Детонація в двигуні - причини і наслідки - журнал За кермом

1. Коли наші діди, що їздили на автомобілях з карбюраторними двигунами, чули незрозумілі побрязкування...
2. випереджаємо запалювання
3. поширена помилка
4. шкода детонації
5. Умови для детонації

Коли наші діди, що їздили на автомобілях з карбюраторними двигунами, чули незрозумілі побрязкування в двигуні, вони солідно констатували - мовляв, пальці стукають! Насправді йшлося про звичайну детонації. А дожила вона до наших днів?

на карбюраторних автомобілях детонація була частою гостею. Більш того, її поява часом було навіть бажано! Нижче розповім, як її використовували для досягнення оптимальної регулювання двигуна.

Пальчики стукають?

Давайте визначимося, що ж таке детонація і що її викликає.

Матеріали по темі

Всі, хто хоч колись чув про цивільну оборону і про захист від ядерного вибуху, пам'ятають, що одне з впливів такого вибуху - ударна хвиля. До речі, з ударною хвилею ми стикаємося і при прольоті надзвукового літака. Коротше, це хвиля, що поширюється в якійсь середовищі (в нашому випадку - в повітрі) зі швидкістю звуку. Зустрічаючись з будь-якою перешкодою - будь то стіна або наші барабанні перетинки - вона створює відчутний удар. Нагадаємо, що швидкість звуку в повітрі зазвичай приймається рівною 330 м / с.

Тепер відправимося на екскурсію в циліндр двигуна - в той момент, коли відбувається займання робочої суміші. Якщо згоряння йде звичайним порядком, то швидкість поширення фронту полум'я і, відповідно, наростання тиску невелика (зазвичай до 50 м / с). Але буває, що створюються умови для згоряння з більш високими швидкостями. Наростання тиску відбувається зі швидкістю звуку в даному середовищі. А це вже значно б ó льшие величини, ніж на відкритому повітрі, тому що температура в циліндрі помітно вище. Не буду вантажити формулами, але повірте, що швидкість звуку зростає пропорційно температурі.

Так ось, якщо фронт полум'я поширюється зі швидкістю звуку, то ударна хвиля, що має значну енергію, якраз і змушує деталі двигуна видавати ті звуки, які ми називаємо детонаційними стукотами. Взагалі, найкоротший і правильне визначення детонації - це «згорання у фронті ударної хвилі». Звук видають при цьому, звичайно, не поршневі пальці. Для цього потрібні настільки великі зазори, що якби вони були, пальці і на нормальних, робочих режимах дуже швидко розбило. Характерний звук видають стінки камери згоряння, що стикаються з різкою хвилею тиску. Чи можна цього уникнути? Можна, можливо.

Поворотом переривника розподільника запалювання можна було і домогтися найсильнішої детонації, і повністю її ліквідувати.

випереджаємо запалювання

Як раніше регулювали кут випередження запалювання? Для цього змінювали початковий кут установки переривника - розподільника. Не вдаючись в конструкцію цього досить складного і примхливого вузла з відцентровим і вакуумним регулятором, зауважимо, що початкова його установка дуже впливала на показники потужності та економічні характеристики двигуна.

Так ось, варто було встановити запалювання настільки раннім, наскільки це можливо, але не доводячи справу до сильної детонації. Тому і перевіряли регулювання зазвичай на ходу: повністю прогрітий двигун, швидкість 40 км / ч, четверта передача, педаль газу в підлогу. При цьому повинно було пролунати лише кілька детонаційних стукотів, які нагадували дзвінкі удари гайковим ключем по верхній частині двигуна. У міру розгону детонація повинна була зникнути. Практично будь-який бензиновий двигун «любить» їздити з можливо більш раннім запалюванням, і тільки детонація, їздити з якою неприпустимо, обмежує його в цьому.

На наступ режиму детонаційного згоряння впливало багато чинників. Прискорювали його поява навіть незначний перегрів мотора, а також зміна температури навколишнього повітря і, звичайно, якість бензину. Адже звичні нам терміни - восьмидесятих, дев'яносто другий рік, дев'яносто п'ятий - це і є октанові числа палива ! І детонаційна стійкість дев'яносто п'ятого та дев'яносто восьмого бензинів вище, ніж у застарілого вісімдесятого.

Свого часу в продажу з'явилися навіть електронні октан-коректори, які, звичайно, могли тільки забезпечувати деякий (регульоване вручну) запізнювання моменту запалювання по відношенню до штатного. Особливо корисні були на автомобілях з газобалонним обладнанням, бо дозволяли мати оптимальне випередження запалювання на обох типах палива.

Датчик детонації на двигуні Lada 4x4

Так йшли справи до появи вприськових двигунів з «розумною» системою управління, що має кілька контурів зворотного зв'язку.

поширена помилка

Свого часу, ще в дев'яностих роках минулого століття, я вивчав всі тонкощі вприськових моторів на прикладі французького дволітрового двигуна F3R, що встановлюється на автомобіль Святогор виробництва АЗЛК.

Датчик детонації на двигуні F3R

Матеріали по темі

Двигун був забезпечений системою розподіленого уприскування палива зі зворотним зв'язком по кисневого датчика (Лямбда-зонду). Але це була не єдина зворотний зв'язок системи управління. Адже там стояв датчик детонації, який, використовуючи п'єзоефект, «відчував» коливання двигуна при детонації, змушуючи «мізки» двигуна переходити на більш пізні кути запалювання. Займаючись дослідженнями, я розумів, що відключивши датчик детонації, ми змусимо тим самим досить розумну систему перейти на максимально пізні кути випередження запалювання. І детонації не дочекаєшся навіть на низкооктановом бензині. Так що, всупереч розхожій думці, обрив датчика детонації або його проведення не викликає детонацію. В принципі, вприськової двигун детонувати не повинен ніколи.

Розуміючи все це, ми вивернули датчик з двигуна, але залишили приєднаним до блоку управління. Тобто система думала, що все справно, але детонації не відчувала! І ось тут випробуваний задзвенів, як мідний дзвін.

шкода детонації

Вибухи, звичайно, навчилися використовувати в мирних цілях, але у випадку з детонацією цей фокус не проходить. Чи не пристосований двигун до вибухоподібного горіння - він любить відносно повільне і плавне протікання процесу. детонація прискорює знос деталей кривошипно-шатунного механізму (розбиває, в тому числі, і ті самі поршневі пальці, звідки і пішла легенда про стукіт пальців.). Крім того, ушкоджується поверхня поршня, причому ерозія йде не тільки через підвищену температуру - ударні хвилі буквально фарбують поверхню поршня і обрушують перемички між поршневими кільцями.

Так виглядає поршень, піддавався детонації тривалий час.

Матеріали по темі

Це ще не все. Детонація призводить до перегріву всього двигуна, що знову ж таки пошкоджує робочі поверхні циліндрів і поршнів і може привести до прогару прокладки під головкою блоку циліндрів.

Умови для детонації

Детонацію можна почути зазвичай:

• на сильно розігрітому двигуні (на холодному моторі детонації не дочекаєтеся);
• на автомобілі, заправленому низькооктанових бензином;
• на режимах великого навантаження і дуже низьких оборотів.

Імовірність детонації вище у того двигуна, який тривалий час експлуатувався з мінімальними навантаженнями і тому страждав від інтенсивного нагару в циліндрах. Реально сучасні вприскові двигуни, які не піддавалися тюнингу і мають справну систему управління, «видзвонюють» лише на найнижчих оборотах. За умови, що автомобіль оснащений ручною коробкою передач: автомат на такі режими вийти не дозволить.

Часто чую, як при маневруванні на подвір'ї Форд Фокус 2, що працює в таксі (паливо самі розумієте яке), видзвонюють в спеку. А колишній у нас на випробуваннях кросовер Lada XRAY c двигуном 1.8 виробництва автоваза при потеплінні і заливці палива на «лівої» заправці почав сильно детонувати.

На двигуні Лади Іксрей відразу проявляється детонація, якщо залити бак нема на брендового АЗС.

Ось начебто і все. Схоже, це явище майже віджило свій вік. Знайти сьогодні відверто поганий бензин все складніше, та й машин з механікою з кожним роком продається все менше, ніж з автоматом. А чи доводилося вам стикатися з детонацією і з її наслідками?

Фото: з архіву автора та «За рулем.РФ»

Помилка в тексті? Виділіть її мишкою! І натисніть: Ctrl + Enter