Мини-взрыв происходит только во время движения автомобиля; двигатель не может взорваться при выключенном зажигании. Если водителя испугал странный шум или другие признаки неисправности, причину следует искать в другом месте, поэтому рекомендуется немедленно посетить мастерскую.
Детонация в двигателе: откуда она берется и чем грозит
Когда наши бабушки и дедушки, которые ездили на карбюраторных двигателях, слышали странный шум в двигателе, они всегда объясняли, что это стук! Действительно, вопрос касался обычного взрыва. Сохранилась ли она до наших дней?
Взрывы не были редкостью в автомобилях с карбюраторами. Кроме того, его внешний вид иногда был даже желанным! Ниже я расскажу, как он был использован для достижения оптимальной настройки двигателя.
Пальчики стучат?
Давайте определим, что такое разрядка и что ее вызывает.
Каждый, кто слышал о гражданской обороне и защите от ядерного взрыва, знает, что одним из последствий такого взрыва является ударная волна. Кстати, мы также сталкиваемся с ударной волной в сверхзвуковом самолете. Вкратце, это волна, которая распространяется через среду (в нашем случае воздух) со скоростью звука. Любое препятствие — будь то стена или перепонка нашего уха — оказывает ощутимое воздействие. Следует помнить, что скорость звука в воздухе обычно указывается как 330 м/с.
Давайте теперь совершим путешествие в цилиндр двигателя — в момент воспламенения горючей смеси. Когда горение происходит обычным способом, скорость распространения фронта пламени и, следовательно, роста давления невелика (обычно до 50 м/с). Иногда, однако, создаются условия для сгорания при более высоких скоростях. Рост давления происходит со скоростью звука в данной среде. Это намного выше, чем на открытом воздухе, потому что температура в цилиндре намного выше. Я не буду утомлять вас формулами, но поверьте мне, скорость звука увеличивается с ростом температуры.
Поэтому, когда фронт пламени распространяется со скоростью звука, ударная волна, обладающая значительной энергией, производит эти шумы в деталях двигателя, которые мы называем ударами зажигания. Самое краткое и правильное определение термина «воспламенение» — это, как правило, «сгорание во фронте ударной волны». Звук, конечно, производится не пальцами поршня. Для этого требуются такие большие расстояния, что штифты очень быстро сломались бы даже при нормальных условиях эксплуатации. Характерный шум создается стенками камеры сгорания, соприкасающимися с внезапной волной давления. Можно ли этого избежать? Этого можно избежать.
Поворачивая рокер распределителя, можно было добиться наиболее сильного зажигания и полностью устранить его.
Опережаем зажигание
Как в прошлом регулировался угол зажигания? Для этого был изменен начальный угол распределителя. Не вдаваясь в конструкцию этого довольно сложного и капризного узла с центробежным регулятором и вакуумным регулятором, следует отметить, что его первоначальная регулировка оказала значительное влияние на производительность и экономичность двигателя.
Поэтому зажигание должно происходить как можно раньше, но не настолько, чтобы вызвать сильный взрыв. Поэтому проверка настроек обычно проводилась во время движения: Двигатель полностью прогрет, скорость 40 км/ч, четвертая передача, акселератор выжат. Несколько раз раздавался треск, напоминающий удар ключом по капоту. При разгоне двигателя зажигание должно было исчезнуть. Почти каждый бензиновый двигатель «хочет» работать с максимально ранним зажиганием, и ему мешает только детонация, что неприемлемо для вождения.
На инициирование горения при воспламенении влияет множество факторов. Даже незначительный перегрев двигателя ускоряет возникновение этого явления, как и изменение температуры окружающей среды и, конечно, качество бензина. В конце концов, нам знакомы такие термины, как восемьдесят, девяносто два, девяносто пять: октановое число топлива! А сопротивление воспламенению девяносто пятого и девяносто восьмого бензина выше, чем у устаревшего октанового.
В какой-то момент на рынке появились даже электронные октан-корректоры, которые, конечно, могли вызвать только определенную (регулируемую вручную) задержку момента зажигания по сравнению с нормальным значением. Они были особенно полезны на автомобилях, оборудованных сжиженным газом, так как обеспечивали оптимальный момент зажигания для обоих видов топлива.
Датчик зажигания на двигателе Lada 4×4.
Так было до появления двигателей с впрыском топлива и «интеллектуальной» системы управления с многочисленными контурами обратной связи.
Последствия взрыва представляют наибольшую опасность для автомобиля. Он может возникнуть при неравномерном распределении воздуха и топлива в цилиндрах, что приводит к внезапным, неконтролируемым взрывам.
Описание детонации и ее последствий
Когда водитель нажимает на педаль акселератора при разгоне автомобиля, топливная смесь, поступающая в цилиндры, подвергается очень высокому давлению и температуре. Давление увеличивается по мере движения поршня вверх, и топливо воспламеняется свечой накаливания. Распространение пламени в камере сгорания создает дополнительное давление.
Под воздействием чрезвычайно высокой температуры и повышенного давления оставшаяся топливная смесь самовоспламеняется и производит одну взрывную волну за другой с быстро нарастающей амплитудой.
Происходит неконтролируемая цепная реакция, при которой пламя давит на гильзу с огромной скоростью, обороты двигателя увеличиваются до бесконечности — двигатель разрушается, самопроизвольно вращается. Такую ситуацию трудно контролировать.
Последствия воспламенения двигателя показаны в следующих анализах:
- Излом краев поршня.
- Повреждение стенок цилиндра.
- Трещина в прокладке головки блока цилиндров.
- Повреждение датчика дроссельной заслонки.
При нормальной работе двигателя происходит равномерное сгорание топливной смеси, и энергия передается поршням.
Причины возникновения детонации при включении мотора на холодную
Зажигание происходит при запуске, когда пустая топливно-воздушная смесь вводится в один или несколько цилиндров. Это происходит из-за засорения форсунок.
Если происходит засорение, количество подаваемого топлива уже не может достичь номинального значения. Чтобы определить причину засорения, проверьте фильтр грубой очистки и фильтры на каждой форсунке.
Холодный двигатель часто восстанавливается после предварительного накаливания и прекращения зажигания двигателя.
Корректировка работы двигателя при помощи электронного управления
Электронный блок управления (ЭБУ), установленный на автомобилях с инжекторным двигателем, регулирует параметры топливной смеси. ЭБУ корректирует угол зажигания, принудительно уменьшая объем впрыскиваемой топливной смеси.
Причины зажигания частично исчезают, но мощность двигателя при такой регулировке значительно снижается. Если форсунки заблокированы, ЭБУ не всегда может выполнить функцию балансировки.
Возникновение стучащих шумов в различных режимах работы дизельного двигателя. Устранение неполадок. Характер стука кривошипно-шатунного механизма, ГРМ, топливной системы.
Детонация дизеля, внешние проявления и причины
Когда мы говорим о воспламенении дизельного двигателя и его причинах, важно отметить следующее. Мгновенное сгорание обусловлено тем, что все количество топлива воспламеняется сразу, а не постепенно. Процесс начинается раньше, до расчетного угла поворота коленчатого вала, когда поршень еще не достиг так называемой верхней мертвой точки.
Воспламенившиеся газы мгновенно расширяются, но поршень, который только поднимается, сжимает их, увеличивая давление в камере сгорания.
Воспламенение топливно-воздушной смеси фактически является мини-взрывом, давление которого действует на стенки цилиндра, а также на днище поршня, ударяющего по газам. При ударе генерируются звуковые волны и возникает неприятный дребезжащий шум.
Помимо появления необычных шумов во время работы двигателя, характерным признаком воспламенения двигателя при разгоне является изменение цвета и состава выхлопных газов. К другим внешним признакам взрыва относятся следующие:
- снижение температуры выхлопных газов,
- черный дым из выхлопной системы,
- нестабильность работы двигателя, приводящая к потере управления,
- кратковременная потеря мощности,
- повышение температуры критических деталей двигателя.
Причины мини-взрыва зависят от многих факторов, особенно от точного времени, когда произошел взрыв. Например, искра при запуске двигателя обычно вызвана обеднением топливной смеси из-за засорения форсунок. Для обнаружения засора проверяются все фильтры топливной системы. Нормальная работа обычно восстанавливается после прогрева двигателя и прекращения возгорания.
Осечки в работе дизельных двигателей при разгоне могут быть вызваны следующими причинами
- неисправен датчик дроссельной заслонки,
- топливо низкого качества,
- вышеупомянутые засоренные или неисправные топливные форсунки.
Эксперты утверждают, что после повторной активации датчика дроссельной заслонки силовая установка будет работать нормально при любых условиях, включая более высокие обороты двигателя. В этом случае наличие или отсутствие зажигания можно определить только при выключенной коробке передач и под большой нагрузкой.
Мини-взрыв происходит только во время движения автомобиля; двигатель не может взорваться при выключенном зажигании. Если водителя испугал странный шум или другие признаки неисправности, причину следует искать в другом месте, поэтому рекомендуется немедленно посетить мастерскую.
Датчик детонации
Недавно появилось устройство, известное как датчик зажигания дизельного двигателя. Это специальный компонент, который контролирует уровень зажигания во время работы двигателя внутреннего сгорания.
Устройство обычно устанавливается в блоке цилиндров.
Это делается для того, чтобы максимально увеличить производительность двигателя и достичь оптимальной экономии топлива без компромиссов. Датчик зажигания служит для раннего предупреждения электронного блока управления, если зажигание превышает допустимый предел.
Как устранить детонацию в дизеле
Прежде чем устранить детонацию, важно определить ее причину. В подавляющем большинстве случаев это неправильный угол зажигания и обедненная топливно-воздушная смесь, вызванная некачественным топливом.
Для устранения взрыва обычно принимаются следующие меры:
- Работа двигателя на более высоких оборотах, когда время сгорания, связанное с максимальным давлением, значительно меньше.
- Использование интеркулера для охлаждения воздуха перед его поступлением в цилиндры.
- Использование высококачественного мазута.
- Торможение системы привода для прогнозирования момента зажигания.
Искра зажигания обычно присуща бензиновым двигателям, но и у дизельных двигателей есть свои подводные камни. При работе интеркулера степень сжатия воздуха в дизельных двигателях составляет от 14:1 до 25:1. При сжатии воздух нагревается, а при впрыске воспламеняется топливо.
Топливо с неподходящим октановым числом или низкого качества
Если в бензобак случайно залить топливо с более низким октановым числом, чем рекомендовано производителем автомобиля, то почти со 100-процентной уверенностью можно сказать, что цилиндр вспыхнет.
Бензин низкого качества может воспламеняться при более низкой степени сжатия, чем степень сжатия в цилиндре, что приводит к воспламенению топлива.
Чтобы обезопасить себя от такого опасного явления, как детонация двигателя, следует строго придерживаться рекомендаций производителя автомобиля относительно используемых видов топлива, посещать только авторитетные автозаправочные станции и не хранить бензин в баке более года (рекомендуется сливать топливо перед повторным использованием автомобиля после длительного простоя).
Неправильно настроенное зажигание
Регулировка зажигания должна выполняться только опытным техником. Даже незначительное отклонение от нормы может привести к взрывному горению. Если момент зажигания в цилиндре смещен слишком сильно, сгорание может происходить при открытом впускном или выпускном клапане. При возникновении этой неисправности может также произойти взрывное воспламенение в выхлопном или впускном тракте. В последнем случае при эксплуатации бензинового двигателя может возникнуть пожар, поскольку топливо в карбюраторе взрывается, и огонь может распространиться на другие части моторного отсека автомобиля. Эта проблема обычно не возникает в двигателях с впрыском топлива.
Неисправные свечи
Если причиной детонации двигателя являются неисправные свечи зажигания, то обнаружить и устранить это явление несложно. Если двигатель «троит», осечка обычно вызвана отказом одного из компонентов, отвечающих за воспламенение бензина. Попеременное зажигание на разных цилиндрах также возможно из-за приобретения некачественных свечей зажигания, а также использования компонентов с неподходящим коэффициентом накаливания.
Обедненная топливовоздушная смесь
Если концентрация паров бензина в цилиндре недостаточна для воспламенения, воздушно-топливная смесь не воспламенится, даже если свечи зажигания находятся в хорошем состоянии. Во время следующего цикла сжатия уже может быть избыток топлива, который может вызвать воспламенение.
Нередко обедненная топливно-воздушная смесь вызывает воспламенение в выхлопной трубе. Если пары сгорания не воспламеняются вовремя, то при открытии выпускного клапана значительная их часть может быть вытеснена из цилиндра в коллектор.
Нагар на стенках цилиндров
Обильный нагар на стенках цилиндра и коронке поршня приводит к самопроизвольному воспламенению топливно-воздушной смеси. Воспламенение может произойти практически в любой фазе группы цилиндров и поэтому крайне опасно для технического состояния двигателя.
Типичным признаком загрязнения обычно является взрывное сгорание после достаточного прогрева двигателя.
Неисправность системы охлаждения
Если система охлаждения неисправна, чрезмерный нагрев камеры сгорания может привести к взрыву топливно-воздушной смеси. Наиболее слышимые звуки — это микроудары, вызванные повышенной температурой при высокой частоте вращения коленчатого вала.
Детонация в дизельном двигателе
Детонация дизельного двигателя может быть вызвана следующими отклонениями:
- Неправильная синхронизация впрыска топлива.
- Использование некачественного мазута.
- Перегрев двигателя.
Хотя в дизельном двигателе топливо сгорает из-за избыточного тепла при сжатии топливовоздушной смеси, чрезмерное сжатие или повышенная температура могут вызвать преждевременное воспламенение топлива.
Как устранить детонацию двигателя
Если во время работы двигателя слышен звук воспламенения, необходимо как можно скорее устранить это явление. Взрывное сгорание особенно опасно при запуске холодного двигателя, так как длительное отсутствие самостоятельной работы двигателя может привести к переполнению цилиндров. В такой ситуации топливо может попасть в выпускной коллектор и — если компрессионные кольца сильно изношены — даже в пространство под поршнем. Взрывное воспламенение топлива в такой ситуации может привести к механическому разъединению компонентов выхлопной системы и деталей двигателя.
Методы устранения симптомов воспламенения в цилиндре зависят от причины взрывного горения.
Несоответствующее октановое число
При первом подозрении на то, что используется бензин с более низким октановым числом, бак следует опорожнить и залить бензин соответствующего класса. Иногда владелец автомобиля хочет сэкономить и намеренно покупает более дешевое топливо на заправках, но это может быть мошенничеством. Например, недобросовестные продавцы добавляют в низкооктановый бензин дешевые реагенты для улучшения сгорания топливно-воздушной смеси. Недостатками использования таких веществ являются коррозия деталей поршневого цилиндра и воспламенение из-за испарения химических компонентов, повышающих октановое число топлива.
Неправильно выставленное зажигание
Если ранее проводились ремонтные работы, требующие снятия распределителя зажигания, то при повторной установке этого компонента может произойти значительная задержка зажигания в цилиндрах. При возникновении этой проблемы двигатель будет постоянно «чихать» или в выпускном коллекторе будет слышен хлопающий звук. Для устранения явления воспламенения сгорания требуется специальная регулировка момента зажигания.
Если нет абсолютной уверенности в том, что система распределения крутящего момента сцинтиллятора неисправна, не следует проводить ремонтные работы. Заводские настройки этой системы наиболее корректны, но если причина воспламенения двигателя не связана с неисправным распределителем, это означает, что существует другая техническая проблема, которую, вероятно, необходимо устранить в специализированной мастерской.
Неисправные или несоответствующие свечи зажигания
Если вы слышите срабатывание только в одном цилиндре и двигатель «горячий», очень вероятно, что свеча зажигания неисправна. Вы можете определить, какой цилиндр не срабатывает в нужное время, поочередно отсоединяя провода свечей зажигания, идущие от распределителя зажигания.
Если обнаружена неисправная свеча зажигания, ее можно поджечь газовой горелкой или очистить пескоструйной обработкой. Если восстановить работоспособность компонента невозможно, следует приобрести новое изделие, но лучше купить полный комплект качественных компонентов и установить их во все цилиндры двигателя.
Если вы случайно установили свечи зажигания с неправильным калибром или длиной вала, следует немедленно заменить их на изделия, рекомендованные производителем автомобиля.
Детонация двигателя после выключения зажигания
Зажигание двигателя происходит при наличии точек накаливания в рабочем объеме цилиндра. Наиболее распространенной причиной является слой нагара, который светится красным цветом при работе двигателя.
При прогреве двигателя это явление может полностью исчезнуть. Необходимо проверить фильтр грубой очистки, а затем фильтры всех форсунок, а засорение самой форсунки является довольно серьезной проблемой. И борьба с ним будет дорого стоить в финансовом плане.
Что делать?
Широкое использование датчиков выстрела облегчило эту проблему. Они реагируют на высокочастотные колебания блока цилиндров, возникающие при зажигании. Пьезокерамический чувствительный элемент генерирует сигнал переменного напряжения. Если его величина и частота указывают на то, что стенка цилиндра вибрирует, блок управления впоследствии регулирует момент зажигания и подачу топлива. Датчик зажигания обычно расположен на внешней стенке блока цилиндров в середине или в каждом ряду цилиндров, если двигатель V-образный.
Эксперты знают несколько основных причин, по которым топливо взрывается в двигателе.
- Прежде всего, следует сразу отметить использование низкооктанового бензина в агрегатах с высокой степенью сжатия. Проще говоря, октановое число бензина (АИ-92, 95 или 98) указывает на его устойчивость к детонации, а не на его качество, как ошибочно полагают многие.
Использование топлива с неправильным октановым числом для конкретного двигателя, естественно, приведет к воспламенению топливно-воздушного заряда при высоком сжатии. Следует также добавить, что простые двигатели без ЭБУ и датчика зажигания подвержены большему риску.
- Окрашивание двигателя. Важно понимать, что современные двигатели не только зарубежных, но и отечественных автомобилей сильно отличаются от своих советских аналогов. Короче говоря, если двигатели Москвича 2141 имели степень сжатия около 7 единиц и нормально работали на любом топливе, то современные двигатели имеют от 9 до 11 и более единиц.
Уменьшение физического объема камеры сгорания из-за образования слоя углеродистых отложений приводит к большему сжатию топливного заряда в цилиндре, что приводит к детонации. Когда это усугубляется низким качеством топлива на местных АЗС, риск возрастает еще больше.
- Образование смеси нарушается. В этом случае очень «богатая» смесь, т.е. слишком много топлива по отношению к количеству воздуха, может привести к взрыву.
Обратите внимание, что такая детонация может быть временной и часто не замечается водителем, но никакого ущерба двигателю не наносит.
- Угол опережения момента зажигания (момент зажигания). Проще говоря, момент зажигания определяет, когда искра зажигания попадает в камеру сгорания. Учитывая, что топливо обычно не взрывается, а горит, очевидно, что процесс горения также занимает некоторое время.
Необходимо следить за тем, чтобы максимальное давление газов в поршне, которые образуются при сгорании топлива, достигалось в точный момент хода поршня. Только таким образом энергия расширяющихся газов может быть эффективно передана через поршень коленчатому валу.
Для этого искра зажигания может подаваться незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (TDC). Топливо успевает воспламениться, газы расширяются, и давление в поршне увеличивается, как только поршень достигает верхней мертвой точки, а затем опускается.
Самостоятельная полировка линз фар шаг за шагом,…
Дизельное топливо для лета — зачем и когда его использовать
Вы должны знать, что неправильный выбор момента зажигания (смещение момента зажигания ближе к верхней мертвой точке), когда смесь воспламеняется почти после того, как поршень уже достиг верхней мертвой точки, часто является причиной явления пожара. Это также традиционно усугубляется низким качеством топлива.
Для чего используют датчик детонации
Для контроля опасного взрыва современный автомобиль оснащен датчиком. Он расположен в блоке двигателя. Какое влияние оказывает датчик на двигатель? Его задача — преобразовать энергию механических колебаний в электрические сигналы. В корпусе установлена пьезоэлектрическая пластина. Он подает напряжение, которое пропорционально амплитуде вибрации.
Технология датчика зажигания контролирует состав смеси и момент зажигания.
Датчик представляет собой акселерометр, непрерывно посылающий импульсы в блок управления двигателем (ЭБУ), который после обработки сигналов выдает команды на изменение состава воздушно-топливной смеси или времени зажигания.
Если датчик выходит из строя, ЭБУ не может полностью контролировать работу двигателя и намеренно устанавливает замедленное зажигание. При таком решении можно перевести двигатель в энергосберегающий режим, но расход топлива увеличивается в 1,5-2 раза, а производительность резко снижается.
Коротко о главном
После выключения двигателя он может снова не воспламениться — такое неустойчивое «дерганье» называется дизелингом. Это явление не опасно. Это происходит из-за того, что топливо поступает в цилиндры при выключенном зажигании. Обычно это происходит в карбюраторных двигателях с неисправным ECM.
Зажигание происходит только при работающем двигателе и сопровождается характерным металлическим звуком. Она возникает на низких оборотах двигателя под нагрузкой, в движении, после заправки низкооктановым бензином и при неправильной установке угла опережения зажигания в карбюраторном двигателе. В двигателе с топливными форсунками за последнее отвечают датчик зажигания двигателя и ЭБУ.
