Что такое детонация в двигателе

Детонация двигателя

Детонация — это нарушение процесса сжигания топливной смеси в камере сгорания, когда горение происходит не плавно, а взрывообразно. При этом топливовоздушная смесь взрывается не от искры, идущей от свечи, а самопроизвольно, от сверхвысокого давления и температуры в камере сгорания. Скорость горения детонационных вспышек так велика, что можно говорить о микровзрывах в сжатой топливовоздушной смеси. Микроскопические мощные вспышки дают скачки давления — формирующие ударные волны. Процесс горения превращается в хаос, экономичность двигателя и полезная мощность падает, двигатель перегревается, происходит интенсивное разрушение поршня, клапанов, компрессионных колец, вообще всех элементов присутствующих в камере сгорания.

Естественно, что в первую очередь это явление вредит стенкам цилиндров, поршням и прокладке ГБЦ.

Детонация обычно свойственна двигателям, работающим на бензине (карбюраторным и инжекторным), в том числе, оснащенных газобаллонным оборудованием (ГБО). Дизельные моторы работают по иной схеме, и там, в основном, другие причины ее возникновения.

Причины возникновения детонации двигателя

Чаще всего детонация может возникать на старых карбюраторных двигателях, хотя в некоторых случаях этот процесс может возникнуть и на современных инжекторных моторах. К причинам, по которым может возникнуть детонация, относится:

• Чрезмерно обедненная топливовоздушная смесь. Ее состав может воспламениться еще до того, как в камеру сгорания попадет искра.
• Ранее зажигание. При увеличенном угле зажигания процессы воспламенения топливовоздушной смеси начинаются еще до попадания поршня в «верхнюю мертвую точку».
• Использование неподходящего топлива. Если в бак автомобиля был залит бензин с более низким октановым числом.
• Высокая степень сжатия в цилиндрах. Другими словами, закоксованность или иное загрязнение в цилиндрах двигателя, которое постепенно накапливается на поршнях. И чем больше нагара — тем выше вероятность детонации в нем.
• Неисправная система охлаждения двигателя. Если двигатель перегревается, то давление в камере сгорания может расти, а это, в свою очередь, может стать причиной детонации при соответствующих условиях.

Также существует ряд факторов, влияющих на появление детонации в отдельно взятых двигателях:

• Степень сжатия двигателя. Ее значение обусловлено особенностями конструкции ДВС, поэтому если мотор имеет высокую степень сжатия — он более предрасположен к появлению детонации.
• Форма камеры сгорания и днища поршня. Это также конструктивная особенность мотора, и некоторые современные небольшие по объему, но мощные двигателя также склонны к детонированию (однако электроника новых ДВС практически не допускает этот процесс).
• Форсированные двигатели. Обычно у них этих двигателей температура горения топлива и давление сжатия очень высокое, соответственно, они также предрасположены к детонации.
• Турбированные моторы. Аналогично предыдущему пункту.

Признаки возникновения детонации

Существует ряд признаков, по которым косвенно можно определить, что в двигателе конкретного автомобиля возможно происходит детонация:

• Появление металлического звука из двигателя при его работе. Это актуально, когда мотор работает под нагрузкой и/или на высоких оборотах. Звук похож на тот, который происходит, когда ударяются друг о друга две железные детали. Он как раз и вызван взрывной волной.
• Падение мощности двигателя. Обычно при этом двигатель работает не стабильно, может глохнуть при работе на холостых оборотах, падают динамические характеристики.

Признаки выхода из строя датчика детонации:

• нестабильная работа двигателя на холостых оборотах;
• падение мощности мотора и в целом динамических характеристик машины (слабо разгоняется — не тянет);
• повышенный расход топлива;
• затрудненный пуск двигателя при низких температурах.

Признаки идентичны тем, которые возникают при позднем зажигании.

Последствия детонирования

Последствия детонации в двигателе автомобиля очень серьезные, и ни в коем случае нельзя затягивать выполнение ремонтных работ, ведь чем дольше ездить — тем большим разрушениям подвергается двигатель и его отдельные части. Так, к последствиям детонирования относится:

• Сгорание прокладки ГБЦ. Материал, из которого она выполнена, не рассчитан на работу в условиях повышенной температуры и повышенного давления, при детонации — она быстро выйдет из строя.
• Ускоренный износ элементов цилиндропоршневой группы. Это касается всех его элементов. И если двигатель уже не новый или на нем давно не проводили капитальный ремонт, то это может очень плохо кончиться, вплоть до его полного выхода из строя.
• Пробой головки блока цилиндров. Это случай один из самых сложных и опасных, но если долго ездить с детонацией, то его реализация вполне возможна.
• Прогорание поршня/поршней. При этом зачастую его/их ремонт невозможен и его/их нужно будет только менять.
• Разрушение перемычек между кольцами. Под воздействием высоких температуры и давления они могут разрушиться одними из самых первых среди других деталей двигателя.
• Изгиб шатуна. Тут аналогично, в условиях взрыва его корпус может поменять свою форму.
• Подгорание тарелок клапанов. Это процесс происходит очень быстро и имеет неприятные последствия.

Как убрать детонацию — методы профилактики

Методы борьбы с детонированием:

• Использование топлива с параметрами, рекомендованными автопроизводителем. В частности, это касается октанового числа (нельзя его занижать). Необходимо заправляться на проверенных заправках и не заливать в бак всякий суррогат.
• Установить более позднее зажигание.
• Выполнить раскоксовку — почистить двигатель, то есть, сделать объем камеры сгорания нормальным, без нагара и грязи. Это можно сделать и самостоятельно в гаражных условиях, с использованием специальных средств.
• Выполнить ревизию системы охлаждения двигателя. В частности, проверить состояние радиатора, патрубков, термостата. Также не забудьте проверить уровень антифриза и его состояние (если он давно не менялся, то лучше поменяйте).
• Правильно эксплуатировать машину — не ездить на высоких передачах с малой скоростью и не перепрошивать ЭБУ с целью экономии топлива.

Детонация в цилиндрах: причины, последствия, как бороться

Многие автомобилисты не понаслышке знают о достаточно неприятной неполадке, которая может привести к серьезным поломкам – это детонация двигателя. Данная проблема возникает как на холостом ходу, так и при других режимах работы – она может привести к разрушению элементов мотора, поэтому требует срочного устранения. Сегодня мы расскажем, какие причины могут вызвать детонацию в цилиндрах, каковы ее последствия, а также как с ней можно бороться – обо всем по порядку.

Причины появления детонации внутри цилиндров

Само по себе явление основано на раннем воспламенении топливовоздушной смеси, когда оно опережает появление искры от свечей – этот процесс сопровождается ударным горением топлива, что и является детонацией.

Детонация сродни мелким взрывам внутри двигателя – ничего хорошего в них нет!

Столкнуться с данной неполадкой можно на любом двигателе вне зависимости от его типа или возраста автомобиля, однако более новые модели оснащают датчиком детонации – он позволяет компьютеру на борту регулировать работу двигателя, чтобы избежать подобного явления в дальнейшем. Наиболее распространенные причины возникновения детонации в цилиндрах следующие:

1. низкокачественное горючее, либо топливо с неверно подобранным октановым числом,
2. неправильно выставленное упреждение зажигания,
3. слишком бедная топливная смесь,
4. стенки цилиндра покрыты углеродистыми отложениями,
5. некачественные свечи зажигания,
6. неисправности в системе охлаждения, ведущие к перегреву мотора.

Перед тем как рассмотреть способы борьбы с детонацией, стоит подробнее остановиться на разборе каждой из причин, перечисленных выше.

Неподходящее топливо

При попадании в двигатель горючего, октановое число которого ниже рекомендованного, шанс столкнуться с детонацией внутри цилиндров возрастает до ста процентов. Все дело в том, что автопроизводители рассчитывают степени сжатия лишь для конкретного вида топлива. Исправить ситуацию с некачественным горючим можно при помощи специального Октан-корректора от LAVR.

Неверные настройки зажигания

Некоторые автолюбители в погоне за крутящим моментом меняют заводские настройки системы зажигания, выставляя слишком большой угол опережения – искра от свечи проскакивает раньше, чем поршень доходит до верхней мертвой точки. Таким образом, воспламенение случается раньше, чем топливо успеет перемешаться с воздухом.

Свечи зажигания

Свечи могут быть неисправными, либо вовсе не подходить по параметрам – тогда искра появляется не так, как задумывалось производителем при конструировании двигателя.

Бедная топливная смесь

Как говорится, лучше всего придерживаться золотой середины – слишком бедная смесь не воспламеняется от искры, а слишком обогащенная будет воспламеняться раньше положенного срока.

Нагар внутри цилиндров

Одна из очень частых причин появления детонации связана с образованием отложений внутри камеры сгорания. Раскаленный нагар воспламеняет топливную смесь раньше времени, так как он увеличивает степень сжатия. В таком случае идеальным средством для очистки двигателя будет раскоксовка и промывка от LAVR – лучше всего подойдет готовый набор из раскоксовки ML202 и 5-минутной промывки. Препараты эффективно и безопасно очищают элементы камеры сгорания, выравнивают компрессию в цилиндрах, а также исключают риск детонации.

Проблемы с системой охлаждения

При разгоне мотор перегревается, камера сгорания раскаляется, а пары бензина начинают непроизвольно воспламеняться – это приводит к появлению детонации.

Детонация внутри цилиндров – последствия

После того, как мы разобрались с причинами возникновения данной неполадки, стоит рассмотреть и ее последствия. Ни для кого не секрет, что детонация сродни мелким взрывам внутри двигателя – ничего хорошего в них нет, так как обычно это сопровождается температурой до 3500 градусов совместно с превышающим в несколько раз норму давлением. Таким образом, ни один двигатель не сможет выдерживать это явление на постоянной основе – особенно сильно страдают легкие агрегаты из сплавов алюминия. Главные последствия детонации можно выделить коротким списком:

1. перегрев элементов двигателя,
2. пробой прокладки ГБЦ, а точнее ее прогар,
3. уменьшение мощности мотора,
4. разрушение перегородки между поршневыми кольцами.

Если «повезет», можно получить провернутый кривошипно-шатунный механизм – тогда коленвал будет двигаться в обратном направлении, что полностью разрушает некоторые узлы двигателя.

Как бороться с детонацией

Когда мы описывали причины данной неисправности выше, мы порекомендовали пару средств, если проблема связана с неправильным октановым числом топлива, либо с нагаром внутри цилиндров. Теперь мы дадим чуть более расширенные рекомендации.

1. Качество топлива. Выбирайте только проверенные заправочные станции, горючее на которых соответствует рекомендациям производителя вашего автомобиля. Всегда возите с собой присадки, улучшающие качество топлива, например, Октан-корректор или Усилитель моторного топлива.
2. Зажигание. Не регулируйте угол зажигания, так как даже мастера в автосервисе ошибаются. Лучше не менять настройки производителя, если нет уверенности, что ничего не случится.
3. Свечи. Внимательно проверяйте свечи зажигания на соответствие рекомендованным параметрам, при необходимости меняйте их на нужные.
4. Нагар. Для профилактики образования отложений регулярно нагружайте двигатель, а также пользуйтесь специальными очистителями и промывками от LAVR. При слишком сильных загрязнениях проводите раскоксовку, воспользовавшись пенным средством COMPLEX, либо жидкостью ML203 NOVATOR.
5. Перегрев. Проверьте температуру охлаждающей жидкости, если ее недостаточно – долейте. Если антифриз чувствует себя хорошо, осмотрите термостат или вентилятор. Воспользуйтесь промывкой системы охлаждения. Она очистит систему, а также защитит ее от коррозии. Промывка эффективно справляется с перегревами двигателя и рекомендована для профилактического применения.

Причины детонации двигателя

�� Причины детонации двигателя при выключении зажигания и запуске.
— Сохрани эту статью к себе на стену.

• Такое явление, как детонация двигателя, знакомо практически каждому автовладельцу. Чаще всего она возникает при движении в гору на высокой передаче с небольшой скоростью. К звуку работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) примешивается жесткий металлический стук, который многие принимают за стук поршневых пальцев.

— Что такое детонация?

• Детонация – это процесс взрывного воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя. В то время как нормальная скорость распространения фронта пламени составляет около 30 м/с, при детонации огонь распространяется в десятки раз быстрее – до 2000 м/с.

• В нормальных условиях смесь начинает воспламеняться, когда поршень немного не доходит до верхней мертвой точки, угол опережения зажигания составляет обычно 2-3 градуса. Завершается вспышка после того, как поршень минует ВМТ. В случае детонации смесь воспламеняется еще в середине такта сжатия. Поршень испытывает сильное противодействие, в итоге пропадает мощность двигателя и значительно повышается расход топлива.

• Данное явление никогда не идет на пользу мотору, однако детонацию можно разделить на допустимую и недопустимую. В первом случае ее даже не всегда удается заметить. Обычно она возникает на низких оборотах и продолжается недолго. Чаще всего подобное происходит в двигателях небольшого объема с относительно большой мощностью и крутящим моментом (например, 107 л.с. и 135 Нм при объеме 1,4 л). Недопустимая детонация, как правило, возникает в форсированных ДВС при повышенных нагрузках на высоких оборотах. Всего после нескольких секунд работы в таких условиях, мотор может получить критические повреждения.

• Существует еще одно явление, которое автовладельцы нередко путают с детонацией – дизелинг. Мотор после выключения зажигания продолжает работать рывками, то с повышением, то с понижением оборотов, звук работы двигателя при этом металлический, схожий со звуком детонации. Это явление иного рода и причины его появления иные: при глушении мотора, бензин в цилиндрах самовоспламеняется из-за высокой степени сжатия, как в дизельном ДВС, отсюда и название. Не следует путать дизелинг с калильным зажиганием – там при глушении рабочая смесь воспламеняется от нагретых электродов свечей и нагара.

— Чем опасна детонация?

• Весь кривошипно-шатунный механизм и головка блока цилиндров испытывают разрушающие нагрузки, способные при длительном воздействии привести к поломке ДВС. Кроме того, температура в цилиндрах также поднимается до недопустимых значений (до +3700 градусов), что грозит прогаром прокладки ГБЦ, а также коррозией днища поршня и зеркала цилиндров.

• рокладка головки блока – это первая деталь, которая придет в негодность из-за детонации. Она способна перенести лишь кратковременную работу в режиме запредельных термических и механических нагрузок. Худшее, чем грозит детонация – замена блока цилиндров, коленчатого вала, поршневой группы и головки блока.

— Причины возникновения детонации:

• Причины, в силу которых возникает данное явление, можно разделить на три группы:

• октановое число бензина;
• конструктивные особенности ДВС;
• условия эксплуатации автомобиля.

— Влияние октанового числа:

• В отличие от дизельного двигателя, в котором воспламенение рабочей смеси происходит благодаря высокой степени сжатия, в бензиновом для этой цели применяется система зажигания. Смесь бензина и воздуха поджигается искрой, возникающей между электродами свечей.

• Степень сжатия у бензиновых моторов намного меньше, это связано с тем, что бензин не столь устойчив к детонации, как дизельное топливо. Основной характеристикой бензина является октановое число, отражающее его детонационную стойкость. Чем оно выше, тем сильнее можно сжать топливно-воздушную смесь.

• Если автомобиль, силовой агрегат которого рассчитан на применение топлива с октановым числом не ниже 95, заправить бензином марки АИ-92, то с высокой долей вероятности можно утверждать, что при высоких нагрузках рабочая смесь в цилиндрах будет детонировать.

• Однако проблема может появиться и в случае, если марка топлива соответствует рекомендациям производителя. Все дело в качестве бензина. Недобросовестные продавцы нередко самостоятельно повышают октановое число, путем добавления в горючее сжиженного пропана или метана. Эти газы очень быстро испаряются, после чего в баке остается низкооктановый бензин.

• Вследствие детонации низкооктанового топлива, в камере сгорания усиленно образуется нагар, который, в свою очередь, может вызвать такое явление, как калильное зажигание. В этом случае двигатель продолжает работать даже после выключения зажигания. Причины его возникновения в том, что воспламеняется топливно-воздушная смесь не от искры, а от раскаленных электродов свечи или нагара.

— Влияние конструктивных особенностей:

• Причины возникновения детонации могут крыться в конструктивных особенностях двигателя.
К их числу можно отнести:

• степень сжатия;
• форму камеры сгорания;
• форму днища поршня;
• наличие наддува;
• расположение свечей зажигания.

• Так, чем выше степень сжатия, тем ДВС более склонен к детонации. То же можно сказать и о системах наддува («надутым» моторам требуется высокооктановый бензин).

— Влияние условий эксплуатации:

• Не последнюю роль играют и условия, в которых эксплуатируется машина. Детонация может возникать при движении на повышенной передаче с низкой скоростью. Так, если попытаться въехать в гору на четвертой передаче со скоростью 30 км/ч, из-под капота незамедлительно раздастся характерный металлический стук.

• Свое влияние оказывает правильность работы системы зажигания (рабочая смесь в цилиндрах детонирует при раннем зажигании), исправность системы охлаждения двигателя, наличие нагара на поршнях и в камерах сгорания. Подвергают себя опасности автовладельцы, стремящиеся любыми способами уменьшить аппетит машины. С этой целью электронный блок управления «перепрошивается» для приготовления более бедной смеси, чем нужно. В результате ухудшается динамика авто, а при повышенных нагрузках возникает детонация.

Детонация в бензиновом двигателе

Детонация в двигателе – это самопроизвольное воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. Ударная волна, которая возникает при детонации может достигать скорости до 2000 м/с, это многократно превышает стандартную скорость распространения пламени до 50 м/с при исправном силовом агрегате. Характерный металлический звук возникает из-за резкого возрастания давления в цилиндре при неправильном сгорании топливно-воздушной смеси.

Воспламенение ТВС в исправном двигателе

Работа бензинового двигателя устроена таким образом, что на такте сжатия топливно-воздушная смесь воспламеняется при помощи свечи зажигания верхней мертвой точке поршня. От дугового разряда свечи распространяется фронт пламени, который равномерно распространяется по стенкам камеры сгорания. Для каждого из цилиндров рассчитывается по углу поворота кривошипа коленчатого вала угол опережения зажигания.

В исправном двигателе высвободившееся энергия от воспламенения ТВС воздействует на поршень приблизительно на 10° после верхней мертвой точки поршня. При таком фронте распространения пламени детали цилиндро поршневой группы не испытывают ударных нагрузок и достигается максимальное КПД.

Воспламенение ТВС при детонации

При детонации изначально воспламенение топливно-воздушной смеси инициируется свечой зажигания. Но из-за избыточного давления и высокой температуры возможно самопроизвольное воспламенение топливной смеси. Результатом становится второй, почти «параллельный» процесс воспламенения внутри цилиндра. Вследствие чего сталкиваются два фронта распространения пламени из-за такого столкногвения может возникнуть калильное зажигание.

Перегретая зона в камере сгорания является наиболее вероятной точкой возникновения калильного зажигания. Разогретые отложения продуктов сгорания могут воспламенить ТВС, когда поршень находится еще на ранней стадии такта сжатия, далеко от верхней мертвой точки. Ударные нагрузки губительно будут воздействовать на детали цилиндра поршневой группы и кривошипно-шатунный механизм.

Ищите причину поломки? Звоните сейчас, бесплатная консультация!

По каким причинам возникает детонация в двигателе?

В современных автомобилях с инжекторы двигателем данная проблема не так распространена, как в карбюраторных. Основные причины возникновения детонации:

• Использование бензина с низким октановым числом. Топливо с низким октановым числом воспламеняется при меньшей степени сжатия 7,0 бензин марки А-76. Современные автомобили работают на бензине с высоким октановым числом, что позволяет ему воспламенятся при высшей степени сжатия 9,0 бензин марки АИ-95. Также эта проблема возникает при заправке некачественным бензином.
• Обедненная топливно-воздушной смесь. Состав такой смеси воспламеняется до поступления дугового разряда от свечи зажигания за превышенного содержания воздуха и недостаточного количества топлива. Высокие температуры в цилиндре стимулируют появление окислительных процессов, являются причиной преждевременного воспламенения.
• Ранее зажигание. При увеличенном угле зажигания процесс воспламенения начинается во время движения поршня к верхней мертвой точке. Фронт распространения пламени, вызванный преждевременным воспламенением топливно-воздушной смеси, воздействует ударной нагрузкой на поршень, который не достиг верхней мертвой точки.
• Закоксованность камеры сгорания. Со временем на стенках цилиндра может образоваться слой отложений. Большое количество отложений приводит к возрастанию рабочей температуры в камеры сгорания, что приводит к самовоспламенению топливно-воздушной смеси.
• Свечи зажигания. Также причиной детонации может стать и перегретый электрод свечи зажигания. Для предотвращения данного сценария, необходимо устанавливать свечи зажигания, которые рассчитаны для вашего автомобиля с правильной температурной нагрузкой. Также свечи должны устанавливаться с верным моментом затяжки. Калильное число свечи должно точно соответствовать рекомендованному числу для вашего двигателя.
• Неисправная система охлаждения. В перегретом силовом агрегате возрастает давление в цилиндрах, что приводит к самовоспламенению топливно-воздушная смеси.

От данной проблемы инжекторные двигателя с электронной системой подачи топлива оберегает датчик детонации. Датчик применяется для выявления некорректного горения ТВС в бензиновом двигателе. Случае выявления детонации датчик передает информации на электронный блок управления двигателя. В свою очередь ЭБУ сдвигает момент опережения зажигания на более раннюю стадию, что позволяет устранить проблему.

Если датчик выходит из строя или его параметры выходят из заданного диапазона на приборной панели загорается световой индикатор Check Engine. При проведении компьютерной диагностики сканер считает одну из ошибок P0325, P0326, P0327, P0328.

Основные признаки детонации в двигателе

По некоторым особенностям нестабильной работы автомобиля можно предположить, что в его цилиндрах происходит детонация. Некоторые из признаков также могут указывать и на другие поломки.

Во Время работы из подкапотного пространства доносится звук ударения металла об метал. Особое внимание стоит обратить если данный звук слышете при высоких оборотах или вовремя работы под нагрузкой.

Ощутимое падение мощности. При таких признаках двигатель начинает нестабильно работать, глохнет на холостых оборотах. Данный признак особенно актуален для автомобилей с карбюраторным двигателем. Увеличивается время, за которое автомобиль набирает обороты, особенно если он груженый

Поломки, которым приводит детонация

Длительная эксплуатация автомобиля с детонацией приводит к дорогостоящему ремонту, в некоторых случаях и замене силового агрегата. Тут все просто дольше ездите на неисправном автомобиле сильнее разрушается двигатель.

Особо разрушительное влияние оказывается на блоки из алюминиевых сплавов. Для старых чугунных блоков цилиндров это явление тоже пагубно влияет, но они более ремонтно пригодные.

• Прогорание прокладки ГБЦ. Даже самые современные материалы из которых изготавливаются прокладки ГБЦ не устойчивы к высоким температурам вызванных детонации до 3700 ℃.
• Повреждения поршня. Разрушение перемычек между кольцами поршня, данная поломка может возникнут самой первой из-за ударных нагрузок и высокой температуры. Прогорание или оплавление поршня.
• Изгиб шатуна. За ударные нагрузки может меняться геометрия детали.
• Повреждение клапанов. От ударных нагрузок и воздействия высокой температуры клапана могут разрушатся, прогорать.
• Повреждение ГБЦ. Если долго игнорировать проблему, это может привести к самым тяжелым поломкам и дорогостоящим в ремонте повреждению головки блока цилиндров.

Все вышеперечисленные неисправности двигателя являются очень серьезными и дорогостоящими в ремонте их необходимо устранять незамедлительно!

Что может сделать самостоятельно?

Заправляйтесь бензином, который рекомендует автопроизводитель. Стараться избегать сомнительных автозаправок, которые могут торговать поддельным бензином, который не будет соответствовать необходимым требованиям сжатия.

Для предотвращения образования нагара в камере сгорания, который препятствует отводу тепла и увеличивает степень сжатия. Необходимо регулярно на короткое время разогнать свой автомобиль до максимальной скорости. Кстати требования скоростного режима 50 километров в час очень сильно способствуют образования нагара. Выезжайте иногда на трассу дайте автомобилю подышать.