Что такое детонация двигателя?

Детонация мотора — одна из наиболее тревожных проблем автомобиля. Однако, большинство автолюбителей даже не представляет, что это за процесс и почему возникает.

По сути, возникает детонация при неправильном распределении смеси «воздух-горючее» внутри цилиндра, что делает неравномерным горение. В оптимальных условиях горючее сгорает в цилиндре при смешивании с необходимой энергией и воздухом.

Когда внутри цилиндра возникает взрыв, оно горит неровно, что способно повредить сам поршень и стенки цилиндра. 

Детонация, что это такое

Детонацией мотора называют процесс самопроизвольного возгорания топливной смеси в цилиндрах, что носит характер взрывной волны.

Появилась она одновременно с мотором внутреннего сгорания и описывают ее в качестве автоматического зажигания газа в камере сгорания. Изначально проверить действие детонации было невозможно и считалось, что вся проблема в зажигании. Однако уже в 1940-х годах теория ее возникновения была проверена.

Датчик детонации, где находится и о чем сигналит

На современных аппаратах вмонтирован датчик детонации, что способен осуществлять контроль над уровнем опасности.

Данный прибор воспринимает, после чего преобразовывает в электрический импульс механическую энергию колебаний цилиндров.

В действительности, датчик все время посылает сигналы в электронный блок управления мотором, когда сам блок контролирует изменения угла опережения зажигания и состава смеси.

Кроме того, благодаря ему можно достигать максимально экономичной работы при большой мощности мотора.

Признаки детонации, на что должен обратить внимание водитель

Когда мотор переходит в детонацию, слышен сильный шум. Так как ее последствия довольно печальны, необходимо диагностировать причину данного взрывного горения топливной смеси. Для устранения проблемы, возможно, необходимо изменить работу мотора, иначе она способна его разрушить на протяжении короткого промежутка времени.

Специфический звук от мотора в процессе такого явления вызван давлением волны от вибрации стенок цилиндра в случае сгорания. Высоту звуковой волны определяют форма и газ, толщина и размеры камеры сгорания, а также стенки цилиндра.

Детонация мотора на холостом ходу способна произойти после прохождения автомобилем условий, что способствуют повышению нагрева элементов силового агрегата. Если даже зажигание выключить, коленчатый вал под влиянием энергии продолжает движение, которое приводит к попаданию горючего в цилиндр двигателя, где оно успевает нагреться до высоких температур и воспламеняется само по себе.

Причины детонации двигателя

Детонация мотора имеет один из наиболее разрушительных эффектов в каком-угодно агрегате.

Именно по этому необходимо срочно узнать способы устранения проблемы, после обнаружения следующих причин взрывного горения:

1. Проблемы управления мотором.
2. Проблемы охлаждения двигателя.
3. Свечи зажигания неправильно подобраны.
4. Датчик О2 плохой.
5. Топливный насос неправильно функционирует.
6. Топливные инжекторы ограничены.
7. Неисправные форсунки.
8. Забитый или грязный топливный фильтр.
9. Октановое число топлива низкое.
10. Качество горючего низкое.

Стоит знать, что данные причины являются относительными.

Не существует абсолютного времени, опережения зажигания или смещения силы, которые гарантируют появление детонации. Однако и нет совершенно никаких абсолютных параметров, какие гарантируют, что данное явление не произойдет.

Существует масса причин появления детонации двигателя, мы рассмотрим наиболее распространенные.

Низкое качество топлива, одна из причин детонации

Одной из самых популярных причин детонации мотора является низкое октановое число и низкое качество горючего, которое способно вызвать множество проблем, таких как чрезмерно высокое давление в цилиндрах и повышенная температура в камере сгорания.

Октановое число отображает, какую степень сжатия сможет перенести бензин — чем рейтинг выше, тем горючее устойчивее к возгоранию.

Именно по этому более сложным моторам высокого давления необходимо более дорогое горючее. Иногда октановое число горючего называют антидетонационным индексом.

Такие проблемы способны привести к предварительному зажиганию, что, в свою очередь, влечет за собой преждевременное сгорание топлива в моторе. В камере сгорания бензин способен воспламениться в результате неправильной степени сжатия или от свеч зажигания.

Любой фактор и такое хрупкое равновесие способно испортить весь процесс. Слишком низкое сжатие мотора приводит к тому, что горючее не сгорает полностью и оставшиеся элементы прилипают к внутренним отделам камеры.

Такое накопление оказывает на цилиндры отрицательное влияние, что является частой причиной взрывного горения.

Нагар в цилиндрах, вторая причина детонации

Все виды горючего имеют определенный уровень очистки, но этого бывает недостаточно для остановки отложения нагара. Когда отложения образуются, эффективно уменьшается объем цилиндра, сжатие увеличивается и способно вызвать детонацию. Для решения проблемы необходимо купить в автомагазине моющие присадки, после чего изменить горючее.

Свечи зажигания, как свечи зажигания влияют на возникновение детонации

Еще одна причина детонации мотора — применение неправильных свечей зажигания. Довольно часто автолюбители покупают неправильные устройства, как правило, с целью экономии, тем самым, не придерживаясь рекомендаций изготовителя.

Так как свечи зажигания дают возможность осуществлять контроль над внутренней средой мотора и работают в достаточно точных условиях, неверно подобранные свечи способны создать условия для неправильного сгорания горючего.

Они способны привести к повышению температуры ходовых частей и к наращиванию сгорания в камере, которые являются основными причинами возникновения детонации.

Выше описанные причины являются самыми распространенными и достаточно недорогими в плане исправления проблемы. Однако если в вашем транспортном средстве после устранения данных причин детонация в моторе все же присутствует, необходимо отправиться в автосервис, где ваша проблема будет решена быстро и эффективно.

Детонация двигателя, как предотвратить и устранить детонацию

Высокая скорость движения дает возможность снизить вероятность появления детонации, так как она уменьшает время сжигания. Следовательно, уменьшается максимальное давление и высокие температуры не будут оказывать свое воздействие на смесь воздух-топливо.

Например, если вы ведете свое транспортное средство с холма по ровной прямой дороге. Когда вы опять будете ехать в гору, то начнете терять скорость и иногда можно услышать, как мотор автомобиля детонирует.

Для получения ускорения, вы переключаете передачу ниже на одну или две позиции и ускоряетесь вновь, убирая данное явление.

Что бы получить максимальную производительность без детонации автомобилисты используют следующие трюки:

1. Используют более высокооктановое горючее.
2. Тормозят на опережение зажигания.
3. Снижают температуру в камере сгорания — это возможно при помощи интеркулера или посредством нагнетания воды. Входящий нагнетенный воздух принимает охладитель и передает его путем серии воздушных охладителей, уменьшая температуру.

Советы профессионалов

Детонация мотора является не новой проблемой, на протяжении многих лет производители пытались устранить ее возникновение.

Хотя процесс детонации довольно сложный и потенциально опасный для мотора, поняв причины детонации, ею можно легко управлять.

Посторонние стуки и шумы, исходящие от вашего двигателя могут указывать на детонацию, по этому необходимо своевременно обратить на них внимание и немедленно убрать их.

• Стук в автомобиле. Стук при движении автомобиля. Что может стучать в автомобиле. Как определить причину стука.
• ABS автомобиля, что такое abs автомобиля, неисправности системы ABS, диагностика ABS
• Обгон автомобиля, когда можно начинать обгон автомобиля, правила обгона ПДД
• Не работает бензонасос ваз 2110, схема бензонасоса ваз 2110, устройство бензонасоса ваза 2110, ремонт бензонасоса ваз 2110,
• Автомобильные антенны для радио, устройство автомобильной антенны, автомобильная антенна своими руками
• Задняя балка Пежо 206, устройство задней балки пежо 206. Задняя балка Пежо 206 неисправность, ремонт задней балки пежо 206
• Передняя подвеска Калина, устройство передней подвески калина, стук в передней подвеске калина, ремонт передней подвески Калина
• Амортизатор масляный, лучшие масляные амортизаторы, прокачка масляных амортизаторов, как правильно прокачать масляный амортизатор
• Неисправности сцепления, буксует сцепление, причины неисправности сцепления, как устранить
• Вискомуфта вентилятора, работа вискомуфты вентилятора, неисправности вискомуфты вентилятора, ремонт вискомуфты вентилятора
• Коррозия порогов автомобиля, пленка на пороги автомобиля, как наклеить пленку на пороги автомобиля
• Газовые или масляные амортизаторы, какие амортизаторы выбрать, топ 10 лучших производителей амортизаторов
• Спидометр машины, почему не работает спидометр, ремонт спидометра
• Электропроводка прицепа. Электропроводка прицепа легкового автомобиля. Подключение электропроводки прицепа
• Электронная педаль газа, работа электронной педали газа, неисправности электронной педали газа, ремонт электронной педали газа
• Тахометр на авто, не работает тахометр, причины поломок тахометра, делаем ремонт своими руками
• Женские автомобили. Женские автомобили недорогие, престижные марки авто для женщин
• Блок предохранителей ВАЗ 2109, блок предохранителей ваз 2109 карбюратор, блок предохранителей ваз 2109 инжектор, схема блока предохранителей ВАЗ 2109, замена блока предохранителей ВАЗ 2109
• Забит катализатор, признаки забитого катализатора, как проверить катализатор, к чему может привести эксплуатация неисправного катализатора
• Правильная шпаклевка авто, жидкая шпаклевка для авто, как выбрать шпаклевку для авто, шпаклевка авто своими руками
• Трещина на лобовом стекле на машине. Скол на лобовом стекле автомобиля. Ремонт сколов на лобовом стекле своими руками
• Сайлентблоки передней подвески ваз, сайлентблоки передней балки, как поменять передние сайлентблоки
• Датчики ВАЗ 2115 инжектор, предназначение датчиков, датчик холостого хода ваз 2115 инжектор, датчик температуры ваз 2115 инжектор, датчик скорости ваз 2115 инжектор, датчик топлива ваз 2115 инжектор, где установлены датчики, неисправности датчиков, к чему приводит работа неисправных датчиков
• Виды пыльников, пыльник ШРУСА. Пыльник ШРУСА наружний. Пыльник ШРУСА внутренний. Как выбрать наружный пыльник и пыльник внутренний
• Авто ремень ГРМ, натяжение ремня ГРМ, замена ремня грм ролика помпы
• Лучшая тормозная жидкость, принцип выбора
• Машина не заводится в мороз, причины, как устранить, полезные советы
• Медкомиссия на водительское удостоверение 2019
• Разрядка аккумулятора, как предотвратить разрядку аккумуляторной батареи автомобиля
• Потеет фара изнутри, что делать
• Отопитель ваз 2107. Плохо греет печка ваз 2107: как отремонтировать печку на ВАЗ 2107
• Незамерзайка, что это такое и как правильно её выбрать
• Замена тормозной жидкости, как правильно произвести замену тормозной жидкости своими руками
• Подогрев сидений автомобиля, накидки с подогревом на сиденье автомобиля, отзывы пользователей
• Как заменить лампочку в автомобиле
• Масло в коробке передач, почему пенится масло
• Как правильно произвести полировку кузова автомобиля своими руками
• Выбираем легкосплавные диски, положительные стороны легкосплавных и кованых колесных дисков.
• Как поменять фильтр на автомобиле своими руками
• Атермальная тонировка пленкой «Хамелеон», что это такое, как правильно выбрать пленку

Источник: https://prosedan.ru/detonaciya-dvigatelya-prichiny-detonacii-dvigatelya-kak-ustranit-detonaciyu

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.

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.

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/см2), 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.
• ***
• 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 γr 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.

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.

1. ***
2. Свойства автомобильных бензинов



Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Источник: http://k-a-t.ru/dvs_pitanie/3_dvs_detonacia/

Детонация двигателя

Причины возникновения детонации двигателя и способы её устранения

Детонация двигателя является одной из самых тревожных проблем транспортного средства, но не многие знают, что это такое и с чем связано.

В принципе, она возникает, когда смесь воздух/топливо внутри цилиндра неправильно распределяется, что делает неравномерным горение. В нормальных условиях топливо сгорает в цилиндре в процессе смешивания с воздухом и необходимой энергией.

Когда начинается взрыв внутри цилиндра, оно горит неравномерно, что может повредить стенки цилиндра и сам поршень.

Базовое понимание детонации

Детонация мотора появилась одновременно с рождением двигателя внутреннего сгорания и описывается как автоматическое зажигание газа в камере сгорания.

В первое время не было возможности проверить её действие и бытовало мнение, что всё дело в зажигании.

Тем не менее только в 1940 годах была проверена теория её возникновения, возможность обнаружения и последующие действия устранения этого явления.

Датчик детонации

На современных агрегатах установлен датчик детонации, который способен контролировать уровень опасности. Это устройство воспринимает, а в дальнейшем преобразовывает механическую энергию колебаний цилиндров в электрический импульс.

По сути, датчик постоянно посылает сигналы в электронный блок управления двигателем, а сам блок следит за изменениями состава смеси и угла опережения зажигания.

С его помощью также можно достигнуть более экономичной работы при максимальной мощности двигателя .

С чего начинается детонация

На показано, что такое детонация двигателя:

Когда двигатель переходит в детонацию, слышится громкий шум. Поскольку её последствия очень печальны, важно определить, что является причиной такого взрывного горения горючей смеси. Чтобы устранить проблему, возможно, нужно изменить работу двигателя, в противном случае она может его разрушить в короткий промежуток времени.

Характерный звук от двигателя в процессе этого явления обусловлен давлением волны в случае сгорания от вибрации стенок цилиндра. Газ и форма, размеры и толщина камеры сгорания и стенки цилиндра определяют высоту звуковой волны.

Даже если выключить зажигание, под воздействием энергии коленчатый вал продолжает движение, что приводит к попаданию топлива в цилиндр мотора, а там оно успевает нагреться до такой температуры, что само по себе воспламеняется.

Причины детонации

На рассказано о причинах детонации двигателя :

Детонация двигателя имеет один из самых разрушительных эффектов в любом агрегате. Поэтому нужно немедленно узнать, как устранить её, обнаружив следующие причины взрывного горения в цилиндрах:

Обратите внимание, что каждая из этих возможных причин является относительной. То есть нет абсолютного времени, смещения силы или опережения зажигания. что гарантируют появление детонации. Равным образом не существует никаких абсолютных параметров, которые гарантируют, что такого явления не произойдёт.

Причин много, остановимся на более распространённых из них.

Слишком низкое октановое число топлива в автомобиле

Октановое число топлива

Одной из причин детонации двигателя является низкое качество и низкое октановое число топлива, которое может вызвать целый кластер проблем, таких как повышенная температура камеры сгорания и более высокое давление в цилиндрах.

Октановое число показывает, какую степень сжатия может переносить бензин — чем выше рейтинг. тем топливо более устойчиво к возгоранию. Вот почему более сложные двигатели высокого давления требуют более дорогого топлива.

Октановое число бензина иногда называют антидетонационным индексом. Производители рекомендуют определённый вид смеси для достижения максимальной производительности в своих транспортных средствах.

Эти проблемы могут привести к предварительному зажиганию, а это приводит к тому, что топливо сгорает в двигателе раньше, чем следовало бы. Есть два способа, когда бензин может воспламениться в камере сгорания: от свеч зажигания или от неправильной степени сжатия.

Это хрупкое равновесие и любой фактор может испортить весь процесс. Если сжатие двигателя является слишком низким, это приводит к тому, что топливо не сгорает полностью. а оставшиеся компоненты прилипают к внутренним частям камеры.

Это накопление отрицательно влияет на цилиндры, что является распространённой причиной взрывного горения.

Нагар на стенках цилиндра

Нагар на стенках цилиндра

Все виды топлива должны иметь определённый уровень очистки, однако этого может быть недостаточно, чтобы остановить отложения нагара. Когда образуются отложения, объём цилиндра эффективно уменьшается, что увеличивает сжатие, которое может вызвать детонацию. Для борьбы с ним сначала попробуйте приобрести моющие присадки в магазине автозапчастей, а затем изменить топливо.

Неправильные свечи зажигания

Использование неправильных свечей зажигания является ещё одной причиной детонации двигателя. Водители часто не понимают рекомендаций производителя, покупая неправильные приборы зачастую с целью экономии.

Поскольку свечи зажигания помогают контролировать внутреннюю среду двигателя и работают в довольно точных условиях, неправильно подобранные создают условия для неправильного сжигания топлива.

Они могут привести к наращиванию сгорания в камере и повышению температур ходовых частей, которые являются одними из причин возникновения детонации.

Эти три причины являются наиболее распространёнными, а в плане исправления ситуации — наименее дорогостоящими. Если ваш автомобиль по-прежнему имеет детонацию в двигателе после устранения этих причин, оправляйтесь в автосервис.

Как устранить детонацию

На рассказано, как можно устранить детонацию двигателя:

Разобравшись, что такое детонация и какие наиболее вероятные причины её возникновения, займёмся тем, как устранить это взрывное горение горючей смеси.

Более высокая скорость помогает снизить вероятность её появления, потому что она сокращает время сжигания. Максимальное давление, следовательно, уменьшается и смесь воздух/топливо не будет подвержена воздействию высоких температур.

Примером этому является тот случай, когда вы ведёте свой автомобиль по прямой ровной дороге с холма. Когда вы снова едете в гору, вы начинаете терять скорость и иногда можете услышать, как ваш двигатель детонирует.

Повышение влажности на самом деле также снижает риск детонации. Высокое содержание воды в воздухе способствует снижению температуры горения.

Наиболее распространённые трюки (и простые варианты), используемые водителями для получения максимальной производительности без детонации:

1. Использование более высокооктанового топлива.
2. Торможение на опережение зажигания.
3. Снижение температуры в камере сгорания. Эта задача может быть решена посредством интеркулера или с помощью нагнетания воды. Охладитель принимает входящий нагнетённый воздух и передаёт его через серию воздушных охладителей, таким образом уменьшая температуру.

На показано, как происходит детонация дизельного двигателя:

Детонация двигателя не новая проблема, производители пытались устранить или уменьшить её возникновение на протяжении многих лет. Это сложный процесс, что включает в себя множество различных факторов, но чтобы по-настоящему понять, как работает двигатель. вы должны понять, отчего происходит детонация, и изучить шаги, которые ей способствуют.

• Всегда обращайте пристальное внимание на все посторонние шумы и стуки, которые исходят от мотора вашего автомобиля, потому что они могут указать на это явление в камере сгорания и должны быть немедленно убраны.
• Хотя детонация может быть потенциально опасной для двигателя, ею легко управлять, как только вы поймёте причину возникновения.
• http://365cars.ru

Источник: http://legkoe-delo.ru/remont-avtomobilya/avto/83208-detonatsiya-dvigatelya

Детонация

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ

Главная / Энциклопедия / Термин, определение и понятие

Детонация – это процесс химического превращения взрывчатого вещества, сопровождающийся освобождением энергии (тепла) и распространяющийся по веществу в виде волны от одного слоя к другому со сверхзвуковой скоростью.

Химическая реакция вводится интенсивной ударной волной, образующей передний фронт детонационной волны.

Благодаря резкому повышению температуры и давления за фронтом химическое превращение протекает с постоянной скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе, и в очень тонком слое, непосредственно прилегающем к фронту волны.

Энергия, освобождающаяся в зоне превращения, непрерывно поддерживает высокое давление в ударной волне, т.е. обеспечивает самоподдерживающийся процесс.

Благодаря высокой скорости детонации (в газовых смесях 1000-3500 м/с, в твердых и жидких взрывчатых веществах — до 9000 м/с) давление в газообразных взрывчатых смесях составляет десятки атмосфер, а в жидких и твердых телах достигает нескольких сотен тыс. атмосфер. При расширении сжатых продуктов детонации происходит взрыв. Этим объясняется огромное разрушающее действие подобных процессов.

В однородном веществе детонация распространяется с постоянной скоростью, которая среди возможных для данного вещества скоростей распространения детонационной волны является минимальной.

В такой волне зона химической реакции перемещается относительно продуктов реакции со скоростью звука (но со сверхзвуковой скоростью относительно исходного вещества).

Скорости детонации некоторых взрывчатых веществ представлены в табл.

Благодаря этому волны разрежения, возникающие при расширении газообразных продуктов химической реакции, не могут проникнуть в зону реакции и ослабить бегущую впереди ударную волну. Минимальная скорость распространения детонации принимается в качестве характеристики взрывчатого вещества. Энергия, выделяемая в зоне химической реакции, непрерывно поддерживает высокое давление в ударной волне.

Скорости детонации

Вещество	ν, м/сек
2Н2 + О2 (газовая смесь)	2820
СН4 + 2О2 (газовая смесь)	2320
CS2 + 3О2 (газовая смесь)	1800
Нитроглицерин, C3H5(ОNО2)3 (жидкость, плотность d=1,60 г/см3)	7750
Тринитротолуол (тротил, тол), C7H5(NО2)3CH3 (твердое вещество, d=1,62 г/см3)	6950
Пентаэритриттетранитрат (ТЭН) C5H8(ОNО2)4 (твердое вещество, d=1,77 г/см3)	8500
Циклотриметилентринитроамин (гексоген), C3H6О6N6 (твердое вещество, d=1,80 г/см3)	8850

Виды детонации

• При анализе чрезвычайных ситуаций, связанных с проявлением детонации, различают несколько видов процесса.
• Физическая детонация — процесс, возникающий при смешении жидкостей с разными температурами, когда температура одной из них значительно превышает температуру кипения другой.
• Детонационный взрыв — при котором воспламенение последующих слоев взрывчатого вещества происходят в результате сжатия и нагрева ударной волной, когда ударная волна и зона химической реакции следуют неразрывно друг за другом с постоянной сверхзвуковой скоростью.
• Дефлаграционный взрыв — при котором нагрев и воспламенение последующих слоев взрывчатого вещества происходит в результате диффузии и теплопередачи, когда фронт волны сжатия и фронт пламени движутся с дозвуковой скоростью.

Возбуждение детонации является обычным способом осуществления взрывов.

Детонация в заряде взрывчатого вещества создается интенсивным механическим или тепловым воздействием (удар, искровой разряд, взрыв металлической проволочки под действием электрического тока, и т.п.). Сила воздействия, необходимого для возбуждения детонации, зависит от химической природы взрывчатого вещества.

К механическому воздействию чувствительны, например, так называемые инициирующие взрывчатые вещества (гремучая ртуть, азид свинца и др.), которые входят в состав капсюлей-детонаторов, используемых для возбуждения детонации вторичных (менее чувствительных) взрывчатых веществ.

При определенных условиях во взрывчатом веществе может быть возбуждена детонация, скорость распространения которой превышает минимальную скорость, указанную в приведенной выше таблице.

Так, взрыв заряда твердого взрывчатого вещества, помещенного в газообразную взрывчатую смесь, порождает в смеси ударную волну, интенсивность которой во много раз превосходит интенсивность волны, отвечающей режиму с минимальной скоростью. В результате в газовой смеси распространяется детонационная волна с повышенной скоростью.

Детонационную волну с повышенной скоростью распространения можно также получить в неоднородном взрывчатом веществе при движении волны в направлении убывающей плотности. Еще одним примером распространения детонации со скоростью, превышающей минимальное значение, может служить сферическая детонационная волна, сходящаяся к центру.

Скорость волны с приближением к центру возрастает. Устойчивый процесс детонации не всегда возможен. Например, волна детонации не может распространяться в цилиндрическом заряде взрывчатого вещества слишком малого диаметра (разлет вещества через боковую поверхность вызывает прекращение химической реакции прежде, чем вещество успеет заметно прореагировать).

Минимальный диаметр заряда, в котором возможен незатухающий процесс детонации, пропорционален ширине зоны химической реакции. В газообразных взрывчатых смесях распространение детонации возможно лишь при условиях, когда концентрация горючего газа (или паров горючей жидкости) находится в определенных пределах.

Эти пределы зависят от химической природы взрывчатой смеси, давления и температуры. Например, в смеси водорода с кислородом при комнатной температуре и атмосферном давлении волна детонации способна распространяться, если концентрация (по объему) водорода находится в пределах от 20 до 90 %.

Исследование волны детонации в газах показывает, что при понижении начального давления химическая реакция приобретает характер пульсаций. Неравномерное протекание реакции вызывает искажения движущейся впереди ударной волны. Наконец, при достаточно низком давлении осуществляется режим так называемой спиновой детонации, при котором на фронте детонационной волны возникает излом, вращающийся по винтовой линии. Дальнейшее снижение давления приводит к затуханию детонации.

В двигателях внутреннего сгорания детонация — быстрый, приближающийся к взрыву процесс горения топливной смеси в цилиндре карбюраторного двигателя, сопровождающийся неустойчивой работой (металлический стук в цилиндре), износом и разрушением деталей.

В результате детонации двигатель перегревается и его мощность падает. Детонация возникает, если топливо не соответствует конструкции или работе двигателя. Для каждого топлива существует определенная степень сжатия, при которой возникает детонация.

Детонационный взрыв и взрывное горение могут иметь разное назначение — причинять ущерб жизни и здоровью людей и животных, разрушать объекты инфраструктуры и повреждать окружающую среду, но и выполнять полезную работу по строительству тоннелей, каналов и дорог, по добыче полезных ископаемых и сносу строительных конструкций. Детонация является физической основой проведения специальных боевых операций. Одним из наиболее опасных проявлений детонации является использование ее разрушающего действия в большинстве террористических атак. Во многих случаях, например, при горении топливной смеси в двигателях внутреннего сгорания или реактивного двигателя, при горении пороха в стволе артиллерийского орудия и другого, детонация недопустима. В связи с этим подбираются такие условия горения и химический состав используемых веществ, чтобы возникновение детонации с характерным для нее чрезвычайно резким повышением давления было исключено.

Детонация и калильное зажигание

Источник: Детонация конденсированных и газовых систем. — М., 1986; Теория детонации. Зельдович Я.Б., Компанеец А.С. — М., 1955.

Источник: https://fireman.club/inseklodepia/detonatsiya/