Как устранить детонацию двигателя?

Как предупредить неисправность?

При неравномерном сгорании смеси топлива и воздуха появляется характерный звук, вызванный давлением от вибрирования стенок цилиндра при сгорании. Высота этой звуковой волны зависит параметров и форм камеры сгорания. Если в таком режиме эксплуатировать мотор хоть на несколько секунд, можно нанести повреждения внутренним деталям.

Возникновение этого явления должно насторожить автовладельцев, особенно, если оно часто повторяется. Необходимо немедленно выявить причины детонации двигателя и серьезно заняться их устранением.

avtoexperts.ru

Водителям старой закалки, которые начинали свой автомобильный путь 15-20 лет назад и ранее, вряд ли нужно рассказывать, что такое детонация. Эту информацию они впитывали буквально с первых уроков автошколы, и она была одним из пунктов правильного вождения и обслуживания автомобиля. Характерный звук детонации, который в народе прозвали «стуком пальцев», каждый заучивал буквально с первых километров. Однако начинающие автомобилисты, которые лишь недавно вступили в ряды водителей, могут вообще не знать о таком явлении. Современные автомобили худо-бедно научились бороться с детонацией, и она перестала быть такой распространенной. Но в этом и опасность – сама детонация, как физическое явление, никуда не делась и в современных моторах, при возникновении она все равно наносит сильный вред двигателю, особенно, когда водитель не знает что это такое и как с ней бороться.

Что такое детонация?

Говоря научным языков, детонация – это произвольное самовоспламенение смеси в цилиндрах двигателя, которое имеет характер взрывной волны. Именно последний параметр отличает детонацию от других случаев самовозгорания смеси в цилиндрах (например, калильного зажигания). Основная проблема детонации не в том, что топливо-воздушная смесь воспламенилась не в «свое» время, а в том, что скорость распространения этого огня в 500-1000 раз больше чем в случае обычного «поджига» от свечи. Именно ударная волна и приводит ко всем негативным последствиям детонации.

Чтобы было понятно, о какой напасти идет речь, перечислим негативные моменты, которые детонация оказывает на двигатель.

1. Все элементы мотора получают перегрузки, что заметно сокращает их ресурс. Особенно страдают поршни и коленвал.

2. Из-за повышения температуры увеличивается риск прогара клапанов и прокладки головки блока.

3. Детонационная волна смывает масляную пленку со стенок цилиндров, что может привести к задирам.

Кстати, характерный звук при возникновении детонации это вовсе не стук пальцев, как принято считать, а удары взрывной волны от детонации по стенкам цилиндров. Если бы пальцы двигателя были настолько изношены, что издавали бы такие звуки, то владельцу этого мотора надо было бы думать не о детонации, а о капремонте.

Причины возникновения детонации

Понятно, что детонация это прежде всего самовоспламенение. Но почему смесь вообще самопроизвольно загорается? В идеальных условиях этого не происходит, однако стоит появиться нескольким дополнительным факторам и тепловая работа двигателя нарушается. И тут сразу жди детонацию.

Последствия детонации двигателя

Понятно, что долго выдерживать подобные условия не способен ни один мотор. Даже самый прочный. Особенно пагубно детонация сказывается на современных легких двигателях, изготовленных из алюминиевых сплавов. Чугунным агрегатам тоже ничего хорошего эта неисправность, в принципе, не сулит.

Главные негативные последствия детонации двигателя ВАЗ или любой другой марки:

В особо тяжелых случаях происходит проворачивание кривошипно-шатунного механизма, и коленчатый вал начинает вращаться в обратном направлении. Это приводит к разрушению узлов двигателя.

Присадка в моторное масло «Супротек Актив Плюс»

Восстанавливает компрессию, снижает расход топлива и угар масла, уменьшает скорость износа и продлевает срок службы ДВС любого типа. Облегчает холодный пуск, защищает от перегрева в пробках.

Детонация двигателя – причины возникновения, способы устранения

Современные автомобили оснащаются четырехтактными бензиновыми и дизельными моторами, которые были разработаны еще в конце 19-го столетия, несмотря на значительный прогресс в автомобилестроении, они с того времени не претерпели принципиальных изменений. Основным недостатком силовых установок считается низкий коэффициент полезного действия, и, конечно же, немало неприятностей доставляет детонация двигателя. Детонационный процесс представляет собой самопроизвольное воспламенение воздушно-топливной смеси, напоминающее по своему характеру сильный взрыв, к тому же это явление происходит раньше момента, нужного при рабочем цикле. В результате протекания параллельных процессов повышается давление в цилиндре, внутри камеры сгорания происходит перегрев, появляется металлический стук.

Что такое детонация двигателя

В некоторых случаях топливовоздушная смесь воспламеняется раньше, чем свечи зажигания дали искру. Данное явление, сопровождающееся ударным горением топлива и есть детонация двигателя. Огромная скорость сгорания топлива связана с воспламенением всего объема одновременно, а не последовательно от искры. Кроме того, воспламенение начинается раньше расчетного угла поворота коленчатого вала, когда поршень еще двигается к верхней мертвой точке (ВМТ). Воспламенившиеся газы стремительно расширяются, но поднимающийся поршень стремится их сжать. В результате давление в камере сгорания многократно превышает расчетную величину.

Присадка Супротек Актив Бензин для нового бензинового двигателя

Присадка для бензиновых и газовых двигателей с пробегом до 50 000 км. Может применяться для форсированных и турбированных двигателей.

Причины возникновения детонационного процесса

Детонация может возникать как на горячем, так и на холодном двигателе, проявляться на большой нагрузке, при резком ускорении, реже на холостых оборотах, но достаточно часто после выключения зажигания. Взрывное сгорание топлива в цилиндрах происходит по различным причинам, которые сразу все сложно и перечислить, но стоит рассмотреть основные из них, и это:

некачественное или несоответствующее октановому числу топливо, например, автомобиль заправлен девяносто вторым бензином вместо Аи-95;
образование нагара, за счет него уменьшается объем камер сгорания, увеличивается степень сжатия, в результате снижается теплопроводность, происходит перегрев;
неправильно подобранные по калильному числу свечи зажигания, также детонирование происходит, если свечи закоксованы, не дают нормальное искрообразование, в целом требуют замены;
слишком ранний угол зажигания, из-за чего повышается давление в цилиндрах, соответственно, и температура;
неправильно отрегулированные клапана (зажаты);
обедненная топливовоздушная смесь, процесс происходит по причине того, что бедный состав сгорает медленно, и догорание уже происходит не от свечи зажигания, а в хаотичном порядке;
перегрев мотора на холостом ходу;
некорректная перепрошивка блока управления ДВС.

Также детонировать мотор может в силу особенностей конструкции (характерные для конкретной модели ДВС неисправности), в результате неграмотно проведенного ремонта. Допустим, во время выполнения ремонтных работ мастер решил отфрезеровать поверхность головки блока, тем самым уменьшив камеры сгорания, в итоге октановое число бензина перестало соответствовать новой, уже увеличенной степени сжатия.

Последствия детонирования

Как указывалось выше, последствия детонации в двигателе автомобиля очень серьезные, и ни в коем случае нельзя затягивать выполнение ремонтных работ, ведь чем дольше ездить с этим явлением — тем большим разрушениям поддается двигатель и его отдельные элементы. Так, к последствиям детонирования относится:

Сгорание прокладки ГБЦ. Материал, из которого она выполнена (даже самые современные), не рассчитан на работу в условиях повышенной температуры и повышенного давления, возникающих в процессе детонирования. Поэтому она очень быстро выйдет из строя. А пробитая прокладка ГБЦ повлечет за собой другие неприятности.
Ускоренный износ элементов цилиндропоршневой группы. Это касается всех его элементов. И если двигатель уже не новый или на нем давно не проводили капитальный ремонт, то это может очень плохо кончиться, вплоть до его полного выхода из строя.
Пробой головки блока цилиндров. Это случай один из самых сложных и опасных, но если долго ездить с детонацией, то его реализация вполне возможна.
Прогорание поршня/поршней. В частности, его дна, нижней части. При этом зачастую его ремонт невозможен и его нужно будет только менять полностью.
Разрушение перемычек между кольцами. Под воздействием высоких температуры и давления они могут разрушиться одними из самых первых среди других деталей двигателя.
Изгиб шатуна. Тут аналогично, в условиях взрыва его корпус может поменять свою форму.
Подгорание тарелок клапанов. Это процесс происходит очень быстро и имеет неприятные последствия.Как видно из списка, последствия процесса детонации самые серьезные, поэтому нельзя допускать работы двигателя в ее условиях, соответственно, ремонт нужно выполнить как можно быстрее.

Значение датчика детонации в электронной системе двигателя

На карбюраторных ДВС практически не было никакой электроники, поэтому с детонационными процессами бороться было сложно, а корректировка угла зажигания производилась вручную. Датчики детонации стали применяться с появлением инжекторов, позднее ДД появились и на дизелях, оснащенных электронным управлением. Принцип работы этого устройства заключается в том, что оно, контролируя уровень взрывного воспламенения, передает соответствующий сигнал на электронный блок управления, и ЭБУ, согласно полученным данным, корректирует автоматически угол зажигания, делая его гораздо позднее.

Даже если происходит сильная детонация, гибкая корректировка позволяет максимально смягчить детонационный стук, свести его практически на «нет». Правда, при этом теряется и динамика, машина при разгоне начинает «тупить», но глобального разрушения поршневой группы, цилиндров и камер сгорания не происходит. ДД практически всегда размещается на блоке цилиндров ДВС, в точке самого высокого нагрева, представляет собой пьезоэлектрический элемент, улавливающий все шумы и стуки, преобразуя механическую энергию в электрический сигнал.

Детонирование при разгоне

Теперь нужно рассмотреть, как определить детонацию на двигателе, признаки ее проявления. При возникновении этого процесса происходит хаотичный звонкий металлический стук, отсюда и возникло распространенное среди автомобилистов выражение «стучат пальцы» (имеются в виду поршневые пальцы, другой устойчивый оборот – «звон клапанов»). При разгоне машины стук может быть отчетливо заметен при резком нажимании на педаль газа, и чем больше нагрузка, тем отчетливее прослушивается детонирование мотора. Причин, почему появляется цокот в движке при увеличении нагрузки, в целом на практике не так и много, и основные из них:

заправка автомобиля низкооктановым бензином или низкокачественным топливом;
отложение в камерах сгорания большого количества нагара (нередко в результате повышенного расхода масла на днищах поршней образуется кокс);
перегрев, здесь много разных факторов, влияющих на повышенную температуру ДВС;
некорректная система ЭБУ, в основном связанная со сбоями в программе, ошибками при перепрошивке.

Также звук детонации появляется, если выходит из строя ДД, в этом случае уже не происходит корректировка зажигания при резком ускорении. Настройка электронного блока может быть неверной, допустим, перепрошивка выполнялась в холодное время года без учета температурных перепадов погоды, поэтому в жару возможность появления детонации на прогретом двигателе вполне вероятна.

Детонация мотора при выключении

Часто водители и собственники машин путают появление детонации на холодном двигателе с вибрацией или неустойчивой работой ДВС, все-таки взрывное воспламенение топливовоздушной смеси в основном происходит из-за чрезмерного давления в цилиндрах при повышенной температуре, а с подтраиванием мотора это не всегда связано. Причиной неустойчивой работы движка, особенно на холостом ходу, может быть:

оборванные подушки двигателя или КПП;
неисправность датчиков расхода воздуха или регулятора холостого хода;
неотрегулированные (зажатые) клапана;
обедненная смесь;
пропуск искры на свечах зажигания;
пробивающие высоковольтные провода;
неисправный модуль зажигания.

Еще достаточно распространенное явление – детонирование мотора после выключения зажигания, проявляется это следующим образом:

воспламенения топлива искрой не происходит, но коленчатый вал продолжает вращаться рывками с разной частотой;
продолжительность такого цикла может быть от 2-3 до 20-30 секунд;
коленвал может почти совсем остановиться, но затем не исключено повторение хаотичного вращения.

Самодетонация происходит из-за очень сильного перегрева двигателя, она наиболее характерна для карбюраторных ДВС, еще подобное явление имеет название «дизелинг». На инжекторах процесс такого рода возникает значительно реже, преимущественно по причине отказа ДД, в жаркую погоду, при запуске двигателя на холодную детонация не проистекает, слишком мала температура внутри цилиндров. Еще причины дизелинга – повышенное нагарообразование в цилиндрах, установка свечей с низким калильным числом на высокофорсированный мотор. Поэтому для устранения такого дефекта в некоторых ситуациях достаточно просто поменять свечи, подборку деталей рекомендуется выполнять в соответствии с рекомендациями изготовителей, для этого разработаны специальные таблицы подбора.

Основные причины детонации двигателя

Детонационные процессы в двигателях внутреннего сгорания могут быть вызваны:

Детонация происходит не только в двигателях с искровым зажиганием, но и в дизелях.

Причиной является неправильная регулировка момента начала впрыска солярки, применение некачественного горючего.

Дизель отличается пониженным термическим режимом, но при повышенной нагрузке и неисправной системе охлаждения горячие элементы (например, кромки выпускных клапанов) способны преждевременно воспламенять распыленное топливо.

Неправильный выбор топлива для авто

Двигатели со степенью сжатия более 10 единиц и агрегаты с наддувом рассчитаны на горючее с октановым числом не ниже 95. При использовании бензина низкого сорта или испарении присадок (используются некоторыми нефтеперерабатывающими компаниями для повышения детонационной устойчивости) происходит преждевременное воспламенение смеси взрывного характера. Контроллер инжекторного мотора способен снизить вероятность детонации корректировкой опережения зажигания и фаз газораспределения (при наличии системы поворота распределительных валов).

Особенности эксплуатации двигателя

Детонация возникает при работе мотора с перегрузкой (например, во время движения с небольшой скоростью на затяжном подъеме на повышенной передаче). Для устранения дефекта необходимо перейти на пониженную скорость, что позволит повысить частоту вращения и нормализовать процесс сгорания.

Детонация двигателя автомобиля при запуске холодного силового агрегата указывает на обеднение смеси из-за засора распылителей форсунок. По мере прогрева проблема исчезает (производительность системы впрыска соответствует требуемому составу топливовоздушной смеси).

Неверно настроенное зажигание

Прошивка

Детонацию может вызвать некорректная прошивка, установленная в блоке управления двигателем (например, после снятия каталитического нейтрализатора владельцы загружают программу с измененным алгоритмом работы). В случае обнаружения проблем необходимо установить прошивку, соответствующую характеристикам силового агрегата. Самопроизвольное изменение заданных параметров настройки в процессе эксплуатации двигателя невозможно.

Неисправные свечи зажигания

При выборе свечей зажигания необходимо учитывать не только размеры резьбовой втулки, но и калильное число (информация о допусках указывается в инструкции по обслуживанию и специализированных каталогах). Применение изделий с пониженным или повышенным числом приводит к затрудненному запуску и нарушению процесса искрообразования. Мотор теряет мощность и крутящий момент, нарушается нормальное сгорание топлива и падает динамика разгона автомобиля.

Обедненная топливовоздушная смесь

Владельцы машин с карбюратором стремятся сократить расход бензина путем обеднения топливной смеси, что приводит к некорректному сгоранию. Техника с электронным управлением автоматически поддерживает стехиометрический состав смеси, ориентируясь на информацию от датчиков температуры, расхода воздуха или концентрации кислорода в отработавших газах (расположены до и после корпуса каталитического нейтрализатора). При поломке катализатора или выходе из строя сенсоров возможно обеднение рабочей смеси, вызывающее детонационные процессы при сгорании.

Нагар на стенках цилиндра

Образующийся на стенках рабочей камеры и тарелках выпускных клапанов нагар ухудшает условия охлаждения деталей. В процессе сжатия смесь воздуха с топливом воспламеняется раньше допустимого момента, что приводит к детонационному сгоранию. Проблема часто встречается на силовых агрегатах с большими пробегами, моторное масло попадает в камеры сгорания и образует слой плотного нагара.

Особенности конструкции ДВС

Двигатели легковых машин со степенью сжатия от 10 единиц склонны к детонации при использовании бензина с октановым числом менее 95. В некоторых моторах на поршнях и поверхности камер сгорания имеются острые кромки, вызывающие нарушение нормального процесса сгорания. В этом случае проблема решается использованием качественного топлива, но остается кратковременная детонация при переходных режимах работы.

Силовые агрегаты с повышенной литровой мощностью (например, с нагнетателем) отличаются увеличенным давлением рабочей смеси на впуске в цилиндр. При использовании некачественного топлива или нарушении условий охлаждения возрастает риск детонации.

В конструкции предусмотрен датчик, который определяет момент начала взрывного сгорания топливной смеси и регулирует работу систем (например, снижает давление в системе наддува при помощи специального клапана в турбине либо корректирует момент зажигания).

Детонация газовых и дизельных двигателей

Есть убеждение, что процесса детонирования у моторов, работающих на пропан-бутане или метане, не бывает, но это совершенно ошибочное мнение. Достаточно часто на машинах, где используется в качестве топлива газ, возникает дизелинг, преимущественно явление происходит из-за следующих факторов:

не отрегулирован газовый редуктор (бедная смесь);
стоит позднее зажигание;
образовался кокс в камерах сгорания;
установлены свечи с низким калильным числом.

Чаще всего детонация здесь проявляется при глушении двигателя на газу, причем, на бензине нередко она вовсе отсутствует. Если на бензиновом топливе детонирования нет, а на газу есть, скорее всего, нужно разбираться с настройкой ГБО, также в значительной степени влияет на работу газового ДВС свечи, потому что для воспламенения газового топлива требуется более мощная искра.

Детонация дизельного двигателя в привычном понимании отсутствует: в дизелях топливовоздушная смесь не воспламеняется от искры, энергия преобразуется в движение, а не в тепло, значит, и температура внутри цилиндров меньше. Но дизельный ДВС может «жестко» работать из-за неверно выставленного угла впрыска топлива, плохого сгорания солярки, объединенной смеси, такая работа похожа на детонирование. На современных авто датчик детонации устанавливается на дизелях с электронным топливным насосом высокого давления, он корректирует угол впрыска, и при отказе ДД или обрыве в проводах мотор начинает работать со стуком, увеличиваются обороты.

Почему возникает детонация в цилиндрах двигателя

Специалисты выделяют несколько главных причин, по которым топливо детонирует в двигателе.

Прежде всего, стоит сразу выделить использование низкооктанового бензина в агрегатах с высокой степенью сжатия. Если просто, октановое число бензина ( АИ-92, 95 или 98) фактически указывает на его детонационную стойкость, а не на качество, как многие ошибочно полагают.

Использование топлива с неподходящим октановым числом для конкретного двигателя закономерно приводит к тому, что топливно-воздушный заряд детонирует при сильном сжатии. Еще добавим, что простые двигатели, которые не имеют ЭСУД и датчика детонации, подвержены большему риску.

Закоксовка двигателя. Важно понимать, что современные моторы не только на иномарках, но и на отечественных авто сильно отличаются от аналогов времен СССР. В двух словах, если моторы на модели «Москвич» 2141 имели степень сжатия около 7 единиц и нормально работали на любом топливе, то сегодня агрегаты имеют от 9 до 11 и более единиц.

Нарушение процесса смесеобразования. В этом случае может начать детонировать слишком «богатая» смесь, в которой много топлива по отношению к количеству воздуха.

Отметим, что такая детонация может быть кратковременной и часто остается незамеченной для водителя, однако об отсутствии вреда для двигателя при этом говорить никак нельзя.

Угол опережения зажигания (УОЗ). Простыми словами, угол зажигания определяет, в какой момент будет подана искра в камеру сгорания. Если учесть, что в норме топливо не взрывается, а горит, тогда становится понятно, что процесс сгорания также занимает некоторое время.

При этом важно сделать так, чтобы максимум давления газов на поршень, которые образуются в результате сгорания порции топлива, приходился именно на момент рабочего хода поршня. Только так можно эффективно передать через поршень энергию расширяющихся газов на коленвал.

Для этого искру можно подать немного раньше того момента, пока поршень дойдет до верхней мертвой точки (ВМТ). За это время топливо успеет воспламениться, а расширение газов и рост давления на поршень как раз произойдет в тот момент, когда поршень уже достигнет ВМТ и затем пойдет вниз.

Конструктивные особенности камеры сгорания. Бывает так, что некоторые двигатели изначально склонны к детонации. В ряде случаев причиной является само устройство камеры сгорания, реализация ее охлаждения и т.д.

Как устранить детонацию на бензиновом моторе

Чтобы не возникала детонация на бензиновом ДВС, следует придерживаться следующих правил:

заливать в топливный бак бензин, рекомендованный заводом изготовителем, заправляться на проверенных заправках;
не допускать перегрева двигателя, следить за температурой в охлаждающей системе по датчику на панели приборов;
при увеличенном расходе масла производить ремонт поршневой группы, если расход относительно небольшой, как вариант можно попробовать произвести раскоксовку двигателя;
устанавливать свечи с соответствующим калильным числом.

Если на приборном щитке загорается лампа диагностики Check Engine, и при этом движок детонирует, необходимо провести компьютерную диагностику. Наиболее частые ошибки, связанные с неисправностью ДД или его цепи:

Р0327 – слабый сигнал;
Р0328 – высокий уровень сигнала;
Р0325 и Р0326 – повреждение электроцепи ДД.

Как устранить «стук пальцев» в жаркую погоду, вопрос волнует многих водителей, особенно, если при обычной температуре окружающей среды детонирования не возникает. Пожалуй, самое разумное решение в этом случае – заправка автомобиля топливом с более высоким октановым числом, ведь если заливать в бак вместо Аи-92 бензин Аи-95, хуже от этого точно не будет, зато детонационные стуки пропадут. Многое зависит от качества топлива, поэтому лучше заправляться на АЗС с хорошей репутацией.