Что такое детонация в двигателе
Перейти к содержимому

Что такое детонация в двигателе

  • автор:

Детонация в бензиновом двигателе

Детонация в бензиновом двигателе

Детонация в двигателе – это самопроизвольное воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. Ударная волна, которая возникает при детонации может достигать скорости до 2000 м/с, это многократно превышает стандартную скорость распространения пламени до 50 м/с при исправном силовом агрегате. Характерный металлический звук возникает из-за резкого возрастания давления в цилиндре при неправильном сгорании топливно-воздушной смеси.

Воспламенение ТВС в исправном двигателе

Работа бензинового двигателя устроена таким образом, что на такте сжатия топливно-воздушная смесь воспламеняется при помощи свечи зажигания верхней мертвой точке поршня. От дугового разряда свечи распространяется фронт пламени, который равномерно распространяется по стенкам камеры сгорания. Для каждого из цилиндров рассчитывается по углу поворота кривошипа коленчатого вала угол опережения зажигания.

В исправном двигателе высвободившееся энергия от воспламенения ТВС воздействует на поршень приблизительно на 10° после верхней мертвой точки поршня. При таком фронте распространения пламени детали цилиндро поршневой группы не испытывают ударных нагрузок и достигается максимальное КПД.

Воспламенение ТВС при детонации

При детонации изначально воспламенение топливно-воздушной смеси инициируется свечой зажигания. Но из-за избыточного давления и высокой температуры возможно самопроизвольное воспламенение топливной смеси. Результатом становится второй, почти «параллельный» процесс воспламенения внутри цилиндра. Вследствие чего сталкиваются два фронта распространения пламени из-за такого столкногвения может возникнуть калильное зажигание.

Перегретая зона в камере сгорания является наиболее вероятной точкой возникновения калильного зажигания. Разогретые отложения продуктов сгорания могут воспламенить ТВС, когда поршень находится еще на ранней стадии такта сжатия, далеко от верхней мертвой точки. Ударные нагрузки губительно будут воздействовать на детали цилиндра поршневой группы и кривошипно-шатунный механизм.

диагностика автомобиля

Ищите причину поломки? Звоните сейчас, бесплатная консультация!

По каким причинам возникает детонация в двигателе?

В современных автомобилях с инжекторы двигателем данная проблема не так распространена, как в карбюраторных. Основные причины возникновения детонации:

  • Использование бензина с низким октановым числом. Топливо с низким октановым числом воспламеняется при меньшей степени сжатия 7,0 бензин марки А-76. Современные автомобили работают на бензине с высоким октановым числом, что позволяет ему воспламенятся при высшей степени сжатия 9,0 бензин марки АИ-95. Также эта проблема возникает при заправке некачественным бензином.
  • Обедненная топливно-воздушной смесь. Состав такой смеси воспламеняется до поступления дугового разряда от свечи зажигания за превышенного содержания воздуха и недостаточного количества топлива. Высокие температуры в цилиндре стимулируют появление окислительных процессов, являются причиной преждевременного воспламенения.
  • Ранее зажигание. При увеличенном угле зажигания процесс воспламенения начинается во время движения поршня к верхней мертвой точке. Фронт распространения пламени, вызванный преждевременным воспламенением топливно-воздушной смеси, воздействует ударной нагрузкой на поршень, который не достиг верхней мертвой точки.
  • Закоксованность камеры сгорания. Со временем на стенках цилиндра может образоваться слой отложений. Большое количество отложений приводит к возрастанию рабочей температуры в камеры сгорания, что приводит к самовоспламенению топливно-воздушной смеси.
  • Свечи зажигания. Также причиной детонации может стать и перегретый электрод свечи зажигания. Для предотвращения данного сценария, необходимо устанавливать свечи зажигания, которые рассчитаны для вашего автомобиля с правильной температурной нагрузкой. Также свечи должны устанавливаться с верным моментом затяжки. Калильное число свечи должно точно соответствовать рекомендованному числу для вашего двигателя.
  • Неисправная система охлаждения. В перегретом силовом агрегате возрастает давление в цилиндрах, что приводит к самовоспламенению топливно-воздушная смеси.

От данной проблемы инжекторные двигателя с электронной системой подачи топлива оберегает датчик детонации. Датчик применяется для выявления некорректного горения ТВС в бензиновом двигателе. Случае выявления детонации датчик передает информации на электронный блок управления двигателя. В свою очередь ЭБУ сдвигает момент опережения зажигания на более раннюю стадию, что позволяет устранить проблему.

Если датчик выходит из строя или его параметры выходят из заданного диапазона на приборной панели загорается световой индикатор Check Engine. При проведении компьютерной диагностики сканер считает одну из ошибок P0325, P0326, P0327, P0328.

Основные признаки детонации в двигателе

По некоторым особенностям нестабильной работы автомобиля можно предположить, что в его цилиндрах происходит детонация. Некоторые из признаков также могут указывать и на другие поломки.

Во Время работы из подкапотного пространства доносится звук ударения металла об метал. Особое внимание стоит обратить если данный звук слышете при высоких оборотах или вовремя работы под нагрузкой.

Ощутимое падение мощности. При таких признаках двигатель начинает нестабильно работать, глохнет на холостых оборотах. Данный признак особенно актуален для автомобилей с карбюраторным двигателем. Увеличивается время, за которое автомобиль набирает обороты, особенно если он груженый

Поломки, которым приводит детонация

Длительная эксплуатация автомобиля с детонацией приводит к дорогостоящему ремонту, в некоторых случаях и замене силового агрегата. Тут все просто дольше ездите на неисправном автомобиле сильнее разрушается двигатель.

Особо разрушительное влияние оказывается на блоки из алюминиевых сплавов. Для старых чугунных блоков цилиндров это явление тоже пагубно влияет, но они более ремонтно пригодные.

  • Прогорание прокладки ГБЦ. Даже самые современные материалы из которых изготавливаются прокладки ГБЦ не устойчивы к высоким температурам вызванных детонации до 3700 ℃.
  • Повреждения поршня. Разрушение перемычек между кольцами поршня, данная поломка может возникнут самой первой из-за ударных нагрузок и высокой температуры. Прогорание или оплавление поршня.
  • Изгиб шатуна. За ударные нагрузки может меняться геометрия детали.
  • Повреждение клапанов. От ударных нагрузок и воздействия высокой температуры клапана могут разрушатся, прогорать.
  • Повреждение ГБЦ. Если долго игнорировать проблему, это может привести к самым тяжелым поломкам и дорогостоящим в ремонте повреждению головки блока цилиндров.

Все вышеперечисленные неисправности двигателя являются очень серьезными и дорогостоящими в ремонте их необходимо устранять незамедлительно!

Что может сделать самостоятельно?

Заправляйтесь бензином, который рекомендует автопроизводитель. Стараться избегать сомнительных автозаправок, которые могут торговать поддельным бензином, который не будет соответствовать необходимым требованиям сжатия.

Для предотвращения образования нагара в камере сгорания, который препятствует отводу тепла и увеличивает степень сжатия. Необходимо регулярно на короткое время разогнать свой автомобиль до максимальной скорости. Кстати требования скоростного режима 50 километров в час очень сильно способствуют образования нагара. Выезжайте иногда на трассу дайте автомобилю подышать.

Детонация двигателя

Детонация — это нарушение процесса сжигания топливной смеси в камере сгорания, когда горение происходит не плавно, а взрывообразно. При этом топливовоздушная смесь взрывается не от искры, идущей от свечи, а самопроизвольно, от сверхвысокого давления и температуры в камере сгорания. Скорость горения детонационных вспышек так велика, что можно говорить о микровзрывах в сжатой топливовоздушной смеси. Микроскопические мощные вспышки дают скачки давления — формирующие ударные волны. Процесс горения превращается в хаос, экономичность двигателя и полезная мощность падает, двигатель перегревается, происходит интенсивное разрушение поршня, клапанов, компрессионных колец, вообще всех элементов присутствующих в камере сгорания.

Естественно, что в первую очередь это явление вредит стенкам цилиндров, поршням и прокладке ГБЦ.

Детонация обычно свойственна двигателям, работающим на бензине (карбюраторным и инжекторным), в том числе, оснащенных газобаллонным оборудованием (ГБО). Дизельные моторы работают по иной схеме, и там, в основном, другие причины ее возникновения.

Причины возникновения детонации двигателя

Чаще всего детонация может возникать на старых карбюраторных двигателях, хотя в некоторых случаях этот процесс может возникнуть и на современных инжекторных моторах. К причинам, по которым может возникнуть детонация, относится:

  • Чрезмерно обедненная топливовоздушная смесь. Ее состав может воспламениться еще до того, как в камеру сгорания попадет искра.
  • Ранее зажигание. При увеличенном угле зажигания процессы воспламенения топливовоздушной смеси начинаются еще до попадания поршня в «верхнюю мертвую точку».
  • Использование неподходящего топлива. Если в бак автомобиля был залит бензин с более низким октановым числом.
  • Высокая степень сжатия в цилиндрах. Другими словами, закоксованность или иное загрязнение в цилиндрах двигателя, которое постепенно накапливается на поршнях. И чем больше нагара — тем выше вероятность детонации в нем.
  • Неисправная система охлаждения двигателя. Если двигатель перегревается, то давление в камере сгорания может расти, а это, в свою очередь, может стать причиной детонации при соответствующих условиях.

Также существует ряд факторов, влияющих на появление детонации в отдельно взятых двигателях:

  • Степень сжатия двигателя. Ее значение обусловлено особенностями конструкции ДВС, поэтому если мотор имеет высокую степень сжатия — он более предрасположен к появлению детонации.
  • Форма камеры сгорания и днища поршня. Это также конструктивная особенность мотора, и некоторые современные небольшие по объему, но мощные двигателя также склонны к детонированию (однако электроника новых ДВС практически не допускает этот процесс).
  • Форсированные двигатели. Обычно у них этих двигателей температура горения топлива и давление сжатия очень высокое, соответственно, они также предрасположены к детонации.
  • Турбированные моторы. Аналогично предыдущему пункту.

Признаки возникновения детонации

Существует ряд признаков, по которым косвенно можно определить, что в двигателе конкретного автомобиля возможно происходит детонация:

  • Появление металлического звука из двигателя при его работе. Это актуально, когда мотор работает под нагрузкой и/или на высоких оборотах. Звук похож на тот, который происходит, когда ударяются друг о друга две железные детали. Он как раз и вызван взрывной волной.
  • Падение мощности двигателя. Обычно при этом двигатель работает не стабильно, может глохнуть при работе на холостых оборотах, падают динамические характеристики.

Признаки выхода из строя датчика детонации:

  • нестабильная работа двигателя на холостых оборотах;
  • падение мощности мотора и в целом динамических характеристик машины (слабо разгоняется — не тянет);
  • повышенный расход топлива;
  • затрудненный пуск двигателя при низких температурах.

Признаки идентичны тем, которые возникают при позднем зажигании.

Последствия детонирования

Последствия детонации в двигателе автомобиля очень серьезные, и ни в коем случае нельзя затягивать выполнение ремонтных работ, ведь чем дольше ездить — тем большим разрушениям подвергается двигатель и его отдельные части. Так, к последствиям детонирования относится:

  • Сгорание прокладки ГБЦ. Материал, из которого она выполнена, не рассчитан на работу в условиях повышенной температуры и повышенного давления, при детонации — она быстро выйдет из строя.
  • Ускоренный износ элементов цилиндропоршневой группы. Это касается всех его элементов. И если двигатель уже не новый или на нем давно не проводили капитальный ремонт, то это может очень плохо кончиться, вплоть до его полного выхода из строя.
  • Пробой головки блока цилиндров. Это случай один из самых сложных и опасных, но если долго ездить с детонацией, то его реализация вполне возможна.
  • Прогорание поршня/поршней. При этом зачастую его/их ремонт невозможен и его/их нужно будет только менять.
  • Разрушение перемычек между кольцами. Под воздействием высоких температуры и давления они могут разрушиться одними из самых первых среди других деталей двигателя.
  • Изгиб шатуна. Тут аналогично, в условиях взрыва его корпус может поменять свою форму.
  • Подгорание тарелок клапанов. Это процесс происходит очень быстро и имеет неприятные последствия.

Как убрать детонацию — методы профилактики

Методы борьбы с детонированием:

  • Использование топлива с параметрами, рекомендованными автопроизводителем. В частности, это касается октанового числа (нельзя его занижать). Необходимо заправляться на проверенных заправках и не заливать в бак всякий суррогат.
  • Установить более позднее зажигание.
  • Выполнить раскоксовку — почистить двигатель, то есть, сделать объем камеры сгорания нормальным, без нагара и грязи. Это можно сделать и самостоятельно в гаражных условиях, с использованием специальных средств.
  • Выполнить ревизию системы охлаждения двигателя. В частности, проверить состояние радиатора, патрубков, термостата. Также не забудьте проверить уровень антифриза и его состояние (если он давно не менялся, то лучше поменяйте).
  • Правильно эксплуатировать машину — не ездить на высоких передачах с малой скоростью и не перепрошивать ЭБУ с целью экономии топлива.

Двигатель детонирует во время разгона: как распознать детонацию и что делать в этом случае

Давайте начнем с того, что опытные механики и сами водители способны выявить ряд неисправностей двигателя, просто слушая звук его работы. Часто новичков не сильно пугают странные звуки, такие как «звон» при резком нажатии на газ на высоких передачах или «бубнящий» звук после выключения зажигания. Однако зачастую эти звуки свидетельствуют о детонации двигателя.

Иногда такие звуки неправильно приписывают стуку поршневых пальцев. Однако важно осознать, что причина может быть не в поршневых пальцах, а в детонации, что впоследствии может привести к серьезным проблемам и дорогостоящему ремонту двигателя.

Следует помнить, что стук поршневых пальцев обычно проявляется на сильно изношенных моторах, где уже есть проблемы с поршнями, кольцами и так далее. Звонкие стуки в относительно «молодом» двигателе с нормальными компонентами говорят о других проблемах и не являются результатом ударов металла по металлу.

В таких случаях металлический звон возникает из-за нарушения процесса сгорания топлива в цилиндрах. Далее мы рассмотрим, по каким причинам возникает детонация двигателя при разных режимах работы, таких как холостые обороты или резкое ускорение. Мы также обсудим, как водителям поддерживать надежность двигателя и продлевать его срок службы.

Детонация двигателя: основные признаки

Двигатель детонирует во время разгона

Таким образом, детонация — это непредсказуемый хаотичный процесс сгорания топлива, который больше напоминает взрывы внутри цилиндра. Эти взрывы происходят в неподходящее время, например, в момент сжатия, когда поршень все еще движется вверх. Это приводит к образованию ударных волн и высокому давлению, что создает огромную нагрузку на компоненты цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, буквально разрушая двигатель.

Детонацию можно выявить не только по звуковым признакам, но и по ряду других признаков. В первую очередь, при детонации мощность двигателя снижается при нажатии на педаль акселератора. Кроме того, двигатель может выбрасывать небольшое количество серовато-черного дыма при резком нажатии на газ. Обычно сильная детонация сопровождается перегревом двигателя, а его работа на холостых оборотах и под нагрузкой может стать крайне нестабильной, с прыжками оборотов и другими неполадками.

Почему возникает детонация в цилиндрах двигателя

Специалисты выделяют несколько основных причин, по которым происходит детонация в двигателе.

В первую очередь, стоит обратить внимание на использование низкокачественного бензина в двигателях с высокой степенью сжатия. Октановое число бензина (АИ-92, 95 или 98) фактически указывает на его способность устойчиво сгорать, а не только на его качество, как часто неверно думают.

Использование бензина с несоответствующим октановым числом для конкретного двигателя может привести к детонации топливовоздушной смеси при сильном сжатии. Простые двигатели без системы управления зажиганием и датчика детонации более подвержены этому риску.

Заслуживает внимания также накопление угарных отложений в двигателе. Важно понимать, что современные двигатели сильно отличаются от старых моделей, включая даже автомобили времен СССР. Сегодняшние двигатели имеют высокие степени сжатия (обычно от 9 до 11 и более единиц), в то время как старые модели «Москвич» 2141 имели степень сжатия около 7 единиц и работали нормально на различных топливах.

Следовательно, нагар, собравшийся в камере сгорания и сокративший ее объем, может вызвать детонацию топливовоздушной смеси. Если к этому добавить низкое качество топлива на российских АЗС, то риск детонации возрастает.

Нарушение процесса смешивания воздуха и топлива также может привести к детонации. В этом случае смесь может быть слишком «богатой», то есть содержать слишком много топлива по сравнению с объемом воздуха. Это может вызвать кратковременную детонацию, которую водитель часто не замечает, но это не значит, что она не наносит вред двигателю.

Угол опережения зажигания (УОЗ) играет важную роль. УОЗ определяет момент подачи искры в камеру сгорания. Учитывая, что топливо должно гореть, а не взрываться, важно, чтобы максимальное давление газов на поршень возникало в момент его движения вниз. Для этого искру можно подать немного раньше, чем поршень достигнет верхней мертвой точки. Так топливо успевает воспламениться, и максимальное давление газов происходит в нужный момент. Неправильная регулировка УОЗ, когда смесь воспламеняется практически при верхней мертвой точке поршня, может вызвать детонацию, особенно при использовании низкокачественного топлива.

Некоторые конструктивные особенности камеры сгорания и поршней могут также способствовать детонации. Некоторые двигатели изначально склонны к детонации из-за особенностей своей конструкции, включая систему охлаждения. Например, поршни с плохим тепловым балансом (например, с утолщенным днищем) могут ухудшить отведение избытков тепла, способствуя детонации.

Перегрев двигателя также может быть причиной детонации, так как повышенная температура в камере сгорания способствует этому процессу. Если система охлаждения не работает должным образом, то это может привести к перегреву двигателя и, следовательно, к детонации. Детонация при перегреве особенно опасна, так как может нанести серьезный ущерб двигателю, который может быть не подлежит восстановлению.

Как устранить детонацию двигателя

Итак, разобравшись с основными причинами детонации в двигателе и поняв, что это такое, давайте перейдем к тому, как можно избавиться от этого явления. Начнем с рассмотрения ситуации на старых двигателях. В самом начале следует исключить перегрев двигателя, а также избегать заправки низкокачественным или неподходящим топливом, а также проверить свечи зажигания.

Если на двигателе отсутствует датчик детонации, и проявляются признаки детонации, то необходимо провести регулировку угла опережения зажигания (УОЗ). Для этого следует уменьшить угол опережения зажигания, поворачивая трамблер. Главное — добиться того, чтобы двигатель работал стабильно на холостом ходу.

Следует помнить, что это временное решение, так как долгое вождение с уменьшенным углом зажигания может привести к повреждению выпускных клапанов из-за повышения температуры отработанных газов. Тем не менее, это может помочь доехать до сервисного центра.

Во время движения необходимо постоянно следить за наличием характерного «звона» в двигателе. На старых двигателях можно также установить электронный октан-корректор, чтобы избежать манипуляций с трамблером. Также некоторые владельцы автомобилей с карбюраторными двигателями предпочитают переходить на электронное зажигание.

Что касается более современных двигателей с системой впрыска топлива, у них обычно уже предусмотрены средства для предотвращения детонации или минимизации ее воздействия. В частности, используется датчик детонации двигателя (ДД), который фиксирует наличие детонации. Затем этот сигнал поступает на электронный блок управления (ЭБУ).

ЭБУ может автоматически корректировать угол опережения зажигания с учетом информации от ДД. Обычно корректировка составляет смещение угла зажигания на 2-5 градусов. Если коррекция не позволяет устранить детонацию, ЭБУ регистрирует ошибку и может перевести двигатель в аварийный режим, что может выразиться в загоревшемся индикаторе «чек» на приборной панели и других симптомах.

То же самое происходит, если сам датчик детонации выходит из строя или если используется топливо низкого качества, которое невозможно скорректировать путем изменения угла опережения зажигания.

В случае современных двигателей, водителю следует начать с проверки датчика детонации и считывания ошибок из памяти ЭБУ. Это можно сделать с помощью компьютерной диагностики двигателя. Также возможно провести проверку самостоятельно с использованием диагностического адаптера-сканера в разъем OBD и устройства (смартфона, планшета или ноутбука) с установленным соответствующим программным обеспечением.

Детонация двигателя: откуда она берется, чем опасна и как с ней бороться

Детонация двигателя: откуда она берется, чем опасна и как с ней бороться

Нажимаете на педаль газа и тут же слышите звонкие постукивания в моторе? Это она и есть – детонация. И не нужно повторять «эксперимент» раз за разом – плохо может кончиться.

Что это такое?

Детонация – это взрывообразное изменение параметров бензовоздушной смеси, заменяющее собой спокойное горение. Резко растет давление, возникает ударная волна, подскакивает температура. При этом появляются новые очаги самовоспламенения смеси. А когда ударная волна добирается до поверхности камеры сгорания, как раз и появляется упомянутый выше характерный стук.

В правильно отрегулированном моторе сгорание смеси завершается на грани детонации. Но стоит ее перешагнуть, как двигатель может отправиться на капремонт, а то и на свалку. Мотор, работающий с сильной детонацией на больших нагрузочных режимах, выходит из строя за считанные минуты. При этом опасность исходит как от механических нагрузок, так и от сильного перегрева деталей. Как правило, страдают поршни: теплоотвода у них нет, а температура плавления материала, из которого они изготовлены, относительно невысокая. Рушатся перегородки между поршневыми кольцами, трескаются тарелки клапанов, прогорает прокладка головки блока цилиндров, разрушаются поршневые пальцы и шатунные вкладыши.

Детонация двигателя: откуда она берется, чем опасна и как с ней бороться

Кто виноват?

Основная причина, о которой говорят еще с жигулевских времен, это бензин с октановым числом ниже рекомендованного. Удивляться нечему: ведь октановое число – это главная характеристика антидетонационной стойкости бензина. В прошедшие времена жигулевские моторы страдали от бездумного применения бензина А-76 вместо АИ-93: его доставали по дешевке и не думали о последствиях. Сегодня многие владельцы также выискивают топливо подешевле, выбирая АЗС с привлекательными ценниками и заливая 92-й вместо 95-го.

Детонация двигателя: откуда она берется, чем опасна и как с ней бороться

Другая распространенная причина возникновения детонации – плохое состояние двигателя. Накопившийся после зимы нагар, моторное масло в камере сгорания – всё это провоцирует неконтролируемое воспламенение смеси. Кроме того, возникновению детонации могут способствовать неудачно проведенный тюнинг или ремонт мотора, вследствие которых степень сжатия становится выше расчетной. Наконец, неумелые попытки снизить расход бензина при движении в натяг на небольших скоростях также могут привести к нежелательным последствиям

Как избежать?

Современные моторы оснащены датчиками детонации, сигналы которых заставляют контроллер, в частности, менять угол опережения зажигания в сторону более позднего. Но эти датчики не всесильны, они работают в узком диапазоне, а потому на каком-нибудь 66-м бензине машина все равно нормально не поедет. К тому же глушить мотор даже при сильной детонации они не будут: это небезопасно. Вдруг, например, вы идете на обгон по встречке, а вам уже сигналят фарами: ты чего, мол? В таких ситуациях глушить мотор никак нельзя: машина должна оставаться управляемой. Поэтому он будет продолжать работать даже с сильной детонацией, а это, как уже отмечалось, очень опасно для его «здоровья».

Детонация двигателя: откуда она берется, чем опасна и как с ней бороться

Советы, как водится, довольно простые. Главное – никогда специально не заправляться бензином с пониженным октановым числом. Разработчик мотора всегда учитывает возможность кратковременных отклонений от нормы по октану, а потому несколько единичек отклонения мотор переживет. Но если, к примеру, заливать тот же 92-й вместо 95-го постоянно, то вместо него однажды можно нарваться, скажем, на какой-нибудь 88-й. А это – приговор двигателю.

Детонация двигателя: откуда она берется, чем опасна и как с ней бороться

При возникновении детонации надо сразу же забыть про любые резкие ускорения. Чтобы исключить подозрения на негодный бензин, желательно сразу же разбавить его чем-то заведомо пригодным, причем можно даже залить даже 98-й. Если детонация исчезнет, то виновник ясен. Если нет – не откладывайте визит на сервис.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *