Зачастую владельцы машин стараются любыми методами сделать свое детище более экономным. Для этого производят перепрошивку ЭБУ, ее «чиповку» и иные манипуляции с электроникой блока. В итоге смесь обедняется, топлива действительно расходуется чуть меньше. Но при этом неизбежна детонация, приводящая к сокращению эксплуатационного ресурса двигателя.
Детонация двигателя автомобиля — эффективные методы устранения
При нормальных условиях топливовоздушная смесь сгорает равномерно, не создавая ударных нагрузок на поршневую группу, стенки цилиндров и детали газораспределительного механизма.
Детонация двигателя автомобиля — это последствия ошибочной настройки системы зажигания или использования горючего с пониженным октановым числом.
Детонация негативно влияет на экономичность, мощность и ресурс двигателя.
Понятие детонации двигателя автомобиля
При нормальном режиме работы топливная смесь воспламеняется при подходе поршня к верхней мертвой точке и сгорает со скоростью до 50 м/с. Преждевременное зажигание приводит к нарушению процесса горения, поскольку расширяющиеся газы пытаются сжать идущий вверх поршень. Увеличение быстроты окисления до скорости звука и лавинообразный рост давления формируют ударную волну, которая достигает стенок цилиндров мотора и издает металлический стук (иногда явление ошибочно называют стуком поршневых пальцев).
Признаки детонации двигателя
Основные симптомы детонационного сгорания: 1. Металлический высокотональный стук при нажатии на педаль акселератора. Допускается кратковременная детонация в интервале скоростей от 40 до 60 км/ч при разгоне на прямолинейном участке шоссе. 2. Повышение температуры охлаждающей жидкости при нормальном уровне и исправных вентиляторе и радиаторе. 3. Падение мощности силовой установки, отрицательно влияющее на динамические возможности автомобиля. 4. Появление посторонних вибраций, передающихся на кузов или ощущаемых на рулевом колесе, педалях или селекторе управления трансмиссией.
Разновидности детонации двигателя
Детонация автомобиля разделяется на категории:
- Кратковременная, происходящая при резком наборе оборотов и длящаяся 1-2 секунды. Эффект встречается на форсированных двигателях и агрегатах с большим объемом цилиндров. Процесс не вызывает поломку деталей и является нормальным.
- Длительная, проявляющаяся при повышении нагрузки и увеличении частоты вращения коленчатого вала (вне зависимости от выбранной передачи и скорости движения).
Процесс является неконтролируемым и способен разрушать камеры сгорания, днища поршней или перегородки между кольцами.
От сильных взрывов при работе двигателя слышны звонкие металлические постукивания, отработавшие газы изменяются по оттенкам. Многие рабочие элементы деформируются и выходят из строя.
Основные причины детонации двигателя
Факторами при которых появляется детонация в ДВС, являются условия благоприятные для быстрых окислительных процессов в камере сгорания.
1. Рабочая смесь в соотношении 9:1. Она способствует формированию в дальних уголках камеры сгорания очагов окислительных реакций.
2. Увеличение угла опережения зажигания. Пик максимума давления сдвигается к верхней мертвой точке. Это способствует увеличению давления в камере сгорания и появлению детонации.
3. Невысокое октановой число бензина. Дело в том, что активность горючего к окислению возрастает со снижением октанового числа.
4. Возрастание степени сжатия. Потому что моторы с высокой степенью сжатия должны работать на горючем с высоким октановым числом.
5. Конструкция камеры сгорания выполнена неудачно. Поэтому происходит плохой отвод тепла, слишком большой диаметр цилиндров и пр.
Методы борьбы с детонацией
Существуют методы, борьбы с детонацией. Все они основаны на ускорении догорания несгоревших частей в основном пламени двигателя. В следствии этого возможно также замедление окислительных реакций.
Первый фактор – увеличение оборотов. Потому что время прохождения окислительных реакций значительно сокращается и вероятность самовоспламенения уменьшается. Второй фактор – вращение (турбулизация) смеси в камере сгорания. Так как фронт пламени распространяется и детонация не наступает. Третий фактор – снижение пути фронта пламени. Практически это решается установкой двух свечей на цилиндр или меньшим диаметром последнего.
Для борьбы с детонацией авто производители разрабатывают различные конструкции камер сгорания. Например — форкамерный-факельная система зажигания автомобиля ГАЗ-3102. Повсеместное применение электроники в автомобилестроении, позволило свести к минимуму это явление. Ведь датчики постоянно следят за ситуацией внутри цилиндров и при появлении первых признаков детонации изменяют состав рабочей смеси и угол опережения зажигания. Кроме того, созданы современные двигатели, работающие на сверх бедных смесях (соотношение 40-50:1), что также исключает детонацию.
Основные причины детонации зависят от конкретных условий при которых детонация в двс возникает. Задача определить что именно не хватает двигателю для нормальной работы.
Главной причиной низкого давления является износ поршневой группы или плохая герметичность клапанов. Подлежат замене гильзы, поршневые кольца или же проводится ремонт места сопряжения клапанов и головки блока цилиндров.
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.
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.
Зачем нужен датчик детонации
Как выглядит датчик детонации.
В конструкции многих двигателей на блоке цилиндров имеется такой модуль, как датчик детонации. Его основная задача заключается в отслеживании процесса сгорания ТВС в цилиндре и автоматическом изменении параметров зажигания и качества горючей смеси. Принцип действия датчика основан на акселерометрии – он трансформирует энергию колебаний блока цилиндров в электрические импульсы, которые в виде сигналов посылаются в блок управления мотором. Здесь сигналы расшифровываются, и электроника вносит коррективы в величину угла опережения зажигания и соотношение бензина и воздуха в рабочей смеси.
Конструкционно датчик детонации представляет собой пьезоэлектрический элемент, размещенный в защитном корпусе. При возникновении детонации на краях данного элемента образуется напряжение. И чем выше амплитуда и частота механических колебаний блока цилиндров, тем больше становится величина данного напряжения.
Однако возможности роста напряжения принудительно ограничены на уровне определенного критического значения. При его превышении в блок управления двигателем отправляется соответствующая команда, которая уменьшает угол опережения зажигания и/или изменяет соотношение бензина и воздуха в ТВС. При отключении датчика от двигателя, но сохранении связи с блоком управления, электронная система начинает работать в режиме «все в порядке», не реагируя на возникающую детонацию. Поэтому исправность указанного датчика имеет большое значение для сохранения работоспособности двигателя и предотвращения его преждевременного износа.
Основные причины детонации зависят от конкретных условий при которых детонация в двс возникает. Задача определить что именно не хватает двигателю для нормальной работы.
Прошивки и детонация
Помимо причин, описанных выше, также имеют влияние изменения, направленные на повышение экономичности топлива. «Экономичная прошивка» заключается в следующих усовершенствованиях:
- Установка неподходящего калильного числа свечей зажигания.
- Изменения в топливной аппаратуре.
- Чип-тюнинг электронного блока ЭБУ с целью внесения корректировок топливных карт.
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.
Детонация при запуске двигателя
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:
- Уменьшить количество, впрыскиваемого горючего.
- Разделить камеры сгорания (предварительный отсек, рабочий).
- Впрыскивать топливо по методу MAN.
- Добавлять специальные присадки в дизтопливо, за счет которых происходит ускорение возгорания.
Детонация дизельного двигателя после выключения зажигания возникает по следующим причинам:
