Детонация дизельного двигателя при разгоне

Детонация дизеля?

Парни привет! Подскажите может ли дизельный мотор детонировать (типа как бензиновый) и если да, отчего?

Мотор: 2.2 cdi be, 120 тыс. пробег. Работает при ускорении выше 2 тыс. жёстко. Как будто не хочет разгоняться и "звенит"

Комментарии 135

Интересно, чем закончились ваши исследования.У меня такая я же проблема Мерседес Спринтер ом 651 после замены двигателя 18 г. и новые форсунки с (0).Никто не может решить эту проблему.

Ничем, так и езжу. Сказали так работает мотор, смирись

Печально.Я надеюсь докапаться вчера заменил насос на очереди ЕГР и рампа. Датчики детонации проверил, стоят.

Мне проще машину поменять, чем всё то, что ты меняешь ) Финансово такие замены безсмысленны для меня. А так конечно причина интересна.

Циркуляцию ОЖ проверь.
То есть у тебя блок в перегреве, а на приборке все ОК.
ЭБУ пихла с ума сходит, не понимает как дуть воздух и лить топливо в таком температурном режиме.

Старом всё считывали, никаких ошибок ни по каким блокам.
ОЖ в порядке, помпа тоже.

ошибок и не будет, все будет в порядке
только нормальную рециркуляцию ОЖ вы никак не проверите
ОЖ в блоке застревает ( по разным причинам)

ну падать уровень ОЖ должен же тогда, нет?
И как тогда проверить, если нет?

ОЖ может и не падать, если все соедения ок
так…при открытии расширительного чуть больше обычного пшыкает избыточным давлением.

Я спецом не искал причину, все тоже самое как у тебя было.
Машина уже не в одних руках побывала, наверное шланги перепутали…короче после того как циркуляцию восстановил — прет! Как танк прет! Даже на горячую!

Из насоса в шприц и под микроскоп. Стружка мелкая, как взвесь

Приветствую. Проверьте топливную систему на наличие стружки…

Дизель работает на самовоспламенении топлива при сжатии, принцип детонации.Если есть звон характерный то это говорит о том что впрыск происходит раньше, но еще может быть количество топлива большое или мало воздуха(соотношение неправильное).Возможно еще неисправна система рециркуляции .Система рециркуляции снижает ударные нагрузки при воспламенении топлива, потому что кроме как подкидывая небольшую порцию выхлопных газов во впуск невозможно снизить температуру горения топлива, что характерно для дизелей с турбонадддувом(дроссельного узла тут нет, есть только коррекция по впрыску).

Значит нужно проверить, что с EGR и правильно ли настроен вспрыск?

Фазы могли сбиться, топливо неправильно впрыскивается. Причем сместиться может как в сторону раннего, так и в сторону позднего впрыска, а куда конкретно — можно сказать только когда проедешься и послушаешь мотор вживую. Как с выхлопом дела обстоят, черный дым есть или нет?

Нет, никаких дымов нет. Только жёсткая работа мотора. Дизель самый хороший в Европе лью.

Может ещё как, я Соболя брал дизельного, так мотор очень сильно детонировать, это при том что машина новая, а из-за чего, факторов очень много от аппаратуры до топлива, нужно смотреть

Бывает такое.Сам замечал.На одной заправке мягче работает, но чуть раход больше, на другой-газпром- жестче, но чуть экономнее…Так что не стоит обострять.Главное номальный выхлоп и неперегрев.

Вы чё тут сговорились, детонаторщики?

Ты о чём? Тут проблему мою люди обсуждают, помочь пытаются. Заканчивайте ругаться, сотрут всю тему … жалко. Не часто детонацию у дизелей обсуждают.

Откуда в твоём дизеле возьмётся ранний впрыск нарпример? Ремень на насосе перескочил?))) это же не старого типа мотор.
У тебя время и доза впрыска запрограммированы в эбу
Тут некоторые советчики сами понятия не имеют о чём пишут.
Ранний впрыск мог появится только если бы у тебя был механический впрыск, а вообще что бы хоть что-то более конкретно сказать мало входящих данных, как ведёт себя на хол/гор, появляется ли этот звук только после оборотов 2000 или имеет значение нагрузка, какой пробег и тд.

Я не моторист, чтобы ответить на твой вопрос в первом абзаце. Иначе бы не создал бы это тему. А по второму абзацу, все написанно, 120 тыс. пробег. Ведет себя абсолютно нормально, жёстко работает после 2 тыс. оборотов.

Детонирует любой двс, хоть дизель, хоть бензин, хоть газ. Причины у всех разные. В твоём случае это возможно при неконтролируемой вспышке от раскалённых частей. Проверяй чистоту камеры сгорания на нагар, настройку ТНВД (фазы-газы) Ну и не мешало бы выяснить от чего головушка перегревается, может ОЖ не хватает либо каналы поросли а это недалеко до перегрева и возникновения трещин.

С чего ты решил, что, что-то перегревается?

Опыт работы на Дизелях, ГПУ, и бензиновых (карбюраторных, инжекторных и GDI) ДВС. Последний раз на ГПУ (газопоршневая установка) из-за неправильной смеси антифризов, в канале отработанных газов в полости охлаждения произошла кристализация и нарушение теплоотдачи, все 18 ГБЦ получили разгерметизацию по причине микротрещин между каналами ОЖ и ОГ и ушли в помойку. У дизеля в следствии несоблюдения рабочих температурных режимов проявляется наслоение (коксообразование) в камере сгорания. Которое после рабочего такта сохраняет раскалённое состояние и если форсунка ссыт (это всегда при закоксовке) то естественно смесь горит плохо и сгорает не вся и часть догорает уже после основной вспышки. Для информации, есть ДВС у которых запуск происходит от солярки, а основной рабочий цикл происходит на газо-мазутной смеси. Это наши ДВС, разработанные ещё в СССР (Гордость) А вообще по теме детонации очень много инфы в открытом доступе (интернет) так что курите матчасть господа.

По поводу образования кокса, если ездить всегда на не прогретом дизеле или если льют форсы, тема известная. Не думаю, что в моём случае это причина. Но за инфо спасибо!

Либо у механика на сто спросил: «что твориться в камере сгорания когда у мотора 5000 оборотов. А механик ему: «там твориться пи…дец…». И все у человека теперь понимание что там кругом одни взрывы, бомбежка, гранаты…)))

По сути правильное понимание, именно таки происходит правда это уже запущенный вариант.

сrazytrucker абсолютно не понимает о чем кукарекает. Но даже этого не понимает.
По той же причине, слаб на мозх.

Написал муть и в чс кинул. Поступок достойный)))
Гав — и в будку)

Эта ссылка доя него слишком сложна окажется, там столько текста…

Ага, и многие слова не знакомые )))

Человек либо не понимает что без взрыва коленвал тоже может крутиться (забывая про тот же паровой двигатель), либо считает что когда мы зажигаем спичку происходит взрыв)))

А про спичку разве не так ? Это и есть взрыв только в микромасштабе. "Без взрыва коленвал тоже может крутиться (паровой двигатель)" ))))) ага, от кривого стартера он тоже крутиться, только пар из жопы идет. Коленвал крутиться от теплового расширения, ну если конечно вы не таскаете авто на механике на верёвке и если с компрессией порядок. Что по сути есть взрыв ? Это и есть тепловое расширение, а уж мощность взрыва, зависит от скорости расширения. Поставь консервную банку на плиту. Получишь что ? правильно обосранную кухню в следствии взрыва от теплового расширения, при этом ни искры ни возгорания нет.

А ты вообще перечитай о чем ты пишешь.
Тут товарищ сказал что бензиновый мотор работает не на детонации. Ты попутал берега умник. Не тому написал наверное.
Учи матчасть.
И ведь когда убедишься что не прав, не извинишься даже.
Так что ступай учи теорию

С машиной ни чего не делали? Похоже угол впрыска убежал. Возможно из-за растяжки цепи если она есть.

Нет, ничего не делали.

Форсунки на проверку. Чем раньше, тем лучше. Тем более, что даже стар показывает, что одна уже на пределе.

Ищу уже где у нас стенд. Не на каждом углу 🙂

Дизель впринцепе работает в режиме детонации. Грубя работа и звон как правило от раннего зажигания.

Почти все мнения сошлись на ранее зажигание, буду проверять.

А еще обрати внимание на соляру. У меня начальник купит дешовую, и результат, на подьем машина не тянет, больше двух тысяч обороты а она по ровному так едет будто ее за сраку держат. В нашем случае, я узнал происхождение соляры, она разбавлена газоконденсатом.
Да я забыл, машина Зил бычек.

С дизелем у нас всё в порядке

Почти все мнения сошлись на ранее зажигание, буду проверять.

Про цепь тоже не забывай. Может она звенит.

Да, её проверка на очереди

Почти все мнения сошлись на ранее зажигание, буду проверять.

Как на этом моторе может быть ранний впрыск? Угол опережения впрыска полностью регулируется ЭБУ.

Может быть ещё как нюанс, из за низкого цитанового числа с в соляре не путать с октановым числом, попробуй заправиться на другой заправке

Пробовал, разницы нет.

У меня было подушка аросела и на Ланжерон упал двигатель.

Пробег 120 тыс. надеюсь подушки ещё походят, хотя вибрации уже есть небольшие.

Детонирует именно смесь. Вся целиком сразу. В дизеле смеси нет в том понимании, как у бензинок. Поэтому именно детонации быть не может.
Но похожее на детонацию явление может быть вызвано слишком быстрым нарастанием давления в конце сжатия из-за слишком раннего впрыска, или слишком большого количества впрыскиваемого топлива в самый первый момент (мало растянутый впрыск по углу поворота к.в.).

У меня звуки, похожие на детонацию, бывают в горах, на высотах более 1000 м, но на оборотах двигателя до 1500. Потом в дело вступает турбина, и детонация исчезает. Тоже появлялась мысль о количестве воздуха.

Слишком ранний впрыск.

ну дизель как бы и работает только благодаря детонации )

Интересно как. А бензиновый двигатель не на детонации работает?

Ну и вопросик ))) У дизеля воспламенение от сжатия, а у бензинового от свечей.

И? Это что-то меняет?
Рабочий ход поршня и вызывается детонацией. Сфазированной.
Не важно, бензин, дизель или газ.

Устройство автомобилей

Детонация двигателя — это процесс самопроизвольного воспламенения горючей смеси в цилиндрах, носящий характер взрывной волны. Чаще детонации подвержены бензиновые двигатели, в которых рабочая смесь воспламеняется принудительно, но иногда явления детонации проявляются и у дизелей.

Попробуем разобраться в физической природе детонации и причинах, вызывающих ее, пристальнее рассмотрев процесс сгорания топлива в цилиндрах двигателя.
Попавшая в цилиндр двигателя во время такта впуска горючая смесь перемешивается с остатками отработавших газов, образуя рабочую смесь, и начинает быстро сжиматься в процессе такта сжатия. На подходе поршня к верхней мертвой точке рабочая смесь сильно разогревается за счет сжатия и контакта с горячими деталями кривошипно-шатунного механизма, после чего в требуемый момент цикла воспламеняется искрой зажигания.
Горение распространяется по объему камеры сгорания лавинообразно, увеличивая давление в цилиндре, толкая поршень и совершая, таким образом, полезную работу.
Таков механизм протекания нормального процесса горения. Но иногда он может нарушаться.

Ничего в природе не происходит в единый миг, и рабочая смесь тоже воспламеняется не одновременно по всему объему камеры сгорания, — горение начинается у места запала смеси искрой, в центральной части камеры, а затем быстро распространяется к периферии. По мере роста очага возгорания создается так называемый фронт горения (или фронт пламени), на границе которого образуется зона повышенного давления и температуры.

Часть рабочей смеси, до которой фронт пламени доходит в последнюю очередь, нагревается дополнительно в результате прироста давления со стороны фронта пламени. Тем не менее, при достижении температуры самовоспламенения очаги горения в этих зонах, чаще всего, не возникают из-за местного недостатка кислорода и относительно большого времени протекания первой стадии сгорания, что характерно для периферийных зон.

Однако несгоревшая смесь в этих зонах чрезвычайно активизируется и оказывается на границе теплового взрыва. Из-за высокого давления и больших температур несгоревшая горючая смесь образует очень активные химические соединения — альдегиды, спирты, перекиси и т. д. При достижении критических значений температуры и давления между соединениями возникают цепные окислительные реакции, приводящие к самопроизвольному воспламенению смеси, и сопровождающиеся мощным выбросом энергии взрывного характера. В эпицентре такого мини-взрыва образуется взрывная волна, которой распространяется по цилиндру с невероятной скоростью.

Ударные волны со стороны таких очагов самовоспламенения вызывают, в свою очередь, самовоспламенение хорошо подготовленной к этому смеси. Это вызывает еще большее повышение давления, под действием которого фронт пламени принудительно ускоряется. Скорость его может превысить скорость звука и достичь 1500…2300 м/с, что характерно для взрывного горения. Для примера — при нормальном горении скорость фронта пламени составляет всего 20…30 м/с. От разрыва поршень и стенки цилиндра спасает лишь то, что детонация вызывается микровзрывами, которые выбрасывают недостаточную для глобальных разрушений энергию.

Сгорание в цилиндрах двигателя с искровым зажиганием последних порций заряда после его объемного самовоспламенения, сопровождающееся возникновением ударных волн, называется детонационным.
При отражении ударных волн от стенок камеры сгорания возникает звонкий металлический стук, который является внешним проявлением детонации.

Последствия детонации

Заблуждением является мнение, будто прирост давления за счет увеличения скорости распространения фронта пламени позитивно влияет на динамику двигателя и обеспечивает прибавку его мощности. Это не так, поскольку взрывная волна распространяется очень быстро (иногда – более 2 км/с), вызывая настолько сильный прирост давления (до 700 Н/см 2 ), что поршень, головка блока и другие детали КШМ испытывают настоящий удар, словно по ним ударяют увесистой кувалдой.
Очевидно, что положительно повлиять на мощность двигателя за такой короткий промежуток времени взрывная волна просто не успевает.

Поэтому микровзрывы в цилиндре приносят только вред — ударяя с невероятной скоростью в стенки цилиндров, взрывная волна разрушает масляную пленку, вызывая интенсивный износ деталей поршневой группы из-за сухого трения, а дополнительный прирост температуры на фронте волны приводит к перегреву стенок цилиндров, поршней, клапанов и головки блока.

Высокая температура разрушает детали двигателя, приводя к обгоранию кромок поршней и клапанов, электродов свечей зажигания, прокладки головки блока цилиндров. Кроме этого нередко имеют место механические разрушения деталей кривошипно-шатунного механизма и даже выкрашивание антифрикционного состава в подшипниках коленчатого вала.
Попробуйте узнать в приведенном на рисунке бесформенном куске металла поршень. Он разрушен последствиями детонационного сгорания топлива.

Заметно снижается динамика двигателя — при сильной детонации его мощность падает, растет расход топлива, в отработавших газах появляется черный дым.

Таким образом, детонационное сгорание отрицательно влияет на рабочий процесс и долговечность деталей КШМ.

Причины возникновения детонации

Возникновению детонации способствуют следующие факторы:

Сорт топлива

Сорта топлива характеризуются октановым числом, которым оценивается антидетонационная стойкость бензина. Чем выше октановое число, тем выше антидетонационные свойства топлива. Октановое число легких фракций бензина меньше, чем у средних и тяжелых фракций. При быстром открытии дроссельной заслонки (например, при интенсивном разгоне) тяжелые фракции поступают в цилиндр с некоторой задержкой, что стимулирует детонацию в начале разгона из-за временного снижения октанового числа топлива, поступившего в цилиндр.
Октановое число автомобильных бензинов в соответствии с ГОСТ 2084-77 составляет от 76 до 98 единиц.

Частота вращения коленчатого вала

Увеличение частоты вращения коленчатого вала приводит к росту турбулизации заряда, что влечет за собой увеличение скорости распространения пламени. В результате времени на развитие предпламеных процессов в последних частях заряда становится недостаточно, и детонация снижается.
Кроме того, с увеличением частоты вращения коленчатого вала увеличивается содержание остаточных газов в рабочей смеси, что также снижает интенсивность предпламенных процессов и приводит к снижению детонации.

Нагрузка

Уменьшение нагрузки сопровождается прикрытием дроссельной заслонки карбюратора, вследствие чего давление и температура заряда в конце процесса сжатия снижается, а коэффициент остаточных газов γ_r увеличивается.
Кроме того, уменьшается количество поступающей в цилиндр горючей смеси, а значит и выделяемая в результате ее сгорания теплота, вследствие чего снижается давление в камере сгорания. По этим причинам уменьшение нагрузки приводит к снижению детонации и наоборот.

Угол опережения зажигания

Увеличение угла опережения зажигания приводит к более раннему тепловыделению относительно прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ). В результате резко повышается давление, что способствует возрастанию степени сжатия рабочей смеси перед фронтом пламени и вызывает появление очагов самовоспламенения.
Поэтому с увеличением угла опережения склонность к детонации возрастает и наоборот.

Тепловое состояние двигателя

С ростом температуры деталей камеры сгорания увеличивается вероятность возникновения очагов самовоспламенения и детонации.

Температура и давление воздуха на впуске в цилиндр

Увеличение температуры и давления окружающей среды усиливает вероятность детонации. Поэтому применение наддува в двигателях с принудительным воспламенением затруднено.

Степень сжатия

Увеличение степени сжатия приводит к увеличению температуры и давления в конце процесса сжатия. Следовательно, увеличение степени сжатия ограничивается, и ее максимально допустимое значение выбирается в зависимости от сорта топлива, формы камеры сгорания, материала поршня, головки блока цилиндров, быстроходности двигателя и способа его охлаждения.

Форма и размеры камеры сгорания

Двигатели с формой камеры сгорания, обеспечивающей наибольшую турбулизацию смеси, более защищены от детонации. С этой точки зрения наиболее рациональными являются камеры сгорания в поршне или клиновые и плоскоовальные камеры с вытеснителями. Уменьшение пути пламени от свечи до периферийных зон камеры сгорания сокращает время его распространения и тем самым снижает вероятность возникновения детонации.
Следовательно, детонацию ограничивает применение двух свечей зажигания вместо одной и уменьшение диаметра цилиндра.

Материал поршня и головки блока цилиндров

Материал этих деталей во многом определяет теплоотвод от рабочего тела. Применение алюминиевых сплавов, обладающих высокой теплопроводностью, позволяет снизить требования к октановому числу бензина на 5…7 единиц.

Способы борьбы с детонацией

Для того чтобы устранить данное явление, необходимо обратить внимание на причины его возникновения и помнить, что детонация происходит при включенном зажигании, ненормальные явления, возникающие при глушении мотора, имеют иное название и требует иных мер.

Если двигатель стал работать с детонацией сразу после заправки — значит, в бак попало некачественное горючее. Если двигатель бензиновый, можно добавить в топливный бак немного ацетона, — он повысит октановое число. Либо придется некачественное топливо из бака слить и заправиться более качественным.

Детонация дизельного двигателя иногда сопровождается черным или зеленоватым выхлопом. Это означает, что разрушились поршни, и выхлопные газы содержат частицы алюминия. В такой ситуации необходима замена поршневой группы.

Из-за неисправных свечей зажигания может возникать детонация при запуске двигателя. В этом случае свечи необходимо заменить.
У дизельного двигателя такая проблема может возникнуть после западания иглы форсунки.

Если автомобиль постоянно эксплуатируется с минимальной нагрузкой или же его двигатель часто и подолгу работает на холостом ходу, в камерах сгорания откладывается слой нагара, из-за чего повышается степень сжатия и увеличивается риск появления детонации.
В данном случае полезна своеобразная профилактика — двигателю необходимо периодически давать работать с большой нагрузкой. Хороший метод такой профилактики — периодические динамичные разгоны и движение на пониженной передаче с высокими оборотами.
Разумеется, такая профилактика не должна противоречить правилам дорожного движения.

Современные автомобильные двигатели, оснащенные компьютерным управлением системами питания и зажигания, предохраняют от детонации при помощи датчика, который так и называется — датчик детонации. Он чутко реагирует на посторонние стуки, появляющиеся в двигателе и подает сигнал компьютеру (ЭБУ), а тот, в свою очередь, корректирует зажигание, пытаясь устранить детонацию.

Калильное зажигание и дизилинг

Не следует путать детонационное сгорание с преждевременным самовоспламенением, которое может произойти во время процесса сжатия еще до момента появления искры — в результате поджига горючей смеси от раскаленной поверхности центрального электрода свечи зажигания, головки выпускного клапана или нагара. Такое воспламенение носит название калильного зажигания .

Воспламенившаяся от накаленных поверхностей рабочая смесь затем сгорает с нормальной скоростью, однако, момент самовоспламенения неуправляем, и со временем наступает все раньше и раньше. При этом давление и температура достигают своего максимума задолго до прихода поршня в ВМТ, что приводит к уменьшению мощности двигателя и его перегреву. Устранить это явление выключением зажигания нельзя — двигатель будет продолжать работать. Поэтому в случае появления калильного зажигания необходимо просто прекратить подачу горючей смеси.
Иногда водитель пытается остановить двигатель, работающий от калильного зажигания, попыткой трогаться с места на высшей передаче. Двигатель в этом случае глохнет от недостатка тягового усилия на коленчатом валу, но детали КШМ, а также элементы трансмиссии могут повредиться из-за ударных нагрузок.

В некоторых случаях аналогично калильному зажиганию возникает самовоспламенение топлива от чрезмерного сжатия – явление дизилинга .
Такое воспламенение наблюдается при выключении зажигания, когда прогретый карбюраторный двигатель не останавливается и продолжает работать с пониженной частотой вращения коленчатого вала. При этом его работа нестабильна и сопровождается вибрациями.
Дизилинг нередко имеет место при степени сжатия более 8,5. Для его устранения применяют специальные устройства, автоматически перекрывающие в карбюраторе канал холостого хода при выключении зажигания.

Детонация в ДВС-методы устранения

Детонация в ДВС возникает при нарушении процессов горения топлива в камере сгорания. Детонация сопровождается металлическим стуком. И может привести к поломке двигателя.

Признаки детонации

На слух детонация в двс определяется в виде тонкого металлического стука. Обычно она сопровождается ощутимым уменьшением мощности, неустойчивой работой мотора, его перегревом, временным выбросом черного дыма. Детонация как явление представляет собой самовоспламенение рабочей смеси в виде взрывной волны. Чаще всего она происходит при резком ускорении или езде под горку, при появлении нагрузки, когда водитель нажимает педаль в пол.

Нормальная работа двигателя

Возникновение очагов самоспламенения

Высокие температуры и давление воздействуют на богатую смесь в точках ее не сгорания появляются различные активные вещества. Объем их достигает некоторой критической величины. Они вступают в реакцию окисления и происходит самовоспламенение топливно-воздушной смеси. В точке взрыва резко повышается температура, а взрывная волна распространяется с очень большой скоростью. Ударяется о стенки цилиндров. Новые очаги провоцируют самовоспламенения. Поэтому в агрегате появляется множество взрывных волн. Они вызывают его вибрацию. Поэтому характерный стук является является следствием многократных ударов взрывных волн о стенки цилиндров.

Срок жизни отдельной взрывной волны составляет тысячные доли секунды. За это время она успевает нанести огромный ущерб. При ударе о стенки цилиндров, она разбивает масляную пленку. Как следствие, детали подвергаются трению «на сухую» и от коррозионного износа под влиянием продуктов сгорания. Кроме того, давление взрывной волны достигает огромных значений, что постепенно приводит к разрушению деталей. Также детонация провоцирует перегрев агрегата, который также очень губителен. В совокупности все эти негативные факторы очень сильно влияют на моторесурс двигателя.

Основные причины детонации двигателя

Факторами при которых появляется детонация в ДВС, являются условия благоприятные для быстрых окислительных процессов в камере сгорания.

1. Рабочая смесь в соотношении 9:1. Она способствует формированию в дальних уголках камеры сгорания очагов окислительных реакций.

2. Увеличение угла опережения зажигания. Пик максимума давления сдвигается к верхней мертвой точке. Это способствует увеличению давления в камере сгорания и появлению детонации.

3. Невысокое октановой число бензина. Дело в том, что активность горючего к окислению возрастает со снижением октанового числа.

4. Возрастание степени сжатия. Потому что моторы с высокой степенью сжатия должны работать на горючем с высоким октановым числом.

5. Конструкция камеры сгорания выполнена неудачно. Поэтому происходит плохой отвод тепла, слишком большой диаметр цилиндров и пр.

Методы борьбы с детонацией

Существуют методы, борьбы с детонацией. Все они основаны на ускорении догорания несгоревших частей в основном пламени двигателя. В следствии этого возможно также замедление окислительных реакций.

Первый фактор – увеличение оборотов. Потому что время прохождения окислительных реакций значительно сокращается и вероятность самовоспламенения уменьшается. Второй фактор – вращение (турбулизация) смеси в камере сгорания. Так как фронт пламени распространяется и детонация не наступает. Третий фактор – снижение пути фронта пламени. Практически это решается установкой двух свечей на цилиндр или меньшим диаметром последнего.

Для борьбы с детонацией авто производители разрабатывают различные конструкции камер сгорания. Например — форкамерный-факельная система зажигания автомобиля ГАЗ-3102. Повсеместное применение электроники в автомобилестроении, позволило свести к минимуму это явление. Ведь датчики постоянно следят за ситуацией внутри цилиндров и при появлении первых признаков детонации изменяют состав рабочей смеси и угол опережения зажигания. Кроме того, созданы современные двигатели, работающие на сверх бедных смесях (соотношение 40-50:1), что также исключает детонацию.

Основные причины детонации зависят от конкретных условий при которых детонация в двс возникает. Задача определить что именно не хватает двигателю для нормальной работы.

Детонация двигателя и причины ее появления

Все автомобилисты знают, что бывает детонация двигателя, а многие и устраняли такую проблему.

Что же это такое детонация двигателя?

Детонация двигателя это быстрое, взрывное сгорание горючей смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания (ДВС), а именно раннее воспламенение топливовоздушной смеси во время сжатия. Поэтому давление на поршень начинается до того, как поршень достиг верхней мертвой точки. Тойсть, когда поршень двигается вверх, сила механизма заставляет его двигаться обратно, это плохо влияет на мощность двигателя и экономичность автомобиля.

Так возникает детонация двигателя, во время чего все излишки тепла образующиеся при сгорании топливной смеси передаются на стенки камеры сгорания и днище поршня и силовой агрегат перегревается, появляется коррозия днища поршня и внутренней поверхности цилиндра, прогорает прокладка головки блока цилиндров (ГБЦ).

Основная проблема при детонации, заключается в том , что не контролируется сгорание топлива, в результате чего появляются механические и термические перегрузки деталей двигателя внутреннего сгорания, особая нагрузка ложится на прокладки головки блока цилиндров. Ведь прокладка головки блока цилиндров при возникающих некорректных перегрузках может выдержать недолгое время.

При стихийном сгорании топлива происходят ударные волны с сильным возрастанием давления и высокой температурой (температура бывает даже выше +3700 гр.), что и приводит к выгоранию прокладки головки блока цилиндров.

Прокладку ГБЦ пострадавшую от детонации видно по окантовке камеры сгорания, которая бывает сильно повреждена, а именно измята.

Одной из причин возникновения детонации двигателя может служить использование бензина с низким октановым числом для автомобилей не приспособленных к его потреблению ( заливается бензин А-76 вместо А-95,а то и вместо А-98).

Не забывайте бензин с низким октановым числом применяется для двигателей с небольшой степенью сжатия! Все производители автомобилей или двигателей рекомендуют какое топливо использовать.

Если все же используется низкооктановый бензин с несоответствующим ему двигателем не удивляйтесь серьезным повреждениям двигателя.

Причины детонации:

• преждевременное сгорание топлива (вследствие чего также изнашиваются детали кривошипно-шатунного механизма).
• образование повышенного нагара в цилиндрах;
• некорректная работа системы охлаждения ДВС;
• преждевременное зажигание;
• когда авто долго работает на небольших оборотах коленчатого вала, правда надо признать этим страдают российские авто;
• плохое поступление в камеру сгорания топливовоздушной смеси;
• повреждения ГБЦ;
• испорченные вкладыши, поврежденные поршни (треснутые);
• некорректная эксплуатация авто, а именно: езда на высокой передаче при подъеме, повороте, эксплуатация авто в режиме холостого хода.

О детонации двигателя можно узнать, услышав нехарактерный стук металлических деталей (создается впечатление, что стукаются металлические шарики), также при проведении диагностики с помощью датчика анализирующего звуки.

Детонация двигателя бывает приемлемой (допустимая) и не допустимая. Приемлемая детонация как правило, не слышна, она бывает при работе двигателя на низких оборотах и продолжается небольшое время. Явление допустимой детонации происходит в автомобилях, когда изготовитель выпускает двигатели с максимальным крутящимся моментом при минимальном объеме. Недопустимая детонация практически всегда происходит в модифицированных двигателях с высокой мощностью, взрывное сгорание происходит на высоких оборотах коленчатого вала,тойсть при высокой нагрузке. Эксплуатации мотора в таком режиме в течение нескольких секунд может привести к многочисленным повреждениям внутренних деталей мотора.

В модифицированных автомобилях (тюнингованных) для повышения крутящегося момента устанавливается опережающееся зажигание, раннее зажигание вызывает волну давления, которая воспламеняет горючую смесь по всей камере сгорания. Также детонация возникает при изменении рекомендуемого соотношения смеси воздух-топливо(но любителей тюнинга этим не остановиш).

Не последнее значение в появлении детонации имеет степень сжатия в ДВС, как правило без наддува она установлена на уровне 10, 5:1 если агрегат работает на неэтилированном бензине А-92, но если степень сжатия установлена 13:1 нужно пользоваться бензином с более высоким октановым числом-А-95, А-98. Моторы с наддувом как правило имеют низкий коффициент сжатия от 7:1-9,5:1, наддув нужен для поступления большего объема воздуха, который нагнетается в камеру сгорания специальной турбиной, этот дополнительный воздух повышает степень сжатия.

Когда вы определите причуну детонации, проверьте нет ли самовоспламенения смеси без искры. Самовоспламенение происходит из-за перегрева силового агрегата в конце сжатия, или от соприкосновения смеси с частицами нагара или с раскаленными электродами, чтобы понять выключите зажигание, двигатель сразу остановился-причина стуков детонационное сгорание.

После определения причин детонации необходимо убедиться в отсутствии самовоспламенения смеси (без искры). Очень часто водители совершают ошибку, путая детонационное сгорание с самовоспламенением. Последнее связано с перегревом силового агрегата в конце такта сжатия. В это время сжатая смесь сильно нагревается, что приводит к ее самовозгоранию. Кроме того, возможно самовоспламенение смеси из-за ее соприкосновения с частицами нагара либо раскаленными электродами. Во избежание каких-либо ошибок нужно выключить зажигание. Если двигатель останавливается сразу, значит более вероятной причиной стуков является детонационное сгорание, потому что данное явление возникает лишь после того, как горючая смесь загорается при помощи электрической искры.

Надо отметить, что преждевременное сгорание становится меньше с увеличением частоты вращения коленвала, так как топливовоздушная смесь в цилиндрах находится меньшее количество времени. Это происходит благодаря повышению скорости распространения пламени, что в итоге приводит к уменьшению концентрации перекисных соединений.

Поэтому следует стремиться к езде на более высоких скоростях (с повышенными оборотами коленчатого вала). Естественно езда на больших скоростях разрешается там , где позволяет дорожное покрытие.

Если детонация происходит из-за пользования несоответствующим бензином, ее можно попытаться устранить, установив более позднее зажигание. При установке более позднего зажигания снижается давление газов и температуры в цилиндрах, а также остается меньше времени для возникновения перексидных соединений, концентрация которых не будет достигать критических значений. В результате сгорание топливной смеси будет происходить нормально. Иначе нужно сменить бензин и пользоваться тем топливом, которое рекомендует завод производитель, не забывайте, пользуясь рекомендуемым топливом снижаете риск возникновения детонации,продлеваете жизнь двигателя и своего автомобиля.

Каталог статей

Детонация — это взрыв смеси.

Нормальное сгорание происходит медленно, фронт давления распространяется со скоростью движения поршня. (до 50 м. в секунду)
Если смесь детонирует, то фронт давления ударяет в поршень со скоростью 2000 м. в секунду. Поршень не успевает сдвинуться, энергия тратится на разрушение и на тепло в стенки. Двигатель стучит, не развивает мощность, и разрушается.
Для того чтобы смесь сдетонировала, нужно три условия — высокое давление, высокая температура, и время для предварительного окисления топлива.
Бензиновый двигатель работает на грани этих условий. Нельзя превысить давление при сжатии, нельзя превысить температуру смеси и нельзя дать время для предокисления топлива.
Надо применять бензин с высокой стойкостью к детонации (с высоким октановым числом)
В конструкции двигателя приходится ограничивать степень сжатия (10 -11 максимально)
Оптимизировать теплоотвод, для поддержания нормальной температуры двигателя.
Не решаемая проблема бензинового двигателя — слишком много времени на подготовку смеси.
В бензиновом двигателе на смесеобразование отводится целых два хода поршня – впуск и сжатие, за это время получается почти равномерная смесь.
Равномерная, заранее приготовленная смесь, детонирует. Топливо много времени окислялось (впуск – сжатие) и смесь готова сдетонировать, если сжатие, будет достаточно сильным.
Чтобы не допустить детонации, нельзя повышать давление в конце сжатия, то есть, нельзя делать высокую степень сжатия.
Но, для повышения КПД и снижения расхода топлива, надо повышать степень сжатия.
Если двигатель прошел испытания и выпущен в производство, то в нем правильно подобрана степень сжатия и оптимизирован температурный режим. При правильном выборе топлива (соответствующее октановое число) детонации не должно быть.
Тем не менее, в реальной эксплуатации детонация появляется.
Двигатель всегда сделан на грани детонации, степень сжатия предельная, для того, чтобы получить наилучшие мощностные и экономические показатели. Стоит немного войти в условия детонации и она не замедлит проявиться.
При нажатии на педаль слышен металлический цокот. В старину говорили "Стучат пальцы" или " Стучат клапана" — все это глупости, это именно детонация.
Зажигание случайно, или из — за неправильной регулировки, стало раньше, чем должно быть. Давление начнет расти до прихода поршня в верхнюю мертвую точку, окажется выше, чем допустимо и смесь сдетонирует. Детонация — очевидный признак слишком раннего зажигания.
Поверните датчик распределитель в сторону минуса и все наладится.
Не переусердствуйте. Если вместо раннего зажигания, Вы поставите слишком позднее, то мощность упадет, расход топлива увеличится и двигатель начнет перегреваться.
Признаки детонации можно услышать при перегреве двигателя.
Детонация на холостом ходу и при слабо нажатой педали невозможна, но по мере открытия дроссельной заслонки, смеси сжимается больше, давление повышается, детонация может появится.
На высоких оборотах детонации не бывает. Времени на подготовку топлива слишком мало. и, даже, высоке давление в цилиндрах и повышение температуры на максимальной скорости не вызывает детонации.
Наиболее тяжелые условия для двигателя по детонации — это движение автомобиля в крутую гору, или начало разгона.
Педаль сильно нажата, обороты низкие. теплоотвод неэффективный.
Все на пределе – давление высокое, температура высокая и есть время на подготовку топлива.
По мере разгона, обороты растут и детонация пропадает.
Современная система ЭСУД, (Электронная система управления двигателем) позволяет не допускать детонацию ни на каких режимах. На двигателе установлен датчик детонации. Он реагирует на острые вибрации. Как только появился первый пик, датчик посылает сигнал в ЭБУ (Электронный блок управления), мгновенно делается более позднее зажигание и детонация пропадает. Идеально такая система работать не может, но реально, обычный водитель, признаки детонации перестает замечать.

В дизеле детонация невозможна, это позволяет сделать очень высокую степень сжатия и получить высокий КПД и меньший расход топлива.

Для того чтобы не произошло детонации, надо отказаться от приготовления смеси заранее.
В дизельном двигателе смесь образуется только вначале рабочего хода, топливо впрыскивается и сразу сгорает, нет времени для подготовки смеси к детонации и, поэтому, в дизеле детонация невозможна. Именно это позволяет повысить степень сжатия, что является главным преимуществом дизеля.

Горение на грани взрыва, или Как укротить детонацию и обратить вред от нее во благо

В числе датчиков, которыми автомобильные двигатели обвешаны с «головы до пят», датчик детонации не самый беспокойный. Возможно, поэтому среди рядовых автовладельцев найдется немало таких, кто даже не догадывается о его существовании, а среди слышавших о датчике детонации «что-то» и «где-то», есть те, кто ошибочно истолковывает его предназначение и порядок работы.

К сожалению, при обсуждении статьи «Сцепление не при делах, но виноват ли бензин, или Что расшатало электроды в свечах зажигания?» выяснилось, что некоторые наши читатели тоже заблуждаются по поводу функций датчика детонации, с чем мы, разумеется, согласиться не можем.

Однако для начала развеем, пожалуй, самое распространенное ошибочное мнение, что датчиками детонации оснащаются только бензиновые двигатели. В действительности на современных дизелях датчики детонации тоже встречаются. При этом дизельные датчики детонации не только аналогичны по конструкции бензиновым, но и сигналы от них используются блоками управления дизелей для той же цели, что и в бензиновых моторах.

Не исключено, что причиной бытующих недоразумений относительно датчика детонации является его говорящее название. Но что в таком случае представляет собой детонация? В бензиновых двигателях так именуется неправильное, или, говоря иначе, аномальное, сгорание топлива.

После поджигания искрой от свечи и начала сгорания горючей смеси паров бензина и воздуха повышаются температура и давление. Эти факторы воздействуют на несгоревшую часть горючей смеси, в которой из-за этого могут образоваться активные перекиси (неустойчивые взрывчатые соединения).

Перекиси вызывают самовоспламенение не успевшей сгореть части смеси во всем ее объеме, и возникает взрывная волна. Она распространяется со скоростью до 2000 м/с, что примерно в 40 раз превышает скорость нарастания давления в цилиндре, когда сгорание топлива происходит в штатном режиме. В результате детонация испытывает на прочность поршневые кольца и межкольцевые перемычки поршней, кромки днища поршня и клапанов, выступающие в камеру сгорания элементы свечей зажигания, окантовку прокладки головки цилиндров. При длительном воздействии детонации днища поршней оплавляются, межкольцевые перемычки в поршнях и поршневые кольца ломаются, клапаны и прокладка головки блока прогорают. После такой оказии возвращение автомобиля в строй требует дорогостоящего ремонта мотора, а иногда и вовсе его замены.

Раз так, детонацию надо пресекать в корне, что, по всей видимости, служит основой для ошибочного представления о назначении датчика детонации и его работе. В действительности же проблема состоит в том, что сгорание в режиме, когда двигатель работает на грани возникновения детонации, но в нее не «сваливается», позволяет извлечь из топлива максимальную энергию, которая может выделиться при сгорании. Говоря проще, такой режим является наиболее выгодным для получения мощности и затрат на это получение наименьшего количества топлива, а это как раз и есть то, чего стараются добиться от любого мотора.

При прочих равных условиях определяет риск детонации выбор угла опережения зажигания. Но как подобрать оптимальный угол, если его величина «плавает» в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, открытия дроссельной заслонки, соотношения воздуха и топлива в горючей смеси?

Пока электронное управление не взяло верх, оптимальный угол опережения зажигания поддерживался с помощью инерционного и вакуумного регуляторов, встроенных в распределитель зажигания и действовавших автоматически в соответствии с оборотами двигателя и разряжением во впускном коллекторе в текущий момент времени.

Когда пробил час электроники, механические устройства заменил блок управления, выбирающий оптимальный момент зажигания с учетом сигналов, поступающих от различных датчиков, в том числе и от датчика детонации.

Взрывная волна, сопровождающая детонационное сгорание, многократно отражается от деталей, ограничивающих камеру сгорания, и вызывает их вибрацию. При нормальном сгорании вибрации нет. Датчик детонации жестко прикреплен к блоку цилиндров и фиксирует его вибрацию.

Место для установки датчика выбирается так, чтобы можно было получать максимально сильный сигнал от каждого из цилиндров и распознавать, как проходит в них процесс сгорания. Для 4-цилиндровых рядных двигателей, как правило, достаточно одного датчика. При большем количестве цилиндров и V-образной конструкции двигателя требуется два или более датчиков детонации.

В работе датчика используется пьезоэлектрический эффект. Сжатие пьезоэлемента, при котором появляется электрический сигнал, обеспечивается расположенной по соседству инерционной массой. По причине своей инертности она воздействует на пьезоэлемент в ритме колебаний блока цилиндров. Электрический сигнал от пьезоэлемента поступает в блок управления двигателем непрерывно, однако ЭБУ анализирует и сравнивает друг с другом результаты лишь двух измерений в каждом из контролируемых датчиком цилиндров. Первое измерение проводится, когда сгорания в цилиндре не могло происходить в принципе. Как правило, это положение поршня в нижней мертвой точке.

Второе измерение проводится после зажигания. Сопоставление измерений позволяет отфильтровать фоновые шумы в кривошипно-шатунном механизме и достовернее оценить вибрации, вызываемые именно сгоранием. В результате по сигналам датчика детонации блок управления имеет возможность постоянно корректировать величину угла опережения зажигания, чтобы не допустить аномального сгорания и в то же время позволить мотору работать в самом выгодном для получения мощности и потребления топлива режиме.

В дизелях, где горючая смесь воспламеняется не от постороннего источника, как в бензиновых двигателях, а вследствие высокой температуры предварительно сжатого в цилиндрах воздуха, возгорание носит объемный характер с резким нарастанием давления, напоминающим детонацию. Однако детали дизеля проектируются с расчетом на подобный рабочий процесс. Зачем в таком случае датчики детонации применяются и в дизельных моторах?

В дизелях датчик детонации помогает блоку управления изменять моменты начала впрыскивания каждой из форсунок или, другими словами, углы опережения впрыска, а также определять продолжительность сигналов, управляющих форсунками, в зависимости от условий работы двигателя. Это позволяет точно дозировать топливо, обеспечивая снижение его расхода и уменьшение токсичности отработавших газов, и даже компенсировать негативные изменения в характеристике форсунок, которые естественным образом появляются по прошествии длительного периода эксплуатации.

Таким образом, несмотря на кажущуюся убедительность, озвученное на форуме ABW.BY мнение, что работа датчика детонации лишь включает аварийный режим, в действительности является ошибочным. Наряду с информацией, передаваемой в блок управления датчиками, которые контролируют объем воздуха, поступающего в цилиндры, его температуру, а также температуру охлаждающей жидкости, содержание остаточного кислорода в выхлопных газах, скорость, с которой вращается коленвал, и другие параметры, сигналы датчика детонации также используются для оценки фактического состояния двигателя в конкретный момент времени.

Именно работа датчика детонации объясняет, почему при использовании бензина АИ-92, стойкость которого к детонационному сгоранию ниже, чем у АИ-95, мощность двигателя уменьшается, а расход топлива, наоборот, увеличивается. Ничего сверхъестественного в этом нет. Поскольку на 92-м бензине детонация начинается раньше, ЭБУ по сигналу датчика корректирует угол опережения зажигания, делая его поздним, чтобы детонации избежать. Это сказывается на мощности и расходе топлива.

Испытания, при которых один и тот же автомобиль последовательно заправляли бензином марок АИ-92 и АИ-95, после чего сравнивали динамические и экономические характеристики, проводились неоднократно. Установлено, что при использовании бензина с уменьшенным на 3 единицы октановым числом мощность снижается примерно на 5%, настолько же в среднем возрастает расход топлива. Максимальная скорость при этом ухудшается на 3-4%, а время, необходимое на разгон с места до 100 км/ч, увеличивается на 5-6%.

Итак, сбор и анализ данных от всех датчиков позволяет ЭБУ определить требующееся мотору в соответствии с его текущим режимом работы количество топлива, момент его впрыска и зажигания. Перевести двигатель в аварийный режим может отказ датчика детонации. Однако, как о том говорилось, это далеко не самый беспокойный среди датчиков, а причины его неисправности и признаки выхода из строя и вовсе другая история.