Конструктивные решения для предотвращения детонации
Для борьбы с детонацией инженеры в разное время использовали определенные конструктивные решения. Такие решения направлены на максимально эффективное и быстрое сгорание заряда топлива во фронте пламени, полноту сгорания от искры, замедление окислительных процессов, в результате которых происходит неконтролируемое воспламенение.
Необходимо добавить, что в целях противодействия детонации могут быть увеличены обороты двигателя, в результате чего сокращается время на протекание окислительных реакций и снижается вероятность самовоспламенения топливно-воздушной смеси.
Еще одним инженерным решением выступает турбулизация. Потоки смеси в камере сгорания благодаря конструктивным особенностям получают определенное вращение, фронт пламени от искры распространяется быстрее. Также противостоять детонации помогает уменьшение того расстояния, которое проходит фронт пламени. Для сокращения пути цилиндр может быть выполнен с меньшим диаметром, а также возможна установка еще одной свечи зажигания.
Отдельно стоит отметить форкамерно-факельное зажигание, которое в свое время было призвано эффективно бороться с детонацией. Моторы с форкамерой конструктивно предусматривают наличие двух камер: предкамеру и основную камеру. Принцип работы состоит в том, что в малой камере создается обогащенная смесь, а в основной находится обедненная. После воспламенения смеси в предкамере фронт пламени воспламеняет смесь в основной камере, исключая возможность детонации.
На современных моторах детонации активно противостоит электроника. Появление микропроцессорных блоков управления двигателем (ЭБУ) позволило в автоматическом режиме изменять угол опережения зажигания (УОЗ) на основании показаний от датчиков, а также динамично вносить коррективы в состав горючей смеси.
Детонация двигателя при выключении зажигания
Достаточно распространенным явлением во время эксплуатации бензиновых и дизельных ДВС является то, что детонация двигателя проявляется уже после выключения зажигания. Двигатель в этом случае дергается, так как коленвал успевает сделать еще несколько оборотов.
Такая детонация двигателя после выключения зажигания может быть вызвана двумя явлениями:
- дизелинг;
- калильное зажигание;
В первом случае, который характерен для бензиновых агрегатов, имеет место кратковременная или продолжительная работа мотора в результате повышения степени сжатия или использования несоответствующего по детонационной стойкости топлива, что приводит к самостоятельному воспламенению топливно-воздушной смеси. Во втором случае горючее в цилиндрах может самопроизвольно воспламеняться после выключения зажигания от контакта с раскаленными поверхностями или тлеющим слоем нагара в камере сгорания.
Детонация при запуске двигателя
Детонация при запуске двигателя возникает при поступлении в один или несколько цилиндров обедненных топливовоздушных смесей. Причиной обеднения смеси является засоренность специальных распылителей — форсунок.
При появлении засоров, нарушается расчетная величина объема подаваемого топлива. Чтобы установить причину появления засорения, необходимо произвести проверку фильтра грубой очистки, а также фильтров каждой форсунки.
Холодный мотор после прогрева часто восстанавливает свою работу, и детонация двигателя прекращается.
Детонация двигателя ВАЗ
Все без исключения автомобили ВАЗ, начиная от модели 2101 и заканчивая современными версиями, оснащаются бензиновыми силовыми установками, которые являются более приоритетными у всех автомобильных производителей.
Нормальное функционирование любого бензинового мотора обеспечивается рядом факторов – соблюдением правильной пропорции топливовоздушной смеси, качеством бензина, соответствующим углом опережения зажигания, состоянием ЦПГ. При несоответствии хоть одного из этих факторов возможно появление такого негативного эффекта как детонация.
Бывают случаи, когда возникает детонация при выключении зажигания ВАЗ-2106 или любой другой версии. То есть, силовая установка продолжает самостоятельно работать даже после того как прекращена подача искры. Здесь тоже происходит процесс самовоспламенения, но проходит он несколько по другим причинам. Такое воспламенение происходит от каких-то чрезмерно нагретых элементов ЦПГ. Этот эффект носит название «калильное зажигание», и это уже не детонация двигателя ВАЗ-2106. Не стоит путать эти два понятия, поскольку они совершенно разные.
Значение датчика детонации в электронной системе двигателя
На карбюраторных ДВС практически не было никакой электроники, поэтому с детонационными процессами бороться было сложно, а корректировка угла зажигания производилась вручную. Датчики детонации стали применяться с появлением инжекторов, позднее ДД появились и на дизелях, оснащенных электронным управлением. Принцип работы этого устройства заключается в том, что оно, контролируя уровень взрывного воспламенения, передает соответствующий сигнал на электронный блок управления, и ЭБУ, согласно полученным данным, корректирует автоматически угол зажигания, делая его гораздо позднее.
Даже если происходит сильная детонация, гибкая корректировка позволяет максимально смягчить детонационный стук, свести его практически на «нет». Правда, при этом теряется и динамика, машина при разгоне начинает «тупить», но глобального разрушения поршневой группы, цилиндров и камер сгорания не происходит. ДД практически всегда размещается на блоке цилиндров ДВС, в точке самого высокого нагрева, представляет собой пьезоэлектрический элемент, улавливающий все шумы и стуки, преобразуя механическую энергию в электрический сигнал.
Способы устранения
Способ 1
Изначально необходимо обратить внимание на применяемое горючее. Многие владельцы автомобилей игнорируют предписания производителя, и в целях экономии заливают более дешевое топливо
Не стоит повторять данную ошибку, ведь почти всегда цена горючего прямо пропорциональна его качеству, то есть чем оно дороже, тем выше его качественные характеристики. Экономия в данном случае не оправдана: приобретя недорогое топливо и сохранив несколько десятков рублей, придется отдать несколько тысяч за ремонт силового оборудования. Также необходимо помнить, что октановое число заливаемого бензина должно быть аналогичным октановому числу, рекомендованному производителем. Если делать все по правилам, можно будет забыть о детонации.
Способ 2. Следует отрегулировать угол зажигания. Досрочное зажигание нередко становится причиной перегрева элементов, что чревато детонацией. Если угол зажигания не соответствует норме, силовое оборудование может детонировать даже при выключенном моторе.
Способ 3. Необходимо произвести проверку свечей зажигания. Если свечи неисправны, их стоит заменить в максимально короткий срок.
Способ 4. Если эксплуатация машины в основном осуществляется с небольшой нагрузкой, то в камерах сгорания накапливается нагар. Это одна из наиболее распространенных причин, из-за которых возникает детонация при глушении двигателя
Чтобы предотвратить проблему, очень важно время от времени давать существенную нагрузку на силовое оборудование, к примеру, двигаться с повышенными оборотами при высокой передаче
Способ 5. Когда при детонации из выхлопной трубы автомобиля идет дым зеленого или черного цвета, происходит выброс алюминия. Это говорит о том, что поршневая система машины находится на стадии разрушения или уже пришла в негодность. Единственное решение – полная замена поршневой системы.
Способ 6. Если с зажиганием все в порядке, и оно происходит своевременно, если хозяин автомобиля заливает только высококлассное топливо с подходящим октановым числом, если свечи зажигания находятся в исправном состоянии, а детонация двигателя на холостых оборотах продолжает проявляться, причиной является перегрев. Именно поэтому одним из наиболее распространенных методов устранения неполадок считается снижение «жара» в камере сгорания. Чаще всего применяется интеркулер, однако можно использовать обычную воду. Охладитель собирает горячий воздух и направляет его сквозь воздушные охладители. Такая манипуляция способствует уменьшению температуры.
Также причина перегрева может крыться в термосе. Произведя проверку и определив неисправность данного элемента, следует в обязательном порядке обратиться в сервис – самостоятельно исправить ситуацию не удастся.
В завершение стоит сказать, что детонация несет опасность для силового оборудования любого типа. Некачественное горючее – основная (но не единственная) причина ее возникновения. При проявлении первых признаков детонации следует максимально быстро определить и ликвидировать причины, которые вызвали самопроизвольное возгорание топлива. Игнорирование данного явления чревато дорогими ремонтными работами.
Видео о причинах детонации двигателя:
Источник
Конструктивные способы устранения детонации двигателя
Чтобы правильно устранить детонацию ДВС необходимо четко очертить причины проблемы. Если сразу после заправки нового топлива двигатель начал вибрировать и шуметь, можно определенно сказать, что причина детонации кроется в неподходящем октановом числе.
Лучше не экспериментировать и не доливать подходящий бензин к тому, что есть. Правильнее будет слить прежний и заправить тот вид топлива, который подходит к двигателю автомобиля.
Если же детонацию спровоцировал нагар в камерах сгорания, можно дать несколько минут проехать автомобилю на высоких оборотах. В качестве профилактики специалисты рекомендуют раз в неделю давать двигателю максимальную нагрузку.
В случае детонации дизельного мотора, автомобилист может обнаружить грязный зеленый или черный выхлоп. В таком случае проводить «спасение» уже бессмысленно, поскольку поршни полностью разрушены.
Если причина скрыта в неправильной работе свечей зажигания, необходимо полностью поменять комплект. В целом, детонация из-за свечей происходит достаточно редко но, тем не менее не стоит пренебрегать их своевременной диагностикой.
Кроме всего, необходимо следить за системой охлаждения двигателя и вовремя регулировать угол опережения зажигания.
Причина детонации двигателя после выключения зажигания
Самопроизвольные вспышки горючей смеси в камерах сгорания
Если в нормальном режиме воздушно-топливная смесь может сгорать и распространять фронт пламени со скоростью от 25 до 30 м/с, то во время детонационного процесса фронт распространяется со скоростью в 10–15 раз быстрее. А это уже больше похоже на разрушительный взрыв. Тем не менее детонацию часто путают с калильным зажиганием.
Причина детонации двигателя после выключения зажигания
Калильное зажигание возникает в следствии перегрева деталей камеры сгорания, в основном кокса и нагара на днище поршня, свечах и самой камере. Процесс происходит следующим образом: мы выключаем зажигание, но коленвал по инерции продолжает перемещать поршень вниз, всасывая топливо-воздушную смесь. Она воспламеняется не от искрообразования свечи, а от температуры перегретых деталей. Таким образом, процесс горения может продолжаться ещё несколько секунд, иногда до 10–12.
Калильное зажигание, или всё-таки детонация?
Калильное зажигание
Причинами калильного зажигания могут быть:
- В карбюраторных двигателях подача топлива должна перекрываться сразу после выключения зажигания при помощи экономайзера принудительного холостого хода. Именно он может быть причиной нештатной подачи бензовоздушной смеси из-за подклинивания штока клапана. Это происходит потому, что шток может износиться или закоксоваться. Как правило, проблема устраняется чисткой клапана экономайзера принудительного холостого хода, его заменой.
- В моторах с инжектором всей системой питания управляет электроника, поэтому причину нужно искать в первую очередь в неисправности датчиков холостого хода, электронном блоке управления двигателем.
- В дизельных двигателях причиной калильного зажигания может быть неисправность форсунок, топливного насоса высокого давления, которые также подают солярку в камеру сгорания. В дизелях это чаще может происходит из-за изменения степени сжатия в следствии значительных отложений нагара и в этом случае, действительно, стоит говорить скорее о детонации, чем о калильном зажигании.
Датчик детонации двигателя
В карбюраторных моторах для предотвращения детонации вручную проворачивают трамблёр, что несколько отодвигает момент зажигания. В современных бензиновых агрегатах откорректировать угол опережения вручную нельзя, поскольку за это отвечает электроника.
С целью предотвращения детонации между вторым и третьим цилиндром на блоке предусмотрен датчик, используемый как устройство контроля, работающее на основе пьезоэффекта. Во избежание ложных сигналов настроен он на восприятие шумов в диапазоне 25-75 Гц.
Срединное положение датчика на блоке разрешает осуществлять высокоточную отладку работы всех цилиндров. Место для него определено дислокацией наиболее разогреваемой камеры сгорания, от которой и начинается распространение детонационного сгорания. Будь то двигатель поперечного или продольного положения датчик устанавливается немного ниже впускного коллектора и работает следующим образом:
- механические импульсы создают напряжение на пьезоэлектрическом элементе, возрастающее по мере роста интенсивности колебаний;
- когда напряжение превышает безопасный порог, устройство посылает сигнал о корректировке угла опережения зажигания;
- датчик трансформирует механическое воздействие в постоянный электрический сигнал, посылаемый в основной блок управления, после чего система оптимизирует впрыск и обеспечивает более позднее зажигание;
- в итоге силовая установка работает экономичнее, а мощность достигает заложенного максимума.
Признаки неисправности датчика детонации
О проблеме с датчиком сигнализирует индикатор на приборной панели. Он может загораться лишь эпизодически, когда нагрузка возрастает, либо гореть постоянно. Отсутствие импульса от датчика не препятствует работе двигателя и дальнейшей эксплуатации транспортного средства, однако это отрицательно сказывается на его динамике. На то, что с детонационным сигнализатором не все в порядке, могут указывать и другие косвенные признаки:
- перегрев двигателя за короткое время, несмотря на невысокую внешнюю температуру;
- потеря мощности и приемистости;
- возникновение калильного зажигания;
- ухудшение разгонных показателей;
- увеличение потребления бензина;
- чрезмерный нагар на свечах зажигания.
Как проверить датчик детонации
Когда сканер расшифровки кода ошибки недоступен или посещение СТО невозможно, проверить датчик на исправность можно самостоятельно. При этом не следует забывать, что внутри детонационного датчика расположен чувствительный пьезоэлектрический кристалл, поэтому допускать его ударов и падений нельзя.
Проверка требует наличия мультиметра с диапазоном в тысячные доли вольта. В том, что прибор поддерживает рекомендуемый диапазон, следует убедиться до начала процедуры. Также полезно выяснить нормальный уровень сопротивления для датчика проверяемой марки автомобиля.
Для проверки напряжения на контактах снятого с головки датчика мультиметр настраивается на милливольты, после чего его щуп «+» замыкается с управляющим контактом, а «-» – с массой проверяемого устройства. К использованию в роли щупа не рекомендуется старая проводка и проводники со скрутками. Лучше чтобы длина провода щупов была минимальной.
Подсоединенный к измерителю датчик зажимается в руке, которой следует выполнить несколько не слишком интенсивных ударных движений по любой поверхности или предмету, в результате чего мультиметр отобразит наличие или отсуствие напряжения. В альтернативном случае можно легонько постучать по центру свободно лежащего датчика чем-то металлическим. Ударные манипуляции вызывают в исправном датчике потенциал в пределах 40-150 мВ. Если же разность потенциалов полностью отсутствует, датчик детонации подлежит замене.
Как избежать детонации
Конструкторы постоянно бьются над решением проблемы детонации. Один из предложенных вариантов – применение силовых установок с форкамерно-факельной системой зажигания. Что это за «зверь»? В движках подобного типа применяются две рабочих камеры: предварительная и главная. В первой формируется обогащенная топливо-воздушная смесь, во второй – обедненная. Когда осуществляется воспламенение в предкамере, весь процесс перемещается в основную зону: в итоге детонация исключается.
Если рассмотреть современные инжекторные двигатели, то в них за описываемым явлением «наблюдает» ЭБУ. Как только пропорции воздуха и горючего в смеси начинают отличаться от нормы, происходит автоматическая корректировка зажигания: т. е. изменяется его угол. Однако бесконечно долго ЭБУ не сможет подстраивать параметры под конкретную ситуацию: постепенно форсунки будут все же засоряться и смесь станет чрезмерно обедненной. Если имеется бортовой компьютер, то он выдаст ошибку Р0324. Это как раз тот случай, когда необходимо проверить чистоту форсунок, т. к. ДД и подходящие к нему провода могут быть исправными.
Но что делать при условии нормальной работоспособности всех вышеперечисленных систем двигателя? Рекомендации просты: следует выбирать топливо, которое рекомендует производитель, и заправляться на АЗС, длительное время зарекомендовавшей себя с лучшей стороны. Тогда не будет необходимости покупать сомнительные присадки, которые согласно надписям на этикетке, якобы повышают октановое число бензина.
Почему возникает детонация после выключения зажигания
Детонация при выключенном зажигании характеризуется тем, что мотор продолжает свою работу, даже когда водитель уже вытащил ключ из замка зажигания. Обычно, это происходит на протяжении 2-3 секунд, хотя в некоторых случаях бывают и поломки, которые заставляют работать двигатель даже спустя 15 секунд, после того, как зажигание было выключено. Не смотря на разную протяженность, детонация сама по себе не является нормальным режимом работы, поэтому необходимо своевременно принять правильные меры.
- Первая причина детонации заключается в применении не той марки топлива, которая предписана заводом-изготовителем. Различные марки бензина имеют свое октановое число, которое характеризует степень сжатия топлива. Так вот, низкооктановый бензин обязательно должен применяться для двигателей с соответствующей степенью сжатия. То есть, если завод предписал заливать в бензобак бензин марки А-95, то данный бензин и должен попадать в цилиндры двигателя.
- Вторая причина характеризуется неисправностью двигателя, а именно, слишком раннее зажигание. Обычно, такую регулировку осуществляют для того, чтобы увеличить чувствительность мотора к нажатию на педаль газа. Но стоит помнить, что при соответствующем угле опережения зажигания наступает слишком ранний момент, когда топливо начинает воспламеняться. Получается, что поршень движется в верхнюю мертвую точку, а в этот момент уже происходит воспламенений.
Последние причины детонации двигателя – это использование свечей не соответствующей марки и характеристик, а также перегрев двигателя, когда воспламенение топлива происходит из-за слишком высокой температуры камеры сгорания.
Топливо с неподходящим октановым числом или низкого качества
Если в двигатель попадает бензин с октановым числом ниже рекомендованного, детонация происходит с почти 100% вероятностью. Производитель автомобиля рассчитывает степень сжатия на определенный тип топлива, поэтому использование некачественного или неподходящего по октановому числу горючего приводит к детонации двигателя на холостом ходу или при разгоне.
Исправить качество топлива можно присадкой СГА.
Присадка в бензин СГА. Промывка форсунок и инжектора
Очищает и смазывает топливные насосы и форсунки, продлевает ресурс. Улучшает впрыск, что снижает расход топлива и повышает динамичность. Годится для любых бензиновых систем, включая TFSI, TSI, GDI, MDI.
подробнееотзывы
Неправильно настроенное зажигание
Стремясь повысить крутящий момент, некоторые умельцы изменяют заводские настройки системы зажигания. Если выставить слишком большой угол опережения, свеча будет давать искру раньше, чем поршень приблизится к ВМТ. Воспламенение произойдет раньше времени, когда горючее не полностью перемешалось с воздухом.
Неисправные свечи
Иногда причина детонации двигателя ВАЗ или другой марки автомобиля – неисправные или неподходящие по параметрам свечи зажигания. В этом случае искра может генерироваться не так, как рассчитывал производитель мотора. Несвоевременное искрение свечи – одна из распространенных причин проблем воспламенения топливовоздушной смеси.
Обедненная топливовоздушная смесь
В погоне за экономичностью автомобилисты могут специально обеднять топливовоздушную смесь. Это еще одна причина, почему возникает детонация двигателя. Из-за недостаточной концентрации паров горючего искра не может воспламенить смесь. При следующем цикле впрыска, наоборот, паров топлива становится больше нормы. Чрезмерно обогащенная смесь воспламеняется от сжатия раньше времени.
Последствия детонации
Учитывая то, что данное явление представляет собой взрыв, не стоит рассчитывать на отсутствие последствий.
Если происходит детонация, мощность силового оборудования значительно уменьшается, а расход топлива существенно возрастает.
На цилиндры мотора воздействует колоссальная нагрузка, которая постепенно приводит к поломке, а иногда и к полному разрушению двигателя. В цилиндрах температура возрастает до критической отметки, следовательно, прогорает прокладка головки цилиндрового блока. Данный элемент – это первое, что страдает при возникновении детонации, так как он не способен противостоять долгосрочным механическим и термическим нагрузкам.
Детонация двигателя – это серьезная проблема, для устранения которой может потребоваться замена коленвала, блока цилиндров, головки блока и т. д.
Водители со стажем условно классифицируют данное явление на приемлемую и неприемлемую детонацию.
Приемлемая детонация практически незаметна, так как она возникает на незначительных оборотах и моментально завершается. Появляется она в моторах, не отличающихся большим объемом, при этом имеющих внушительную мощность и существенный крутящий момент.
Неприемлемая детонация проявляется при больших оборотах и при солидной нагрузке. Всего несколько секунд проведенных силовым оборудованием в данных условиях способны нанести автомобилю опасные повреждения.
Причины возникновения детонационного процесса
Детонация может возникать как на горячем, так и на холодном двигателе, проявляться на большой нагрузке, при резком ускорении, реже на холостых оборотах, но достаточно часто после выключения зажигания. Взрывное сгорание топлива в цилиндрах происходит по различным причинам, которые сразу все сложно и перечислить, но стоит рассмотреть основные из них, и это:
- некачественное или несоответствующее октановому числу топливо, например, автомобиль заправлен девяносто вторым бензином вместо Аи-95;
- образование нагара, за счет него уменьшается объем камер сгорания, увеличивается степень сжатия, в результате снижается теплопроводность, происходит перегрев;
- неправильно подобранные по калильному числу свечи зажигания, также детонирование происходит, если свечи закоксованы, не дают нормальное искрообразование, в целом требуют замены;
- слишком ранний угол зажигания, из-за чего повышается давление в цилиндрах, соответственно, и температура;
- неправильно отрегулированные клапана (зажаты);
- обедненная топливовоздушная смесь, процесс происходит по причине того, что бедный состав сгорает медленно, и догорание уже происходит не от свечи зажигания, а в хаотичном порядке;
- перегрев мотора на холостом ходу;
- некорректная перепрошивка блока управления ДВС.
Также детонировать мотор может в силу особенностей конструкции (характерные для конкретной модели ДВС неисправности), в результате неграмотно проведенного ремонта. Допустим, во время выполнения ремонтных работ мастер решил отфрезеровать поверхность головки блока, тем самым уменьшив камеры сгорания, в итоге октановое число бензина перестало соответствовать новой, уже увеличенной степени сжатия.
Итог
Итак, в данной статье были определены основные причины возникновения детонации, а также описаны ключевые моменты, как избежать данного неприятного явления. Но если все же такая ситуация произошла, то всегда есть способы устранения неполадок работы автомобиля. Основным советом является пожелание проходить техническое обслуживание строго в соответствии с сервисной книгой, вовремя менять все запчасти и детали, которые вышли из строя, а также не скупиться в целях экономии на дешевые аналоги. Всегда выгоднее выбрать сертифицированную продукцию, которая заслуженно является лучшей, а значит, помогает обеспечить безопасную и бесперебойную работу автомобиля.
