Как устранить детонацию двигателя

Причины детонации двигателя — DRIVE2

🔧 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.

Как устранить задержку детонации

Он определяет систему, которая отслеживает состояние или состояние, а затем использует эту информацию через микропроцессор для поддержания, настройки или изменения операции. Чаще всего этот термин использовался для корректировки топлива и может быть просмотрен через данные сканирования как Block Learn Multiplier (BLM) и Intergrator (INT). Кислородные датчики используются в качестве контроля силы смеси, и эти данные отправляются в контроллер двигателя.

Распространенным заблуждением в сообществе энтузиастов является то, что для контроля смеси используется кислородный датчик.Это не его задача. Его целью является мониторинг соотношения воздух / топливо и, если что-то идет не так, дайте знать ECM / PCM - чрезмерное упрощение сложной операции. При написании калибровки используется противоположность указу обратной связи, который может быть идентифицирован как прямая связь.

Логика прямой связи, когда она применяется к ширине импульса инжектора, означает, что математически правильное соотношение воздух / топливо создается временем открытия, и коррекция не требуется. Это будет представлено BLM и INT из 128.Поскольку эти значения могут быть между 0 и 255 или 256 местами, 128 является средней точкой. Когда на 128 нет коррекции для расчетной подачи топлива и создается правильная сила смеси, подтвержденная датчиком кислорода. По мере того как значение уменьшается, ширина импульса инжектора обрезается, а когда оно увеличивается, увеличивается время открытия. Теперь давайте рассмотрим, как эта логика применяется для контроля времени зажигания.

Knock, Knock
Большинство, если не все, высокопроизводительные двигатели EFI GM используют систему ESC для электронного управления искрой, которая работает в сочетании с EST (Electronic Spark Timing).Впервые появившаяся на старых двигателях, которые все еще использовали дистрибьютора, ESC был стандартным компонентом выпуска для последующих приложений. Эволюционные изменения в схемных компонентах и программном обеспечении были замечены, но первоначальная предпосылка не была изменена. Желаемая временная кривая создана, и датчик детонации прослушивает детонацию. Если это происходит, то управление двигателем реагирует на это, вытягивая момент зажигания. Звучит достаточно просто. Но есть еще что-то, что нужно признать.

Идеальное событие зажигания в цилиндре - это пламя, возникающее на конце свечи зажигания и распространяющееся через отверстие в нем.Должно существовать только одно пламя. Если возникает другое пламя румяна, оно идентифицируется как ненормальное сгорание. В зависимости от того, где в ходе хода поршня происходит ненормальное событие, будет определяться предгорание или детонация. Энтузиаст не квалифицирует начало аномального события сгорания, а просто идентифицирует его как стук или пинг. Таким образом, в системе ESC используется датчик детонации.

Цель данного учебника - установить методы устранения или минимизации срабатывания цепи датчика детонации.Прикрепление логики прямой связи, если исходная временная кривая правильна и все в порядке с двигателем, никакого детонации не должно быть. Это теория, но вряд ли она когда-либо имеет место в реальном мире.

Любой, кто имеет некоторый опыт борьбы с детонацией, знает, что октан - это только одна из областей, которую необходимо решить. Часто выбрасывание октана в двигатель, особенно с высокой степенью сжатия или повышенным давлением, мало что дает для контроля детонации. По определению, октан - это способность топлива противостоять теплу и давлению и ожидать зажигания искры.Топливо с низким октановым числом более активно воспламеняется при воздействии тепла или давления в цилиндре. Аналогично, бензин с более высоким октановым числом выдержит большее количество этих элементов. Ненормальное сгорание является результатом чрезмерного давления или нагрева в цилиндре и в большинстве случаев является комбинацией этих двух факторов.

Формирование отложений
Отложения углерода образуются в двигателе в двух отдельных областях, каждая из которых оказывает свое влияние на производительность. Отложения впускного клапана (IVD) образуются на задней стороне клапана (часть, прикрепляющаяся к штоку), в то время как отложения CCD или камеры сгорания накапливаются на головке поршня и стенках камеры сгорания головки цилиндров.

Вопреки тому, что многие считают, месторождения в обоих регионах могут начать формироваться и накапливаться быстро, иногда менее чем за 1000 миль, если условия являются правильными. Многочисленные холодные пуски и циклы прогрева, чрезмерный холостой ход, короткие поездки и поездка по городу, где усиливается действие остановки / пуска, - все это идеальные условия для быстрого формирования отложений.

Отложения в портах и на задней стороне впускных клапанов являются особенно вредными, поскольку они влияют на способность двигателя дышать, но также поглощают топливо из поступающего заряда.Когда это происходит, двигатель может испытывать чрезмерно скудные цилиндры от смачивания углем и вызывать ненормальное сгорание. CCD вносят вклад в то, что инженеры называют ORI, или повышение требований к октану, и заставит двигатель потреблять топливо с большим количеством качества антидетонации или сильно нарушит настройку, чтобы компенсировать двигатель, желающий пинговать или стучать.

Два компонента в топливе, обозначенные как углеводороды C9 и C10, удерживаются в виде жидкостей за счет отложений, количество которых увеличивается с повышением уровня отложений в клапанах.Во время разгона двигателя соотношение воздух / топливо на мгновение становится обедненным и может быть достаточно избыточным, чтобы вызвать скудный осечку или колебания. Тяжелое топливо, поглощенное на клапанах, затем выпускается во время работы в стационарном режиме и изменяет желаемое соотношение воздух / топливо, вводя дополнительное топливо в камеру сгорания. Это называется разницей в создаваемом и поставляемом соотношении воздух / топливо и будет серьезно влиять на характеристики двигателя и ходовые качества.

Проще говоря, IVD поглощает дополнительное топливо, обеспечиваемое асинхронным топливным импульсом, и, таким образом, останавливает двигатель.Затем при работе в установившемся режиме, когда заряд проходит через IVD, углерод, насыщенный топливом, высвобождает углеводороды и обогащает смесь.

IVD может накапливаться до такой степени, что мешает закрытию клапана, что может привести к возгоранию. Тип осадка зависит от топлива и температуры клапана. Иногда он мягкий и липкий, а в других случаях твердый и ломкий. Многие исследователи обнаружили, что тяжелые ароматические соединения в процессе переформулирования современного бензина в значительной степени ответственны за образование отложений.Присутствие спирта, по-видимому, увеличивает скорость отложения на впускных клапанах, и такие смеси топлива могут потребовать дополнительной аддитивной обработки для преодоления более высоких уровней отложения.

Моторное масло также играет роль в IVD. Штоки клапана смазываются маслом, стекающим на нижнюю часть клапана. Испытания доказали, что менее дорогие масла без необходимого пакета присадок увеличивают IVD. Известно, что некоторые улучшители вязкости повышают уровень отложений на клапанах.

Что касается CCD, наиболее важным эффектом остатка является его влияние на октановое число двигателя.Кроме того, отложения могут вызвать возгорание на поверхности, и, если оно находится на свече зажигания, происходит перебои зажигания двигателя. Количество и характер CCD зависит от топлива, моторного масла, конструкции двигателя, стиля вождения и состояния двигателя.

Состояние двигателя и его использование также играют большую роль в формировании отложений. Было обнаружено, что температура охлаждающей жидкости оказывает наибольшее влияние и что отношение воздух / топливо также является важным. Степень сжатия и температура воздуха на впуске настолько мало влияют на формирование ПЗС, что они считаются неагрессивными.Состав моторного масла способствует образованию отложений в камере сгорания, и его количество зависит от степени расхода масла, в частности от головки поршня, и летучести содержания сульфатной золы в смазочном материале.

Двигатели с очень малой хлюпающей областью, например двигатели с клиновой головкой цилиндра, подвержены стуку, особенно когда температура охлаждающей жидкости находится при температуре окружающей среды. Высокий уровень CCD вместе с минимальным зазором между головкой поршня и головкой блока цилиндров на ВМТ в области сдавливания или закалки вызывает механический контакт между ними.Это приводит к стучащему шуму, который стал называться карбоновым стуком или карбоновым рэпом. Это не имеет ничего общего с детонацией. Звук обычно пропадает после прогрева двигателя. Чрезмерное накопление углерода, вызывающее эту проблему, часто может быть ошибочно принято за вышедший из строя подшипник стержня, поскольку он ритмичный и может встречаться не в каждом отверстии.

Система охлаждения
В двигателе радиатор используется для отвода тепла от охлаждающей жидкости, но жидкость предназначена для охлаждения двигателя и особенно головки цилиндров и камеры сгорания.Этот факт часто не признается, так как датчик температуры показывает количество тепла в жидкости, а не температуру поверхности камеры сгорания. Температура поверхности металла - это место, где начинается детонация, и ее необходимо учитывать.

Существует три причины существования системы охлаждения в двигателе: для обеспечения высокой объемной эффективности путем ограничения количества теплопередачи в наддувочный воздух; обеспечить нормальное сгорание вместо ненормального сгорания, известного как детонация; для механической работы и надежности компонентов и комплектного двигателя.

Высокие температуры металлической поверхности головки цилиндра, будь то местные или общие, могут повлиять на производительность двигателя. Чрезмерный нагрев может привести к потере прочности. Например, алюминиевые сплавы размягчаются при температурах выше примерно 400 градусов по Фаренгейту, и канавки поршневого кольца могут затем деформироваться с помощью явления, известного как ползучесть. Кроме того, если детонация происходит и является сильной, поршень может либо растаять, либо разрушить верхнюю область поверхности. Там, где происходит повреждение поршня, обычно это самая горячая область, которая совпадает с областью, в которой конечный газ самопроизвольно воспламеняется.Вторая проблема заключается в том, что температура канавки в верхнем поршневом кольце должна быть ограничена до 400 градусов по Фаренгейту, если масло должно выполнять свою работу. При превышении этой температуры масло может разлагаться, что приводит к потере смазки и засорению колец и канавок разложенным маслом. Наконец, отказ может возникнуть в результате термического напряжения. Это явление прямо пропорционально температуре, испытываемой во времени. Отказ возможен не от единственного случая перегрева, а от повторного воздействия. Области, наиболее подверженные термической усталости, - это области внутри камеры сгорания, которые имеют как высокую температуру, так и высокий градиент.Хорошим примером этого является область перемычки клапана, которая является областью между впускным и выпускным седлом клапана.

Тепло передается от отверстия цилиндра и стенок головки цилиндра к жидкому теплоносителю в ряде фаз конвекции или полуконвекции. Эти фазы зависят от скорости теплового потока через площадь металла на единицу, а также от разности температур между поверхностью металла и жидким теплоносителем. Когда охлаждающая жидкость достигает самой горячей части головки цилиндров, которая обычно находится вокруг камеры сгорания и выпускного клапана, охлаждающая жидкость начнет кипеть.Это изменение фазы идентифицируется как температура кипения зародыша и позволяет эффективно передавать тепло от поверхности металла к жидкому теплоносителю в соответствии с законом Бойля о газе. Химическая и термическая реакция охлаждающей среды определяет эффективность этого процесса. Когда охлаждающая жидкость сначала вступает в контакт с горячим металлом, она будет кипеть, изменяя фазу, а затем из-за давления в системе охлаждения пузырьки газа будут выталкиваться из локализованного пятна кипения и переносить с собой тепло и снова конденсироваться в снова жидкость

Как только вы освоите работу с охлаждающей жидкостью, вы поймете, что традиционная антифризная смесь с водой очень плоха при охлаждении головки цилиндров. Прямая вода еще хуже, но многие все еще ложно думают, что это хороший выбор. Если вы хотите ограничить детонацию, тогда следует использовать более качественную охлаждающую жидкость.

Hysterisis of Knock
Когда двигатель стучит, даже если нет повреждений, поршневая головка и камера сгорания перегреваются. Калибровка системы ESC распознает это и, когда вызвано, вытаскивает большое количество провода зажигания, чтобы эти компоненты могли остыть.После запрограммированного промежутка времени он добавляет время зажигания обратно. Таким образом, если двигатель испытывает ненормальное сгорание, рабочие характеристики будут серьезно ухудшены для охлаждения поршня и камеры сгорания. Это убивает лошадиные силы и ET. Цель этого упражнения между GMHTP, IDA Automotive и владельцем нашего предмета 1987 Buick GN, Энтони Петридисом, состоит в том, чтобы не вызывать гистерезис детонации или, проще говоря, схему ESC.

Автомобиль, который мы использовали, был полностью серийным Buick, проехав всего 71 000 миль.План состоял в том, чтобы шасси двигателя двигалось при повышенной температуре охлаждающей жидкости 193 градуса по Фаренгейту и фиксировать мощность и подавляемость детонации с помощью диагностического прибора. Температура охлаждающей жидкости не была идеальной для динамометра, но представляла собой реальный сценарий вождения в летний день. Мы не хотели ложного протокола проверки. Большинство динамо-сессий проводятся с охлажденным двигателем, открытым капотом и огромным вентилятором перед радиатором. Это говорит только о мощности двигателя в идеальных условиях, а не о реальной уличной езде.

Наш подход заключается в правильной настройке двигателя, химическом удалении IVD и CCD и обновлении системы охлаждения с помощью усовершенствованной охлаждающей жидкости Evans NPG +.

Evans Cooling Systems, Inc. разработала охлаждающую жидкость с более низким поверхностным натяжением, чем у воды, и традиционным антифризом, которая кипит при 369 ° F при атмосферном давлении, что позволяет охлаждающей жидкости отводить больше тепла от головки цилиндров и устраняет всю воду и возможность коррозии.

C.A.T. Продукты, Inc.разработал оригинальный инструмент, который точно и безопасно вводит свой запатентованный химикат для удаления углерода в любой двигатель с искровым зажиганием. Инструмент капает химикат в вакуумный шланг, когда двигатель работает на высоких оборотах холостого хода примерно 1400 об / мин.

После выполнения услуг мы бы довели охлаждающую жидкость до температуры и снова провели динамометрический контроль. Так что следуйте и посмотрите, что мы найдем.

Стук двигателя - Википедия

детонации (также детонации , детонации , искрового детонации , пингования или розового ) в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием происходит, когда не происходит сгорание части смеси воздух / топливо в цилиндре от распространения фронта пламени, зажженного свечой зажигания, но один или несколько карманов воздушно-топливной смеси взрываются вне оболочки нормального фронта горения.Топливно-воздушный заряд должен зажигаться только свечой зажигания и в точной точке хода поршня. Стук возникает, когда пик процесса сгорания больше не наступает в оптимальный момент для четырехтактного цикла. Ударная волна создает характерный металлический «пингующий» звук, и давление в цилиндре резко возрастает. Эффекты детонации двигателя варьируются от несущественных до полностью разрушительных.

Стук не следует путать с предварительным зажиганием - это два отдельных события.Однако предварительное зажигание может сопровождаться стуком.

Феномен детонации был впервые обнаружен и описан Гарри Рикардо в ходе экспериментов, проведенных между 1916 и 1919 годами, чтобы выяснить причину неисправностей в авиационных двигателях. ^[1]

нормальное сгорание [править]

В идеальных условиях обычный двигатель внутреннего сгорания сжигает топливно-воздушную смесь в цилиндре упорядоченным и контролируемым образом. Сгорание начинается от свечи зажигания примерно на 10-40 градусов коленчатого вала до верхней мертвой точки (ВМТ), в зависимости от многих факторов, включая частоту вращения и нагрузку двигателя.Такое опережение зажигания дает время для процесса сгорания развивать пиковое давление в идеальное время для максимального восстановления работы из расширяющихся газов. ^[2]

Искра на электродах свечи зажигания образует небольшое ядро пламени, примерно равное размеру зазора свечи зажигания. По мере того как он увеличивается в размерах, его тепловая мощность увеличивается, что позволяет ему расти с ускоряющейся скоростью, быстро расширяясь через камеру сгорания. Этот рост происходит из-за прохождения фронта пламени через саму горючую топливно-воздушную смесь и из-за турбулентности, которая быстро растягивает зону горения в комплекс пальцев горящего газа, которые имеют гораздо большую площадь поверхности, чем простой сферический шар пламя быПри нормальном сгорании этот фронт пламени движется по топливно-воздушной смеси со скоростью, характерной для конкретной смеси. Давление плавно возрастает до пика, так как почти все имеющееся топливо расходуется, затем давление падает, когда поршень опускается. Максимальное давление в цилиндре достигается через несколько градусов коленчатого вала после того, как поршень проходит ВМТ, так что сила, приложенная к поршню (от увеличивающегося давления, приложенного к верхней поверхности поршня), может дать самый сильный толчок именно тогда, когда скорость поршня и механическое преимущество на коленчатом валу дает лучшее восстановление силы от расширяющихся газов, тем самым максимизируя крутящий момент, передаваемый на коленчатый вал.^[2] ^[3]

Аномальное сгорание [править]

Когда несгоревшая топливно-воздушная смесь за границей фронта пламени подвергается воздействию тепла и давления в течение определенной продолжительности (за пределами периода задержки используемого топлива), может произойти детонация. Детонация характеризуется почти мгновенным взрывным воспламенением по меньшей мере одного кармана топливовоздушной смеси вне фронта пламени. Вокруг каждого кармана создается локальная ударная волна, и давление в цилиндре резко возрастает - и, возможно, выходит за пределы проектных пределов - вызывая повреждение.

Если детонация может сохраняться в экстремальных условиях или в течение многих циклов работы двигателя, детали двигателя могут быть повреждены или разрушены. Самыми простыми вредными эффектами, как правило, являются износ частиц, вызванный умеренным ударом, который в дальнейшем может происходить через масляную систему двигателя и вызывать износ других частей перед тем, как попасть в масляный фильтр. Такой износ создает вид эрозии, истирания или «пескоструйной» обработки, подобный повреждению, вызванному гидравлической кавитацией. Сильный стук может привести к катастрофическому отказу в виде расплавленных физических отверстий и проталкивания через поршень или головку цилиндра (т.е.разрыв камеры сгорания), при котором происходит сброс давления в поврежденном цилиндре и попадание крупных металлических фрагментов, топлива и продуктов сгорания в масляную систему. Известно, что гиперэвтектические поршни легко ломаются от таких ударных волн. ^[3]

Детонацию можно предотвратить с помощью любого или всех следующих методов:

использование топлива с высоким октановым числом, которое повышает температуру сгорания топлива и снижает склонность к детонации
обогащает соотношение воздух-топливо, которое изменяет химические реакции при сгорании, снижает температуру сгорания и увеличивает запас по детонации
снижение пикового давления в цилиндре
снижение давления в коллекторе путем уменьшения открытия дросселя или давления наддува
снижение нагрузки на двигатель
замедление зажигания

Поскольку давление и температура тесно связаны, детонация также может быть ослаблена путем регулирования пиковых температур в камере сгорания за счет уменьшения степени сжатия, рециркуляции выхлопных газов, соответствующей калибровки графика синхронизации зажигания двигателя и тщательного проектирования двигателя. камеры сгорания и система охлаждения, а также контроль начальной температуры воздуха на впуске.

Добавление определенных материалов, таких как свинец и таллий, будет очень хорошо подавлять детонацию при использовании определенных видов топлива. ^{[ цитирование необходимо ]} Добавление тетраэтилсвинца (TEL), растворимого соединения свинца в органолиде, добавляемого в бензин, было обычным явлением до тех пор, пока оно не было прекращено по причинам токсического загрязнения. Свинцовая пыль, добавленная во впускной заряд, также уменьшит детонацию с различными углеводородными топливами. Соединения марганца также используются для уменьшения детонации бензиновым топливом.

Стук реже встречается в холодном климате. В качестве вторичного решения можно использовать систему впрыска воды для снижения пиковых температур в камере сгорания и, таким образом, для подавления детонации. Пар (водяной пар) будет подавлять детонацию, даже если дополнительное охлаждение не подается.

Для того, чтобы произошел удар, сначала должны произойти определенные химические изменения, следовательно, топливо с определенными структурами имеет тенденцию выбивать легче, чем другие. Парафины с разветвленной цепью имеют тенденцию сопротивляться стуку, в то время как парафины с прямой цепью легко стучат.Теоретически ^{[ цитирование необходимо ]}, что свинец, пар и тому подобное мешают некоторым из различных окислительных изменений, которые происходят во время сгорания и, следовательно, уменьшить детонацию.

Турбулентность, как указывалось, оказывает очень важное влияние на детонацию. Двигатели с хорошей турбулентностью имеют тенденцию разбивать меньше, чем двигатели с плохой турбулентностью. Турбулентность возникает не только при вдыхании двигателя, но и при сжатии и сжигании смеси. Многие поршни спроектированы так, чтобы использовать «мягкую» турбулентность для насильственного смешивания воздуха и топлива при их воспламенении и сгорании, что значительно снижает детонацию за счет ускорения горения и охлаждения несгоревшей смеси.Одним из примеров этого являются все современные боковые клапаны или плоские двигатели. Значительная часть пространства головки расположена в непосредственной близости от головки поршня, создавая большую турбулентность вблизи ВМТ. В первые дни работы боковых головок клапанов этого не делали, и для любого конкретного топлива приходилось использовать гораздо более низкую степень сжатия. Также такие двигатели были чувствительны к возгоранию и имели меньшую мощность. ^[3]

Детонация более или менее неизбежна в дизельных двигателях, где топливо впрыскивается в сильно сжатый воздух в конце такта сжатия.Существует небольшая задержка между впрыскиваемым топливом и началом сгорания. К этому времени в камере сгорания уже есть количество топлива, которое сначала воспламеняется в областях с большей плотностью кислорода до сгорания полного заряда. Это внезапное повышение давления и температуры вызывает характерный «стук» или «стук» дизеля, некоторые из которых должны быть учтены в конструкции двигателя.

Тщательная конструкция инжекторного насоса, топливного инжектора, камеры сгорания, головки поршня и головки цилиндров может значительно снизить детонацию, а современные двигатели, использующие электронный впрыск Common Rail, имеют очень низкий уровень детонации.Двигатели с косвенным впрыском обычно имеют более низкий уровень детонации, чем двигатели с прямым впрыском, из-за большего рассеивания кислорода в камере сгорания и более низкого давления впрыска, обеспечивающего более полное смешивание топлива и воздуха. На самом деле дизели не испытывают такого же «удара», как бензиновые двигатели, поскольку известно, что причиной этого является только очень высокая скорость повышения давления, а не нестабильное сгорание. Дизельное топливо на самом деле очень склонно к детонации в бензиновых двигателях, но в дизельном двигателе нет времени для возникновения детонации, потому что топливо окисляется только во время цикла расширения.В бензиновом двигателе топливо медленно окисляется все время, пока оно сжимается до искры. Это позволяет изменениям в структуре / составе молекул до самого критического периода высокой температуры / давления. ^[3]

Обнаружение детонации [править]

Из-за большого различия в качестве топлива, большое количество двигателей теперь содержат механизмы для обнаружения детонации и соответственно регулируют время и давление наддува, чтобы предложить улучшенные характеристики на высокооктановых топливах, снижая при этом риск повреждения двигателя в результате детонации во время работы. на низкооктановых топливах.

Одним из первых примеров этого являются двигатели Saab H с турбонаддувом, в которых система автоматического контроля производительности использовалась для снижения давления наддува, если оно вызывало детонацию двигателя. ^[4]

Различные устройства мониторинга обычно используются тюнерами в качестве метода наблюдения и прослушивания двигателя, чтобы определить, является ли настроенное транспортное средство безопасным под нагрузкой или используется для безопасной перенастройки транспортного средства. Обычно используемый тип датчика детонации состоит из пьезоэлектрического датчика, прикрепленного к блоку двигателя, настроенного для обнаружения звука детонации.

предсказание детонации [править]

Поскольку предотвращение детонационного сгорания очень важно для инженеров-разработчиков, было разработано множество технологий моделирования, которые могут идентифицировать конструкцию двигателя или условия эксплуатации, в которых можно ожидать возникновения детонации. Это позволяет инженерам разрабатывать способы уменьшения детонационного сгорания, сохраняя при этом высокую тепловую эффективность.

Поскольку начало детонации чувствительно к давлению в цилиндре, температуре и химическому составу самовоспламенения, связанным с составами локальных смесей в камере сгорания, моделирование, учитывающее все эти аспекты ^[5],, таким образом, оказалось наиболее эффективным в определение рабочих пределов детонации и предоставление инженерам возможности определить наиболее подходящую операционную стратегию.

Контроль детонации [править]

Целью стратегий управления детонацией является попытка оптимизировать компромисс между защитой двигателя от повреждающих событий детонации и максимизацией выходного крутящего момента двигателя. События Knock - это независимый случайный процесс. ^[6] Невозможно проектировать контроллеры детонации на детерминированной платформе. Однократное моделирование временной истории или эксперимент методов контроля детонации не способны обеспечить повторяемое измерение производительности контроллера из-за случайного характера наступающих событий детонации.Следовательно, желаемый компромисс должен быть достигнут в стохастической структуре, которая могла бы обеспечить подходящую среду для разработки и оценки различных стратегий контроля детонации со строгими статистическими свойствами.

Список литературы [править]

Дополнительное чтение [править]

Laganá, Armando A.M .; Лима, Леонардо Л .; Justo, João F .; Арруда, Бенедито А .; Сантос, Макс М.Д. (2018). «Идентификация сгорания и детонации в двигателях с искровым зажиганием по сигналу ионного тока». Топливо . 227 : 469–477. DOI: 10.1016 / j.fuel.2018.04.080.
Ди Гаэта, Алессандро; Джильо, Веньеро; Полиция, Джузеппе; Рисполи, Натале (2013). «Моделирование колебаний давления в цилиндре в условиях детонации: общий подход, основанный на уравнении затухающих волн». Топливо . 104 : 230–243. DOI: 10.1016 / j.fuel.2012.07.066.
Giglio, Veniero; Полиция, Джузеппе; Рисполи, Натале; Иорио, Бьяджо; Ди Гаэта, Алессандро (2011).«Экспериментальная оценка приведенных кинетических моделей для моделирования детонации в двигателях СИ». SAE Техническая бумага Серия . 1 . DOI: 10.4271 / 2011-24-0033.
Ди Гаэта, Алессандро; Джильо, Веньеро; Полиция, Джузеппе; Реал, Фабрицио; Рисполи, Натале (2010). "Моделирование колебаний давления в условиях детонации: подход к уравнению с частными дифференциальными волнами". SAE Техническая бумага Серия . 1 . DOI: 10.4271 / 2010-01-2185.
Моделирование с прогнозирующим сгоранием для «уменьшенных» двигателей с прямым зажиганием с искровым зажиганием: решения для предварительного зажигания («мега-детонация»), пропуски зажигания, тушения, распространения пламени и обычного «детонации» , инновации cmcl, доступны с июня 2010 года.
Основы двигателя: детонация и предварительное зажигание , Аллен В. Клайн, доступ к июню 2007 г.
Giglio, V .; Полиция, Г .; Рисполи, Н .; Ди Гаэта, А .; Сесере, М .; Ragione, L. Della (2009). «Экспериментальное исследование по использованию ионного тока на двигателях СИ для обнаружения детонации». SAE Техническая бумага Серия . 1 . DOI: 10.4271 / 2009-01-2745.
Тейлор, Чарльз Фейет (1985). Двигатель внутреннего сгорания в теории и на практике: сгорание, топливо, материалы, дизайн .ISBN 9780262700276 .

Внешние ссылки [редактировать]

Как защитить свой мотоцикл

Некоторые современные мотоциклы оснащены датчиком детонации, который регулирует синхронизацию, чтобы компенсировать низкооктановый бензин и исключить детонацию двигателя. К сожалению, когда время отрегулировано, вы можете испытать ...

Грубый режим холостого хода
Отсутствие ответа дроссельной заслонки

Многие байкеры даже не знают, что это происходит. Понимание детонации двигателя, также известной как детонация или предварительное зажигание, требует понимания октана, который является стандартным показателем характеристик бензина.

Три наиболее распространенных октановых рейтинга включают в себя:

Anti-Knock Index (AKI)
Research Octane Number (RON)
Motor Octane Number (MON)

AKI - рейтинг, с которым знакомы большинство байкеров. Обычно он отображается на газовых насосах как среднее значение RON и MON для топлива. RON, однако, является наиболее распространенным отраслевым рейтингом.

Удар двигателя может привести к повреждению поршня.

RON бензина, как правило, на несколько цифр выше, чем AKI, указанный на газовом насосе (например,грамм. 87 октановое топливо, или обычный насос газа, имеет RON около 91-92). Чем выше октановое число, тем больше сжатие, которое может выдержать топливо перед зажиганием. Низкооктановый газ подвержен неконтролируемому и раннему воспламенению в камере сгорания. Это вызывает стук или звук удара, лишает двигатель мощности и, если его не контролировать, может привести к катастрофическому повреждению поршня.

Стук двигателя можно устранить с помощью высокооктанового топлива. Кроме того, вы можете использовать присадку к топливу, предназначенную для повышения октанового числа топлива.

Повышение октанового числа и максимизация мощности и эффективности

AMSOIL Мотоцикл Octane Boost повышает октановое число до трех цифр, что исключает детонацию или пинг и максимизирует мощность и эффективность.

Простое решение для отстройки двигателя

Мотоцикл Octane Boost предлагает недорогое решение для отстройки двигателя и помогает максимально увеличить мощность и производительность велосипеда. Он предлагает
дополнительных преимуществ поддержания чистоты двигателя и топливной системы с активными моющими средствами, которые помогают предотвратить отложения для повышения эффективности.

AMSOIL Octane Boost

Увеличивает мощность и эффективность
Повышает производительность при запуске
Устраняет пинг или детонацию двигателя