной смеси.
Полное отсутствие детонации - тоже плохо и может свидетельствовать либо о слишком позднем зажигании, либо об использовании более высокооктанового бензина.
Калильное зажигание: условия и причины возникновения
Детонация и калильное зажигание - это два разных явления.
Калильное зажигание - это процесс воспламенения топливной смеси поверхностью какой-либо чрезмерно нагретой детали камеры сгорания.
При калильном зажигании сгорание смеси происходит как обычно, однако несколько преждевременно и равносильно самопроизвольному увеличению угла опережения зажигания по отношению к оптимальному значению. В таком режиме мощность двигателя внезапно и резко падает, и если не снизить нагрузку на двигатель - перегретые детали будут повреждены.
Теоретически, разделяют два случая калильного зажигания - до возникновения искры между электродами свечи зажигания или после этого.
Реальную опасность для двигателя представляет только первый случай.
Наиболее типичной причиной возникновения калильного зажигания является перегрев свечей зажигания, который может возникнуть в случае использования слишком "горячих" свечей зажигания.
Кроме этого, источником калильного зажигания могут быть выпускной клапан или поршень. Здесь следует отметить о том, что температура, при которой может произойти калильное зажигание от перегретого клапана или поршня - меньше, чем у свечи, так как воспламеняющая способность зависит не только от величины нагрева, но и от величины площади поверхности перегретой детали.
Также, здесь следует отметить, что перегрев выпускного клапана может быть спровоцирован неправильной регулировкой газораспределительного механизма, в результате которой выпускной клапан зажат настолько, что не в состоянии герметично закрывать отверстие в головке двигателя для выпуска выхлопных газов из камеры сгорания.
Основные причины возникновения калильного зажигания является чрезмерно раннее зажигание и эксплуатация двигателя в течение продолжительного времени в режиме максимальной мощности, на максимальных оборотах (недостаточное охлаждение блока цилиндров и его головки), когда полностью открыта дроссельная заслонка (обогащенная топливная смесь).
Таким образом, калильное зажигание возникает в режиме
максимальной мощности двигателя.
Работа двигателя после выключения зажигания
(Вспышки при выключенном зажигании)
Работа двигателя после выключения зажигания, то есть в режиме минимальной нагрузки (на холостом ходу), - наиболее вероятна после движения автомобиля в условиях, которые способствуют повышенному нагреву деталей двигателя.
В таких условиях, уже после выключения зажигания, коленчатый вал под действием инерции продолжает свое движение, в результате чего топливная смесь попадает в один из цилиндров двигателя и при медленном сжатии успевает нагреться до температуры самовоспламенения, а после этого следует рабочий цикл, который приводит к захвату топливной смеси другим цилиндром и т.д. Работа двигателя в таком режиме может продолжаться на протяжении от нескольких секунд - до нескольких минут (процесс будет продолжаться до тех пор пока двигатель постепенно не остынет).
Также, следует отметить, что, кроме нагрева деталей двигателя, на продолжительность работы двигателя влияют отработавшие газы, оставшиеся в цилиндре после предыдущего рабочего цикла, так как на низкой частоте вращения вентиляция цилиндров значительно хуже. Поэтому, отработанные газы, смешиваясь со свежей топливной смесью, прогревают ее, улучшая условия для самовоспламенения. Кроме этого, снижение концентрации рабочей смеси за счет разбавления отработанными газами - исключает возникновение детонации, поэтому работа двигателя после выключения зажигания практически безопасна, не смотря на неравномерность его вращения.
Практически все современные двигатели оборудованы электромагнитным клапаном, который перекрывает подачу топлива в карбюратор через систему холостого хода после выключения зажигания, и поэтому исключает возможность его работы в таком режиме.
Поэтому, работа двигателя современного автомобиля после выключения зажигания может свидетельствовать о неисправности вышеуказанного электромагнитного клапана или о неисправности цепей его управления.
Для того, что бы остановить двигатель, продолжающий работать после выключения зажигания, - необходимо ненадолго глубоко нажать на педаль газа (что бы в камеру сгорания попало большое количество топливной смеси, которое охладит перегретые детали и устранит условия для возникновения процесса самовоспламенения).
Еще одним способом, который позволяет сократить продолжительность работы двигателя после выключения зажигания, - является понижение частоты вращения двигателя на холостом ходу, однако при этом может повыситься токсичность выхлопных газов, а также ухудшаются условия его смазки.
Влияние нагара на режим работы двигателя
Еще одним фактором, который влияет на режим работы двигателя - является нагар на стенках камеры сгорания.
Влияние наличия нагара проявляется в ухудшении условий для охлаждения головки блока двигателя, в повышении фактической степени сжатия рабочей смеси, а также в том, что нагар может оказывать каталитическое действие, вызывая самовоспламенение работы смеси.
При изменении режимов работы двигателя нагар может разрыхляться и расслаиваться, при этом, частицы, отделившиеся от стенок камеры сгорания легко перегреваются и могут провоцировать возникновение калильного зажигания.
В совокупности - эти факторы способствуют созданию условий, при которых невозможно нормальное сгорание топливной смеси.
Поэтому, в случае, если во время форсированной езды по автомагистрали в двигателе прослушиваются какие-то непонятные стуки - это не детонация. Логичнее объяснить их самовоспламенением топлива из-за перегрева двигателя или обильного нагара в камерах сгорания. Однако, если стуки проявляются на переменных режимах работы двигателя, то это признак детонации.
Автор: Alex Petrovsky
