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

Способы устранения

Если автомобилисту «посчастливилось» столкнуться с данной проблемой, не стоит отчаиваться. Существует несколько действенных способов, позволяющих избавиться от неприятного явления. Итак, как устранить детонацию двигателя?

Способ 1

Изначально необходимо обратить внимание на применяемое горючее. Многие владельцы автомобилей игнорируют предписания производителя, и в целях экономии заливают более дешевое топливо

Не стоит повторять данную ошибку, ведь почти всегда цена горючего прямо пропорциональна его качеству, то есть чем оно дороже, тем выше его качественные характеристики. Экономия в данном случае не оправдана: приобретя недорогое топливо и сохранив несколько десятков рублей, придется отдать несколько тысяч за ремонт силового оборудования. Также необходимо помнить, что октановое число заливаемого бензина должно быть аналогичным октановому числу, рекомендованному производителем. Если делать все по правилам, можно будет забыть о детонации.

Способ 2. Следует отрегулировать угол зажигания. Досрочное зажигание нередко становится причиной перегрева элементов, что чревато детонацией. Если угол зажигания не соответствует норме, силовое оборудование может детонировать даже при выключенном моторе.

Способ 3. Необходимо произвести проверку свечей зажигания. Если свечи неисправны, их стоит заменить в максимально короткий срок.

Способ 4. Если эксплуатация машины в основном осуществляется с небольшой нагрузкой, то в камерах сгорания накапливается нагар. Это одна из наиболее распространенных причин, из-за которых возникает детонация при глушении двигателя

Чтобы предотвратить проблему, очень важно время от времени давать существенную нагрузку на силовое оборудование, к примеру, двигаться с повышенными оборотами при высокой передаче

Способ 5. Когда при детонации из выхлопной трубы автомобиля идет дым зеленого или черного цвета, происходит выброс алюминия. Это говорит о том, что поршневая система машины находится на стадии разрушения или уже пришла в негодность. Единственное решение – полная замена поршневой системы.

Способ 6. Если с зажиганием все в порядке, и оно происходит своевременно, если хозяин автомобиля заливает только высококлассное топливо с подходящим октановым числом, если свечи зажигания находятся в исправном состоянии, а детонация двигателя на холостых оборотах продолжает проявляться, причиной является перегрев. Именно поэтому одним из наиболее распространенных методов устранения неполадок считается снижение «жара» в камере сгорания. Чаще всего применяется интеркулер, однако можно использовать обычную воду. Охладитель собирает горячий воздух и направляет его сквозь воздушные охладители. Такая манипуляция способствует уменьшению температуры.

Также причина перегрева может крыться в термосе. Произведя проверку и определив неисправность данного элемента, следует в обязательном порядке обратиться в сервис – самостоятельно исправить ситуацию не удастся.

В завершение стоит сказать, что детонация несет опасность для силового оборудования любого типа. Некачественное горючее – основная (но не единственная) причина ее возникновения. При проявлении первых признаков детонации следует максимально быстро определить и ликвидировать причины, которые вызвали самопроизвольное возгорание топлива. Игнорирование данного явления чревато дорогими ремонтными работами.

Видео о причинах детонации двигателя:

Последствия детонации двигателя

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

Детонация приносит огромные разрушения элементам двигателя:

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

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

Способы профилактики

Основные методы, позволяющие снизить риск детонационного сгорания:

1. Периодически проверять состояние компонентов системы зажигания на карбюраторных двигателях. Поломки или неисправная работа датчиков, корректирующих угол опережения, приводят к нарушению искрообразования и падению мощности одновременно с ростом расхода топлива.
2. При включении индикатора Check Engine проводить диагностику электроники автомобиля, обнаруженные коды позволяют определить неисправные датчики или поврежденные жгуты проводки.
3. Использовать моторные масла с соответствующими базовой основой и индексами вязкости, что предотвращает образование нагара на поверхности камеры сгорания.
4. Своевременно менять изношенные маслосъемные колпачки и проводить химическую или механическую раскоксовку двигателя (для удаления слоя нагара).
5. Обслуживать систему охлаждения в соответствии с рекомендациями изготовителя. В процессе эксплуатации антифриз деградирует, что приводит к падению характеристик и локальным перегревам рубашки охлаждения.
6. Не передвигаться с небольшой скоростью на пониженных передачах. На некоторых автомобилях с ручной коробкой установлен электронный подсказчик, указывающий на момент перехода вверх или вниз. Алгоритм работы компьютера рассчитан на снижение расхода топлива, при разгоне допускается кратковременная детонация.

Детонация

Давление, возникающее при детонации ( в стеклянной трубке.

Детонация может протекать только при определенном составе газовоздушной смеси. Так, смесь водорода с воздухом детонирует только при содержании водорода в смеси в пределах 27 — 35 %, а смесь ацетилена с воздухом — при содержании 6 5 — 15 % ацетилена.
 

Детонация может протекать только при определенном составе газовоздушной смеси.
 

Детонация — искажения, обусловленные непостоянством скорости движения звуконосителя при записи или при воспроизведении.
 

Детонация вызывает резкое уменьшение мощности и экономичности двигателя и действует разрушительно на ряд основных деталей. Борьба с детонацией прежде всего является борьбой за рациональную организацию сгорания топлива, в которой проблема подбора топлива играет решающую роль в качестве одного из наиболее эффективных методов уменьшения склонности двигателя к детонации. Чрезвычайная сложность явления детонации обусловила то, что, несмотря на огромное число исследований, посвященных этому явлению, природа его до сих пор еще не вполне установлена, как равно еще. Несомненно, что детонация представляет собою особый характер протекания сгорания в двигателе, сопровождающегося очень быстрым воспламенением горючей смеси и связанной с этим большой скоростью выделения тепловой энергии. Переход нормального сгорания в детонацию может быть связан не только с громадным увеличением скорости протекания реакций, но также и с изменением характера реакций сгорания. Процесс детонации включает одновременно достаточно быстрое протекание реакций, обусловливающих бурное выделение энергии, и связанные с этим физические явления, влияющие как на состояние рабочего тела, так и на протекание самих исходных реакций.
 

Адиабата. точка Жуге. а — угол накло на прямой Михельсона.

Детонация представляет собой процесс распространения в газе, жидкости или твердом теле экзотермического химического превращения в виде узкой зоны, движущейся относительно исходного вещества со скоростью, превышающей скорость звука. Эта зона названа детонационной волной. Быстрая реакция в зоне возбуждается не вследствие передачи тепла от прореагировавшего слоя вещества к непрореагировавшему, а путем ударного сжатия и соответствующего нагревания исходной среды, вызванного давлением продуктов реакции. Поэтому детонация возможна только в таких средах, продукты реакции которых занимают больший объем, чем исходное вещество.
 

Детонация вызывается самовоспламенением последней части рабочего заряда, до которой фронт пламени от свечи доходит в последнюю очередь.
 

Детонация в бензиновых двигателях проявляется наиболее часто в виде металлического звука различной силы, сопровождаемого перегревом и потерей мощности. Он возникает при медленном движении по плохим дорогам в жаркую погоду, при быстром разгоне или если велико опережение вспышки.
 

Детонация — химическое превращение взрывчатого вещества, сопровождающееся выделением энергии и распространяющееся в виде волны от одного слоя вещества к другому со сверхзвуковой скоростью.
 

Детонация — это быстрое завершение процесса сгорания в цилиндрах двигателя в результате самовоспламенения части рабочей смеси перед фронтом пламени, приводящее к появлению ударных волн, которые стимулируют сгорание всей оставшейся рабочей смеси со сверхзвуковой скоростью.
 

Детонация — это явление в двигателях, сопровождающееся стуками, скачкообразным изменением давления в цилиндрах, и обусловленное запаздыванием воспламенения топлива.
 

Детонация вызывается не только искрой, сю и сильными ударами.
 

Схема устройства водяного охлаждения цилиндров двигателя автомобиля. А — цилиндры, В — шатуны. Вода циркулирует, омывая цилиндры. Движение воды вызывается нагреванием ее вблизи цилиндров и охлаждением в радиаторе R. Это — система медных трубок, по которым протекает вода. В радиаторе вода охлаждается потоком воздуха, засасываемого при движении пропеллером М.

Детонация не только вызывает понижение мощности, но и разрушительно действует на мотор. Охлаждение цилиндров производится проточной водой, отдающей теплоту воздуху ( рис. 528), или непосредственно воздухом.
 

Причины детонации двигателя

А источником всех бед, связанных с детонацией двигателя, есть прокладка между рулем и сиденьем. Сам водитель, заливая в бак низкооктановое месиво вместо положенного хорошего бензина, подписывает двигателю смертный приговор. Низкое октановое число бензина как раз и стает причиной детонации. Но бывают случаи, когда детонация просто проходит легкой дрожью по двигателю и исчезает. Ее даже не всегда удается заметить. Такое явление чаще всего возникает на дефорсированных двигателях и моторах небольшого объема — это ВАЗ 2114, 2110, 2109, 2108, двигатели старых конструкций, в системе управления которыми нет датчика детонации, ВАЗ 2101-2107, старые иномарки. Они-то и страдают от отечественного топлива непонятного состава в первую очередь. Попробуй объяснить Тойоте Королла 87-го года выпуска, что тот бензин, который плещется в ее баке, номинально имея октановое число 98, по факту недотягивает и до 95-го. А дело-то в малом. В степени сжатия.

Прокладка между рулем и сиденьем является причиной неприятностей с детонацией двигателя

Еще лет 50 назад Москвичи и Волги были практически всеядными и могли работать чуть ли не на керосине. Все объяснялось малой степенью сжатия в цилиндрах и низким уровнем форсировки. Степень сжатия у этих динозавров не превышала 6-7 единиц. Поэтому при необходимости они заводились и на керосине, разбавленном водой. Позже, когда с подачи итальянцев по всей стране начали меняться автомобильные стандарты, только появлялся в продаже невиданный бензин АИ 93. Благодаря Фиат 124 с его степенью сжатия 8,8, автомобилисты были вынуждены знакомиться с высокооктановым бензином. А те, кто лили в ВАЗ 2101 старый 76-й, незамедлительно меняли прогоревшие прокладки блоков цилиндров и поршневую с выгоревшими до дыр днищами поршней. Одно время пытались бороться с детонацией, искусственно разжимая двигатель. То есть уменьшали степень сжатия установкой более толстой прокладки головки, а заодно хотели сэкономить на более дешевом бензине. Но цена такой экономии — капремонт и низкий ресурс, поскольку двигатель не обманешь и он все равно съест столько топлива для достижения паспортной мощности, сколько этого требует физический процесс энергоемкости смеси. Современный двигатель имеет степень сжатия от 9 до 11 единиц и применение некачественного топлива очень быстро отучит экономить на бензине владельцев иномарок, особенно с тщательно заглушенным салоном. Но это не единственная причина появления детoнации в двигателе. Можно пунктирно очертить еще несколько:

1. Пропорция рабочей смеси. В определенных условиях, когда смесь переобогащена бензином, соотношение воздух/бензин примерно около 9.0. При малейшем увеличении нормативного давления в камере происходит детонация, это та самая, детонация, которая возникает незаметно, как микроинсульт, но действует разрушительно и беспощадно.
2. Значение угла опережения зажигания. Если сдвинуть пик возгорания смеси в сторону увеличения угла опережения, мы получим идеальные условия для появления детонации. А если к этому прибавить еще плохое топливо, подвинуть момент воспламенения смеси ближе к ВМТ, детонация неизбежна. Опять-таки в комплексе с низким качеством бензина.
3. Степень сжатия. О ней уже говорили, просто вспомним, что это отношение объемов цилиндра и камеры сгорания. Больше степень сжатия — выше градус горения, давление, при котором происходит процесс воспламенения.
4. Конструктивные просчеты в камере сгорания. Здесь мы бессильны что-либо предпринять радикально, но знать о конструкционных недостатках, которые ведут к явлению детонации в моторе, нужно.

https://youtube.com/watch?v=Zy1RYH4xUuM

В большинстве случаев это:

• неудовлетворительные условия охлаждения удаленных от места искрообразования участков;
• медленное догорание остатков смеси в силу конструктивных особенностей камеры;
• неудовлетворительный тепловой баланс поршня — утолщения днища ближе к центру увеличивает путь для отвода тепла;
• крупный диаметр цилиндра тоже не способствует охлаждению и создает новые участки на удалении от электродов свечей.

Детонирование при разгоне

Теперь нужно рассмотреть, как определить детонацию на двигателе, признаки ее проявления. При возникновении этого процесса происходит хаотичный звонкий металлический стук, отсюда и возникло распространенное среди автомобилистов выражение «стучат пальцы» (имеются в виду поршневые пальцы, другой устойчивый оборот – «звон клапанов»). При разгоне машины стук может быть отчетливо заметен при резком нажимании на педаль газа, и чем больше нагрузка, тем отчетливее прослушивается детонирование мотора. Причин, почему появляется цокот в движке при увеличении нагрузки, в целом на практике не так и много, и основные из них:

• заправка автомобиля низкооктановым бензином или низкокачественным топливом;
• отложение в камерах сгорания большого количества нагара (нередко в результате повышенного расхода масла на днищах поршней образуется кокс);
• перегрев, здесь много разных факторов, влияющих на повышенную температуру ДВС;
• некорректная система ЭБУ, в основном связанная со сбоями в программе, ошибками при перепрошивке.

Также звук детонации появляется, если выходит из строя ДД, в этом случае уже не происходит корректировка зажигания при резком ускорении. Настройка электронного блока может быть неверной, допустим, перепрошивка выполнялась в холодное время года без учета температурных перепадов погоды, поэтому в жару возможность появления детонации на прогретом двигателе вполне вероятна.

От чего воспламеняется газ

Чаще же взрыв происходит от стороннего источника – искры. И мест ее образования – вполне достаточно. Искра может появиться при внутреннем замыкании, когда повреждено соединение перемычек банок, при плохом контакте клемм АКБ с клеммниками бортовой сети, замыкании клемм, окислов.

Не стоит забывать и о статическом электричестве и неаккуратном поведении возле батареи, к примеру, нельзя проводить обслуживание батареи с сигаретой, не допускается подсвечивание зажигалкой или спичками при открывании крышек банок.

Водород – газ очень горючий и достаточно малейшей искры для его взрыва.

Каковы причины детонации двигателя?

Небольшие взрывы могут сопровождать движок у всего транспорта не только старого повидавшего длительные пробеги, но и совершенно новенькие модели могут страдать от детонирования. Отличие, что на современных моделях устанавливают диджитализированные датчики, способные вовремя предупредить владельца о надвигающейся опасности, но такое чудо инновации встречается только на инжекторных силовых моторах. Плюсы этого прибора — он передаёт сигнал бортовому компьютеру информацию о состоянии внутренностей капота, чтобы регулировать работу внутренних механизмов. Движки нового поколения действуют при высоких условиях сжатия, это значительно увеличивает риск поломки, и вызывает причины детонации двигателя.

Теперь выясним то, какие наиболее популярные причины детонации двигателя приводят к скорому изнашиванию деталей.

• Неподходящее топливо или его низкое качество.
• Упреждение свечей зажигания избыточно большое.
• Износ воздушно топливной смеси.
• Загрязнение стенок цилиндрического блока нагаром.
• Свечки не подходят под требования системы, низкокачественные или банально не подходят по характеристикам.
• Мотор перегревается из-за поломки охладительного комплекса.

Теперь перейдем к рассмотрению пунктов детальнее. Чтобы выяснить каковы причины детонации двигателя.

Не то октановое число или плохое качество горючего

Причины детонации двигателя случаются из-за попадания в моторный отсек, бензина с охлаждающей жидкостью, которое не подходит, из-за этого мини-взрывы будут неизбежны событием. Те, кто производит автомобиль, рассчитывают степень сжатия для определенного вида бензина, поэтому если использовать горючее не с тем октановым номером и к тому же пытаться покормить свой автомобиль низкокачественным горючим.

Настройка зажигания произведена некорректно

Чтобы повысить производительность и ускорить своего четырехколесного друга, знатоки меняют стандартную настройку всего механизма запаливания. Но они забывают, что, когда угол опережения увеличенный, то искра будет подаваться скорее, и сжигание горючего наступит в тот момент, когда оно еще не полностью смешалось с воздушной смесью.

Свечи запаливания не правильно работают

Причины детонации двигателя могут проявляться не в тех зажигательных свечах, которые подходят для этой модели. Проблема заключается в том, что инженер мотора не рассчитывал, что на его изобретение будут ставить зажигательные приборы низкого качества или просто несовместимые по параметрам с деталью. Из-за этого искра генерируется не в тот момент в который требуется это и является отправной точкой для возгорания топливовоздушной смеси.

Износ топливовоздушного компонента

Чтобы сэкономить, многие авто любители намеренно лишают топливовоздушную смесь полезных микроэлементов. Так как в конечном продукте отсутствует нужная концентрация паров, искра физически не может воспламенить обеднелое вещество. А при следующем зажигании наоборот, пары превышают допустимую норму. Чересчур богатый состав на микроэлементы наоборот может начать воспламеняться раньше, чем начнется сжатие цилиндра.

Нагарная грязь на внутренней поверхности цилиндрической емкости

Не редко внутренняя гигиена внутренностей капота, а именно моторного отсека, может повлиять на его неприятное разрушение. Причины детонации двигателя случаются из-за того, что на стенках камеры сгорания, образуется большое количество нагара, из-за сильного нагревания налет на поверхности превращается в фитиль, зажигания, которого приведёт к небольшому взрыву топливовоздушного вещества. А еще он увеличивает сжатие, что в совокупности с неправильным октановым значением воспламенит горючее из-за повышенного температурного сжатия.

Охладительный комплекс работает некорректно

Причины детонации двигателя проявляются и в плохой работе охладительной системы. Эта неполадка проявляет себя, когда происходит разгон моторчика. При сильной нагрузке движок перегревается, а отсек сгорания накаляется как следствие — горючее воспламеняется

Определение детонационной стойкости бензина

Детонационная стойкость бензина выражается в его октановом числе.

Октановое число бензина указывает на то, что данный вид топлива обладает такой же детонационной стойкостью, что и эталонная сравнительная смесь углеводородов — изооктана и нормального гептана. Так как изооктан имеет октановое число 100, а нормальный гептан — октановое число 0, то октановое число 80 означает, что детонационная стойкость бензина равна детонационной стойкости смеси из 80% (объемных частей) изооктана и 20% (объемных частей) нормального гептана. Детонационная стойкость растет с увеличением октанового числа.

Определение октанового числа выполняется на соответствующем испытательном стенде с использованием эталонного двигателя для оценки детонационной стойкости различных видов топлива. Эталонным в данном случае считается одноцилиндровый четырехтактный бензоиновый двигатель с термосифонной системой жидкостного охлаждения, в которой отсутствует помпа, а охлаждающая жидкость испаряется, и пар низкого давления конденсируется в радиаторе, а затем в виде конденсата возвращается в рубашку охлаждения. Степень сжатия двигателя во время испытаний может изменяться в границах между 4 и 18.

Существует два стандартизированных метода испытаний: исследовательский метод и моторный метод. Соответственно, результатами являются исследовательское октановое число бензина (ROZ) и моторное октановое число бензина (MOZ). Различия основных параметров обоих методов указаны в таблице.

Таблица. Различия параметров исследовательского и моторного методов

В моторном методе смесь воздуха и бензина нагревается позади карбюратора, а в исследовательском методе — воздух нагревается перед карбюратором.

Эталонный двигатель запускается и соединяется с большим электрическим генератором, в котором крутящий момент от эталонного двигателя возбуждает электрический ток, создающий тормозной момент. Измерение октанового числа всегда проводится в режиме сильной детонации при сгорании рабочей смеси. При этом коэффициент избытка воздуха регулируется так, чтобы получить детонацию максимальной интенсивности. Индуктивный датчик и электронный усилитель сигналов замеряют уровень детонации и выводят показания на дисплей специального прибора — детонометра. Компрессия двигателя настраивается таким образом, чтобы показания детонометра исследуемого бензина находились в середине шкалы прибора. Затем в систему питания вводятся две сравнительные смеси, чьи октановые числа различаются лишь на две единицы. Одна сравнительная смесь должна вызывать более сильную, а вторая более слабую детонацию, чем бензин. Посредством линейной интерполяции определяется и округляется до десятых долей октановое число бензина.

Один и тот же бензин, испытанный по моторному методу, имеет меньшее октановое число, чем выявленное по исследовательскому методу. Октановое число, определяемое по моторному методу, в современном бензине меньше примерно на 10 единиц, чем октановое число, определяемое по исследовательскому методу. Данная разница обусловлена тем, что соотношение олефинов и ароматических углеводородов в двух методах испытаний отличаются. На сегодняшний день исследовательское октановое число в бензине равно приблизительно 92, а в бензине высшего качества — 95 единиц. Октановое число, определяемое по исследовательскому методу, указывает на то, как ведет себя топливо при ускорении (детонация при разгоне).

Октановое число, определяемое по моторному методу, наоборот, указывает на поведение при большой нагрузке (детонация при высокой частоте вращения коленчатого вала).

Наряду с исследовательским и моторым октановыми числами существует также октановое число, определяемое по дорожному методу (SOZ). Оно определяется методом дорожных испытания транспортного средства согласно «модифицированному дорожному методу». В прогретый двигатель подаются различные сравнительные смеси из изооктана и нормального гептана. Автомобиль сначала ускоряется до максимальной скорости на прямой передаче, позволяющей плавное движение без рывков. Угол опережения зажигания регулируется до тех пор, пока не исчезнет детонация. В результате данные испытаний образуют базовую кривую, отображенную на рисунке.

Затем по тому же методу определяется установка зажигания, при которой начинается детонация, для исследуемого бензина. По базовой кривой определяется октановое число бензина по дорожному методу. Эта величина в различных двигателях будет иметь различные значения для одного и того же бензина.

Детонация – что это такое

Детонация – это просто неправильное сгорание смеси. Но если вовремя не предпринять мер, то детонация двигателя ВАЗ может иметь сильные негативные последствия. Особенность этого эффекта кроется в самовоспламенении горючей смеси за счет воздействия высоких температур и давления в цилиндрах.

При нормальной работе двигателя сгорание горючей смеси проходит в три этапа.

1. Индукционный, проходит на подходе поршня к верхней мертвой точке. При этом этапе происходит начало возникновения очага пламени от искры, который в дальнейшем формирует фронт пламени, причем все это сопровождается неинтенсивным нарастанием давления в камере сгорания.
2. Формирование и прохождения фронта пламени по камере сгорания, в результате чего основная масса смеси сгорает, и сопровождается это все резким возрастанием давления и температуры.
3. Догорание остатков смеси, которые остались за фронтом, а также находящихся возле стенок цилиндра. Вот между переходом от второго этапа к третьему и возможно возникновение детонации. Высокая температура и давление, которое возникает при втором этапе, приводит к появлению быстротекущих химических реакций в несгоревшей смеси, в результате чего она самовоспламеняется. Такое горение происходит очень быстро (до 1200 м/с) и в виде взрыва, сопровождающееся образованием ударных волн, имеющих разрушительный характер.

Эти волны приводят к разрушению пристеночных слоев газов, что обеспечивает повышение теплообмена, из-за чего стенки цилиндров и другие составляющие ЦПГ перегреваются. Также взрывная волна разрушает масляную пленку стенок, в результате чего повышается трение между цилиндрами и кольцами. Детонация имеет и механическое воздействие на элементы поршневой группы – резкое возрастание давление приводит к появлению ударных нагрузок на днище поршня, клапана, стенки цилиндров, приводя к их повреждениям. 

На рисунке показано, как происходит нормальное и детонационное сгорание топлива.

Слева – нормальное сгорание; справа – детонационное сгорание