Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Что такое детонация в двигателе и как это проявляется


Детонация двигателя: что это такое?

Детонация двигателя представляет собой нарушение плавного процесса сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах силового агрегата, в результате чего такое сгорание приобретает взрывной ударный характер. Другими словами, топливо резко взрывается в рабочей камере, что приводит к моментальному выбросу энергии и образованию ударной волны.

В нормальных условиях фронт пламени в цилиндре распространяется со средней скоростью около 30 метров в секунду. Во время детонации данный показатель увеличивается до 2000 метров. Воспламенение смеси в норме должно происходить в тот момент, когда поршень практически находится в ВМТ. Что касается УОЗ (угол опережения зажигания), зачастую этот показатель составляет 2 или 3 градуса. Топливный заряд также догорает после того, как поршень пройдет ВМТ и начинается его рабочий ход.  

Если в двигателе происходит детонация, тогда топливно-воздушная смесь воспламеняется в момент, когда поршень еще находится на такте сжатия. Энергия от сгорания заряда в этом случае оказывает сильное давление на поднимающийся поршень, а не толкает его вниз. Последствиями такого взрыва топливной смеси является значительное увеличение ударных разрушительных нагрузок на ЦПГ и КШМ, рост температуры, снижение мощности двигателя и возрастание расхода топлива.

Содержание статьи

Основные причины детонации

Среди различных причин возникновения детонации специалисты отмечают неправильно выставленный угол опережения зажигания на бензиновых двигателях (угол опережения впрыска топлива на дизельных ДВС), сбои в процессе смесеобразования, снижение эффективности работы системы охлаждения, а также целый ряд других возможных причин.

Детонацию двигателя принято условно разделять на допустимую и критическую. Под допустимой детонацией следует понимать кратковременное (иногда малозаметное) явление. Критическая детонация может проявляться постоянно, только при увеличении нагрузок на мотор, на холостом ходу, а также во время работы ДВС в различных режимах.

В списке основных причин появления детонации отмечены:

  • нарушения условий эксплуатации мотора;
  • использование бензина с отличным от рекомендуемого октановым числом;
  • особенности конструкции силового агрегата;

Эксплуатация двигателя

Детонацию можно услышать на полностью исправном моторе во время эксплуатации агрегата под нагрузкой. Смесь в цилиндрах  обычно детонирует на затяжном подъеме при движении с такой скоростью, которая не соответствует выбранной передаче.

Другими словами, детонация двигателя отчетливо заметна в том случае, когда водитель пытается заехать на подъем с низкой скоростью без переключения на пониженную передачу и давит на газ. Обороты коленвала в этот момент низкие, двигатель «не тянет», то есть не набирает мощность и не разгоняет автомобиль. К общему звуку работы мотора в этом случае добавляется звонкий металлический детонационный стук, похожий на стук поршневых пальцев. Такой звук становится результатом ударов взрывной волны, которая с высокой частотой бьет по стенкам камеры сгорания.

Также необходимо отметить, что склонность к детонации топливно-воздушной смеси напрямую зависит от исправной работы систем зажигания и охлаждения. Смесь может детонировать в цилиндрах при наличии следующих факторов:

  • раннее зажигание;
  • перегрев двигателя;
  • обильный нагар в камере сгорания;
  • сильная закоксовка двигателя, в результате чего увеличилась степень сжатия;

Зажигание часто делают ранним для улучшенного отклика двигателя на нажатие педали газа, особенно на низких оборотах. Раннее зажигание заставляет смесь воспламеняться до наступления момента, когда поршень подходит к ВМТ. Так как поршень еще только осуществляет движение в верхнюю мертвую точку, раннее воспламенение смеси означает противодействие его движению. Дополнительным негативным явлением при таком зажигании выступает перегрев.

Скопление нагара в камере сгорания приводит к уменьшению объема самой камеры и повышению степени сжатия. Вторым по значимости фактором, влияющим на детонацию, является значительное повышение температуры в камере сгорания при наличии отложений. В отдельных случаях нагар может буквально тлеть, заставляя смесь в цилиндрах воспламеняться неконтролируемо. Получается, детонация при определенных условиях провоцирует появление калильного зажигания, которое также является аномальным самопроизвольным воспламенением смеси.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое калильное зажигание. Из этой статьи вы узнаете о причинах появления данной неисправности, а также о последствиях воздействия КЗ на мотор и его эксплуатацонный ресурс.

Дополнительно необходимо учесть тот факт, что детонация двигателя может возникнуть в результате установки свечей зажигания с неподходящим для данного типа двигателя калильным числом. Отдельно на детонацию может повлиять внесение различных изменений в топливную аппаратуру, а также «чиповка» ЭБУ и другие манипуляции, влияющие на смесеобразование в целях экономии топлива. Условно называемая тюнерами «экономичная прошивка» означает, что в блок управления двигателем вносится ряд корректив, затрагивающих топливные карты. Результатом становится обедненная смесь на разных режимах работы ДВС, снижаются динамические характеристики автомобиля.

Во время работы ЭБУ двигателя на заводских настройках смесь рассчитана на «мягкое» воспламенение, благодаря чему температура внутри камеры сгорания остается в заданных рамках. При серьезных нагрузках в двигателе после прошивки зачастую возникает детонация на слишком «бедной» смеси. Обедненная смесь приводит к перегреву деталей. Указанный перегрев при последующем впрыске топлива может вызвать самопроизвольное воспламенение топливного заряда.

Октановое число бензина

Одной из наиболее распространенных причин детонации двигателя является использование бензина с низким октановым числом, которое не рекомендовано для данного типа ДВС. Добавим, что указанный параметр не так важен для дизельного двигателя, так как основной характеристикой дизтоплива выступает цетановое число.

Дело в том, что солярка изначально более устойчива к детонации. В дизеле воспламенение происходит в результате сжатия и нагрева от такого сжатия топливной смеси. По этой причине дизельные двигатели конструктивно имеют более высокую степень сжатия.

Бензин имеет заметно меньшую стойкость к детонации сравнительно с дизтопливом. Октановое число является той характеристикой, которая отражает детонационную стойкость бензина. В бензиновом моторе степень сжатия ниже, топливно-воздушная смесь загорается от искры. Чем выше оказывается октановое число, тем большее сжатие смеси допускается без риска детонации. 

Получается, заправка 92-м бензином автомобиля, двигатель которого имеет высокую степень сжатия и допускается использование горючего с октановым числом только 95 и выше, приведет к появлению детонации во время работы мотора под нагрузкой.

Необходимо отдельно учитывать, что детонация может проявляться даже в случае заправки топливом с необходимым октановым числом. В этой ситуации дело может быть в низком качестве горючего, так как на АЗС часто используют различные способы для искусственного повышения октанового числа. Среди таковых особо отмечают добавку в бензин жидкого газа (пропан, метан). Указанные газы являются летучими, то есть испаряются через небольшой промежуток времени. В итоге топливный бак быстро оказывается заполненным бензином с низким октановым числом, хотя изначально заправляемое топливо соответствовало рекомендуемому для данного типа ДВС.

Особенности конструкции ДВС

Детонация может возникать в двигателе благодаря целому ряду конструктивных особенностей силового агрегата. В списке основных решений отдельно выделяются:

Высокофорсированные бензиновые атмо и турбодвигатели имеют более высокую степень сжатия сравнительно со штатными атмосферными аналогами, вследствие чего демонстрируют повышенную предрасположенность к детонации. Такие ДВС предполагают эксплуатацию исключительно на качественном бензине с высоким октановым числом.

Конструктивные решения для предотвращения детонации

Для борьбы с детонацией инженеры в разное время использовали определенные конструктивные решения. Такие решения направлены на максимально эффективное и быстрое сгорание заряда топлива во фронте пламени, полноту сгорания от искры, замедление окислительных процессов, в результате которых происходит неконтролируемое воспламенение.

Необходимо добавить, что в целях противодействия детонации могут быть увеличены обороты двигателя, в результате чего сокращается время на протекание окислительных реакций и снижается вероятность самовоспламенения топливно-воздушной смеси.

Еще одним инженерным решением выступает турбулизация. Потоки смеси в камере сгорания благодаря конструктивным особенностям получают определенное вращение, фронт пламени от искры распространяется быстрее. Также противостоять детонации помогает уменьшение того расстояния, которое проходит фронт пламени. Для сокращения пути цилиндр может быть выполнен с меньшим диаметром, а также возможна установка еще одной свечи зажигания.

Отдельно стоит отметить форкамерно-факельное зажигание, которое в свое время было призвано эффективно бороться с детонацией. Моторы с форкамерой конструктивно предусматривают наличие двух камер: предкамеру и основную камеру. Принцип работы состоит в том, что в малой камере создается обогащенная смесь, а в основной находится обедненная. После воспламенения смеси в предкамере фронт пламени воспламеняет смесь в основной камере, исключая возможность детонации.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое форкамерный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции и принципах работы предкамерных моторов.

На современных моторах детонации активно противостоит электроника. Появление микропроцессорных блоков управления двигателем (ЭБУ) позволило в автоматическом режиме изменять угол опережения зажигания (УОЗ) на основании показаний от датчиков, а также динамично вносить коррективы в состав горючей смеси.

Детонация двигателя при выключении зажигания

Достаточно распространенным явлением во время эксплуатации бензиновых и дизельных ДВС является то, что детонация двигателя проявляется уже после выключения зажигания. Двигатель в этом случае дергается, так как коленвал успевает сделать еще несколько оборотов.

Такая детонация двигателя после выключения зажигания может быть вызвана двумя явлениями:

В первом случае, который характерен для бензиновых агрегатов, имеет место кратковременная или продолжительная работа мотора в результате повышения степени сжатия или использования несоответствующего по детонационной стойкости топлива, что приводит к самостоятельному воспламенению топливно-воздушной смеси. Во втором случае горючее в цилиндрах может самопроизвольно воспламеняться после выключения зажигания от контакта с раскаленными поверхностями или тлеющим слоем нагара в камере сгорания.

Детонация двигателя и возможные последствия

Как уже было сказано выше, от разрушительных нагрузок в результате постоянной детонации быстро выходит из строя кривошипно-шатунный механизм, ГБЦ, другие в большей или меньшей степени нагруженные элементы и узлы двигателя. Ударная волна от взрыва детонирующего топливного заряда с высокой скоростью ударяет по стенкам цилиндров, разрушает масляную защитную пленку на трущихся парах.

Также детонация вызывает нарушение процесса теплоотдачи от раскаленных газов, которые перегревают цилиндры. Возникающий локальный или общий перегрев двигателя уничтожает кромку поршня, которая попросту выкрашивается или плавится под воздействием запредельно высоких температур. Рост температуры вызывает прогар прокладки головки блока, разрушение стенок цилиндров, прогар клапанов ГРМ, быстро приходят в негодность свечи зажигания и т.д. Закономерным итогом становится то, что ударные и термические нагрузки, возникающие при детонации, значительно повышают общий износ двигателя и сокращают его моторесурс.

Читайте также

Детонация

Детонация (также называемая «искровым ударом») - это неустойчивая форма сгорания, которая возникает, когда одновременно происходит несколько фронтов пламени внутри камер сгорания вашего двигателя. Вместо одного фронта пламени, расширяющегося наружу от точки воспламенения, по всей камере сгорания самопроизвольно генерируется множество фронтов пламени. Когда несколько фронтов пламени сталкиваются, они производят резкий металлический стук или стук, предупреждающий вас о происходящих неприятностях.

Если у вашего двигателя есть проблема с детонацией, вы будете наиболее склонны слышать это при ускорении под нагрузкой, при подаче газа в двигатель, когда вы находитесь на высокой передаче или при буксировке двигателя. Детонация происходит из-за того, что октановое число топлива (мера его сопротивления детонации) не может выдерживать повышенную температуру и давление, когда двигатель находится под нагрузкой. Когда это происходит, топливная смесь самовоспламеняется, создавая разрушительные фронты пламени.

Легкая детонация может возникнуть практически в любом двигателе и не причинит никакого вреда.Но продолжительная тяжелая детонация - плохая новость, потому что она забивает поршни и кольца. Если проблема не будет устранена, сильная детонация может повредить ваш двигатель. Это может привести к растрескиванию поршней и колец, поломке прокладки головки, повреждению свечей зажигания и клапанов, а также даже к смещению подшипников штока.

Детонация также приводит к потере мощности, поскольку повышение давления в цилиндре происходит слишком быстро для эффективного рабочего хода. Вместо того, чтобы строить постепенно, он достигает пика слишком быстро, а затем падает.Результат больше похож на внезапный удар, а не на сильный, устойчивый толчок.


ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ДЕТОНАЦИИ ГАЗОЛИНОМ ВЫСОКОГО ОКТАНА

Одним из способов предотвращения детонации является использование топлива с более высоким октановым числом. Номинальное октановое число моторного топлива является мерой его детонационной стойкости. Октан, который размещен на насосе заправочной станции, представляет собой «октан насоса», который является средним для исследований и моторного октанового числа. Метод определения октанового числа топлива варьируется в зависимости от используемого метода, но чем выше октановое число, тем лучше топливо может противостоять детонации.Топливо с октановым числом 87 менее устойчиво к детонации, чем топливо с номинальным значением 89 или 91.

октановое число бензина может быть улучшено путем дополнительной очистки, чтобы увеличить долю более тяжелых углеводородов в топливе, путем использования более высокого качества сырой нефти или путем добавления этанолового спирта в качестве усилителя октанового числа (все это может увеличить стоимость топлива) ,

Тетраэтилсвинец долгое время использовался в качестве противоударной добавки для улучшения октанового числа бензина. Это была самая эффективная и наименее дорогая добавка, которая могла быть использована для этой цели.Но длительное воздействие свинца связано с многочисленными рисками для здоровья. Этилированный бензин был снят с производства в США еще в 1970-х годах, поэтому для его повышения используются методы рафинирования (крекинг, изомеризация и другие процессы). октановый рейтинг базового бензина. Добавлены дополнительные октановые бустеры, такие как MBTE, этанольный спирт, ароматические соединения и высокоразветвленные алканы. бензину, чтобы удовлетворить требования октана для адекватного сопротивления детонации.

AFTERMARKET OCTANE BOOSTING ДОБАВКИ ДЛЯ ТОПЛИВА

Если вы ездите на более старом мощном автомобиле и не можете найти газ в насосе с достаточно высоким октановым числом, чтобы предотвратить детонацию в вашем двигателе, и вы не хотите отстраивать свой двигатель, замедляя момент зажигания или уменьшая степень его сжатия, вы можете добавить вторичная добавка к топливу для повышения октанового числа в топливном баке.Некоторые добавки, повышающие октановое число, также содержат свинец или заменители свинца для защиты выпускных клапанов двигателей до 1973 года (в которых отсутствуют затвердевшие седла клапанов) от преждевременного износа. Такие продукты могут повысить октановое число газа накачки на несколько пунктов в зависимости от используемой концентрации (всегда следуйте инструкциям). Но даже этого может быть недостаточно для устранения постоянной проблемы с искровым ударом, если ваш двигатель имеет степень сжатия более 10: 1 или нагнетается или турбонаддувом.


ЧТО ПРИЧИНА ДЕТОНАЦИИ?

Детонация может иметь несколько причин.Все, что повышает температуру или давление сгорания (например, турбонаддув или наддув) или увеличивает рабочую температуру двигателя, увеличивает риск детонации. Чрезмерно высокое время зажигания или что-либо, что приводит к тому, что смесь воздуха и топлива работает более низко, чем обычно, также может вызвать детонацию.

Для некоторых двигателей требуется топливо премиум-класса (октановое число 91 или выше), и может возникнуть детонация, если вы заправляете бак средним или обычным топливом. При небольшом дросселе двигатель может нормально работать на менее дорогом топливе, но при резком ускорении или при нагрузке двигателя под нагрузкой может произойти детонация.

Предполагается, что датчик детонации обнаруживает вибрации, возникающие при детонации, и временно задерживает момент зажигания, пока детонация не прекратится. Тем не менее, это не может полностью предотвратить детонацию. Мы рекомендуем использовать марку бензина, рекомендованную в руководстве по эксплуатации или напечатанную на крышке топливного бака, чтобы минимизировать риск детонации.

Другие причины детонации могут включать в себя любое из следующего:

Слишком сильное сжатие может вызвать детонацию. Накопление отложений углерода в камерах сгорания, на верхних частях поршней и клапанах может увеличить сжатие до такой степени, что это вызывает детонацию. Углеродные отложения также могут вызывать «воспламенение», то есть состояние, при котором горячие точки в камере сгорания становятся точками зажигания, вызывая воспламенение топлива до того, как загорится свеча зажигания. Preignition также заставляет двигатель работать после выключения зажигания.

Скорость накопления отложений зависит от типа вождения и качества сжигаемого топлива.Углеродистые отложения постепенно накапливаются в новом двигателе в течение первых 5000–15000 миль, а затем выравниваются. Состояние равновесия достигается, когда старые отложения осыпаются примерно с той же скоростью, что и новые отложения. Нечастое вождение, нерегулярная замена масла или внутренние проблемы двигателя, такие как изношенные направляющие клапана или изношенные, сломанные или неправильно установленные кольца, которые допускают сжигание масла, могут значительно ускорить накопление отложений.

Чтобы избавиться от отложений, вылейте банку с «верхним очистителем» в карбюратор или через корпус дроссельной заслонки, когда двигатель работает на холостом ходу (следуйте инструкциям на изделии).Дайте химикату впитаться в течение рекомендованного промежутка времени, затем перезапустите двигатель и продуйте масло (рекомендуется замена масла после этого). Повторите при необходимости, если первая очистка не устраняет проблему детонации.

Если химическая очистка не удаляет углерод, всегда есть метод «Итальянской настройки» для выдувания углерода из двигателя. Возьмите свое транспортное средство где-нибудь, где мало или нет движения, и вы можете безопасно разогнаться на полном газу до заявленного ограничения скорости (или за его пределами, если вы не возражаете рискнуть за превышение скорости).Повторите это несколько раз, затем совершите поездку на скоростях шоссе в течение по крайней мере 15 минут, чтобы очистить углерод от камер сгорания.

Если двигатель с большим пробегом настолько плохо заправлен, что химическая очистка и / или жесткое вождение не могут вывести углерод, другой вариант - использовать «мягкие» взрывные среды, такие как дробленая скорлупа грецкого ореха, для очистки камер сгорания. Эту работу можно выполнить с установленной головкой цилиндров, сняв свечу зажигания, продув носитель через отверстие в пробке, чтобы выбить углерод, а затем высосав мусор с помощью вакуумного магазина.

Если ваш двигатель имеет статическую степень сжатия, превышающую 10: 1, единственный способ полностью устранить проблему детонации газа насоса может состоять в том, чтобы восстановить двигатель с более низкими поршнями сжатия или головки цилиндров с более крупными камерами сгорания, или замените уплотнительную прокладку с более толстой прокладкой, чтобы уменьшить степень сжатия!

Чрезмерное время зажигания может вызвать детонацию . Слишком сильное искрение приводит к слишком быстрому повышению давления в цилиндре.На более старых автомобилях с механическим распределителем вращение распределителя для замедления синхронизации на несколько градусов и / или замена пружин опережения зажигания таким образом, чтобы синхронизация не развивалась так быстро, может снизить риск детонации, но также ухудшит производительность. На более новых автомобилях с электронной синхронизацией искры, возможно, можно изменить кривую опережения зажигания с помощью специального сканера тюнера.

Перегрев двигателя может вызвать детонацию . Горячий двигатель более подвержен искровому удару, чем двигатель, работающий при нормальной температуре.Перегрев может быть вызван низким уровнем охлаждающей жидкости (проверьте на утечки охлаждающей жидкости), неисправной муфтой вентилятора, недостаточным вентилятором или отсутствующим кожухом вентилятора, электрическим вентилятором охлаждения, реле вентилятора или датчиком температуры, который не работает должным образом, термостатом, который прилипает закрытый, плохой водяной насос, засоренный радиатор или серьезное ограничение в выхлопе, такое как засоренный каталитический нейтрализатор, который поддерживает тепло в двигателе. Плохая теплопроводность внутри двигателя из-за ржавчины или накопления накипи внутри рубашек охлаждения двигателя также может привести к перегреву двигателя.Проверьте работу охлаждающего вентилятора (электрические вентиляторы должны включаться при включении кондиционера) и проверьте на утечки охлаждающей жидкости. Проверьте состояние охлаждающей жидкости. В случае загрязнения добавьте в систему охлаждения бутылку с очистителем системы охлаждения, дайте ей поработать в течение указанного периода времени, затем слейте и промойте систему охлаждения.

Перегретый воздух может вызвать детонацию . На более старых автомобилях с карбюраторами воздухоочиститель с термостатическим управлением обеспечивает горячий воздух, чтобы помочь испарению топлива во время прогрева двигателя.Если дверь управления воздушным движением закрывается так, что карбюратор продолжает получать нагретый воздух после того, как двигатель прогрелся, двигатель может испытать детонацию, особенно в жаркую погоду. Проверьте работу дверцы управления воздушным потоком в воздухоочистителе и убедитесь, что она открывается при прогреве двигателя. Никакое движение не может означать неисправность вакуумного двигателя или термостата.

Если на старом двигателе с карбюратором установлен воздухоочиститель открытого типа или на более новом двигателе с впрыском топлива установлен впуск «холодного воздуха», возможно, впуск нагнетается нагретым воздухом из моторного отсека.Чтобы снизить риск детонации, вам нужен более холодный, более плотный воздух снаружи моторного отсека или впереди радиатора, поступающего во впускную систему.

Бережливые топливные смеси могут вызвать детонацию . Богатые топливные смеси противостоят детонации, а бедные - нет. Утечки воздуха в вакуумных линиях, прокладках впускного коллектора, прокладках карбюратора или корпуса дроссельной заслонки или прокладках впускного коллектора могут допустить попадание дополнительного воздуха в двигатель. Бедные топливные смеси также могут быть вызваны грязными топливными форсунками, форсунками карбюратора, забитыми топливными отложениями или грязью, топливным фильтром с ограничениями или слабым топливным насосом.

Если топливная смесь становится слишком обедненной, то при повышении нагрузки на двигатель может также произойти «обеднение». Это может вызвать колебания, спотыкание и грубое состояние холостого хода.

На соотношение воздух / топливо также могут влиять изменения высоты. Когда вы поднимаетесь на высоту, воздух становится менее плотным. Карбюратор, который откалиброван для движения на большой высоте, будет работать слишком бедно, если он движется на более низкой высоте. Изменения высоты, как правило, не являются проблемой для карбюраторов с обратной связью по моделям и электронного впрыска топлива, поскольку датчики кислорода и барометрического давления компенсируют изменения в плотности воздуха и соотношениях топлива.



Поршень, разрушенный в результате предварительного зажигания, потому что смесь воздуха и топлива слишком сильно пострадала от жесткой нагрузки.

Неправильные свечи зажигания могут вызвать детонацию . Свечи зажигания с неправильным диапазоном нагрева (слишком горячим) могут вызвать детонацию, а также воспламенение. Свечи зажигания с медным сердечником имеют более широкий диапазон нагрева, чем обычные свечи зажигания, что снижает опасность детонации.

Потеря EGR может вызвать детонацию . Рециркуляция выхлопных газов (EGR) оказывает охлаждающее воздействие на температуры сгорания, поскольку разбавляет поступающую смесь инертным выхлопным газом.Это снижает температуру сгорания и уменьшает образование оксидов азота (NOX). Это также снижает риск детонации. Поэтому, если клапан рециркуляции отработавших газов не работает, или кто-то отсоединил его или подключил вакуумный шланг рециркуляции отработавших газов, температуры сгорания будут намного выше, что может привести к детонации при работе двигателя под нагрузкой.

Чрезмерный турбонаддув может вызвать детонацию. Контроль наддува в двигателе с турбонаддувом абсолютно необходим для предотвращения детонации.Турбокомпрессор выпускает давление наддува в ответ на повышение давления во впускном коллекторе. В большинстве моделей поздних моделей соленоид с компьютерным управлением помогает регулировать работу ворот. Неисправность датчика давления в коллекторе, электромагнитного клапана управления перепускной заслонкой, самой перепускной заслонки или утечки в вакуумных соединениях между этими компонентами могут привести к тому, что турбина создаст слишком большую форсировку, что приведет к преждевременному выходу двигателя из эксплуатации, если условие не будет исправлено ,

Улучшенное взаимное охлаждение также может помочь.Работа интеркулера заключается в снижении температуры входящего воздуха после его выхода из турбокомпрессора. Добавление промежуточного охладителя к турбодвигателю, который не охлаждается, может устранить проблемы с детонацией, а также позволяет двигателю выдерживать большее ускорение. И если заводской турбомотор был настроен, то для предотвращения детонации может потребоваться замена стандартного промежуточного охладителя на более мощный и эффективный промежуточный охладитель вторичного рынка.

Неисправный датчик детонации может вызвать детонацию. Многие поздние модели двигателей имеют «датчик детонации» на двигателе, который реагирует на частотные колебания, характерные для детонации (обычно 6–8 кГц).Датчик детонации выдает сигнал напряжения, который сигнализирует компьютеру о том, что он на мгновение задерживает момент зажигания, пока детонация не прекратится. Датчик детонации обычно можно проверить, постучав гаечным ключом по коллектору или головке цилиндров рядом с датчиком (никогда не ударяйте по самому датчику!) И следя за изменением времени, когда двигатель работает на холостом ходу. Если не удается задержать синхронизацию, датчик может быть неисправен или проблема может быть в схеме электронного управления синхронизацией искры самого компьютера.

Иногда датчик детонации реагирует на звуки, отличные от тех, которые возникают при детонации.Шумный механический топливный насос, плохой водяной насос или подшипник генератора переменного тока, или подшипник свободного шатуна могут создавать вибрации, которые могут обмануть датчик детонации и привести к замедлению.

Проблемы детонации в турбированных двигателях с прямым впрыском

Некоторые поздние модели двигателей с турбонаддувом с прямым впрыском топлива могут испытывать детонацию на низких оборотах после холодного запуска или после продолжительного холостого хода. Проблема, по-видимому, связана со смешением бензина с остаточным моторным маслом на стенках цилиндра в верхней части цилиндра.Многие моторные масла содержат большое количество натрия в составе пакета моющих присадок. Когда натрий смешивается с топливом, он образует соединение, которое может легко взорваться, когда двигатель сильно тянет под нагрузкой или ускоряется. Суть в том, чтобы перейти на моторное масло, которое содержит меньше моющего средства или меньше натрия в моющих добавках.





Статьи по теме:

Искровой разрядник

Рециркуляция отработавших газов (EGR)

Плохой бензин может вызвать проблемы с производительностью

Обновление плохого газа

Топливо октановые рейтинги и рекомендации

Перегрев: причины и способы устранения

Нажмите здесь, чтобы увидеть другие технические статьи Carley Automotive

.

Детонация | lycoming.com

Что такое детонация?

Детонация - это внезапное сгорание или взрыв заряда топлива внутри цилиндра. При нормальном сгорании свечи зажигания воспламеняют заряд топлива, и топливо имеет постоянный и равномерный горение, когда поршень движется через рабочий ход, и химическая энергия эффективно преобразуется в механическую. В упрощенном виде, когда происходит детонация, топливный заряд быстро воспламеняется при неконтролируемом взрыве, вызывая ударную силу или силу удара по поршню, а не устойчивый толчок.Легкая детонация может не показывать никаких признаков в салоне самолета. Детонация от умеренной до сильной может быть замечена как неровности двигателя, вибрация или потеря мощности и, в конечном итоге, повреждение двигателя. Пилот всегда должен искать неожиданно высокие температуры головки цилиндров (CHT) или температуры выхлопных газов (EGT), которые могут быть признаком того, что происходит детонация.

Что вызывает детонацию и как ее предотвратить?

Процесс сгорания внутри поршневого двигателя довольно динамичен, и есть много вещей, которые могут способствовать детонации.Эта статья будет касаться нескольких наиболее распространенных причин, а не краткого списка.

Во-первых, давайте предположим, что самолет и двигатель были заправлены правильно и что октановое число топлива соответствует или превышает октановое число двигателя. Сервисная инструкция Lycoming 1070 содержит исчерпывающий список того, какие виды топлива одобрены для наших двигателей, а также другую важную информацию.

С учетом того, что топливо является правильным выбором для двигателя, для пилота главной причиной детонации является чрезмерное наклонение при настройках большой мощности.Пилот должен всегда придерживаться указаний в утвержденном руководстве по эксплуатации пилота для правильной настройки наклона и мощности. Чтобы ознакомиться с рекомендациями Lycoming, см. Текущие редакции соответствующего руководства оператора Lycoming и служебной инструкции 1094. Если пилот считает, что двигатель может взорваться, он или она может предпринять следующие действия.

  • Увеличьте смесь двигателя.
  • Уменьшите мощность до более низкого значения.
  • Уменьшите или остановите подъем и увеличьте скорость движения вперед для большего охлаждения.

Для механика главной причиной детонации может быть любая проблема, которая может привести к неожиданному наклону цилиндра. Это чаще всего вызвано частично забитой форсункой для впрыска топлива или утечкой всасываемого воздуха. Каждый раз, когда топливные форсунки снимаются, их следует чистить и проверять поток. Во время проверок механик должен искать признаки утечки на впуске; обычно отмечается синим окрашиванием топлива на впускных трубах. Любые аномалии должны быть исправлены перед дальнейшим полетом.

Мы также видели случаи, когда трещины или иные повреждения свечей зажигания создают «горячую точку» в двигателе и происходит детонация. Вот почему никогда не рекомендуется использовать вилку, уроненную на твердый пол или иным образом поврежденную.

Двигатели

Lycoming соответствуют или превышают указания FAA по запасу детонации. Поэтому, если двигатель обслуживается и эксплуатируется в соответствии с нашими опубликованными инструкциями, двигатель никогда не должен испытывать детонацию.

Как мой механик или мастерская по ремонту двигателей узнает, что произошла детонация?

Детонация оказывает негативное влияние на весь двигатель.Легкая детонация может вызвать преждевременный износ подшипников и втулок. Сильная или продолжительная детонация может привести к повреждению головки цилиндров и поршней. В некоторых крайних случаях шатун может быть согнут или сломан, головка цилиндра может треснуть или выйти из строя, или поршневые кольца могут сломаться.

При каждом снятии цилиндра ваш механик должен воспользоваться возможностью осмотреть цилиндр и поршни на наличие признаков неисправности. Вот несколько вещей, которые можно проверить.

  • Несмотря на то, что это может выглядеть не очень хорошо, накопление свинца или отложения сгорания являются нормальными в двигателях Lycoming. Отсутствие этих депозитов также не обязательно хорошо. Головка цилиндра и поршень должны быть проверены на предмет «пескоструйной обработки». Отсутствие отложений или чистой головки и поверхности поршня может указывать на детонацию. При использовании неэтилированного топлива отложения должны составлять…
  • Детонационные повреждения обычно проявляются на краях поршней и на головке цилиндров между отверстиями для свечей зажигания и клапанами.

Для получения дополнительных вопросов по уходу и обслуживанию вашего двигателя Lycoming, пожалуйста, свяжитесь с нашей службой технической поддержки по адресу: [email protected] или по телефону + 1-800-258-3279.

,

инженеров впервые запустили «невозможный» вращающийся детонационный двигатель

Невозможное стало возможным: команда исследователей, работающих с ВВС США, только что построила и успешно проверила экспериментальную модель вращающегося детонационного двигателя, который использует вращающиеся взрывы внутри круглого канала для создания сверхэффективной тяги.

Это невероятно важная новость, поскольку этим типам двигателей требуется гораздо меньше топлива, чем обычным двигателям внутреннего сгорания, которые в настоящее время используются для питания ракет.Это может стать будущим запуска наших кораблей в космос: более эффективным и более легким способом.

СМОТРИ ТАКЖЕ: DIY УЧЕНЫЙ РАКЕТ ОБЪЯСНЯЕТ, КАК СТРОИТЬ СТЕНДЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЯ РАКЕТ

Горение против Детонации

Вот в чем дело: сгорание - это относительно медленный и контролируемый процесс, возникающий в результате реакции между топливом и кислородом при высоких температурах. Двигатели, которые используют сгорание - технология, которую мы знаем давно.

Однако детонация, впервые разработанная инженерами в 1950-х годах, является довольно новой технологией.Он выделяет больше энергии при значительно меньшей массе топлива, чем при сгорании, и именно поэтому ученые-ракеты работают над идеей вращающейся детонационной ракеты как способа снижения веса и увеличения тяги. Это быстро, хаотично, и мы не настолько хороши в прогнозировании, что является причиной того, почему его было трудно достичь и поддерживать.

работает!

Теперь команда инженеров из Университета Центральной Флориды, работающая с программой «Вращающиеся детонационные ракеты» в Исследовательской лаборатории ВВС, похоже, поняла это.

Их рабочая лабораторная модель представляет собой 3-дюймовую медную испытательную установку, использующую смесь водорода и кислорода в качестве топлива.

Источник: Карим Ахмед / Университет Центральной Флориды

Карим Ахмад, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники UCF, говорит: «В исследовании впервые представлены экспериментальные данные о безопасном и функционирующем водороде и кислороде. Детонация топлива во вращающемся детонационном ракетном двигателе. Детонация поддерживается непрерывно, пока вы не отключите топливо.Мы проверили до 200 фунтов-силы-футов, но тяга увеличивается линейно с массовым расходом топлива. "

секрет был тюнинг

Чтобы достичь этого революционного подвига, исследователи нуждались в настройке.

Команда создала тщательный баланс между водородом и кислородом, который они опробовали на своем небольшом 3-дюймовом вращающемся детонационном ракетном двигателе, реконструированном после того, который был разработан исследовательской лабораторией ВВС США.

По словам Ахмеда, «нам нужно настроить размеры струй, высвобождающих пропелленты, чтобы улучшить смешивание для локальной водородно-кислородной смеси.Таким образом, когда происходит вращающийся взрыв для этой свежей смеси, она все еще поддерживается. Потому что, если у вас слегка скомпонована композиция, она будет иметь тенденцию к дефлаграции или сгоранию, а не к детонации ».

Это сработало. Чтобы доказать это, команда ввела метановую метку в водород и использовала камеру для захвата детонационных волн.

Источник: Sosa, Hargus / Combustion and Flame

По данным команды, эти изображения показывают непрерывные пятиволновые совместно вращающиеся детонации, движущиеся в направлении против часовой стрелки.

Вы можете посмотреть это видео стрельбы ракеты ниже.

Новаторские результаты создали волну среди сообщества

По словам Уильяма Харгуса, который является руководителем программы исследовательских лабораторий ВВС по ракетно-детонационным ракетным двигателям, результаты вызвали новую волну среди международного исследовательского сообщества. «Несколько проектов в настоящее время пересматривают детонационное горение водорода во вращающихся детонационных ракетных двигателях из-за этих результатов."

Это такие захватывающие новости. Согласно новому Атласу, дизайн двигателя рассматривается как возможная замена ракеты Aerojet Rocketdyne RL-10. «ВВС США планируют провести летные испытания ракеты-носителя к 2025 году, и мы способствуем достижению этой цели». говорит Ахмед.

Вращающиеся детонационные двигатели могут снизить полезную нагрузку ракеты, снизить стоимость запуска ракеты и, кроме того, могут привести к сокращению использования топлива на кораблях ВМС США на 25%.

Команда опубликовала исследование в журнале « Горение и Пламя ».

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020