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

Причины возникновения детонации

Давайте пробежимся по основным причинам, точных причин не много, но они реально могут погубить мотор и очень быстро. ИТАК:

Любой современный мотор имеет определенную степень сжатия, и он рассчитан под определенное топливо (в нашем случае бензин). Если вы зальете бензин, не тот который рекомендует производитель. Тогда возможно, возникнет детонация. В дело в том что, число которое красуется на заправках, «80 – 92 – 95 – 98» и т.д. Это как раз стойкость бензина к детонационным процессам. Простыми словами если в мотор, степенью сжатия в 11 единиц, залить 76 – 80 бензин, он просто воспламенится от сжатия, а не от свечи зажигания. Так что если у вас написано 92 или 95 бензин, стоит лить именно такой. Производитель вам дает понять, что именно такое топливо в этом ДВС не воспламенится от сжатия!

• Поддельный бензин. Этот пункт вытекает как бы из «первого». Если вам обещают 95 или 98 бензин, а в итоге вас обманывают и подсовывают 92 или чего хуже 80. Тогда опять е мотор будет детонировать
• Уменьшение камеры сгорания. Со временем, при не правильной эксплуатации, или от некачественного топлива, камера сгорания может зарастать отложениями (как собственно и поршни). Она уменьшается в объемах, а соответственно степень сжатия начинает расти. То есть если раньше мотор ездил и не детонировал, то сейчас с заросшей камерой сгорания все чаще и чаще начинает проявляться это явление (четкий металлический звук)

• Система зажигания. Если она не правильно настроена (такое очень часто было характерно для карбюраторных моторов), например зажигания раннее, этот процесс не заставлял себя ждать
• Исправность системы охлаждения. Силовой агрегат, всегда должен хорошо охлаждаться, если температура слишком высокая (забита, неисправна система охлаждения), то давление в камере сгорания может расти! Опять же проявляются детонационные процессы

Конечно, стоит смотреть еще и на саму конструкцию ДВС, формы поршней, камеры сгорания, наличие наддува и т.д. Но основные причины я перечислил сверху

Когда на Приоре меняют ДД?

ДД снимают для проверки или замены в случае появления признаков его неисправности или диагностирования, выполненного на стенде проверки работы двигателя. Ремонту датчик не подлежит, и при поломке его надо менять. Когда ДД или электрическая цепь от него до контроллера выходят из строя, последний (блок управления) сигнализирует об этом водителю, включая на панели приборов контрольную лампу.

Фото снятия датчика детонации

Одновременно контроллер переходит на другой режим управления работой двигателя, называемый резервным, при котором у опережения зажигания постоянно поздний угол. Для этого режима характерны повышенный расход топлива и меньшая мощность двигателя.

Код ошибки, свидетельствующей о поломке ДД Приоры – 0327.

На фото — поломка датчика детонации

Появление этой ошибки является основной причиной, по которой датчик меняют. Однако в ряде случаев ДД может быть неисправен только частично, то есть будет работать, но неправильно. При этом контрольная лампа не зажжется, не будет выдаваться ошибка, но двигатель станет детонировать на определенных режимах. Однако причин для такой работы мотора может быть много, и при подозрении на неисправность ДД его снимают для проверки.

Замена датчика

С тем, как проверить датчик детонации ВАЗ-2114 или любой другой модели, разобрались. Отметим, что этот датчик ремонту не подлежит и если он неисправен, то необходимо его заменить.

Замена датчика детонации ВАЗ-2114 – операция простая, но может быть затруднена плохим доступом к нему (16-клапанные моторы). Для смены же понадобиться всего лишь новый элемент и рожковый ключ соответствующих размеров.

Перед откручиванием крепежного болта следует предварительно отсоединить колодку с проводами. Затем болт выкручивается, снимается старый датчик, а на его место устанавливается новый и надежно фиксируется все тем же крепежным элементом. И только после этого подключается колодка с проводами.

Причины детонации двигателя

Сразу стоит отметить, что описываемый процесс условно принято делить на критический и допустимый. В последнем случае имеется в виду нечастое явление, обнаруживающее себя нерегулярно. Чаще всего такая детонация слышна на малых оборотах и длится короткий промежуток времени. Это характерно для моторов малого (1,4-1,6 л) объема и сравнительно большой мощности: к примеру, 105 л. с., 1,5 л при крутящем моменте 135 Нм.

Однако откуда берется детонация в обычных силовых установках? Причин несколько.

Неправильная эксплуатация двигателя

Детонация может проявиться и на полностью исправном моторе: например, при затяжном подъеме на неправильно выбранной передаче с одновременным нажатием на педаль акселератора. В таких условиях коленвал просто не может набрать нужные обороты и разогнать машину.

Зажигание

Некоторые автовладельцы делают угол опережения зажигания ранним, чтобы двигатель быстрее реагировал при нажатии на газ. Так оно и получается, но при этом смесь воспламеняется раньше времени и мотор детонирует, противодействуя движению поршня вверх. Кроме того, в рабочей камере начинает образовываться и накапливаться нагар, в результате чего она уменьшается в объеме и перегревается. Иногда отложения тлеют, делая процесс воспламенения смеси неконтролируемым.

Калильное зажигание и его влияние на детонацию

К детонации силовой установки может привести неграмотная замена свечей зажигания, когда эти детали устанавливаются с неверным калильным числом. Речь идет о явлении, похожим на детонацию, но не являющейся таковой. Калильное зажигание – всего лишь следствие раннего воспламенения смеси, в итоге которого мотор может работать некоторое время даже при выключении зажигания.

Вмешательство в работу ЭБУ

Зачастую владельцы машин стараются любыми методами сделать свое детище более экономным. Для этого производят перепрошивку ЭБУ, ее «чиповку» и иные манипуляции с электроникой блока. В итоге смесь обедняется, топлива действительно расходуется чуть меньше. Но при этом неизбежна детонация, приводящая к сокращению эксплуатационного ресурса двигателя.

Неверное октановое число бензина

Если сравнивать с дизелем, в бензиновой силовой установке смесь воспламеняется не от сжатия, а от электрической искры. При большом октановом числе топливо может сильнее сжиматься без появления детонации. Соответственно: использование горючее с низким параметром (отличающимся от требований производителя авто), неизбежно приведет к этому неприятному явлению. Также стоит учитывать, что не всегда этикетка на колонке АЗС соответствует содержимому ее цистерн. Т. е. если вы хотите заправляться качественным топливом, подбирайте соответствующую станцию. А как показывает практика, сделать это можно опытным путем.

Особенности конструкции

Своеобразие силового агрегата также может быть причиной образования детонации. На процесс ее образования влияют:

• конфигурация камеры сгорания;
• тип днища поршня;
• степень сжатия двигателя;
• наличие (отсутствие) турбонаддува.

Наибольшей степенью сжатия, следовательно, и риском детонации обладают турбированные моторы, работающие на бензине. Здесь топливо с низким качеством, имеющее нештатное октановое число, не только неуместно, но и опасно.

Неисправности датчиков (для инжекторных моторов)

Особенность инжекторных двигателей – наличие элементов, способных контролировать работоспособность системы в любой момент. Ниже рассмотрены датчики, отказ которых ведет к появлению детонации:

1. Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). Его неисправность сопровождается провалами мощности и рывками при движении, разгоне, а также «плавающим» холостым ходом. Детонация в этом случае особенно ярко даст о себе знать, когда стиль вождения связан с постоянным «утоплением» педали газа в пол. Стоит заметить: индикатор на панели приборов Check Engine в подобной ситуации чаще всего не загорается.
2. Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ). Если он неисправен, мотор начнет перегреваться и ЭБУ об этом не будет «знать». Т. е. детонация будет проявляться только в критическом температурном режиме.
3. Датчик детонации (ДД). Выход его из строя – довольно редкое явление: чаще всего повреждаются подходящие к нему провода. Но если неисправен будет именно ДД, лампочка Check не загорится. Чтобы убедиться в неисправности датчика детонации, пустите и заглушите мотор. Затем снимите любую клемму с аккумулятора и через несколько секунд подсоедините снова. Пустите мотор: если детонация появится, но исчезнет до следующего старта, причина – в датчике. Он же может быть «виноватым», если силовая установка продолжает работать при выключенном зажигании.

Определение детонационной стойкости бензина

Детонационная стойкость бензина выражается в его октановом числе.

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

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

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

Таблица. Различия параметров исследовательского и моторного методов

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

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

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

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

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

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

Как появляется детонация

Наверняка каждый автолюбитель знает, что для процесса горения, который происходит внутри камеры сгорания мотора, требуется два основных условия. Это создание смеси из топлива и кислорода, а также искра от свечи зажигания. Детонацией называют ситуацию, когда смесь сгорает самопроизвольно, не дожидаясь момента активации свечи.

Если двигатель работает нормально, никаких сбоев не наблюдается, то скорость распространения горючего составляет порядка 20-30 метров за секунду. Когда же происходит детонация, этот показатель может увеличиваться в десятки раз. Распознать появление такого явления довольно просто, поскольку возникает соответствующий металлический звук со стороны ДВС. Среди автомобилистов используется довольно распространенное понятие стук пальцев. Причина такого шума обусловлена тем, что взрывные волны контактируют со стенками внутри камеры сгорания. Это способствует падению мощности ДВС с параллельным стремительным ростом расхода.

Детонация может происходить и в ситуации, когда мотор уже заглушили и зажигание выключили. Мотор не сразу останавливается, а все еще работает около 20-25 секунд, и только потом глохнет. В такой ситуации ждать, пока двигатель сам остановиться, не стоит. Нужно помочь уменьшить температуру внутри, подав дополнительное количество топлива. Для этого достаточно просто нажать на педаль газа.

Что такое и для чего нужен датчик детонации?

Эта деталь встречается в автомобилях, где в качестве топлива используется бензин. Он предназначен для инжекторных типов двигателей. Располагается датчик на блоке цилиндров мотора. Это важная деталь системы управления, главной целью которой является контроль уровня детонации.

По данной теме есть похожая статья — Что такое чип тюнинг двигателя, плюсы и минусы.

Давая ответ на вопрос, за что отвечает датчик детонации, нужно отметить, что благодаря ему реализуются следующие возможности автомобиля:

• Экономия топлива.
• Возможность двигателя развивать максимальную мощность.

Детонацией считают электрический импульс, создаваемый при зажигании. Именно благодаря детонации автомобиль заводится, внутри двигателя происходят сложные химические и физические процессы, а топливо возгорается.

Датчик контролирует систему завода автомобиля, регулирует его правильную работу.

Из каких основных элементов состоит датчик детонации?

Основные детали этого механизма – это:

• Вибрационная пластина.
• Электрический элемент типа пьезо.
• Сигнальный провод.
• Оплетка.

Что происходит на самом деле

Прежде чем назвать причины, почему в двигателе стучат пальцы, нужно вникнуть в суть этого выражения.

Старые автомобили действительно достаточно часто издавали посторонний звук, провокатором которого выступали поршневые пальцы. Это было обусловлено тем, что машины тех времён оснащались металлическими деталями с низкими показателями прочности и устойчивости к износу при активной эксплуатации.

На пальцы воздействовали высокие температуры, повышенные нагрузки. Всё это приводило к тому, что на посадочных местах поршневых пальцев появились зазоры. Именно из-за них формировались посторонние звуки, которые получили справедливое название стук пальцев.

Будет полезно: Сработали боковые подушки безопасности что делать?

Но если говорить про современные автомобили, то в их отношении вопрос о том, почему в двигателе при разгонах стучат пальцы, звучит не совсем корректно и правильно. Это скорее вопрос привычки и устоявшаяся фраза.

Нынешние автопроизводители применяют сталь высокого качества, используют особые технологии обработки всех компонентов. Всё это привело к тому, что вероятность дефекта и повреждения самого пальца практически полностью исключена. Если на современном авто деформируется палец, тогда придётся думать уже не про устранение стука, а про капитальный ремонт.

Несмотря на все изменения, термин не исчез, и продолжает активно использоваться.

В настоящее время под стуком пальцев в действительности понимают звуковые колебания, возникающие от ударной волны, которая образуется при взрыве топливовоздушной смеси внутри камеры сгорания. Если говорить коротко, это детонация двигателя.

Вне зависимости от того, какое понятие удобно применять автомобилисту, проблема требует обязательного и срочного вмешательства. Следует разобраться в том, как определить появившийся стук пальца непосредственно в поршне (детонацию), и каким образом справиться со сложившейся ситуацией.

Литература

• Зельдович Я. Б., Компанеец А. С. Теория детонации. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1955. — 268 с.
• Хитрин Л. Н. Глава IV. Процесс распространения пламени. Детонация // Физика горения и взрыва. — М.: Издательство Московского университета, 1957. — С. 255-314. — 452 с. — 20 000 экз.
• Щёлкин К. И., Трошин Я. К. Газодинамика горения. — М.: Издательство Академии наук СССР, 1963. — 254 с.
• Дрёмин А. Н., Савров С. Д., Трофимов В. С., Шведов К. К. Детонационные волны в конденсированных средах. — М.: Наука, 1970. — 164 с.
• Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. § 129. Детонация // Гидродинамика. — Издание 5-е, стереотипное. — М.: Физматлит, 2001. — С. 668. — 736 с. — («Теоретическая физика», том VI). — ISBN 5-9221-0121-8.

Октановое число бензина

Это, пожалуй, самая распространенная причина детонации двигателя ВАЗа и многих других моделей. Именно низкое качество топлива вызывает проблемы с двигателем. Октановое число означает, какую степень сжатия может перенести это топливо. Чем выше значение, тем лучше. Для большинства легковых автомобилей производитель рекомендует использовать 95-й бензин. Но остались также автомобили, успешно работающие и на 92-м. В принципе, если качество топлива нормальное, можно заливать АИ-92 в современную машину, где прописан АИ-95. Детонация не произойдет. Увеличится разве что расход топлива на пару процентов. Но если использовать 80-й (или того хуже — 72-й), проблемы будут необратимы.

Рекомендации опытных автомобилистов

При изготовлении автомобильных двигателей все детали имеют определенные параметры, рассчитанные на эксплуатацию в номинальных температурных режимах. При детонации двигателя транспортное средство подвергается ударным нагрузкам, превышающим допустимые значения. Неравномерное распределение горючего и кислородных масс приводит к неожиданным сильным взрывам.

Чтобы выявить и предотвратить случаи детонации, рекомендуется прислушиваться к равномерности звуков работающего двигателя. При выявлении нестандартных постукиваний, шумов, необходимо остановиться и выключить мотор. Далее нужно определить источник неизвестных звуков и попытаться ее устранить.

Во избежание разрушительных последствий, детонация должна быть под постоянным контролем. Главное помнить: при нормальной работе не должны возникать даже небольшие изменения в звучании мотора.

История исследований явления

Вероятно, впервые термин «детонация» был введён в научный обиход Лавуазье в «Трактате по элементарной химии» (фр. Traité élémentaire de chimie), опубликованном в Париже в 1789 году. Во второй половине XIX века были синтезированы вторичные взрывчатые вещества, в основе действия которых лежит явление детонации. Однако из-за большой скорости детонационной волны и разрушительного действия взрыва научное изучение детонации оказалось чрезвычайно затруднено и началось с публикаций исследований явления детонации газовых смесей в трубах в 1881 году французскими химиками Малляром и Ле Шателье и независимо от них Бертло и Вьелем. В 1890 году русский учёный В. А. Михельсон, опираясь на работы Гюгонио по ударным волнам, вывел уравнения для распространения детонационной волны и получил выражение для скорости детонации. Дальнейшее развитие теории было выполнено Чепменом в 1899 году и Жуге в 1905 году. В теории Чепмена—Жуге, названной гидродинамической теорией детонации, детонационная волна рассматривалась как поверхность разрыва, а условие для определения скорости детонации, названное их именами (), было введено как постулат.

В 1940-е годы Я. Б. Зельдович разработал теорию детонации, в которой учитывается конечное время протекания химической реакции вслед за нагревом вещества ударной волной. В этой модели условие Чепмена—Жуге получило ясный физический смысл как правило отбора скорости детонации, а сама модель была названа  — по именам Зельдовича, Неймана и Дёринга, так как независимо от него к схожим результатам пришли фон Нейман в США и Дёринг в Германии.

Модели Чепмена—Жуге и ZND позволили существенно продвинуться в понимании явления детонации, однако они по необходимости были одномерными и упрощёнными. С ростом возможностей экспериментального исследования детонации в 1926 году английскими исследователями Кэмпбеллом и Вудхедом был открыт эффект спирального продвижения фронта детонации по газовой смеси. Это явление получило название «спиновой детонации» и впоследствии было обнаружено и в конденсированных системах.

В 1959 году сотрудники ИХФ АН СССР Ю. Н. Денисов и Я. К. Трошин открыли явление ячеистой структуры и пульсирующих режимов распространения детонационной волны.

Причины детонации двигателя

Существует несколько основных причин, которые способствуют детонации:

1. Состав топливно-горючей смеси. Чрезмерно обогащенная ТВС при воспламенении может создавать на стенках и углах камеры окислительные соединения, которые ведут к дальнейшей детонации двигателя. Чаще всего это случается с ТВС, у которой соотношение воздух/топливо равняется 9,0.
2. Угол опережения зажигания. Если было произведено вмешательство в систему работы зажигания, есть большая вероятность повышения ударной нагрузки на поршни. Давление, оказываемое на смесь, вызывает ее самопроизвольное воспламенение.
3. Октановое число. Вероятность «заработать» детонацию ДВС возрастает, если использовать бензин с низким октановым числом. Таким образом, автомобили, которые ездят на 75 бензине, вместо рекомендованного 92, больше подвержены детонации.
4. Уровень сжатия. Сжатие – соотношение между объемами камеры сгорания и поршня. Увеличение показателя повышает температуру в цилиндрах и приводит к детонации. Чтобы избежать подобной проблемы, для автомобилей с высоким сжатием лучше использовать бензин с высоким содержанием октана. Проблемы топливного фильтра или топливный насос работает с перебоями.
5. Недостатки в работе кислородного датчика из-за чего ТВС смешивается в неправильных пропорциях.
6. Проблемы с охлаждением.