Детонация двигателя дизельного: Детонация в дизельном двигателе

Детонация в дизельном двигателе

Причина детонации

В дизельном двигателе воздух сжимается в цилиндре так сильно, что его температура превышает температуру воспламенения дизельного топлива. Незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ), в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое мгновенно воспламеняется. Если количество впрыскиваемого топлива избыточно велико, в цилиндре возникают сильные ударные волны, вызывающие детонацию.

Способы предотвращения детонации

Громкий звук детонации в большинстве случаев можно услышать при работе холодного дизеля на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. В этом виновата большая задержка воспламенения, которая, как известно, уменьшается при увеличении давления и температуры. Детонация во время холостого хода не опасна для двигателя и исчезает при повышении нагрузки.

В двигателях с непосредственным впрыском дизельного топлива в воздух в камере сгорания детонацию можно устранить, уменьшив количество топлива, впрыскиваемого во время задержки воспламенения.

Основное количество впрыскивается сразу после начала сгорания. Недостатком является невозможность полностью устранить выброс сажи, которая возникает, если у топлива перед воспламенением недостаточно времени для испарения и смешивания с воздухом. Когда температура и давление высоки и нет достаточного количества воздуха для сгорания, возникает реакция крекинга (расщепления молекул), которая приводит к образованию сажи. Сажа сгорает не полностью и попадает в отработавшие газы.

Детонационное сгорание топлива можно также устранить с помощью разделения камеры сгорания. Дизельное топливо впрыскивается в изолированную полость (предварительную камеру) в головке блока цилиндров.

Рис. Разделенная камера сгорания дизельного двигателя

Из-за недостатка воздуха там может гореть не всякое топливо. Вследствие предварительного сгорания в предварительной камере повышаются температура и давление. Топливо, которое не сгорело, через сужение попадает с большой скоростью в основную камеру сгорания, где и догорает до конца.

Вследствие растяжения по времени процесса сгорания детонационный шум подавляется даже при использовании топлива с большой задержкой воспламенения. Правда, при этом наблюдается повышенный удельный расход топлива.

Наряду со способами смесеобразования, когда топливо впрыскивается в воздух, существует метод подачи топлива, разработанный в компании «MAN», при котором дизельное топливо впрыскивается так, что тонкой пленкой оседает на поверхности камеры сгорания. При использовании данного метода детонация не возникает, так как топливо сгорает в том объеме, в котором оно испаряется со стенки и смешивается с воздухом. Двигатели, работающие по данному принципу смесеобразования, называются многотопливными двигателями внутреннего сгорания, так в них можно использовать все виды топлива, от смазочного масла и дизельного топлива до бензина.

Производители горючего также прилагают старания, чтобы устранить детонацию. Дизельное топливо после нефтеперегонки имеет диапазон кипения 160-90 °С. Оно содержит много насыщенных углеводородов, которые легко воспламеняются. Плотность дизельного топлива составляет р — 0,83 г/ см3, а его удельная теплота сгорания Нu

42000 кДж/кг. При добавлении присадок для ускорения сгорания воспламеняемость дизельного топлива еще больше увеличивается. Действие присадок заключается в том, что топливо воспламеняется непосредственно при попадании в горячий воздух, а при повышении температуры задержка воспламенения дизельного топлива уменьшается. Для этого достаточно добавить в дизельное топливо присадки для ускорения воспламенения в количестве 0,1-1 объемного процента.

Определение воспламеняемости дизельного топлива

Воспламеняемость дизельного топлива выражается с помощью цетанового числа (CZ). Оно означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и определенная сравнительная смесь из цетана и a-метилнафталина. Легковоспламеняемым реагентом смеси является цетан. Он имеет цетановое число 100, в то время как л-метилнафталин — цетановое число 0. Таким образом, например, цетановое число CZ = 55 означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и сравнительная смесь из 55% (объемных долей) цетана и 45% (объемных долей) a-метилнафталина. Воспламеняемость повышается при росте цетанового числа.

Определение цетанового числа выполняется так же, как и определение октанового числа бензина с помощью эталонного двигателя, специально предназначенного для этих замеров. Используются двигатель для оценки детонационной стойкости бензинов по методу компании «BASF» и стандартный двигатель для оценки детонационной стойкости топливных материалов — одноцилиндровые четырехтактные дизельные двигатели с устройством для регулирования конечного давления сжатия. В то время, как в двигателе компании «BASF» конечное давление сжатия регулируется с помощью ограничения впускаемого воздуха, в стандартном двигателе регулировка выполняется путем изменения степени сжатия.

Ниже измерение цетанового числа 1952/54 описывается на примере испытательного двигателя, разработанного компанией «BASF» — четырехтактного дизельного двигателя с вихревой камерой сгорания и системой испарительного охлаждения. Он работаете частотой вращения коленчатого вала приблизительно 1000 мин а тормозной генератор создает момент сопротивления. Сначала в двигатель подается исследуемое дизельное топливо. Впрыскиваемое количество должно быть отрегулировано согласно расходу 8 ± 0,3 см3/мин, а момент впрыскивания — на 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке. Во впускном коллекторе двигателя установлена дроссельная заслонка, а перед ней — измерительный диффузор. подключенный к вакуумметру. Дроссельная заслонка закрывается, уменьшая тем самым давление сжатия, пока задержка воспламенения дизельного топлива не будет равна 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке, а горение не начнется точно в верхней мертвой точке поршня. Величина разрежения отображается на дисплее вакуумметра. Воспламеняемость дизельного топлива высока, когда разрежение имеет низкое значение. Тогда через диффузор проходит лишь небольшое количество воздуха, и конечное давление сжатия — низкое.

По окончании измерения дизельного топлива впрыскиваются две сравнительные смеси при тех же условиях.

Цетановое число сравнительных смесей должно различаться всего на четыре единицы. Кроме того, цетановое число дизельного топлива должно находиться в диапазоне между цетановыми числами двух сравнительных смесей. На основании зафиксированных показаний вакуумметра цетановое число дизельного топлива рассчитывается посредством линейной интерполяции и округляется до целого числа.

Цетановые числа современного дизельного топлива составляют 50-55 единиц.

Водителям приходится сталкиваться с эффектом неконтролируемого возгорания топлива в цилиндрах силовых агрегатов в виде взрывов. В результате сверхвысоких температур и огромного давления, возникает мощная взрывная ударная волна, которая называется «детонация двигателя». Она сопровождается мгновенным выбросом большого количества энергии и разрушениями различной степени тяжести.

Причины детонации дизельного двигателя

При нормальной работе ДВС смесь возгорается, когда поршня находится в верхней точке ВМТ, при опережении угла зажигания в 2 – 3 °.

Догорание смеси продолжается и после ВМТ при движении поршня в обратную сторону. Расчетная скорость перемещения языка пламени равна 30 м/сек. Во время взрыва данный параметр резко возрастает, достигая значения 2 тысячи метров за одну секунду.

Детонация двигателя возникает при:

• постоянном движении машины;
• возрастании нагрузок;
• при работе на различных передачах;
• в т. ч. на холостом ходу.

Она вызвана нарушениями параметров при сгорании топлива. Плавный процесс мгновенно сменяется сильным взрывом, что приводит к негативным последствиям:

• разрушения поршней, цилиндров;
• деталей кривошипно-шатунного механизма;
• резкое возрастание температурного режима;
• уменьшение мощностных характеристик;
• возрастание потребления горючего.

Наиболее частые причины детонации двигателя:

1. Нарушение регулировок.
2. Некачественное смешение горючего с кислородом.
3. Недостаточная эффективность охлаждающей системы.
4. Нарушение эксплуатационных требований.
5. Применение бензина низкого октанового числа.
6. Конструктивные недоработки двигателя.

Последствия детонации двигателя

Для осуществления разгона транспортного средства, водитель резко вдавливает педаль газа. При попадании топлива в условия с повышенным давлением, сверхвысокими температурами, происходит воспламенение. Внутри камеры генерируется дополнительное давление, создается взрывная волна с возрастающей амплитудой, возникает цепная реакция, не поддающаяся контролю, коленвал вращается с огромной скоростью.

Детонация приносит огромные разрушения элементам двигателя:

1. Срываются и обламываются кромки поршней.
2. Нарушается целостность цилиндров, разрушаются стенки.
3. Прокладка головки ГБЦ полностью разрывается.
4. Датчики дроссельные выходят из строя.

В отличие от детонации, при нормальном функционировании топливо равномерно сгорает и передает энергию движения на поршни, затем на коленчатый вал и т. д.

Влияние особенностей эксплуатации на силу детонации

Даже в исправном механизме велика вероятность, что произойдет детонация двигателя при разгоне или при эксплуатации машины с повышенными нагрузками. Топливо начинает детонировать при длительных подъемах, особенно если скорость превышает установленную передачу. Выражаясь иначе, водитель не должен давить на газ при преодолении подъема, пока не осуществит переход на понижение скорости.

В это время коленчатый вал имеет низкие обороты, не хватает мощности на подъем автомобиля в гору. В общее звучание работающего двигателя добавляются отчетливые детонационные стуки, вызванные высокочастотной взрывной волной.

Топливовоздушные смеси вызывают детонацию при недостаточном охлаждении и неисправностях в системе:

• преждевременное раннее зажигание;
• перегревание мотора;
• наличие большого количества нагара в камерах;
• закоксованность стенок цилиндров, приводящая к увеличению степени сжатия.

Интересно: Известны случаи, когда мастера тюнинга искусственно устраивают раннее преждевременное зажигание. Этим способом пытаются улучшить реакцию движка на нажатие педали газа при работе на уменьшенных оборотах. Смесь воспламеняется раньше, чем поршень достигает ВМТ, т. е. препятствует его движению. Здесь главное – не допустить перегрева.

Если накопилось много нагара, объем камеры резко уменьшается, а значит степень сжатия возрастает. Вредные отложения способствуют значительному повышению температурного режима . Случается, что нагар тлеет, в результате чего смесь самовоспламеняется в самый неподходящий момент (эффект калильного зажигания). Это неконтролируемое явление – детонация двигателя при выключении зажигания. При несанкционированном возгорании топлива двигатель несет серьезный ущерб, его моторесурс значительно сокращается.

Прошивки и детонация

Помимо причин, описанных выше, также имеют влияние изменения, направленные на повышение экономичности топлива. «Экономичная прошивка» заключается в следующих усовершенствованиях:

1. Установка неподходящего калильного числа свечей зажигания.
2. Изменения в топливной аппаратуре.
3. 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.

Детонация дизельного двигателя

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:

1. Уменьшить количество, впрыскиваемого горючего.
2. Разделить камеры сгорания (предварительный отсек, рабочий).
3. Впрыскивать топливо по методу MAN.
4. Добавлять специальные присадки в дизтопливо, за счет которых происходит ускорение возгорания.

Детонация дизельного двигателя после выключения зажигания возникает по следующим причинам:

• засорение отверстий форсунок;
• отказ насоса ТНВД;
• отложения нагара.

Основные признаки детонации

От сильных взрывов при работе двигателя слышны звонкие металлические постукивания, отработавшие газы изменяются по оттенкам. Многие рабочие элементы деформируются и выходят из строя.

Внешние проявления детонации:

1. Дым темного цвета, выходящий из системы выхлопа.
2. Снижение мощности.
3. Вибрации усиливаются по мере возрастания амплитуды взрывной волны.
4. Двигатель не реагирует на управление со стороны водителя (неустойчивая работа).
5. Детали и узлы перегреты до критических температур.

Рекомендации опытных автомобилистов

При изготовлении автомобильных двигателей все детали имеют определенные параметры, рассчитанные на эксплуатацию в номинальных температурных режимах. При детонации двигателя транспортное средство подвергается ударным нагрузкам, превышающим допустимые значения. Неравномерное распределение горючего и кислородных масс приводит к неожиданным сильным взрывам.

Чтобы выявить и предотвратить случаи детонации, рекомендуется прислушиваться к равномерности звуков работающего двигателя. При выявлении нестандартных постукиваний, шумов, необходимо остановиться и выключить мотор. Далее нужно определить источник неизвестных звуков и попытаться ее устранить.

Во избежание разрушительных последствий, детонация должна быть под постоянным контролем. Главное помнить: при нормальной работе не должны возникать даже небольшие изменения в звучании мотора.

Детонация дизельного топлива — это чрезмерно быстрое (взрывное) и неконтролируемое сгорание в цилиндрах двигателя топливо-воздушной смеси. Происходит оно по разным причинам, но основными специалисты считают некачественное топливо, низкое цетановое число и нарушения впрыска его в цилиндры.

Отчего возникает детонация топлива в двигателе?

Явление детонации присуще, в своём большинстве, бензиновым двигателям, но не лишены этой беды и дизели. При работе поршневой группы степень сжатия воздуха в дизелях составляет от 14:1 до 25:1. В процессе сжатия воздух разогревается, и, когда происходит впрыск топлива, последнее воспламеняется.

Сгорая, оно увеличивает давление и температуру в камере. Но происходит всё это в объёме камеры сгорания неодинаково. Чтобы сгорание было равномерным, нужно чтобы воздух был одинаково перемешан с топливом во всех точках объёма, то есть смесь должна быть в виде мелкодисперсного тумана с равномерной концентрацией обоих компонентов.

Чтобы добиться этого, производители дизелей длительными экспериментами ищут оптимальное положение впрыскивающего инжектора, применяют индукционные клапаны, камеры предварительного сгорания и другие устройства. Целью этих поисков является увеличение интенсивности завихрения смеси для улучшения поджига и качества сгорания.

При впрыске топлива в разогретый до температуры его воспламенения воздух горение начинается вблизи сопла инжектора. Сфера огня затем распространяется по объёму, сжимая и увеличивая температуру оставшейся смеси. В этот момент и возникает детонационное сгорание топлива в дальних углах камеры.

В них топливо не поджигается фронтом распространения огня, а детонирует — взрывается в один момент с резким увеличением давления и температуры. Возникает сильная ударная волна, которая бьет по поршню, стенкам цилиндра и клапанам.

Скорость нормального распространения пламени в камере сгорания составляет 20-40 м/сек. Скорость распространения огня при детонации топлива — в сто раз больше (2-4 км/сек).

В целом детонация представляет большую угрозу для двигателя. Взрывное сгорание топлива при длительном воздействии повреждает в той или иной степени и цилиндропоршневую группу, и кривошипно-шатунный механизм, и ведёт к неминуемому дорогостоящему ремонту.

Детонация дизельного топлива может быть двух видов:

1. малозаметной или допустимой;
2. критической, возникающей при высоких нагрузках или на холостом ходу.

Причинами детонации топлива у дизельных двигателей могут быть:

• низкое качество топлива;
• неправильная установка момента впрыска топлива;
• подтекание форсунок;
• неправильный выбор толщины прокладки под головку блока цилиндров;
• конструктивные особенности.

Низкое качество топлива проявляется в процессе детонации в том, что скорость горения его ниже норматива. Поэтому дальние уголки камеры, пока до них не дошло пламя, перегреваются, что приводит к их взрывному воспламенению. Одним из способов борьбы с детонацией является введение в топливо присадок, увеличивающих скорость горения (которая всегда остаётся намного ниже детонационной скорости).

Как устранить детонацию дизельного топлива?

Специалисты предлагают слить топливо из бака, заправить машину заведомо качественным, с гарантированным цетановым числом в диапазоне 51-55. И непременно поменять АЗС, не экономить, покупая дешёвую солярку в сомнительных местах. Если эти действия не решают проблему, нужно обращаться в СТО для проведения комплексной компьютерной диагностики.

Если вам понравилась наша статья и мы как-то смогли ответить на ваши вопросы – то будем очень благодарны за хороший отзыв о нашем сайте!

Детонация в дизельном двигателе | Дизельный двигатель

Причина детонации

В дизельном двигателе воздух сжимается в цилиндре так сильно, что его температура превышает температуру воспламенения дизельного топлива. Незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ), в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое мгновенно воспламеняется. Если количество впрыскиваемого топлива избыточно велико, в цилиндре возникают сильные ударные волны, вызывающие детонацию.

Способы предотвращения детонации

Громкий звук детонации в большинстве случаев можно услышать при работе холодного дизеля на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. В этом виновата большая задержка воспламенения, которая, как известно, уменьшается при увеличении давления и температуры. Детонация во время холостого хода не опасна для двигателя и исчезает при повышении нагрузки.

В двигателях с непосредственным впрыском дизельного топлива в воздух в камере сгорания детонацию можно устранить, уменьшив количество топлива, впрыскиваемого во время задержки воспламенения. Основное количество впрыскивается сразу после начала сгорания. Недостатком является невозможность полностью устранить выброс сажи, которая возникает, если у топлива перед воспламенением недостаточно времени для испарения и смешивания с воздухом. Когда температура и давление высоки и нет достаточного количества воздуха для сгорания, возникает реакция крекинга (расщепления молекул), которая приводит к образованию сажи. Сажа сгорает не полностью и попадает в отработавшие газы.

Детонационное сгорание топлива можно также устранить с помощью разделения камеры сгорания. Дизельное топливо впрыскивается в изолированную полость (предварительную камеру) в головке блока цилиндров.

Рис. Разделенная камера сгорания дизельного двигателя

Из-за недостатка воздуха там может гореть не всякое топливо. Вследствие предварительного сгорания в предварительной камере повышаются температура и давление. Топливо, которое не сгорело, через сужение попадает с большой скоростью в основную камеру сгорания, где и догорает до конца. Вследствие растяжения по времени процесса сгорания детонационный шум подавляется даже при использовании топлива с большой задержкой воспламенения. Правда, при этом наблюдается повышенный удельный расход топлива.

Наряду со способами смесеобразования, когда топливо впрыскивается в воздух, существует метод подачи топлива, разработанный в компании «MAN», при котором дизельное топливо впрыскивается так, что тонкой пленкой оседает на поверхности камеры сгорания. При использовании данного метода детонация не возникает, так как топливо сгорает в том объеме, в котором оно испаряется со стенки и смешивается с воздухом. Двигатели, работающие по данному принципу смесеобразования, называются многотопливными двигателями внутреннего сгорания, так в них можно использовать все виды топлива, от смазочного масла и дизельного топлива до бензина.

Производители горючего также прилагают старания, чтобы устранить детонацию. Дизельное топливо после нефтеперегонки имеет диапазон кипения 160-90 °С. Оно содержит много насыщенных углеводородов, которые легко воспламеняются. Плотность дизельного топлива составляет р — 0,83 г/ см3, а его удельная теплота сгорания Нu ~ 42000 кДж/кг. При добавлении присадок для ускорения сгорания воспламеняемость дизельного топлива еще больше увеличивается. Действие присадок заключается в том, что топливо воспламеняется непосредственно при попадании в горячий воздух, а при повышении температуры задержка воспламенения дизельного топлива уменьшается. Для этого достаточно добавить в дизельное топливо присадки для ускорения воспламенения в количестве 0,1-1 объемного процента.

Определение воспламеняемости дизельного топлива

Воспламеняемость дизельного топлива выражается с помощью цетанового числа (CZ). Оно означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и определенная сравнительная смесь из цетана и a-метилнафталина. Легковоспламеняемым реагентом смеси является цетан. Он имеет цетановое число 100, в то время как л-метилнафталин — цетановое число 0. Таким образом, например, цетановое число CZ = 55 означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и сравнительная смесь из 55% (объемных долей) цетана и 45% (объемных долей) a-метилнафталина. Воспламеняемость повышается при росте цетанового числа.

Определение цетанового числа выполняется так же, как и определение октанового числа бензина с помощью эталонного двигателя, специально предназначенного для этих замеров. Используются двигатель для оценки детонационной стойкости бензинов по методу компании «BASF» и стандартный двигатель для оценки детонационной стойкости топливных материалов — одноцилиндровые четырехтактные дизельные двигатели с устройством для регулирования конечного давления сжатия. В то время, как в двигателе компании «BASF» конечное давление сжатия регулируется с помощью ограничения впускаемого воздуха, в стандартном двигателе регулировка выполняется путем изменения степени сжатия.

Ниже измерение цетанового числа 1952/54 описывается на примере испытательного двигателя, разработанного компанией «BASF» — четырехтактного дизельного двигателя с вихревой камерой сгорания и системой испарительного охлаждения. Он работаете частотой вращения коленчатого вала приблизительно 1000 мин а тормозной генератор создает момент сопротивления. Сначала в двигатель подается исследуемое дизельное топливо. Впрыскиваемое количество должно быть отрегулировано согласно расходу 8 ± 0,3 см3/мин, а момент впрыскивания — на 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке. Во впускном коллекторе двигателя установлена дроссельная заслонка, а перед ней — измерительный диффузор. подключенный к вакуумметру. Дроссельная заслонка закрывается, уменьшая тем самым давление сжатия, пока задержка воспламенения дизельного топлива не будет равна 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке, а горение не начнется точно в верхней мертвой точке поршня. Величина разрежения отображается на дисплее вакуумметра. Воспламеняемость дизельного топлива высока, когда разрежение имеет низкое значение. Тогда через диффузор проходит лишь небольшое количество воздуха, и конечное давление сжатия — низкое.

По окончании измерения дизельного топлива впрыскиваются две сравнительные смеси при тех же условиях. Цетановое число сравнительных смесей должно различаться всего на четыре единицы. Кроме того, цетановое число дизельного топлива должно находиться в диапазоне между цетановыми числами двух сравнительных смесей. На основании зафиксированных показаний вакуумметра цетановое число дизельного топлива рассчитывается посредством линейной интерполяции и округляется до целого числа.

Цетановые числа современного дизельного топлива составляют 50-55 единиц.

Детонация дизельного топлива в двигателе: давление детонации, причины и скорость детонации ДТ

Детонация дизельного топлива — это чрезмерно быстрое (взрывное) и неконтролируемое сгорание в цилиндрах двигателя топливо-воздушной смеси. Происходит оно по разным причинам, но основными специалисты считают некачественное топливо, низкое цетановое число и нарушения впрыска его в цилиндры.

Отчего возникает детонация топлива в двигателе?

Явление детонации присуще, в своём большинстве, бензиновым двигателям, но не лишены этой беды и дизели. При работе поршневой группы степень сжатия воздуха в дизелях составляет от 14:1 до 25:1. В процессе сжатия воздух разогревается, и, когда происходит впрыск топлива, последнее воспламеняется.

Сгорая, оно увеличивает давление и температуру в камере. Но происходит всё это в объёме камеры сгорания неодинаково. Чтобы сгорание было равномерным, нужно чтобы воздух был одинаково перемешан с топливом во всех точках объёма, то есть смесь должна быть в виде мелкодисперсного тумана с равномерной концентрацией обоих компонентов.

Чтобы добиться этого, производители дизелей длительными экспериментами ищут оптимальное положение впрыскивающего инжектора, применяют индукционные клапаны, камеры предварительного сгорания и другие устройства. Целью этих поисков является увеличение интенсивности завихрения смеси для улучшения поджига и качества сгорания.

При впрыске топлива в разогретый до температуры его воспламенения воздух горение начинается вблизи сопла инжектора. Сфера огня затем распространяется по объёму, сжимая и увеличивая температуру оставшейся смеси. В этот момент и возникает детонационное сгорание топлива в дальних углах камеры.

В них топливо не поджигается фронтом распространения огня, а детонирует — взрывается в один момент с резким увеличением давления и температуры. Возникает сильная ударная волна, которая бьет по поршню, стенкам цилиндра и клапанам.

Скорость нормального распространения пламени в камере сгорания составляет 20-40 м/сек. Скорость распространения огня при детонации топлива — в сто раз больше (2-4 км/сек).

В целом детонация представляет большую угрозу для двигателя. Взрывное сгорание топлива при длительном воздействии повреждает в той или иной степени и цилиндропоршневую группу, и кривошипно-шатунный механизм, и ведёт к неминуемому дорогостоящему ремонту.

Детонация дизельного топлива может быть двух видов:

1. малозаметной или допустимой;
2. критической, возникающей при высоких нагрузках или на холостом ходу.

Причинами детонации топлива у дизельных двигателей могут быть:

• низкое качество топлива;
• неправильная установка момента впрыска топлива;
• подтекание форсунок;
• неправильный выбор толщины прокладки под головку блока цилиндров;
• конструктивные особенности.

Низкое качество топлива проявляется в процессе детонации в том, что скорость горения его ниже норматива. Поэтому дальние уголки камеры, пока до них не дошло пламя, перегреваются, что приводит к их взрывному воспламенению. Одним из способов борьбы с детонацией является введение в топливо присадок, увеличивающих скорость горения (которая всегда остаётся намного ниже детонационной скорости).

Как устранить детонацию дизельного топлива?

Специалисты предлагают слить топливо из бака, заправить машину заведомо качественным, с гарантированным цетановым числом в диапазоне 51-55. И непременно поменять АЗС, не экономить, покупая дешёвую солярку в сомнительных местах. Если эти действия не решают проблему, нужно обращаться в СТО для проведения комплексной компьютерной диагностики.

Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7

Детонация двигателя: причины появления и способы устранения

Что такое детонация двигателя внутреннего сгорания

Детонация двигателя явление не из приятных. Причины детонации мы разберем в конце статьи, а сначала давайте разберемся в том, что такое детонация, и что при ней происходит с двигателем.

Нормальное сгорание топлива в цилиндре, это химическое взаимодействие, протекающее в смеси паров бензина с воздухом. Для того чтобы процесс начался, мало просто перемешать горючее с воздухом в нужной пропорции, этому веществу необходимо еще дать необходимую энергию.

В дизельных двигателях для этого создается очень высокое давление на горючую смесь и температура в конце такта сжатия способствует воспламенению топлива. В бензиновых моторах смесь необходимо поджечь искрой, которая создается при помощи автомобильной свечи. Сформировавшееся пламя распространяется от электродов автомобильной свечи к стенкам всей камеры сгорания.

Пока фронт пламени идет от свечи зажигания к дальним зонам камеры сгорания, может произойти ее самовоспламенение до прихода огня. Несомненно, из-за этого возникает слабая ударная волна, которая встречает на своем пути подготовленное к воспламенению топливо.

От сжатия горючая смесь тут же воспламеняется. Проще говоря, эта волна и есть детонация, скорость ее распространения в цилиндре двигателя достигает порядка 1000 м/с. Это в несколько раз быстрее обыкновенного фронта огня. При этом вы можете слышать металлический звук.

Это явление проявляется, как правило, при средних и больших оборотах мотора. Слабая и кратковременная нагрузка не оказывает серьезного вредного воздействия. Кроме того, чем ближе обстоятельства сгорания в моторе к детонации, тем выше его КПД.

В дизельных двигателях уровень сжатия намного выше, от чего топливо нагревается до пятисот градусов, и самовоспламеняется без помощи искры. В бензиновых моторах уровень сжатия намного меньше, соответственно, и температура в цилиндрах ниже. Кроме того, способность самовозгораться у бензина ниже, чем у дизельного горючего.

Последствия детонации двигателя

Сильная детонация губительно действует на детали камеры сгорания. По сути, детонация — это взрыв, и несложно догадаться, что вследствие этого происходит механическое разрушение деталей двигателя.

При длительной и сильной детонации может быть испорчен и поршень, и шатун, другие элементы КШМ. Так же негативному воздействию подвергаются клапаны и другие элементы ГРМ. И конечно же цилиндры подвергаются сильнейшему негативному воздействию.

Детонация двигателя при выключении

После того как выключили зажигание, мотор автомобиля может временами продолжать работать, то есть «дергается». Частота вращательных движений коленчатого вала то увеличивается, то уменьшается. И происходящее в камере сгорания напоминает процесс самовозгорания топлива в дизельном двигателе. Это явление называется «дизелинг». Не нужно его путать с детонацией, это другое явление и ничего общего с детонацией не имеет.

Дизелинг появляется при некорректной регулировке холостого хода. В случае если система загрязнена и смесь обогащают принудительным способом, путем закручивания винта количества. Свыше меры приоткрывают заслонку первой камеры, при этом получается, что всегда работает главная дозирующая система. Это так же может служить причиной детонации на холостых оборотах.

Причины возникновения детонации в двигателе

Причиной детонации в современных двигателях, включая ВАЗ, чаще всего является низкое качество топлива и количество примесей в нем. Прежде чем ехать в сервис попробуйте сменить заправку. Если детонация не исчезнет, то необходимо проверить работу топливной системы с помощью компьютерной диагностики. Так же необходимо обратиться в сервис в том случае, если детонация сильная.

Помимо низкого качества топлива причиной детонации может стать:

• низкое октановое число используемого топлива
• грязный топливный фильтр
• плохо работающие форсунки
• неполадки в работе топливного насоса
• неисправный кислородный датчик
• использование неподходящих свечей зажигания
• неисправность системы охлаждения двигателя
• неисправность блока управления работой двигателя

То есть причин много, но большинство из них можно определить только лишь с помощью специального диагностического оборудования.

Что делать, если двигатель детонирует?

Детонация, как правило, возникает при определенных режимах работы двигателя, характеризующихся высокими оборотами двигателя и повышенной нагрузкой.

Это может быть резкий старт с места, движение в гору, движение с полной загрузкой и т. д.

Для борьбы с детонацией в современных двигателях используется специальный датчик, который так и называется датчик детонации. Он отслеживает параметры работы двигателя, и в случае появления детонации изменяет режим работы двигателя за счет изменения состава топливной смеси и параметров угла опережения зажигания.

Однако, если во время движения вы заметили, что двигатель детонирует, то первым делом необходимо изменить стиль вождения. Как можно плавнее нажимая на педаль газа старайтесь так же плавно трогаться, снизьте скорость движения, преодолевайте подъемы на пониженной (по сравнению с обычным режимом) передаче.

При первой же возможности залейте в бак гарантировано хороший бензин, купленный на официальной заправке того же Лукойла или BP. Если детонация не прекратится, то езжайте в сервис на диагностику.

Детонация двигателя- Причины и последствия. Советы по устранению

Водителям приходится сталкиваться с эффектом неконтролируемого возгорания топлива в цилиндрах силовых агрегатов в виде взрывов. В результате сверхвысоких температур и огромного давления, возникает мощная взрывная ударная волна, которая называется «детонация двигателя». Она сопровождается мгновенным выбросом большого количества энергии и разрушениями различной степени тяжести.

Причины детонации дизельного двигателя

При нормальной работе ДВС смесь возгорается, когда поршня находится в верхней точке ВМТ, при опережении угла зажигания в 2 – 3 °. Догорание смеси продолжается и после ВМТ при движении поршня в обратную сторону. Расчетная скорость перемещения языка пламени равна 30 м/сек. Во время взрыва данный параметр резко возрастает, достигая значения 2 тысячи метров за одну секунду.

Детонация двигателя возникает при:

• постоянном движении машины;
• возрастании нагрузок;
• при работе на различных передачах;
• в т. ч. на холостом ходу.

Она вызвана нарушениями параметров при сгорании топлива. Плавный процесс мгновенно сменяется сильным взрывом, что приводит к негативным последствиям:

• разрушения поршней, цилиндров;
• деталей кривошипно-шатунного механизма;
• резкое возрастание температурного режима;
• уменьшение мощностных характеристик;
• возрастание потребления горючего.

 

Наиболее частые причины детонации двигателя:

1. Нарушение регулировок.
2. Некачественное смешение горючего с кислородом.
3. Недостаточная эффективность охлаждающей системы.
4. Нарушение эксплуатационных требований.
5. Применение бензина низкого октанового числа.
6. Конструктивные недоработки двигателя.

Последствия детонации двигателя

Для осуществления разгона транспортного средства, водитель резко вдавливает педаль газа. При попадании топлива в условия с повышенным давлением, сверхвысокими температурами, происходит воспламенение. Внутри камеры генерируется дополнительное давление, создается взрывная волна с возрастающей амплитудой, возникает цепная реакция, не поддающаяся контролю, коленвал вращается с огромной скоростью.

Детонация приносит огромные разрушения элементам двигателя:

1. Срываются и обламываются кромки поршней.
2. Нарушается целостность цилиндров, разрушаются стенки.
3. Прокладка головки ГБЦ полностью разрывается.
4. Датчики дроссельные выходят из строя.

В отличие от детонации, при нормальном функционировании топливо равномерно сгорает и передает энергию движения на поршни, затем на коленчатый вал и т.д.

Влияние особенностей эксплуатации на силу детонации

Даже в исправном механизме велика вероятность, что произойдет детонация двигателя при разгоне или при эксплуатации машины с повышенными нагрузками. Топливо начинает детонировать при длительных подъемах, особенно если скорость превышает установленную передачу. Выражаясь иначе, водитель не должен давить на газ при преодолении подъема, пока не осуществит переход на понижение скорости.

В это время коленчатый вал имеет низкие обороты, не хватает мощности на подъем автомобиля в гору. В общее звучание работающего двигателя добавляются отчетливые детонационные стуки, вызванные высокочастотной взрывной волной.

Топливовоздушные смеси вызывают детонацию при недостаточном охлаждении и неисправностях в системе:

• преждевременное раннее зажигание;
• перегревание мотора;
• наличие большого количества нагара в камерах;
• закоксованность стенок цилиндров, приводящая к увеличению степени сжатия.

Интересно: Известны случаи, когда мастера тюнинга искусственно устраивают раннее преждевременное зажигание. Этим способом пытаются улучшить реакцию движка на нажатие педали газа при работе на уменьшенных оборотах. Смесь воспламеняется раньше, чем поршень достигает ВМТ, т. е. препятствует его движению. Здесь главное – не допустить перегрева.

Если накопилось много нагара, объем камеры резко уменьшается, а значит степень сжатия возрастает. Вредные отложения способствуют значительному повышению температурного режима . Случается, что нагар тлеет, в результате чего смесь самовоспламеняется в самый неподходящий момент (эффект калильного зажигания). Это неконтролируемое явление – детонация двигателя при выключении зажигания. При несанкционированном возгорании топлива двигатель несет серьезный ущерб, его моторесурс значительно сокращается.

Прошивки и детонация

Помимо причин, описанных выше, также имеют влияние изменения, направленные на повышение экономичности топлива. «Экономичная прошивка» заключается в следующих усовершенствованиях:

1. Установка неподходящего калильного числа свечей зажигания.
2. Изменения в топливной аппаратуре.
3. 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.

Детонация дизельного двигателя

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:

1. Уменьшить количество, впрыскиваемого горючего.
2. Разделить камеры сгорания (предварительный отсек, рабочий).
3. Впрыскивать топливо по методу MAN.
4. Добавлять специальные присадки в дизтопливо, за счет которых происходит ускорение возгорания.

Детонация дизельного двигателя после выключения зажигания возникает по следующим причинам:

• засорение отверстий форсунок;
• отказ насоса ТНВД;
• отложения нагара.

Основные признаки детонации

От сильных взрывов при работе двигателя слышны звонкие металлические постукивания, отработавшие газы изменяются по оттенкам. Многие рабочие элементы деформируются и выходят из строя.

Внешние проявления детонации:

1. Дым темного цвета, выходящий из системы выхлопа.
2. Снижение мощности.
3. Вибрации усиливаются по мере возрастания амплитуды взрывной волны.
4. Двигатель не реагирует на управление со стороны водителя (неустойчивая работа).
5. Детали и узлы перегреты до критических температур.

Рекомендации опытных автомобилистов

При изготовлении автомобильных двигателей все детали имеют определенные параметры, рассчитанные на эксплуатацию в номинальных температурных режимах. При детонации двигателя транспортное средство подвергается ударным нагрузкам, превышающим допустимые значения. Неравномерное распределение горючего и кислородных масс приводит к неожиданным сильным взрывам.

Чтобы выявить и предотвратить случаи детонации, рекомендуется прислушиваться к равномерности звуков работающего двигателя. При выявлении нестандартных постукиваний, шумов, необходимо остановиться и выключить мотор. Далее нужно определить источник неизвестных звуков и попытаться ее устранить.

Во избежание разрушительных последствий, детонация должна быть под постоянным контролем. Главное помнить: при нормальной работе не должны возникать даже небольшие изменения в звучании мотора.

Детонация двигателя: что это такое?

Детонация двигателя представляет собой нарушение плавного процесса сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах силового агрегата, в результате чего такое сгорание приобретает взрывной ударный характер. Другими словами, топливо резко взрывается в рабочей камере, что приводит к моментальному выбросу энергии и образованию ударной волны.

В нормальных условиях фронт пламени в цилиндре распространяется со средней скоростью около 30 метров в секунду. Во время детонации данный показатель увеличивается до 2000 метров. Воспламенение смеси в норме должно происходить в тот момент, когда поршень практически находится в ВМТ. Что касается УОЗ (угол опережения зажигания), зачастую этот показатель составляет 2 или 3 градуса. Топливный заряд также догорает после того, как поршень пройдет ВМТ и начинается его рабочий ход.  

Если в двигателе происходит детонация, тогда топливно-воздушная смесь воспламеняется в момент, когда поршень еще находится на такте сжатия. Энергия от сгорания заряда в этом случае оказывает сильное давление на поднимающийся поршень, а не толкает его вниз. Последствиями такого взрыва топливной смеси является значительное увеличение ударных разрушительных нагрузок на ЦПГ и КШМ, рост температуры, снижение мощности двигателя и возрастание расхода топлива.

Содержание статьи

Основные причины детонации

Среди различных причин возникновения детонации специалисты отмечают неправильно выставленный угол опережения зажигания на бензиновых двигателях (угол опережения впрыска топлива на дизельных ДВС), сбои в процессе смесеобразования, снижение эффективности работы системы охлаждения, а также целый ряд других возможных причин.

Детонацию двигателя принято условно разделять на допустимую и критическую. Под допустимой детонацией следует понимать кратковременное (иногда малозаметное) явление. Критическая детонация может проявляться постоянно, только при увеличении нагрузок на мотор, на холостом ходу, а также во время работы ДВС в различных режимах.

В списке основных причин появления детонации отмечены:

• нарушения условий эксплуатации мотора;
• использование бензина с отличным от рекомендуемого октановым числом;
• особенности конструкции силового агрегата;

Эксплуатация двигателя

Детонацию можно услышать на полностью исправном моторе во время эксплуатации агрегата под нагрузкой. Смесь в цилиндрах  обычно детонирует на затяжном подъеме при движении с такой скоростью, которая не соответствует выбранной передаче.

Другими словами, детонация двигателя отчетливо заметна в том случае, когда водитель пытается заехать на подъем с низкой скоростью без переключения на пониженную передачу и давит на газ. Обороты коленвала в этот момент низкие, двигатель «не тянет», то есть не набирает мощность и не разгоняет автомобиль. К общему звуку работы мотора в этом случае добавляется звонкий металлический детонационный стук, похожий на стук поршневых пальцев. Такой звук становится результатом ударов взрывной волны, которая с высокой частотой бьет по стенкам камеры сгорания.

Также необходимо отметить, что склонность к детонации топливно-воздушной смеси напрямую зависит от исправной работы систем зажигания и охлаждения. Смесь может детонировать в цилиндрах при наличии следующих факторов:

• раннее зажигание;
• перегрев двигателя;
• обильный нагар в камере сгорания;
• сильная закоксовка двигателя, в результате чего увеличилась степень сжатия;

Зажигание часто делают ранним для улучшенного отклика двигателя на нажатие педали газа, особенно на низких оборотах. Раннее зажигание заставляет смесь воспламеняться до наступления момента, когда поршень подходит к ВМТ. Так как поршень еще только осуществляет движение в верхнюю мертвую точку, раннее воспламенение смеси означает противодействие его движению. Дополнительным негативным явлением при таком зажигании выступает перегрев.

Скопление нагара в камере сгорания приводит к уменьшению объема самой камеры и повышению степени сжатия. Вторым по значимости фактором, влияющим на детонацию, является значительное повышение температуры в камере сгорания при наличии отложений. В отдельных случаях нагар может буквально тлеть, заставляя смесь в цилиндрах воспламеняться неконтролируемо. Получается, детонация при определенных условиях провоцирует появление калильного зажигания, которое также является аномальным самопроизвольным воспламенением смеси.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое калильное зажигание. Из этой статьи вы узнаете о причинах появления данной неисправности, а также о последствиях воздействия КЗ на мотор и его эксплуатацонный ресурс.

Дополнительно необходимо учесть тот факт, что детонация двигателя может возникнуть в результате установки свечей зажигания с неподходящим для данного типа двигателя калильным числом. Отдельно на детонацию может повлиять внесение различных изменений в топливную аппаратуру, а также «чиповка» ЭБУ и другие манипуляции, влияющие на смесеобразование в целях экономии топлива. Условно называемая тюнерами «экономичная прошивка» означает, что в блок управления двигателем вносится ряд корректив, затрагивающих топливные карты. Результатом становится обедненная смесь на разных режимах работы ДВС, снижаются динамические характеристики автомобиля.

Во время работы ЭБУ двигателя на заводских настройках смесь рассчитана на «мягкое» воспламенение, благодаря чему температура внутри камеры сгорания остается в заданных рамках. При серьезных нагрузках в двигателе после прошивки зачастую возникает детонация на слишком «бедной» смеси. Обедненная смесь приводит к перегреву деталей. Указанный перегрев при последующем впрыске топлива может вызвать самопроизвольное воспламенение топливного заряда.

Октановое число бензина

Одной из наиболее распространенных причин детонации двигателя является использование бензина с низким октановым числом, которое не рекомендовано для данного типа ДВС. Добавим, что указанный параметр не так важен для дизельного двигателя, так как основной характеристикой дизтоплива выступает цетановое число.

Дело в том, что солярка изначально более устойчива к детонации. В дизеле воспламенение происходит в результате сжатия и нагрева от такого сжатия топливной смеси. По этой причине дизельные двигатели конструктивно имеют более высокую степень сжатия.

Бензин имеет заметно меньшую стойкость к детонации сравнительно с дизтопливом. Октановое число является той характеристикой, которая отражает детонационную стойкость бензина. В бензиновом моторе степень сжатия ниже, топливно-воздушная смесь загорается от искры. Чем выше оказывается октановое число, тем большее сжатие смеси допускается без риска детонации. 

Получается, заправка 92-м бензином автомобиля, двигатель которого имеет высокую степень сжатия и допускается использование горючего с октановым числом только 95 и выше, приведет к появлению детонации во время работы мотора под нагрузкой.

Необходимо отдельно учитывать, что детонация может проявляться даже в случае заправки топливом с необходимым октановым числом. В этой ситуации дело может быть в низком качестве горючего, так как на АЗС часто используют различные способы для искусственного повышения октанового числа. Среди таковых особо отмечают добавку в бензин жидкого газа (пропан, метан). Указанные газы являются летучими, то есть испаряются через небольшой промежуток времени. В итоге топливный бак быстро оказывается заполненным бензином с низким октановым числом, хотя изначально заправляемое топливо соответствовало рекомендуемому для данного типа ДВС.

Особенности конструкции ДВС

Детонация может возникать в двигателе благодаря целому ряду конструктивных особенностей силового агрегата. В списке основных решений отдельно выделяются:

Высокофорсированные бензиновые атмо и турбодвигатели имеют более высокую степень сжатия сравнительно со штатными атмосферными аналогами, вследствие чего демонстрируют повышенную предрасположенность к детонации. Такие ДВС предполагают эксплуатацию исключительно на качественном бензине с высоким октановым числом.

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое форкамерный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции и принципах работы предкамерных моторов.

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:

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 двигателя и возможные последствия

Как уже было сказано выше, от разрушительных нагрузок в результате постоянной детонации быстро выходит из строя кривошипно-шатунный механизм, ГБЦ, другие в большей или меньшей степени нагруженные элементы и узлы двигателя. Ударная волна от взрыва детонирующего топливного заряда с высокой скоростью ударяет по стенкам цилиндров, разрушает масляную защитную пленку на трущихся парах.

Также детонация вызывает нарушение процесса теплоотдачи от раскаленных газов, которые перегревают цилиндры. Возникающий локальный или общий перегрев двигателя уничтожает кромку поршня, которая попросту выкрашивается или плавится под воздействием запредельно высоких температур. Рост температуры вызывает прогар прокладки головки блока, разрушение стенок цилиндров, прогар клапанов ГРМ, быстро приходят в негодность свечи зажигания и т. д. Закономерным итогом становится то, что ударные и термические нагрузки, возникающие при детонации, значительно повышают общий износ двигателя и сокращают его моторесурс.

Читайте также

Детонация двигателя: последствия и пути устранения

11 февраля 2020 Категория: Полезная информация.

Детонация смеси характеризуется ударной волной, повышением температуры в камере, а также повышенным коксованием. Часто в такие моменты можно услышать металлический стук в цилиндрах. В данной статье разбираются причины, последствия и пути устранения детонации двигателя.

 В статье:

Среди множества причин особое внимание уделяется таким, как:

• низкое цетановое число топлива;
• неполадки системы зажигания, приводящие к раннему или позднему воспламенению смеси;
• повышение уровня сжатия мотора из-за обильного нагара или внешнего воздействия на силовую конструкцию;
• перегрев мотора из-за нарушения работы охлаждающей системы;
• повышенное обогащение смеси из-за сбоя в процессе смесеобразования;
• особенности конструкции и эксплуатации двигателя.

Обычно горючее нагнетается за счет давления в цилиндре в момент такта сжатия. Однако при детонации смесь частично воспламеняется уже на непосредственном такте сжатия. После этого моментально создается ударная волна, охватывающая всю камеру сгорания, и образуется участок высокого давления.

Важно: детонация обычно делится на допустимую (кратковременную) и критическую (постоянную). Причем вторая может возникать при повышении нагрузки на двигатель при работе и даже на холостом ходу.

 Возможные последствия 

Детонация в цилиндрах часто происходит при воздействии 4 факторов: раннее зажигание, перегрев мотора, нагар в камере сгорания, а также обильная закоксовка ДВС.

К возможным последствиям детонации двигателя относят:

• повреждение кривошипно-шатунного механизма и ГБЦ;
• разрушение масляной защитной пленки;
• нарушение теплоотдачи раскаленных газов в цилиндрах;
• износ и уменьшение ресурса за счет постоянных ударных и термических нагрузок.

 Способы устранения 

Для устранения детонации инженерами были придуманы следующие решения, направленные на оптимально быстрое сгорание топлива и замедление окисления:

• увеличение оборотов двигателя — сократит время окислительного процесса и снизит вероятность непроизвольного воспламенения топливной смеси;
• турбулизация — смесь приобретает оптимальное вращение, за счет чего пламя в камере распространяется быстрее;
• уменьшение фронта пламени — обеспечивается за счет цилиндра меньшего диаметра и установки дополнительной свечи;
• форкамерно-факельное зажигание — детонация устраняется за счет воспламенения сначала обогащенной смеси в предкамере, а после обедненной в основной;
• использование ЭБУ — позволяет автоматически менять угол опережения и менять состав горючей смеси.

О том, как увеличить ресурс ДВС, можно узнать из этой статьи. 

Запчасти для дизеля найдёте в нашем каталоге

Посмотреть запчасти в наличии

Метки: Эксплуатация дизеля, Ресурс дизельного ДВС

Диагностика детонационного шума дизельного двигателя | Проблема двигателя

Как определить, хороший или плохой шум двигателя вы слышите? За годы поиска и устранения неисправностей дизелей я узнал, что лучший способ определить, нормальны ли внутренние шумы, которые вы слышите, — это выполнить продувку дизеля. Позволь мне объяснить; Большинство типичных стуков в дизельном двигателе происходит из-за «забивания» форсунки и детонации при зажигании. Когда вы запускаете продувку дизельным двигателем, большинство этих шумов исчезают в течение десяти-пятнадцати минут.Смазка в продувке уменьшит «забивание» форсунок или их удары, а чистое топливо уменьшит стук при горении. Мне часто хочется, чтобы мой двигатель работал на продувке дизельным двигателем все время. Двигатель издает такой приятный звук, когда продувка дизелем проходит через насос и форсунки и «смягчает» все эти резкие звуки. (То же самое может произойти, если вы используете высококачественное отработанное растительное масло в дизельном топливе.) Если шум (ы), о котором вы беспокоились, утихает во время продувки, вы можете легко дышать.Скорее всего, причину этих шумов можно устранить.

Ознакомьтесь с нашим комплектом для продувки дизельным двигателем с инструкциями

Топливные форсунки являются самым большим источником шума в старых дизельных двигателях Mercedes. Они будут тикать, звенеть, дребезжать и даже могут издавать щелкающий звук. Из-за такого шума форсунок с вашим двигателем не случится ничего катастрофического. В большинстве случаев продувка дизельным двигателем заглушит все шумы, связанные с вашими форсунками, а также смягчит стук.Если ваша дизельная форсунка снова появляется после продувки, я рекомендую вам отремонтировать топливные форсунки с форсунками Monark, доступными на этом сайте. Мы предлагаем полный набор инструментов и инструкций для правильного ремонта и выравнивания давления дизельных топливных форсунок в вашем гараже.

С другой стороны, если в процессе продувки вашего двигателя шум не уходит, вы должны быть обеспокоены. Вам нужно будет поискать причину шума в другом месте.Если сильный стук не исчезнет, ​​это может быть серьезным ударом, и автомобиль не следует ехать до тех пор, пока его источник не будет определен. Дополнительную информацию о диагностике шума дизельного двигателя см. В моем полном руководстве.

Детонация, предварительное зажигание и детонация двигателя

Детонация — обычно вызываемая топливом с низким октановым числом — это тенденция топлива к предварительному воспламенению или самовоспламенению в камере сгорания двигателя. Это раннее (до срабатывания свечи зажигания) воспламенение топлива создает ударную волну по всему цилиндру, поскольку горящая и расширяющаяся топливно-воздушная смесь сталкивается с поршнем, который все еще движется к верхней мертвой точке.В результате стук или звон — это звук ударов поршней о стенки цилиндра.

Последствия детонации могут быть от произвольных до серьезных. Продолжительный и интенсивный стук может сломать поршень или двигатель, хотя он также может выдержать эту небольшую проблему на протяжении тысяч миль. Точно так же перегрев может вызвать дополнительный износ двигателя, быть относительно безвредным или вызвать возгорание и поломку двигателя.

Общие причины детонации

Детонация чаще всего возникает из-за использования низкокачественного моторного топлива и, как следствие, из-за износа деталей вашего двигателя.Однако конструкция камеры играет ключевую роль в определении того, может ли двигатель неожиданно взорваться. Форма, размер, расположение искры и геометрия конструкции — все это помогает определить, где эти взрывы могут произойти.

Перегретый наконечник свечи зажигания также может вызвать преждевременное зажигание. Это может вызвать пинг в вашем автомобиле при движении по шоссе, но на самом деле он может сохраняться в двигателе на тысячи миль. Если вы слышите металлический щелкающий звук во время езды на большие расстояния, вам следует проконсультироваться со своим механиком и узнать, нужно ли заменить свечу зажигания.

Общие эффекты

Детонация может вызвать три типа отказа двигателя в зависимости от источника и серьезности: истирание, механическое повреждение и перегрев. Механическое повреждение происходит из-за того, что сильное воздействие природы может вызвать разрушение частей двигателя внутреннего сгорания. Это может особенно повлиять на посадку верхнего или второго поршневого кольца или даже на выпускные или впускные клапаны.

При истирании головка поршня медленно разрушается, создавая на ее поверхности микроскопический эффект швейцарского сыра, что приводит к снижению эффективности и возможной поломке. Однако перегрев — более серьезная проблема, которая при запуске действует почти как эффект снежного кома. Вызванный тем, что пограничный слой газа прерывается на головке блока цилиндров и теплопередача к охлаждающей жидкости через головку блока цилиндров, этот перегрев двигателя будет продолжать происходить по мере повышения температуры, вызывая усиление детонации.

Общие решения

К счастью, существует ряд решений проблемы предварительного зажигания. Лучшее решение, очевидно, — поговорить с вашим механиком о проблеме, но если у вас есть опыт ремонта двигателя, вы также можете воспользоваться следующими методами, чтобы снизить вероятность детонации двигателя.

Переход на топливо с более высоким октановым числом для уменьшения нагрева камеры сгорания и более медленного сжигания топлива — лучший способ борьбы с ложным срабатыванием. Точно так же снижение температуры воздуха на входе в двигатель значительно снизит вероятность преждевременного воспламенения и детонации. Как правило, на каждые 10 градусов охлаждения входящего воздуха он производит на один процент больше мощности. Регулировка синхронизации двигателя также может помочь решить эту проблему. Если ваш двигатель работает во время открытия дроссельной заслонки на низких оборотах двигателя, вам может потребоваться отрегулировать время на два-три градуса.

Что такое детонация и как ее контролировать?

Ответ:

Детонация или детонация двигателя происходит просто, когда топливо предварительно воспламеняется до того, как поршень достигнет запланированного искрового зажигания. Это означает, что мощный взрыв пытается расширить камеру цилиндра, которая сжимается в размерах, пытаясь изменить направление движения поршня и двигателя. Когда происходит детонация, внутренние пневматические силы могут фактически в 10 раз превышать нормальные силы, действующие на правильно работающий высокопроизводительный двигатель.Детонация обычно вызывается чрезмерным нагревом, чрезмерным давлением в цилиндре, неправильной синхронизацией зажигания, недостаточным октановым числом топлива или сочетанием этих факторов. Из предыдущего обычно виновата чрезмерная жара. Поскольку двигатель модифицируется для выработки большей мощности, выделяется дополнительное тепло. Сегодняшний насосный газ выдерживает лишь ограниченное количество тепла, прежде чем он воспламенится и вызовет детонацию. Хотя двигатели с принудительной индукцией обычно вырабатывают гораздо меньше тепла, чем сопоставимые безнаддувные двигатели с высокой степенью сжатия, температура цилиндров в двигателях с промежуточным охлаждением все же значительно ниже.Редко случается, что наддув вызывает детонацию, просто ненужное тепло. Промежуточный охладитель является таким естественным решением для принудительной индукции, что почти в каждом сложном применении промежуточное охлаждение является частью пакета. Для двигателей, которые испытывают проблемы с детонацией, основными вариантами являются использование систем задержки зажигания / синхронизации, топлива с более высоким октановым числом или промежуточного охлаждения. Хотя системы замедления зажигания могут быть полезны в определенных ситуациях, они также могут значительно снизить выходную мощность двигателя, поскольку любое сокращение времени приведет к уменьшению мощности. И хотя сокращение времени может спасти двигатель от детонации, чрезмерное тепло, вызвавшее детонацию, все еще присутствует. Промежуточное охлаждение, с другой стороны, фактически удаляет тепло, которое вызывает детонацию, и позволяет безопасно работать с более высокими уровнями наддува с полной синхронизацией на насосном газе. Это дает максимальную выгоду как с точки зрения увеличения мощности, так и с точки зрения защиты двигателя без какого-либо дополнительного обслуживания или хлопот.

Проблемы с шумом дизельного двигателя и устранение неисправностей

10 марта 2020 г.

Общие проблемы с шумом дизельного двигателя

В двигателях есть общая проблема, которая может вас напугать — это шум двигателя.Однако не всякий странный шум, исходящий из-под капота вашего автомобиля, плох — некоторые звуки нормальны. Двигатель может издавать несколько типов плохих шумов — от дребезжания и стука до скуления и других странных звуков. Если вы не обращаете на них внимания, все они могут вызвать у вас много головной боли. В следующих строках мы сделаем все возможное, чтобы внести некоторую ясность в тему.

Почему дизельные двигатели громче бензиновых?

Бензиновый и дизельный двигатели являются двигателями внутреннего сгорания, предназначенными для преобразования энергии топлива в механическую энергию.Основное различие между ними заключается в степени сжатия. В дизельных двигателях топливо впрыскивается в уже сжатый воздух внутри цилиндра. Эти типы двигателей намного шумнее, чем бензиновые, потому что их механика работает под более высоким давлением. Внутри много мелких деталей, таких как металлические заглушки, маленькие клапаны и маслопроводы, которые создают шум. Кроме того, дизельное топливо менее фильтруется, чем бензин, и содержит больше частиц, что делает его громче при воспламенении. Проблемы с дизельным двигателем обычно возникают из-за того, что люди упускают из виду плохие шумы, указывающие на проблемы.

Проблемы с шумом дизельного двигателя

Существует несколько типов плохих шумов, которые могут указывать на проблему с вашим дизельным двигателем:

1. Дребезжащий шум. Этот тип шума может возникать при ускорении автомобиля. Это вызвано тем, что смесь воздуха и топлива в цилиндре преждевременно воспламеняется из-за сжатия внутри двигателя.Это называется предварительным зажиганием, и оно может повредить поршни, клапаны и шатуны внутри двигателя.
2. Тикающий шум дизельного двигателя. Обычно это вызвано возвратно-поступательным движением компонентов, таких как клапаны, поршни, штоки и толкатели. Звук является индикатором нескольких проблем, таких как низкий уровень масла, плохо отрегулированные клапаны, стук штанги или шум подъемника.
3. Детонация дизельного двигателя. Стук форсунок. Обычно смазка при продувке снижает шум, но вам следует присмотреться к двигателю, если шум не исчез в течение пятнадцати минут работы.
4. Шум зацепления цепи привода ГРМ. Цепь привода ГРМ соединяет коленчатый и распределительный валы, поэтому очень важно поддерживать ее в постоянном состоянии. Шум, производимый неисправной цепью привода ГРМ, является дребезжащим при холодном двигателе и приглушенным, когда двигатель полностью прогрет. Эти проблемы с дизельными двигателями очень распространены, и важно своевременно решать их.

Устранение неисправностей, связанных с шумом дизельного двигателя

Как мы уже упоминали, нельзя игнорировать шум от вашего двигателя.Важно диагностировать звуки по мере их появления. Так что бы вы сделали, если бы услышали один из вышеупомянутых шумов?

Во-первых, вы должны убедиться, что проверил двигатель . Motor Company может помочь вам с в устранении любых шумов от вашего дизельного автомобиля , , просто разместите свой запрос через наш веб-сайт или позвоните нам по телефону 0116 287 0792 .

1. Если у вас дребезжащий шум , вы, вероятно, используете неправильный тип топлива. Это может быть простое решение или что-то более сложное, например, натяжитель ремня, который прикладывает силу для создания или поддержания натяжения.
2. Тикающий шум дизельного двигателя может быть признаком низкого уровня масла, из-за которого компоненты клапанного механизма не получают надлежащей смазки. Немедленно проверьте уровень масла, и если он низкий, вы должны отремонтировать свой автомобиль. Другой причиной этого шума может быть неисправный подъемник или неисправный шатун. Плохая новость в том, что вам нужно будет восстановить двигатель.
3. Дизель стучит . Это не всегда вызывает беспокойство. Причина стука форсунок в том, что они плохо смазаны. Если использовать хорошее топливо, форсунки перестанут стучать и щелкать. Есть простой способ решить эту проблему, заменив форсунки на новые.
4. Проблемы с цепью привода ГРМ. Шум, исходящий от цепи привода ГРМ, обычно вызван ее ослаблением. Если слишком долго откладывать ремонт, он оторвется.Это может серьезно повредить ваш двигатель и будет стоить больших денег. Вот почему вы должны быстро решить проблему.

Причины и способы предотвращения

У него несколько названий — стук, гудок, детонация и т. Д., И многие из этих терминов могут сделать событие довольно безобидным. По правде говоря, при умеренных и высоких нагрузках постоянное количество детонаций может привести к катастрофическому отказу двигателя, обычно в виде раздробленных подшипников штока, трещин в кольцевых зацепах или отверстия в поршне.

Практически каждый двигатель с искровым зажиганием от средней до высокой мощности будет испытывать случайные детонации в течение всего срока службы. Это одна из тех вещей, которых невозможно полностью избежать, но их все же можно легко контролировать и удерживать в безопасных пределах с помощью датчиков и ответственной настройки. Для начала, это помогает понять, что происходит внутри камеры сгорания, чтобы вызвать этот разрушительный свистящий звук.

Что это такое
В зависимости от нагрузки двигателя и настройки, свеча зажигания загорается в диапазоне от 45 градусов до 5 градусов перед верхней мертвой точкой (ВМТ) такта сжатия и воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Во время нормального цикла сгорания фронт пламени расширяется от точки воспламенения к стенкам цилиндра и днищу поршня, этот процесс горения может занять до 90 градусов вращения коленчатого вала для полного сгорания. Детонация определяется как любое самовозгорание, происходящее после того, как процесс горения уже начался, и не зависит от начального фронта пламени. Это неконтролируемое событие может происходить из любого места в камере и обычно вызвано высокими температурами и / или давлением в цилиндре.

Что он делает
Теперь, когда у вас есть базовое понимание стука и двух его основных причин (тепла и давления), мы можем поговорить о связанных с ним разрушительных эффектах. Повреждение вызвано не энергией, выделяемой при детонации, а скорее скоростью высвобождения энергии (энергетический потенциал такой же, как при нормальном цикле сгорания). Детонацию часто считают эквивалентом удара по верхней части поршня взрывным молотком.

Как это обнаружить

Слева: Датчик детонации, обычно встречающийся на автомобилях EFI.Справа: электронные детекторы, обычно используемые тюнерами.

При возникновении детонации можно услышать звуковой свистящий звук. В вашем среднем двигателе EFI обнаружение детонации зависит от использования одного или нескольких датчиков детонации, установленных в определенных местах на двигателе. Эти датчики представляют собой тип микрофона, который откалиброван для улавливания определенного диапазона частот, который, как известно, связан с детонацией. Когда датчик обнаруживает достаточно большое количество детонаций, ЭБУ начинает замедлять опережение зажигания и / или добавлять больше топлива, в зависимости от используемого ЭБУ.

Эти частоты детонации будут различаться в зависимости от конструкции двигателя, и тюнер должен будет их откалибровать после модификации тяжелого двигателя.
Австралийская компания по управлению двигателями Haltech создала отличное видео, объясняющее этот процесс калибровки:

Профессиональные тюнеры часто полагаются на использование детонационных баллончиков (det cans) для обнаружения событий детонации в сильно модифицированных двигателях. Эти дет-банки могут быть как электронными, так и механическими, в первом из которых используется микрофон для передачи звука через пару наушников, а во втором — только с использованием медного крепления и трубки для передачи звука, улавливаемого медью, на наушники.Бидоны Det также могут помочь ускорить процесс повторной калибровки датчика детонации.

Как им управлять
При настройке двигателя есть два основных источника тепла и давления, подача топлива и угол опережения зажигания.

Момент зажигания для контроля давления
При настройке угла опережения зажигания вы должны помнить о том, насколько вы его опережаете — большее время не всегда означает большую мощность. Идея состоит в том, чтобы рассчитать время искры в нужный момент до ВМТ, чтобы обеспечить достаточно времени горения для достижения пикового давления в цилиндре в оптимальной точке ВМТ.

Заводская карта угла опережения зажигания от JDM Mitsubishi Evo X 2008 года выпуска (Degrees BTDC). Обратите внимание, что по мере увеличения нагрузки и числа оборотов опережение уменьшается. Приложения с форсированным двигателем, как правило, работают с более низкой пиковой синхронизацией из-за повышенного давления в цилиндре, связанного с принудительной индукцией.

Превышение опережения зажигания приведет к слишком раннему возникновению искры, в результате чего давление в цилиндре будет расти быстрее, чем может распространяться фронт пламени. Это создаст два источника давления в цилиндре, работающих одновременно (ход поршня и сгорание), в результате чего давление и температура в цилиндре превысят точку самовоспламенения несгоревшего топлива, все еще оставшегося в цилиндре, что мгновенно сгорит. Это самовозгорание является событием детонации и является одной из наиболее частых причин отказов поршня, штока и подшипников.

Примеры отказов подшипников по причине детонации. Слева: усталость промежуточной футеровки на основе меди в трехметаллических подшипниках. Справа: Локальный чрезмерный износ из-за деформации шатуна от детонации.

Заправка топливом для контроля температуры
При настройке двигателя топливо используется как форма контроля температуры. Добавление большего количества топлива создает более богатую смесь и охлаждает камеру, а удаление топлива выжимает смесь и добавляет больше тепла.

Haltech предлагает отличную аналогию, которая поможет вам понять этот процесс. «Думайте об этом как о выпечке торта. Когда вы закончите выпечку, откройте духовку и вытащите торт, чтобы он остыл. Температура воздуха внутри духовки составляет 180 градусов по Цельсию, поэтому и пирог, и стальная форма для выпечки имеют температуру 180 градусов, но при этом, если вы подержите руки на 180 градусов, вы не обожжетесь. Однако металлическая форма для торта, безусловно, обожжет руки, как и сам торт через пару секунд.

Что вы хотите убрать из этого, так это то, что воздух — ужасный проводник тепла, потому что воздух на 180 градусов в духовке не обожжет вас, как форма для торта при той же температуре.Топливо гораздо лучше проводит тепло, поэтому, в общем, чем больше топлива вы добавляете, тем больше тепла будет отводиться от стенок цилиндров, поршней, клапанов и т. Д.

Заводская топливная карта EDM Mitsubishi Evo X 2008 года (масштабируется для AFR). Обратите внимание, что по мере увеличения нагрузки и числа оборотов увеличивается заправка (богаче). Двигатели с наддувом обычно требуют как минимум на 10% более богатой топливной смеси для борьбы с детонацией, вызванной повышенными температурами цилиндров, создаваемыми принудительной индукцией.

Однако можно добавить слишком много топлива, особенно в областях с низкой нагрузкой, таких как холостой ход или круиз, и вы можете вызвать стук или даже расплавить поршень, если вы слишком обеднены при более высоких нагрузках. Задача тюнеров — откалибровать несколько различных компонентов двигателя (MAF, VE, VVT, Boost, Fueling, Ignition Timing и т. Д.) Для достижения наиболее эффективных целей заправки и момента зажигания для двигателя и его конкретных модификаций.

Заключение
Детонация может вызвать катастрофический отказ двигателя, если ее не остановить. Вот почему большинство современных двигателей включают в себя функцию отказоустойчивости в заводской настройке, чтобы замедлить опережение зажигания или добавить топлива, когда датчик детонации обнаруживает слишком большое количество детонаций.Чтобы предотвратить детонацию модифицированных двигателей, требуется настройка для настройки заводских калибровок и приведения вашего двигателя в равновесие с вашими новыми модами.

Насколько серьезна проблема детонации?

Детонация двигателя, также известная как стук или гудок, — это не повод для беспокойства или серьезное предупреждение о серьезном отказе двигателя. Важно знать, как определить проблемы сгорания как нерегулярные, потому что второй сценарий довольно плохой.

Большой взрыв

Стук происходит в верхней части поршней двигателя в камере во время сгорания.При нормальной работе искра идеально синхронизируется с впрыском топлива, открытием и закрытием клапана, а также положением поршня (давлением), чтобы вызвать взрыв в камере. Свеча зажигания, посылающая искру, просверливается под определенным углом, поэтому взрыв ударяет по верхней части поршня таким образом, чтобы использовать силу для создания более сбалансированной фазы сгорания. Это детонация, но управляемая. Процесс требует тепла, давления и топлива.

Подделки

Двигатель может стукнуть, если он стал очень горячим или если синхронизация немного сбита.Когда это происходит, накопленные тепло и давление воспламеняют окружающий воздух и топливо в непредусмотренное время и неконтролируемым образом внутри камеры. Наряду с издаваемым свистящим звуком это создает разрушительное давление и заставляет поршень опускаться вниз, причем время и время не соответствуют тому, как он был спроектирован для работы. Если, например, кулачок или коленчатый вал находятся не там, где они должны быть, когда это происходит, давление от повторяющихся взрывов может вызвать повреждение.

Ping Me

Как упоминалось ранее, при нормальной работе время от времени происходит стук, и это не проблема.Это еще более характерно для дизельных двигателей, которые для начала полагаются только на топливо и давление (без искры). Большинство современных двигателей имеют датчики детонации, которые обнаруживают нерегулярную детонацию и устраняют ее, либо регулируя время, либо добавляя больше топлива для охлаждения камеры. Однако, если вы постоянно слышите стук снова и снова, это означает, что у вас серьезная проблема, и вам нужно немедленно ее решить. Несбалансированное и несбалансированное давление на поршень может привести к поломке колец и загрязнению камеры сгорания и поверхностей клапанов, вплоть до разрушения шатунов, сгибания коромысел, взрыва прокладки головки и ряда других серьезных проблем.

Использование топлива с более высоким октановым числом помогает снизить детонацию, но, если у вас нет высокопроизводительного или модифицированного двигателя, вы, вероятно, будете в порядке с обычным октановым числом. Если вы заметили повторную детонацию, немедленно обратитесь за помощью. Квалифицированный механик сможет провести испытание под давлением и снять головку, чтобы оценить повреждения. Если вы слышите постоянный стук, сделайте это как можно скорее, иначе вы рискуете полностью нуждаться в новом двигателе.

Несмотря на серьезность последствий диапазона детонации двигателя, всегда рекомендуется проконсультироваться со специалистом, если проблема не исчезнет.

Ознакомьтесь со всеми деталями двигателя , доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о проблемах сгорания поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фотография любезно предоставлена ​​Блэром Лампе.

Детонационный двигатель — Quasiturbine.com

---

Детонационный режим горения
превосходит режим дефлаграции, используемый в современных двигателях.
Детонация настолько эффективна и быстра, что ее еще не выдержал ни один двигатель!

Квазитурбинный детонационный двигатель

---

Следующим шагом в мировых исследованиях двигателей является создание газового двигателя как экономичен, как дизельный двигатель, а дизельный двигатель чист, как газ двигатель. Квазитурбина переменного тока с фотодетонацией делает это и многое другое, примиряя как газовые (гомогенные), так и дизельные (неоднородные) двигатели в одном чрезвычайно эффективный и чистый режим фотодетонации, ведущий к максимальной эффективности прорвать!

Фотодетонация Самовозгорание аналогично Diesel,
, но горение происходит равномерно, быстрее и чище.
В этом режиме вместо «камеры сгорания» используется «камера детонации»
.

Фотодетонация позволяет повысить эффективность 2: удаление впускной вакуумный клапан бабочка (разрыв сжатия двигателя — которые вообще существуют время в газовом двигателе), а также увеличение степени сжатия (более стук и уровень дизельного топлива). Поскольку горение однородное и происходит в избытке воздуха, он такой же чистый, как внешнее сгорание.

---

С нашим сегодняшним поршневым газовым двигателем Beau de Rocha (Otto), примерно половина бензин, используемый в транспортном секторе, буквально тратится на борьбу с разрежение атмосферного вакуума на впуске, создаваемое карбюратором или инжектором коллекторный дроссельный клапан (эффект торможения двигателем). Это половина загрязнения транспортной деятельности. Детонационный квазитурбинный двигатель сохранил бы как много … без всех технологий на борту гибридного автомобиля, которые пытаются сэкономьте примерно половину этого. ..

А Март 2003 г. — исследование MIT говорит: «Улучшение бензиновых и дизельных двигателей — это путь идти! Водородный автомобиль — не панацея для окружающей среды. Водород автомобиль на топливных элементах не будет лучше с точки зрения общего энергопотребления и выбросов парниковых газов к 2020 году. Если мы необходимо ограничить выбросы парниковых газов, улучшив основные бензин и дизельное топливо двигатели — это то, что нужно. Эти результаты получены из оценки различных двигателей и топлива. технологии, не предсказывающие реальных «прорывов» (Квазитурбина имеет не были включены в исследование) .

В своей книге Что касается квазитурбины, то изобретатели использовали комплект из 14 двигателей. параметры, чтобы показать, что ни один современный двигатель не соответствует одновременно всем оптимальные общие критерии требований. Двигатели не могут быть «все в одном» компактными, низкими вес, низкий уровень шума, отсутствие вибрации, высокий крутящий момент на низких оборотах, эффективен на широком диапазон мощности . .. при однородном чистом сгорании и использовании нескольких видов топлива способный … Это одна из целей детонационного двигателя …

Квазитурбинная модель переменного тока для детандерного или детонационного режима

Детонация упоминается как HCCI «Однородный заряд. Воспламенение от сжатия »или стратифицированное горение SCCI, CTI — контролируемое Автоматическое зажигание или ATAC — Активное термо-атмосферное горение.Детонация — враг поршневого двигателя и называется стуком / задницей. Несмотря на все усилия, направленные на то, чтобы избежать детонация в поршневом двигателе, это лучший режим сгорания, который не списано на двигатели будущего. Цель порога детонации — достичь более высокого степень сжатия при сохранении гомогенности топливной смеси, надеясь на поршневой двигатель отшлифуем … Фотодетонационные объективы однозначно справятся детонация …

---

Улучшает поршень

4-тактный поршень наши автомобили срабатывают каждые 2 оборота и развивают положительный крутящий момент около 17% времени, затягивая 83% времени. Для получения разумной удельной мощности плотности, мы должны использовать камеру сгорания как можно чаще в каждом минута, что означает вращение на нежелательно высоком режиме, когда это трудно чтобы избежать ограничений из-за потока газа и инерции клапанов. Высокая частота вращения также требует ограничения, которые требуют уменьшения хода поршня, которые требуют сокращения диаметр коленчатого вала и снижение крутящего момента двигателя, и, следовательно, более серьезная потребность в коробке передач и кинетических аспектах, таких как маховик, что сильно снижает ускорение двигателя.

Современные бензиновые топливные форсунки отсутствуют в камера сгорания. В отличие от Дизеля, возле впускного клапана есть бензиновые форсунки, во впускном коллекторе вакуума … Остался вакуум во впускном коллекторе, карбюратор или инжектор (проблема в вакуумном клапане-дроссельной заслонке, а не в топливе). Цикл Отто с карбюратором или инжектором имеет то преимущество, что предварительно смешивает воздух. и топливо, например, чтобы получить после сжатия однородное контролируемое загрязнение горение.Непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания осуществляется распылителем с топливо богато внутрь, стехиометрическое на периферии (слишком горячее), а топливо обеднено снаружи. Качество этого вида неоднородного горения практически невозможно контролировать.

Нет выхода для «всасывания без вакуума», равномерное горение с низким уровнем загрязнения », кроме детонации (впуск однородной топливной смеси при атмосферном давления) … и Квазитурбинный импульсный прибор с коротким объемом разработан специально для этого… (особенно модель QT-AC).

---

Формирование импульса

Исследования по детонации в поршневых двигателях продолжаются годами без какой-либо коммерческой деятельности обещания. Исследования направлены на поиск возможностей и ограничений HCCI двигатель, и особенно то, как различные параметры влияют на двигатель производительность и выбросы, не подвергая сомнению концепцию поршня сам ? Будущие прорывы в двигателях однако может добавляться в детонационный двигатель, где Квазитурбина предлагает новые средства. Квазитурбина (особенно модель переменного тока) открывает двери для детонации развитие путем предоставления намного более короткий импульсный аппарат с наконечником давления, с более быстрым линейным подъемом и падением рампы давления.

QT-AC (с тележками) предназначен для режима детонации,
, где высокое отношение поверхности к объему
является фактором, уменьшающим силу детонации.

В отличие от концепции поршень-коленчатый вал, ограниченная почти синусоидальной импульс объема камеры, Квазитурбина — это семейство концепций двигателей на основе 7 независимых геометрических параметров, что позволяет дизайнов совершенно разные друг от друга.Поскольку квазитурбина может принимать вагоны, можно определить наборы параметров, которые могут формируют «почти по желанию» импульс давления объема камеры. Противостоять детонация, Квазитурбина имеет импульс объема камеры от 15 до 30 раз короче поршневого, с быстрым подъемом и опусканием линейных рамп. QT-AC (с тележками) предназначен для режима детонации, где высокий отношение поверхности к объему — фактор, уменьшающий интенсивность детонация.

Фотодетонация Самовозгорание аналогично Diesel,
, но горение происходит равномерно, быстрее и чище.
В этом режиме вместо «камеры сгорания» используется «камера детонации»
.

Модель квазитурбины переменного тока для режима детандера или детонации
Посмотрите на квазитурбину в Виртуальная реальность (Врмл)

Квазитурбина позволяет решать современные разработки двигателей. дилемма по двум основным уникальным характеристикам, а именно:

• Во-первых, выстрелив 8 раз каждые два оборота в четырехтактном режиме, который позволяет намного чаще использовать камеры сгорания без необходимости увеличить обороты двигателя, не столкнувшись с проблемой быстрого потока газа, ни клапаны инерционные, т. к. нет.
• Во-вторых, выходом на режим детонации с его более короткими импульсами давления на наконечнике с линейными рампами позволяя самостоятельно запускать тепловое и фотонное зажигание и преодолевать препятствия, ограничивающие высокую степень сжатия двигателя, поэтому увеличивая КПД при сохранении равномерной способности сгорания и одновременно уменьшая загрязняющие вещества.

Поскольку он был разработан для теплового и фотонного зажигания, Квазитурбину нельзя рассматривать как «роторно-поршневой двигатель» и правильно охарактеризован поршневой парадигмой.

---

Квазитурбинный ротор Dynamic

Машины с эксцентриковым коленчатым валом достигают максимума и минимальное механическое удлинение синхронно с давлением ходов, в то время как в квазитурбине ротор достигает максимума и минимальное удлинение на половине хода, обеспечивая плавный кинетический переход около верхней и нижней мертвой точки давления. Положение поршня extrêmes en coïncidence avec le début et la fin des cyc de pression, et al. com lui, le vilebrequin du Wankel наложить австралийскую синхронизацию, Qui Favorise un cognement du rotor sur le stator près des points haut et et al. bas.Dans la Quasiturbine, крайние положения ротора, корреспондент l’élongation en losange, alors que les cycle de pressions débutent et Terminent en configuration carrée, ce qui crée une ситуация особенное чувство для непрерывного движения ротации и т. д. баланс между внутренними усилиями на роторе и проходе (без cognement) en configuration carrée, ce qui accentue la Compatibilité avec la фото-детонация.
Une fois la deformation du rotor lancée depuis une élongation losange sur un ax vers une élongation sur un autre ax, le système des 4 pales présente une inertie qui assure la continueité (sans cognement) де ля деформация в проходе à la configuration carrée, là où sont les Principales et violentes perturbations de pression. Notons que cette inertie de la deformation est freinée par l’action des суставов контура sur les parois internes du stator dans la région éloignée du center, mais que l’effet de rappelle Dynamique dû à la pression interne dans les chambres vient aider ce freinage, voir même le dominer в определенном режиме.

---

Детонация квазитурбины

Фотодетонационный режим горения — самый быстрый и самый чистый способ, управляемый объемной плотностью излучения черного тела, мощный лазерный луч.Ссылка на лазерный свет — хороший способ видеть это; другой способ — вспомнить, как сожгли лист бумаги в солнечном очаге точка линзы. Не требует антидетонационной топливной присадки, и поршень, наверное, никогда не зашлифовать? Дорога к фотодетонации идет через какое-то горение, какое-то автоматическое зажигание, какой-то порог детонация и некоторая сверхзвуковая детонация, все вместе с радиацией процесс, и, наконец, фотодетонация, вызванная радиационным горением. Этот режим практически не зависит от формы камеры сгорания и принимает практически любой вид топлива.

Фотодетонация Самовозгорание аналогично Diesel,
, но горение происходит равномерно, быстрее и чище.
В этом режиме вместо «камеры сгорания» используется «камера детонации»
.

Детонационный режим горения приводится в действие сверхзвуковым choc wave или лучше — излучением. Это очень быстро и обычно инициируется другим возгоранием. режим, за которым следует чрезмерный уровень сжатия.

QT-AC (с тележками) предназначен для режима детонации,
, где высокое отношение поверхности к объему
является фактором, уменьшающим силу детонации.

Детонация — это чрезвычайно быстрое сгорание, сверхзвуковое или полностью объемный, когда движется фотон. Многие лаборатории пытались создать поршневой двигатель. работать в режиме детонации без особого успеха. Квазитурбинное семейство двигатели не используют синусоидальный коленчатый вал и позволяют использовать каретки, которые позволяют формируют импульс объема более подходящим образом, чем поршень для детонации.Квазитурбина (модель АС с тележками) предназначена для режима детонации, где высокое отношение поверхности к объему — фактор, снижающий интенсивность детонации. В режиме фотодетонации, поскольку горение происходит за счет излучения и что импульс давления намного короче, форма камеры сгорания и его соотношение поверхность / объем мало влияет. Фактически, высокое отношение поверхности к Объем помогает снизить интенсивность горения. Не только фотодетонация подавляет потребление энергии дроссельным вакуумным впускным клапаном и, таким образом, сохраняет КПД двигателя при малой мощности, но поскольку для этого требуется гораздо более высокая степень сжатия, он также увеличивает эффективность двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке.

Почему квазитурбина выдерживает это?

Поскольку кинетика вблизи ВМТ «поршень» и «QT-лезвие» диаметрально противоположны, как в объем и скорость. По объему, потому что поршень проходит в ВМТ с почти постоянным объемом, тогда как QT-blade (особенно модель QT-AC) проходит ВМТ с прерывистым изменением объем (громкость быстро меняется линейно по убыванию и по возрастанию, где кончик резкого поворота вокруг). По скорости, потому что поршень проходит в ВМТ с одной прерывистой скоростью (замедление, остановка и ускорение в противоположном поршне), тогда как QT-лезвие проходит высокий точка с постоянной скоростью (кроме того, нулевой радиальный компонент).Из этих соображений непосредственно вытекают два механических соображения. физические характеристики. Во-первых, поршень поднимается (кинетический подъем) когда до него доходит ранняя детонация (кинетическая вниз), и как два объекта, движущиеся в противоположном направлении, очень сильно разбегаются, его поршень плохо сопротивляется, тогда как QT-лопасть проходит ВМТ при постоянной кинетической и нулевая радиальная скорость. Во-вторых, короткий импульс наконечника Квазитурбины сохраняет давление меньше, чем длинный импульс. синусоидальный импульс поршня, и следовательно у QT-лезвия шины значительно меньше.Центробежная сила на лопастях Квазитурбины также помогает сдерживать высокие давление. Обратите внимание, что из-за коленчатого вала Ванкель ведет себя как поршень. возле ВМТ.

---

Лучшие двигатели

Квазитурбинное детонационное горение представляет собой комбинацию лучшие элементы других двигателей внутреннего сгорания:

(1) Квазитурбинная детонация гомогенного топлива / воздуха заряд устраняет потребность в электронном зажигании большинства видов топлива двигатели.Электронное зажигание в поршневом бензиновом двигателе требуется из-за всасываемого вакуума и несовместимой продолжительности ограничения «импульсной структуры» сжатия в цилиндре.

(2) Детонация полностью сжигает топливо в топливно-воздушном заряде. из-за короткого, но мощного импульса давления и из-за быстрое почти линейное изменение зоны максимального давления QT, которое быстро закрывает и снова открывает камеру сгорания. Дизельный двигатель может только неполное сгорание топлива, впрыснутого в нагретый, сжатый воздух в цилиндре.QT (в отличие от дизеля) следовательно, двигатель «чистого сгорания». Практически не будет выбросы, отличные от стандартных продуктов сгорания, например, CO2 и h3O. «Чистое сгорание» также означает, что двигатель QT потребляет больше топлива. эффективнее дизельного двигателя.

(3) Детонация в QT происходит быстро. в верхней мертвой точке. В дизельном двигателе воспламенение впрыскиваемого топлива происходит несколько позже верхней мертвой точки, обычно около 12 градусов или так, и со временем прогрессирует, чтобы механически защитить поршень.Таким образом, рабочий ход QT несколько длиннее «с ранним и позднее преобразование механической энергии », и выхлоп немного холоднее, что также подразумевает более эффективный двигатель.

(4) Поскольку температура статора / ротора не имеет значения в Режим детонации (легкое зажигание), а потому более короткое давление QT импульс синхронизируется, преждевременное зажигание не является проблемой. В горение QT может иметь очень простой механизм охлаждения, например воздушный охлаждение, даже при работе на топливе с низкой летучестью, таком как природный газ.

(5) Квазитурбина подходит для различных видов топлива, включая водород. горение. Может также работать в комбинированном тепловом цикле. режим (включая паровой режим и режим Стирлинга на одном вал), тем самым повышая эффективность.

(6) Наконец, Квазитурбина может работать в более традиционном Отто режим, но сохраняет свои дополнительные характеристики по сравнению с поршневой двигатель.

По всем этим причинам и с учетом того, что Квазитурбина не может рассматриваться как «роторно-поршневой двигатель».Поршень парадигмы неприменимы к Квазитурбине!

---

Преимущества Detonation

Детонация и гибрид — два разных способа собрать низкую КПД поршневого двигателя пониженной мощности, и оба совместимы с эффективная электрическая (колесная) силовая передача. Однако детонационный двигатель более прямым и эффективным способом, а поскольку «бортовое топливо» уже является формой накопитель энергии, детонационный двигатель, избегайте повторного накопления этой энергии электрически в батареи.Химическая энергия, запасенная в топливе, уменьшается, когда химически повторно хранится в батареях.

Двигатель HCCI всегда не дросселируется, используется высокая степень сжатия и горение быстрое. Это дает высокий КПД при малых нагрузках. по сравнению с обычным двигателем, который имеет низкий КПД при частичных нагрузках. Если двигатель HCCI используется вместо обычный бензиновый двигатель в машине, расход топлива можно сократить вдвое!

Еще одним преимуществом является то, что двигатель HCCI производит небольшое количество оксиды азота (NOx).Образование оксидов азота сильно зависит от температуры горения. Чем выше температура, тем выше количество NOx. Поскольку горение однородное и очень бедное смеси, температура горения становится очень низкой, что приводит к очень низкому количеству NOx. Двигатель HCCI не производит такой же уровень сажи, как и в дизельном двигателе. Двигатель HCCI имеет гораздо более высокий КПД при частичной нагрузке, чем обычный двигатель и сопоставима с дизельным двигателем, и не имеет проблем с NOx и образование сажи, как в дизельном двигателе.Таким образом, двигатель HCCI превосходит обычный двигатель относительно эффективности и дизельный двигатель относительно выбросы. Не только фотодетонация подавляет энергопотребляющий вакуумный впускной клапан-бабочка и, таким образом, сохранение КПД двигателя при малой мощности, но поскольку для этого требуется гораздо более высокая степень сжатия, он также увеличивает эффективность двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке.

Штраф за низкую эффективность нагрузки

При низком коэффициенте нагрузки сброс давления на впуске цикла Бо де Роша (Отто) рассеивает мощность двигателя, так как дроссельная заслонка почти закрыта и опускающийся поршень действует как засоренный вакуумный насос против атмосферного давления, который впоследствии частично разрушается находясь в поршне, за счет испарения топлива во время сжатия. Благодаря этому эффекту двигатель в цикле Отто противостоит всем оборотам оборотов и их увеличению (хорошо известному как компрессионное торможение двигателем) и это внутреннее сопротивление увеличению скорости компенсируется постоянным и значительным расходом топлива.

Режим детонации не использует никаких дроссельной заслонке и без ограничений принимает весь доступный воздух при атмосферном давлении. давление (аналогично дизелю, где энергия наддува возмещается в момент расслабления). По этой причине эффективность при низком коэффициенте нагрузки детонационного двигателя вдвое больше, чем у обычного цикла Отто, и учитывая, что коэффициент загрузки автомобиля составляет в среднем от 10 до 15%, это Разница немалая (в пробках экономия все равно лучше…).

По сравнению с гибридными концепциями

Детонационный двигатель подавляет всякий интерес и потребность в концепциях гибридных автомобилей, так как мощный детонационный двигатель имел бы небольшой низкий режим снижение эффективности, а цель гибрида — собрать урожай присутствует низкий режим снижения КПД поршневого двигателя! Всего около 50% этого потенциала можно собирать гибридным способом.

Детонация и гибрид — два разных способа собрать низкую КПД поршневого двигателя пониженной мощности, и оба совместимы с эффективная электрическая (колесная) силовая передача.Однако детонационный двигатель более прямым и эффективным способом, а поскольку «бортовое топливо» уже является формой накопитель энергии, детонационный двигатель, избегайте повторного накопления этой энергии электрически в батареи. Химическая энергия, запасенная в топливе, уменьшается, когда химически повторно хранится в батареях.

Обязательно для водорода

Для работы с поршнем топливно-воздушная смесь должна гореть при скорость выше, чем движется поршень. Низкая скорость водородного пламени — это недостаток разделяет с большинством других газообразных видов топлива.Для сравнения бензин-воздушная смесь имеет скорость фронта пламени, которая обычно составляет от 70 до 170 футов в секунду в двигателях внутреннего сгорания при идеальной водородно-воздушной смеси имеет скорость фронта пламени около 8 футов в секунду. Средний автомобильный двигатель вращение со скоростью 2000 об / мин (33 оборота в секунду) приводит к линейному перемещению поршня. скорость 45 футов в секунду в среднем ходе, что уже в 5 раз больше быстрее скорости фронта водородного пламени! Дело в том, что водород-воздух смесь имеет скорость фронта пламени примерно 1/10 скорости бензин-воздух. смесь помогает объяснить, почему водородные двигатели работают только с пониженной мощность и низкие обороты под нагрузкой.Однако режим детонации чрезвычайно быстро и полностью снимает это ограничение. Вот почему режим детонации (несовместим с поршневым, но с квазитурбиной) имеет решающее значение для будущего водородного двигателя.

---

Квазитурбина QT50AC

В качестве первого шага изготовлена ​​малая экспериментальная машина. Более крупный машина (или более качественная) подойдет для поддержания работы.

Квазитурбина QT50AC — Основные чертежи и фотографии
Квазитурбина QT50AC: Расчетный крутящий момент, мощность и потребление

QT50 (AC с каретками) предназначен для режима детонации,
где высокое отношение поверхности к объему составляет
коэффициент ослабления силы детонация.

В семействе двигателей Quasiturbine не используется синусоидальный коленчатый вал. движения, и позволяет использовать тележки, которые позволяют формировать объем импульс более подходящий, чем поршень для детонации. Короче импульсы давления с линейной рампой, позволяющие автоматически запускать тепловое и фотонное зажигание и преодоление препятствия, ограничивающие высокую степень сжатия двигателя, поэтому увеличивая эффективность, при сохранении равномерной способности горения и одновременно сокращение загрязнители.Поскольку горение инициируется излучением и импульс давления намного короче, форма камеры сгорания и его каретки с высоким соотношением поверхность / объем помогают уменьшить насилие горения.

Квазитурбина с турбокомпрессором или турбонагнетателем не будет эффективно утилизировать отходящее тепло сгорания потому что энергия расходуется на увеличение всасываемого заряда увеличивает удельную мощность двигателя, но существенно не влияет на эффективность.