Что такое детонация двигателя? Причины возникновения детонации (ч. 1)

Что такое детонация двигателя? Причины возникновения детонации (ч. 1)Детонация двигателя — это процесс самопроизвольного воспламенения горючей смеси в цилиндрах, носящий характер взрывной волны. Чаще всего это явление возникает во время резких нагрузок, когда, к примеру, вы нажимаете на педаль газа или начинаете движение под горку. В таких ситуациях водитель больше обычного давит на педаль акселератора, увеличивая поток топливно-воздушной смеси (ТВС) в камеру сгорания.

После того, как ТВС попадает в цилиндры и заполняет его объемы, она подвергается воздействию высокого давления и температур. Давление в камере сгорания возникает в результате такта сжатия, когда поршень достигает верхней мертвой точки (ВМТ) и создает давление на горючую смесь. Кроме того, как воспламеняется основная часть горючей смеси создается так называемый фронт высокого давления за счет волны пламени, которая распространяется по всей камере сгорания и также способствует возникновению давления.

Актуально: Ремонт авто своими руками: раскоксовка двигателя и колец ВАЗ 2109

От высокого давления и больших температур не сгоревшая горючая смесь образует активные соединения, такие как: альдегиды, перекиси, спирты и т.д.). После достижения критических точек между соединениями происходят цепные окислительные реакции, в результате приводящие к самопроизвольному воспламенению смеси, которые сопровождаются большим выбросом энергии и характерным мини-взрывом. В эпицентре взрыва происходит существенное повышение температуры, взрывная волна, которой расходится с невероятной скоростью порядка 1000 - 2300 м/с. Для наглядности скажу, что скорость распространения фронта пламени во время нормального цикла сгорания ТВС составляет всего — 20-30 м/с.

Что до звонкого металлического "сопровождения" именуемого в простонародье «стуком пальцев», а "по-книжному" — детонацией, то возникает оно в результате частых ударов от взрывных волн о стенки камеры сгорания цилиндров.

Последствия детонации

Что такое детонация двигателя? Причины возникновения детонации (ч. 1)Наиболее глупым заблуждением является мнение, будто прирост давления за счет увеличения скорости распространения фронта пламени позитивно повлияет на динамику двигателя и обеспечит прибавку мощности. В реальности все совершенно наоборот — длительность "жизни" взрывный волны очень мала — чуть меньше 0,0001 с, следовательно ровно на столько же времени возрастает давление на поршень. Как вы понимаете повлиять на мощность за такой короткий промежуток времени взрывная волна просто не успевает.

Рекомендуем к прочтению:

Ударяя с невероятной скоростью в стенки цилиндров, волна способна разрушить масляную пленку, предотвращающую износ деталей поршневой группы от "сухого" трения. Давление создаваемое взрывной волной достигает более чем 70 кгс/см2, чего более чем достаточно чтобы нанести вред механического характера деталям силового агрегата. Ударные волны несущие высокую температуру, увеличивают теплоотдачу от сгоревших газов к стенкам цилиндров, в результате чего возникает другое неприятное явление под названием — перегрев двигателя. Чем вреден перегрев, пожалуй, известно каждому — высокая температура разрушает детали мотора, среди которых наиболее уязвимы: прокладка головки блока цилиндра (ГБЦ), кромки поршней (от температуры их кромка крошится и округляется), свечи зажигания. В совокупности весь этот перечень неисправностей влечет за собой большие неприятности, которые влекут за собой значительное уменьшение моторесурса двигателя, а также необходимость проведения капремонта.

Факторы, которые способствуют возникновению детонации

Детонация двигателя возникает в результате многих факторов, главной чертой которых является  — уменьшенная задержка самовоспламенения не сгоревшей части ТВС, удаленной от свечи, или, другими словами, в цилиндре образуются более благоприятные условия для быстрой окислительной реакций горючей смеси.

К вашему вниманию — пять основных факторов из-за которых возникает детонация двигателя:

1. Состав горючей смеси. Богатая смесь, которая имеет соотношение воздух/топливо — 9,0, попадая в камеру сгорания из-за высокой температуры и давления, формирует в дальних уголках очаги окислительных реакций — источников самовоспламенения и детонационного сгорания горючей смеси.

2. Угол опережения зажигания. Увеличение значения этого параметра способствует сдвигу максимальной пиковой точки  давления в процессе сгорания топливно-воздушной смеси в сторону ВМТ, что способствует увеличению давления в камере сгорания, далее продолжать не стоит вы знаете, что происходит после... Правильно — детонация.

3. Октановое число топлива. Вероятность возникновения детонации увеличивается пропорционально снижению октанового числа топлива. Такая особенность объясняется повышением химической активности топлива к окислению при понижении его октанового числа. Поэтому «стук пальцев» чаще всего слышен у автомобилей, которые используют в качестве топлива 76-й бензин, несмотря на то, что им рекомендован 95-й.

4. Степень сжатия. Напомним, что: степень сжатия — соотношение объема камеры сгорания к объему цилиндра. Повышение степени сжатия ведет к увеличению давления и температуры в цилиндрах, следовательно, способствует возникновению детонационного сгорания топлива. В этой связи для ДВС с высокой степенью сжатия необходимо использовать высокооктановый бензин.

Продолжение следует...

Что такое детонация двигателя? Причины возникновения детонации. Часть вторая

К вашему вниманию видео которое наглядно демонстрирует эффект детонации двигателя.

 

Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями в соц. сетях сетях:

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *