Детонация в дизельном двигателе

Причина детонации

В дизельном двигателе воздух сжимается в цилиндре так сильно, что его температура превышает температуру воспламенения дизельного топлива. Незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ), в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое мгновенно воспламеняется. Если количество впрыскиваемого топлива избыточно велико, в цилиндре возникают сильные ударные волны, вызывающие детонацию.

Способы предотвращения детонации

Громкий звук детонации в большинстве случаев можно услышать при работе холодного дизеля на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. В этом виновата большая задержка воспламенения, которая, как известно, уменьшается при увеличении давления и температуры. Детонация во время холостого хода не опасна для двигателя и исчезает при повышении нагрузки.

В двигателях с непосредственным впрыском дизельного топлива в воздух в камере сгорания детонацию можно устранить, уменьшив количество топлива, впрыскиваемого во время задержки воспламенения. Основное количество впрыскивается сразу после начала сгорания. Недостатком является невозможность полностью устранить выброс сажи, которая возникает, если у топлива перед воспламенением недостаточно времени для испарения и смешивания с воздухом. Когда температура и давление высоки и нет достаточного количества воздуха для сгорания, возникает реакция крекинга (расщепления молекул), которая приводит к образованию сажи. Сажа сгорает не полностью и попадает в отработавшие газы.

Детонационное сгорание топлива можно также устранить с помощью разделения камеры сгорания. Дизельное топливо впрыскивается в изолированную полость (предварительную камеру) в головке блока цилиндров.

Рис. Разделенная камера сгорания дизельного двигателя

Из-за недостатка воздуха там может гореть не всякое топливо. Вследствие предварительного сгорания в предварительной камере повышаются температура и давление.

Топливо, которое не сгорело, через сужение попадает с большой скоростью в основную камеру сгорания, где и догорает до конца. Вследствие растяжения по времени процесса сгорания детонационный шум подавляется даже при использовании топлива с большой задержкой воспламенения. Правда, при этом наблюдается повышенный удельный расход топлива.

Наряду со способами смесеобразования, когда топливо впрыскивается в воздух, существует метод подачи топлива, разработанный в компании «MAN», при котором дизельное топливо впрыскивается так, что тонкой пленкой оседает на поверхности камеры сгорания. При использовании данного метода детонация не возникает, так как топливо сгорает в том объеме, в котором оно испаряется со стенки и смешивается с воздухом. Двигатели, работающие по данному принципу смесеобразования, называются многотопливными двигателями внутреннего сгорания, так в них можно использовать все виды топлива, от смазочного масла и дизельного топлива до бензина.

Производители горючего также прилагают старания, чтобы устранить детонацию. Дизельное топливо после нефтеперегонки имеет диапазон кипения 160-90 °С. Оно содержит много насыщенных углеводородов, которые легко воспламеняются. Плотность дизельного топлива составляет р — 0,83 г/ см3, а его удельная теплота сгорания Нu

42000 кДж/кг. При добавлении присадок для ускорения сгорания воспламеняемость дизельного топлива еще больше увеличивается. Действие присадок заключается в том, что топливо воспламеняется непосредственно при попадании в горячий воздух, а при повышении температуры задержка воспламенения дизельного топлива уменьшается. Для этого достаточно добавить в дизельное топливо присадки для ускорения воспламенения в количестве 0,1-1 объемного процента.

Определение воспламеняемости дизельного топлива

Воспламеняемость дизельного топлива выражается с помощью цетанового числа (CZ). Оно означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и определенная сравнительная смесь из цетана и a-метилнафталина.

Легковоспламеняемым реагентом смеси является цетан. Он имеет цетановое число 100, в то время как л-метилнафталин — цетановое число 0. Таким образом, например, цетановое число CZ = 55 означает, что дизельное топливо имеет такую же склонность к воспламенению, что и сравнительная смесь из 55% (объемных долей) цетана и 45% (объемных долей) a-метилнафталина. Воспламеняемость повышается при росте цетанового числа.

Определение цетанового числа выполняется так же, как и определение октанового числа бензина с помощью эталонного двигателя, специально предназначенного для этих замеров. Используются двигатель для оценки детонационной стойкости бензинов по методу компании «BASF» и стандартный двигатель для оценки детонационной стойкости топливных материалов — одноцилиндровые четырехтактные дизельные двигатели с устройством для регулирования конечного давления сжатия. В то время, как в двигателе компании «BASF» конечное давление сжатия регулируется с помощью ограничения впускаемого воздуха, в стандартном двигателе регулировка выполняется путем изменения степени сжатия.

Ниже измерение цетанового числа 1952/54 описывается на примере испытательного двигателя, разработанного компанией «BASF» — четырехтактного дизельного двигателя с вихревой камерой сгорания и системой испарительного охлаждения. Он работаете частотой вращения коленчатого вала приблизительно 1000 мин а тормозной генератор создает момент сопротивления. Сначала в двигатель подается исследуемое дизельное топливо. Впрыскиваемое количество должно быть отрегулировано согласно расходу 8 ± 0,3 см3/мин, а момент впрыскивания — на 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке. Во впускном коллекторе двигателя установлена дроссельная заслонка, а перед ней — измерительный диффузор. подключенный к вакуумметру. Дроссельная заслонка закрывается, уменьшая тем самым давление сжатия, пока задержка воспламенения дизельного топлива не будет равна 20° угла поворота коленчатого вала к верхней мертвой точке, а горение не начнется точно в верхней мертвой точке поршня.

Величина разрежения отображается на дисплее вакуумметра. Воспламеняемость дизельного топлива высока, когда разрежение имеет низкое значение. Тогда через диффузор проходит лишь небольшое количество воздуха, и конечное давление сжатия — низкое.

По окончании измерения дизельного топлива впрыскиваются две сравнительные смеси при тех же условиях. Цетановое число сравнительных смесей должно различаться всего на четыре единицы. Кроме того, цетановое число дизельного топлива должно находиться в диапазоне между цетановыми числами двух сравнительных смесей. На основании зафиксированных показаний вакуумметра цетановое число дизельного топлива рассчитывается посредством линейной интерполяции и округляется до целого числа.

Цетановые числа современного дизельного топлива составляют 50-55 единиц.

Водителям приходится сталкиваться с эффектом неконтролируемого возгорания топлива в цилиндрах силовых агрегатов в виде взрывов. В результате сверхвысоких температур и огромного давления, возникает мощная взрывная ударная волна, которая называется «детонация двигателя». Она сопровождается мгновенным выбросом большого количества энергии и разрушениями различной степени тяжести.

Причины детонации дизельного двигателя

При нормальной работе ДВС смесь возгорается, когда поршня находится в верхней точке ВМТ, при опережении угла зажигания в 2 – 3 °. Догорание смеси продолжается и после ВМТ при движении поршня в обратную сторону. Расчетная скорость перемещения языка пламени равна 30 м/сек. Во время взрыва данный параметр резко возрастает, достигая значения 2 тысячи метров за одну секунду.

Детонация двигателя возникает при:

• постоянном движении машины;
• возрастании нагрузок;
• при работе на различных передачах;
• в т. ч. на холостом ходу.

Она вызвана нарушениями параметров при сгорании топлива. Плавный процесс мгновенно сменяется сильным взрывом, что приводит к негативным последствиям:

• разрушения поршней, цилиндров;
• деталей кривошипно-шатунного механизма;
• резкое возрастание температурного режима;
• уменьшение мощностных характеристик;
• возрастание потребления горючего.

Наиболее частые причины детонации двигателя:

1. Нарушение регулировок.
2. Некачественное смешение горючего с кислородом.
3. Недостаточная эффективность охлаждающей системы.
4. Нарушение эксплуатационных требований.
5. Применение бензина низкого октанового числа.
6. Конструктивные недоработки двигателя.

Последствия детонации двигателя

Для осуществления разгона транспортного средства, водитель резко вдавливает педаль газа. При попадании топлива в условия с повышенным давлением, сверхвысокими температурами, происходит воспламенение. Внутри камеры генерируется дополнительное давление, создается взрывная волна с возрастающей амплитудой, возникает цепная реакция, не поддающаяся контролю, коленвал вращается с огромной скоростью.

Детонация приносит огромные разрушения элементам двигателя:

1. Срываются и обламываются кромки поршней.
2. Нарушается целостность цилиндров, разрушаются стенки.
3. Прокладка головки ГБЦ полностью разрывается.
4. Датчики дроссельные выходят из строя.

В отличие от детонации, при нормальном функционировании топливо равномерно сгорает и передает энергию движения на поршни, затем на коленчатый вал и т.д.

Влияние особенностей эксплуатации на силу детонации

Даже в исправном механизме велика вероятность, что произойдет детонация двигателя при разгоне или при эксплуатации машины с повышенными нагрузками. Топливо начинает детонировать при длительных подъемах, особенно если скорость превышает установленную передачу. Выражаясь иначе, водитель не должен давить на газ при преодолении подъема, пока не осуществит переход на понижение скорости.

В это время коленчатый вал имеет низкие обороты, не хватает мощности на подъем автомобиля в гору. В общее звучание работающего двигателя добавляются отчетливые детонационные стуки, вызванные высокочастотной взрывной волной.

Топливовоздушные смеси вызывают детонацию при недостаточном охлаждении и неисправностях в системе:

• преждевременное раннее зажигание;
• перегревание мотора;
• наличие большого количества нагара в камерах;
• закоксованность стенок цилиндров, приводящая к увеличению степени сжатия.

Интересно: Известны случаи, когда мастера тюнинга искусственно устраивают раннее преждевременное зажигание. Этим способом пытаются улучшить реакцию движка на нажатие педали газа при работе на уменьшенных оборотах. Смесь воспламеняется раньше, чем поршень достигает ВМТ, т. е. препятствует его движению. Здесь главное – не допустить перегрева.

Если накопилось много нагара, объем камеры резко уменьшается, а значит степень сжатия возрастает. Вредные отложения способствуют значительному повышению температурного режима . Случается, что нагар тлеет, в результате чего смесь самовоспламеняется в самый неподходящий момент (эффект калильного зажигания). Это неконтролируемое явление – детонация двигателя при выключении зажигания. При несанкционированном возгорании топлива двигатель несет серьезный ущерб, его моторесурс значительно сокращается.

Прошивки и детонация

Помимо причин, описанных выше, также имеют влияние изменения, направленные на повышение экономичности топлива. «Экономичная прошивка» заключается в следующих усовершенствованиях:

1. Установка неподходящего калильного числа свечей зажигания.
2. Изменения в топливной аппаратуре.
3. Чип-тюнинг электронного блока ЭБУ с целью внесения корректировок топливных карт.

После проведения данных мероприятий смеси для разных режимов обедняются, что влечет снижение динамических характеристик авто.

Родные настройки ЭБУ рассчитаны на нормальное воспламенение смесей при номинальном температурном режиме в камерах. Детонация чаще всего случается после проведения прошивки при использовании смесей обедненного состава, автомобиль при этом испытывает серьезные нагрузки. На таких смесях детали двигателя быстро перегреваются и при впрыске возникает бесконтрольное возгорание.

Детонация при запуске двигателя

Холодный инжектор при запуске может детонировать при поступлении обедненного топлива в цилиндры. Как правило, это обусловлено засорением отверстий распыляющих форсунок. При их засоре топливо подается в ненадлежащем объеме. После прогрева детонация исчезает. Чтобы избавиться от негативного эффекта, рекомендуется регулярно проверять и очищать топливные фильтры. Засорение форсунок считается серьезным дефектом, избавиться от которого трудно без демонтажа.

Детонация дизельного двигателя

В отличие от инжекторов, в дизелях топливо не поджигается, оно самовоспламеняется при впрыске в цилиндр с раскаленным сжатым воздухом. Если объем горючего превышает установленную величину, в камере сгорания развивается ударная волна. Детонация двигателя на холостых оборотах сопровождается громким звуком, считается, что данный эффект не представляет опасности и постепенно исчезает с увеличением нагрузки.

Причины детонации дизельного двигателя на холостых оборотах – задержка возгорания топлива. Этот временной промежуток сокращается по мере возрастания температуры в системе.

Как снизить вероятность возникновения детонации:

1. Уменьшить количество, впрыскиваемого горючего.
2. Разделить камеры сгорания (предварительный отсек, рабочий).
3. Впрыскивать топливо по методу MAN.
4. Добавлять специальные присадки в дизтопливо, за счет которых происходит ускорение возгорания.

Детонация дизельного двигателя после выключения зажигания возникает по следующим причинам:

• засорение отверстий форсунок;
• отказ насоса ТНВД;
• отложения нагара.

Основные признаки детонации

От сильных взрывов при работе двигателя слышны звонкие металлические постукивания, отработавшие газы изменяются по оттенкам. Многие рабочие элементы деформируются и выходят из строя.

Внешние проявления детонации:

1. Дым темного цвета, выходящий из системы выхлопа.
2. Снижение мощности.
3. Вибрации усиливаются по мере возрастания амплитуды взрывной волны.
4. Двигатель не реагирует на управление со стороны водителя (неустойчивая работа).
5. Детали и узлы перегреты до критических температур.

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.

Детонация дизельного топлива — это чрезмерно быстрое (взрывное) и неконтролируемое сгорание в цилиндрах двигателя топливо-воздушной смеси. Происходит оно по разным причинам, но основными специалисты считают некачественное топливо, низкое цетановое число и нарушения впрыска его в цилиндры.

Отчего возникает детонация топлива в двигателе?

Явление детонации присуще, в своём большинстве, бензиновым двигателям, но не лишены этой беды и дизели. При работе поршневой группы степень сжатия воздуха в дизелях составляет от 14:1 до 25:1. В процессе сжатия воздух разогревается, и, когда происходит впрыск топлива, последнее воспламеняется.

Сгорая, оно увеличивает давление и температуру в камере. Но происходит всё это в объёме камеры сгорания неодинаково. Чтобы сгорание было равномерным, нужно чтобы воздух был одинаково перемешан с топливом во всех точках объёма, то есть смесь должна быть в виде мелкодисперсного тумана с равномерной концентрацией обоих компонентов.

Чтобы добиться этого, производители дизелей длительными экспериментами ищут оптимальное положение впрыскивающего инжектора, применяют индукционные клапаны, камеры предварительного сгорания и другие устройства. Целью этих поисков является увеличение интенсивности завихрения смеси для улучшения поджига и качества сгорания.

При впрыске топлива в разогретый до температуры его воспламенения воздух горение начинается вблизи сопла инжектора. Сфера огня затем распространяется по объёму, сжимая и увеличивая температуру оставшейся смеси. В этот момент и возникает детонационное сгорание топлива в дальних углах камеры.

В них топливо не поджигается фронтом распространения огня, а детонирует — взрывается в один момент с резким увеличением давления и температуры. Возникает сильная ударная волна, которая бьет по поршню, стенкам цилиндра и клапанам.

Скорость нормального распространения пламени в камере сгорания составляет 20-40 м/сек. Скорость распространения огня при детонации топлива — в сто раз больше (2-4 км/сек).

В целом детонация представляет большую угрозу для двигателя. Взрывное сгорание топлива при длительном воздействии повреждает в той или иной степени и цилиндропоршневую группу, и кривошипно-шатунный механизм, и ведёт к неминуемому дорогостоящему ремонту.

Детонация дизельного топлива может быть двух видов:

1. малозаметной или допустимой;
2. критической, возникающей при высоких нагрузках или на холостом ходу.

Причинами детонации топлива у дизельных двигателей могут быть:

• низкое качество топлива;
• неправильная установка момента впрыска топлива;
• подтекание форсунок;
• неправильный выбор толщины прокладки под головку блока цилиндров;
• конструктивные особенности.

Низкое качество топлива проявляется в процессе детонации в том, что скорость горения его ниже норматива. Поэтому дальние уголки камеры, пока до них не дошло пламя, перегреваются, что приводит к их взрывному воспламенению. Одним из способов борьбы с детонацией является введение в топливо присадок, увеличивающих скорость горения (которая всегда остаётся намного ниже детонационной скорости).

Как устранить детонацию дизельного топлива?

Специалисты предлагают слить топливо из бака, заправить машину заведомо качественным, с гарантированным цетановым числом в диапазоне 51-55. И непременно поменять АЗС, не экономить, покупая дешёвую солярку в сомнительных местах. Если эти действия не решают проблему, нужно обращаться в СТО для проведения комплексной компьютерной диагностики.

Если вам понравилась наша статья и мы как-то смогли ответить на ваши вопросы – то будем очень благодарны за хороший отзыв о нашем сайте!

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 двигателя — причины и советы по устранению

Детонация двигателя является одной из самых тревожных проблем транспортного средства, но не многие знают, что это такое и с чем связано. В принципе, она возникает, когда смесь воздух/топливо внутри цилиндра неправильно распределяется, что делает неравномерным горение. В нормальных условиях топливо сгорает в цилиндре в процессе смешивания с воздухом и необходимой энергией. Когда начинается взрыв внутри цилиндра, оно горит неравномерно, что может повредить стенки цилиндра и сам поршень.

Базовое понимание детонации

Детонация мотора появилась одновременно с рождением двигателя внутреннего сгорания и описывается как автоматическое зажигание газа в камере сгорания. В первое время не было возможности проверить её действие и бытовало мнение, что всё дело в зажигании. Тем не менее только в 1940 годах была проверена теория её возникновения, возможность обнаружения и последующие действия устранения этого явления.

Датчик детонации

На современных агрегатах установлен датчик детонации, который способен контролировать уровень опасности. Это устройство воспринимает, а в дальнейшем преобразовывает механическую энергию колебаний цилиндров в электрический импульс. По сути, датчик постоянно посылает сигналы в электронный блок управления двигателем, а сам блок следит за изменениями состава смеси и угла опережения зажигания. С его помощью также можно достигнуть более экономичной работы при максимальной мощности двигателя.

С чего начинается детонация

На видео показано, что такое детонация двигателя:

Когда двигатель переходит в детонацию, слышится громкий шум. Поскольку её последствия очень печальны, важно определить, что является причиной такого взрывного горения горючей смеси. Чтобы устранить проблему, возможно, нужно изменить работу двигателя, в противном случае она может его разрушить в короткий промежуток времени.

Характерный звук от двигателя в процессе этого явления обусловлен давлением волны в случае сгорания от вибрации стенок цилиндра. Газ и форма, размеры и толщина камеры сгорания и стенки цилиндра определяют высоту звуковой волны.

Детонация двигателя на холостом ходу может произойти после прохождения транспортным средством условий, которые способствуют повышению нагрева деталей силового агрегата. Даже если выключить зажигание, под воздействием энергии коленчатый вал продолжает движение, что приводит к попаданию топлива в цилиндр мотора, а там оно успевает нагреться до такой температуры, что само по себе воспламеняется.

Причины детонации

На видео рассказано о причинах детонации двигателя:

Детонация двигателя имеет один из самых разрушительных эффектов в любом агрегате. Поэтому нужно немедленно узнать, как устранить её, обнаружив следующие причины взрывного горения в цилиндрах:

Обратите внимание, что каждая из этих возможных причин является относительной. То есть нет абсолютного времени, смещения силы или опережения зажигания, что гарантируют появление детонации. Равным образом не существует никаких абсолютных параметров, которые гарантируют, что такого явления не произойдёт.

Причин много, остановимся на более распространённых из них.

Слишком низкое октановое число топлива в автомобиле

Октановое число топлива

Одной из причин детонации двигателя является низкое качество и низкое октановое число топлива, которое может вызвать целый кластер проблем, таких как повышенная температура камеры сгорания и более высокое давление в цилиндрах.

Октановое число показывает, какую степень сжатия может переносить бензин — чем выше рейтинг, тем топливо более устойчиво к возгоранию. Вот почему более сложные двигатели высокого давления требуют более дорогого топлива.

Октановое число бензина иногда называют антидетонационным индексом. Производители рекомендуют определённый вид смеси для достижения максимальной производительности в своих транспортных средствах.

Эти проблемы могут привести к предварительному зажиганию, а это приводит к тому, что топливо сгорает в двигателе раньше, чем следовало бы. Есть два способа, когда бензин может воспламениться в камере сгорания: от свеч зажигания или от неправильной степени сжатия. Это хрупкое равновесие и любой фактор может испортить весь процесс. Если сжатие двигателя является слишком низким, это приводит к тому, что топливо не сгорает полностью, а оставшиеся компоненты прилипают к внутренним частям камеры. Это накопление отрицательно влияет на цилиндры, что является распространённой причиной взрывного горения.

Нагар на стенках цилиндра

Нагар на стенках цилиндра

Все виды топлива должны иметь определённый уровень очистки, однако этого может быть недостаточно, чтобы остановить отложения нагара. Когда образуются отложения, объём цилиндра эффективно уменьшается, что увеличивает сжатие, которое может вызвать детонацию. Для борьбы с ним сначала попробуйте приобрести моющие присадки в магазине автозапчастей, а затем изменить топливо.

Неправильные свечи зажигания

Использование неправильных свечей зажигания является ещё одной причиной детонации двигателя. Водители часто не понимают рекомендаций производителя, покупая неправильные приборы зачастую с целью экономии. Поскольку свечи зажигания помогают контролировать внутреннюю среду двигателя и работают в довольно точных условиях, неправильно подобранные создают условия для неправильного сжигания топлива. Они могут привести к наращиванию сгорания в камере и повышению температур ходовых частей, которые являются одними из причин возникновения детонации.

Эти три причины являются наиболее распространёнными, а в плане исправления ситуации — наименее дорогостоящими. Если ваш автомобиль по-прежнему имеет детонацию в двигателе после устранения этих причин, оправляйтесь в автосервис.

Как устранить детонацию

На видео рассказано, как можно устранить детонацию двигателя:

http://www.youtube.com/watch?v=ig4F4bx5QOk

Разобравшись, что такое детонация и какие наиболее вероятные причины её возникновения, займёмся тем, как устранить это взрывное горение горючей смеси.

Более высокая скорость помогает снизить вероятность её появления, потому что она сокращает время сжигания. Максимальное давление, следовательно, уменьшается и смесь воздух/топливо не будет подвержена воздействию высоких температур. Примером этому является тот случай, когда вы ведёте свой автомобиль по прямой ровной дороге с холма. Когда вы снова едете в гору, вы начинаете терять скорость и иногда можете услышать, как ваш двигатель детонирует. Таким образом, чтобы получить ускорение, вы переключаетесь на одну-две передачи ниже и ускоряетесь снова, тем самым убирая такое явление.

Повышение влажности на самом деле также снижает риск детонации. Высокое содержание воды в воздухе способствует снижению температуры горения.

Наиболее распространённые трюки (и простые варианты), используемые водителями для получения максимальной производительности без детонации:

1. Использование более высокооктанового топлива.
2. Торможение на опережение зажигания.
3. Снижение температуры в камере сгорания. Эта задача может быть решена посредством интеркулера или с помощью нагнетания воды. Охладитель принимает входящий нагнетённый воздух и передаёт его через серию воздушных охладителей, таким образом уменьшая температуру.

На видео показано, как происходит детонация дизельного двигателя:

Детонация двигателя не новая проблема, производители пытались устранить или уменьшить её возникновение на протяжении многих лет. Это сложный процесс, что включает в себя множество различных факторов, но чтобы по-настоящему понять, как работает двигатель, вы должны понять, отчего происходит детонация, и изучить шаги, которые ей способствуют.

Всегда обращайте пристальное внимание на все посторонние шумы и стуки, которые исходят от мотора вашего автомобиля, потому что они могут указать на это явление в камере сгорания и должны быть немедленно убраны.

Хотя детонация может быть потенциально опасной для двигателя, ею легко управлять, как только вы поймёте причину возникновения.

Причины детонации двигателя, Стуки в двигателе

Многие из нас слышали такую фразу «двигатель детонирует» «стуки в двигетеле» но не все знают, что эта фраза означает, а еще меньше как бороться с детонацией в двигателе. Детонация топлива в двигателе – это процесс взрывообразного сгорания топлива, при этом топливовоздушная смесь воспламеняется самопроизвольно, а не от искры свечи зажигания. Детонация возникает, когда двигатель работает при пиковых нагрузках. основным признаком детонации двигателя будет специфический звук — он воспринимается как металлический «звон».

 

Причины детонации двигателя

В цилиндре возникает несколько очагов возгорания топливной смеси, что приводит к росту удельных нагрузок на элементы цилиндропоршневой группы и локальному перегреву двигателя. Из-за повышенных нагрузок, цилиндропоршневая группа (ЦПГ) двигателя изнашивается значительно быстрее, поэтому не рекомендуется длительная эксплуатация двигателя с признаками детонации. Детонировать могут как бензиновые, так и дизельные двигатели. Так почему же возникает детонация в двигателе?

Некачественное топливо

Заправка некачественным топливом с низкой детонационной стойкостью или с несоответствующим октановым/цетановым числом очень часто бывает причиной детонации. Это, пожалуй, самая простая причина возникновения детонации. Чтобы решить эту проблему, необходимо израсходовать некачественное топливо в баке и в следующий раз более тщательно выбирать марку бензина и АЗС. Но даже разовая заправка некачественным топливом может привести к серьезным последствиям, подробнее об этом читайте здесь «Заправка некачественным топливом».

Чтобы надежно защитить двигатель своего автомобиля от воздействия некачественного топлива, рекомендуем всегда в запасе иметь средства, содержащие пакет топливных присадок и применять их, как только появляются подозрения, что вы заправились топливом сомнительного качества. Для улучшения качества топлива рекомендуем использовать:

Ранее зажигание

В исправном двигателе топливная смесь воспламеняется в момент, когда поршень находиться в верхней мертвой точке (ВМТ), в этот момент в цилиндре создается максимально давление. Не сложно догадаться, что при раннем зажигании топливная смесь воспламеняется, когда поршень еще не дошел до ВМТ. В этом случае поршень движущийся вверх встречается со взрывной волной, происходит резкое повышение давления в цилиндре и возникает детонация, разрушительно воздействует на детали ЦПГ. Следствием раннего зажигания являются:

• детонация топлива;
• неравномерная работа двигателя;
• потеря мощности двигателя;
• хлопки в выпускной коллектор.

Чтобы победить детонацию в карбюраторных моторах необходимо выполнить регулировку угла зажигания. Регулировка выполняется путем поворота распределителя зажигания (трамблера) на определенный угол, данную процедуру можно выполнить самостоятельно или обратиться на СТО.

В дизельных двигателях из-за специфики их конструкции, картина с ранним зажиганием немного другая. Если топливо впрыснуть в цилиндр слишком рано, когда температура сжимаемого воздуха не высокая, топливо будет плохо испаряться и часть его осядет на стенках цилиндра или на дне поршня. Топливо сгорает в цилиндре не полностью, мощность двигателя снижается, а начавшийся процесс сгорания топлива повышает давление газов и препятствует движению поршня до ВМТ. Регулировка угла опережения подачи топлива, позволит устранить детонацию, устройство регулировки расположено на корпусе топливного насоса или его привода.

На современных бензиновых/дизельных моторах за работу системы зажигания отвечает электронный блок управления (ЭБУ), который получает данные от датчика положения коленвала (ДПК), так что выполнить корректировку зажигания самостоятельно не удастся. Для восстановления корректной работы системы зажигания без компьютерной диагностики ЭБУ не обойтись, может потребоваться замена ДПК или перепрошивка ЭБУ.

Богатая топливовоздушная смесь

Топливная смесь называется богатой если в ней увеличенное содержание топлива, такая смесь в цилиндрах сгорает не полностью, к этой проблеме склонны как бензиновые таки дизельные моторы. Во время такта сжатия, при увеличении давления и температуры, несгоревшее топливо провоцирует локальное самовоспламенение новой порции топливовоздушной смеси, иными словами детонацию. Если двигатель работает на обогащенной топливной смеси, то выхлоп двигателя приобретает черный цвет, по этому признаку можно диагностировать данный вид неисправности двигателя. О том, что влияет на приготовление топливной смеси и как бороться дымлением автомобиля читайте в нашей статье «Дымит двигатель: белый дым, черный дым, сизый дым».

Отложения в камере сгорания

Скопление в камере сгорания значительного количества нагара и отложений может спровоцировать детонацию топлива. Отложения препятствуют нормальному теплообмену, внутри цилиндра повышается рабочая температура, что и провоцирует самовоспламенение топливной смеси. Также отложения уменьшают объём камеры сгорания, в результате топливная смесь сжимается сильнее, при этом ее температура увеличивается, что также может быть причиной детонации. Стоит отметить, что в дизельных двигателях отложения образуются намного интенсивнее чем в бензиновых. Очистить камеру сгорания от отложений, можно посредством применения промывок маслосистемы или механическим путем. Подробнее о способах промывки маслосистемы читайте здесь.

Калильное зажигание свечи

Иногда автовладельцы по незнанию или в целях экономии приобретают свечи зажигания пренебрегая рекомендациями автопроизводителей. Если свечи подобраны неправильно, то может возникать калильное зажигание, топливная смесь воспламеняется от перегретого источника еще до появления искры, такая проблема характерная только для бензиновых двигателей. Неуправляемый процесс сгорания топлива приводит к увеличению температуры в цилиндрах двигателя.

В лучшем случае из-за перегрева свеча выйдет из строя в худшем произойдет разрушение поршневых колец, задир поршня или дно поршня прогорит. Установка подходящих по параметрам свечей зажигания позволит решить проблему.

Датчик детонации

Датчик детонации служит для контроля степени детонации и жёсткости сгорания при работе двигателя внутреннего сгорания. Датчик устанавливается на блоке цилиндров двигателя и предназначен для преобразования механических вибраций двигателя в электрический синусоидальный сигнал, амплитуда которого пропорциональна мощности вибраций.
Информация датчика позволяет блоку управления откорректировать угол опережения зажигания На бензиновых двигателях или величину пред впрыска На дизельных двигателях до устранения детонационных стуков в двигателе.
Датчик представляет пьезоэлектрический акселерометр с пьезоэлектрической пластиной, который под действием механических вибраций вырабатывает ЭДС (напряжение) переменного тока.
Чем больше амплитуда и частота колебаний, тем выше напряжение. Амплитуда выходного сигнала датчика максимальна на частоте детонационных стуков в двигателе в диапазоне 5…6 кГц.

Когда напряжение на выходе датчика превышает заданный уровень, соответствующий определенной степени детонации, электронный блок управления корректирует характеристику работы зажигания или впрыска. Таким образом, достигается оптимальная характеристика работы системы для конкретных условий эксплуатации.

При неисправности датчика детонации (отсутствии сигнала) на панели приборов загорается соответствующая сигнальная лампа, двигатель при этом продолжает работать.

КОРРЕКТИРОВКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ВПРЫСКА
Датчик детонации используется для корректировки расхода при предварительном впрыске для каждой форсунки при
помощи замкнутого контура. Данный метод является самонастраивающимся и обеспечивает корректировку возможных отклонений форсунок с течением времени.
Принцип использования Датчик детонации основан на определении шумов при горении. Датчик установлен на блоке таким образом, чтобы получать наилучший сигнал от всех цилиндров. Чтобы получать одинаковый ответный сигнал от цилиндров, расположенных рядом с Датчиком детонации и на отдалении от него, входные сигналы обрабатываются для определения переменной, характеризующей интенсивность горения. Данная переменная представляет собой соотношение между интенсивностью фонового шума и шума от горения. Использование соотношения на основе фонового шума двигателя позволяет преодолеть разницу интенсивности шума в разных местах, связанную с центральным расположением акселерометра.
• Первая зона измерения служит для установления уровня фонового шума сигнала акселерометра для
каждого цилиндра. Данная зона поэтому должна соответствовать моменту времени, когда горение
отсутствует.
• Вторая зона измерения служит для измерения интенсивности шума от предварительного горения. Ее расположение должно быть таким, чтобы измерялись только шумы, создаваемые при предварительном впрыске. Поэтому она устанавливается непосредственно перед основным впрыском.

Производится расчет минимального импульса, начиная с которого может происходить горение. Импульсы ниже минимального импульса не вызывают горения, так как при этом время срабатывания обмотки слишком мало для поднятия иглы форсунки. Для определения этого минимального импульса система постепенно увеличивает импульс предварительного впрыска (в приращениях по несколько мс), от 0 мс до значения, которое вызывает горение при предварительном впрыске. После определения данного значения импульса, оно вычитается из физического значения индивидуального кода коррекции форсунки и записывается в ЭБУ. При данной процедуре корректировки, в зависимости от версии, может быть получено от 2 до 6 значений корректировки для каждой форсунки, которые применяются в зависимости от давления топливной рампы. Данные значения корректировки затем прибавляются к запрашиваемым значениям импульсов, чтобы компенсировать отклонение системы.

Принцип корректировки предварительного впрыска, соответственно, заключается в определении минимального импульса. Она выполняется периодически в определенных условиях работы двигателя. По окончании корректировки, новое минимальное значение импульса заменяет значение, полученное при предыдущей корректировке. Первое значение минимального импульса задается корректировочным кодом форсунки. Последующие значения задаются системой, которая определяет новый минимальный импульс и применяет его, определяя разницу между измеренным и номинальным импульсом. Каждая корректировка может впоследствии обновляться при помощи замкнутого контура минимального импульса в зависимости от изменения характеристик форсунки. Такое обновленное значение записывается в энергонезависимую память. Вместе с тем, акселерометр не позволяет измерять количество впрыскиваемого топлива. Он позволяет только точно измерять значение длительности импульса, начиная с которого форсунка осуществляет впрыск.

Примечание:
Стандарт с 2 акселерометрами для версий Евро 5. На двигателе с 4 цилиндрами,
каждый акселерометр будет отслеживать только 2 цилиндра; цель заключается в как можно более точном
определении уровня шума при горении и предотвращении помех из других мест, для максимально точных
корректировок.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УТЕЧЕК В ЦИЛИНДРЕ
Датчик детонации также используется для определения форсунок, заблокировавшихся в открытом положении. Принцип их выявления основан на отслеживании сигнала акселерометра. В случае утечки из форсунки, накопленное топливо самовоспламеняется, если в цилиндре создаются необходимые для воспламенения условия по температуре и давлению (высокие обороты, высокая нагрузка и незначительная утечка). Данное горение начинается приблизительно за 20 градусов до верхней мертвой точки, т.е. задолго до горения, вызываемого основным впрыском. В связи с этим, уровень сигнала акселерометра значительно увеличивается в зоне измерения шума. Именно это увеличение позволяет выявлять утечки. Пороговое значение, после которого фиксируется неисправность, определяется как процент от максимального значения уровня сигнала акселерометра. В связи с серьезностью последствий неисправности, система ее выявления должна быть исключительно надежной. При этом увеличение уровня сигнала акселерометра может быть следствием нескольких причин:
• Слишком большой величины предварительного впрыска.
• Попаданием горения основного впрыска в зону измерения шума (из-за слишком большого опережения или
расширения зоны измерения шума).
• Утечки топлива из форсунки вследствие недостаточной герметичности.
В случае, если уровень сигнала Датчикf детонации становится слишком большим, система в первую очередь
ограничивает расход при предварительном впрыске и задерживает основной впрыск. Если, несмотря на данные
действия, уровень сигнала остается повышенным, это означает, что имеется реальная утечка; ЭБУ фиксирует
ошибку, и происходит остановка двигателя.

ВЫЯВЛЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТИ Датчик детонации
Данная процедура позволяет выявлять неисправность датчика, либо проводки, соединяющей датчик с ЭБУ. Она основана на определении наличия горения. На оборотах холостого хода, зона измерения шума сдвигается на горение, вызываемое основным впрыском. Если уровень сигнала увеличивается, это означает, что акселерометр работает исправно; в противном случае, фиксируется ошибка работы датчика. В случае определения указанной ошибки, ЭБУ отключает предварительный впрыск и сбрасывает давление в аккумуляторе.

Проблемы дизельного двигателя, связанные со стуком форсунок

 5721 |  27.12.2017

Особенности конструкции бензиновых и дизельных силовых агрегатов определяют различия между ними. Визуально владельцы транспортных средств обращают внимание на более высокий уровень шума при работе турбодизелей. Различимыми звуками являются дребезг и звон детонации – характерные при эксплуатации дизельного мотора.

 

Причиной более высокого уровня шума является принцип работы агрегата. При сжатии воздуха в цилиндрах и воспламенении горючей смеси слышно характерное тарахтение. Для бензиновых агрегатов сравнимый уровень шума возможен при различных неполадках. Если дизельный мотор имеет дефекты в работе, определить необходимость ремонта можно по увеличению уровня посторонних звуков.

 

Принцип работы бензиновых силовых агрегатов и турбодизелей отличается. Мотор первого типа предполагает смешивание топлива и воздуха, последующее сжатие горючего и его поджог с помощью свечи накаливания. Для дизельного силового агрегата характерно сжатие выступающих воздушных масс. При поступлении топлива происходит реакция со сжатым воздухом, возгорание смеси без использования системы зажигания.

 

Тарахтения дизельного мотора объясняется принципом действия силового агрегата. В момент контакта воздуха, разогретого сжатием до высокой температуры, и холодной солярки происходит воспламенение смеси. Поршень в момент контакта находится вблизи мертвой точки. В цилиндре происходит детонация, звук от которой отчетливо слышен. Владелец транспортного средства слышит тарахтение мотора. В зависимости от параметров силового агрегата меняется сила звука. Чем выше степень сжатия, тем громче тарахтит дизель.

 

 

 

Большинство бензиновых моторов имеют степень сжатия топливной смеси в интервале от 8:1 до 10:1. Для дизельных моторов данный показатель существенно выше. Минимальное значение составляет 14:1, максимальное достигает величины 25:1. Подобные характеристики обеспечивают большую эффективность эксплуатации турбодизеля. Повышенный шум является побочным эффектом, не влияющих на качество работы и ходовые характеристики мотора.

 

Типовым признаком дизельного силового агрегата является отсутствие системы зажигания электронного типа. За счет подобной конструкции моторы на солярке плохо заводятся при низких температурах. Одним из решений облегчения пуска является установка свечей накаливания. От стандартного аккумулятора свечи запускаются в работу и прогревают проволочную катушку в камере сгорания. На холодных оборотах такая конструкция обеспечивает более уверенную работу двигателя, при этом шум становится более заметным. Постепенно звук работающего мотора уменьшается. Заглушить шумы можно при помощи установки специальных опор. По крайней мере, в салоне транспортного средства становится более комфортно находиться. 

 

Как определить поломку дизельного двигателя по звуку работы

 

При длительной эксплуатации автомобиля многие владельцы начинают различать характерный звук работы силового агрегата. Исправный мотор функционирует равномерно, без посторонних шумов и стуков. Если отчетливо слышны нехарактерные звуки, лучше всего обратиться в сервисный центр. Для моторов разных марок и моделей причины изменения шумом могут отличаться. В отдельных случаях решить проблему поможет плановое обслуживание. В других ситуациях требуется немедленная диагностика и ремонт ДВС.

 

 

 

 

Для большинства двигателей дизельного типа любая поломка или дефект сопровождаются изменениями в уровне шума. Для исключения ошибок в определении причин требуется комплексная диагностика ДВС, так как подобные звуки могут исходить от разных узлов. Легче всего исправлять поломки, вызванные ослаблением фиксирующих элементов. В противном случае может потребоваться дорогой ремонт.

 

Характерные виды стуков

 

Посторонние шумы в работе дизельного двигателя можно разделить на четыре условные категории: по силе, звучанию, цикличности, причине возникновения. Такой подход позволяет составить классификацию звуков, быстрее и точнее определить истинную причину поломки.

 

Если посторонние шумы практически незаметны, допускается использование транспортного средства. При этом желательно посетить сервисный центр для диагностики и устранения дефекта. При среднем уровне шума эксплуатация автомобиля возможна лишь в течение короткого периода, лучше всего немедленно показать технику квалифицированному мастеру.

 

Если посторонние звуки раздаются громко и отчетливо, необходимо немедленно заглушить мотор и вызвать эвакуатор. Дальнейшее использование техники возможно только после диагностики и устранения поломок. В противном случае последствия станут необратимыми, может потребоваться замена ДВС.

 

При звонких стуках необходимо обратить внимание на точки соприкосновения твердых элементов мотора. Глухие удары говорят о соприкосновении металла и более мягких материалов, происходящем при непосредственном контакте с маслом. От уровня цикличности зависит определение срочности обращения в сервис. Если появление посторонних шумов нельзя связать с определенной периодичностью, проблема может быть как простой, так и сложной. При циклически повторяющихся стуках желательно сразу обратиться в сервис.

 

 

 

Основные причины посторонних шумов силового агрегата

 

В большинстве случаев ремонта дизельных ДВС причины появления посторонних шумов схожие. Специалист может достоверно определить причину поломки по характеристикам стука. Удары внутренних элементов друг об друга трудно спутать при наличии большого опыта и высокой квалификации. Существует несколько типовых причин, связанных с посторонними стуками.

 

Проблемы с распредвалом

 

При запуске силового агрегата и его работе на холостых оборотах может отчетливо издаваться глуховатый стук. Постепенно звук становится мягче и совсем пропадает, что объясняется поступлением разогретого масла к подшипникам. Скорее всего, данные элементы требуется заменить. Износ механизмов связан с использованием некачественного масла, наличием в жидкости посторонних примесей. Устранение царапин на валу требует сложного ремонта. В противном случае двигатель может быстро выйти из строя.

 

Проблемы с коленвалом

 

Для дизельных двигателей износ коленвала становится причиной посторонних шумов. Чаще всего дефекты фиксируются на шейках и вкладышах. В результате подшипники расшатываются. К ним поступает недостаточное количество смазки. Одновременно на коленвал попадают вода, охлаждающая жидкость, посторонние примеси. Последствия – деформация шеек коленвала и дорогой ремонт.

 

Выход из строя насос-форсунок — причина стука коленвала. Также причинами могут быть заклинивание иглы, дефекты и сбои в работе насоса ТНВД. Чаще всего постороннее постукивание связано с постукиванием плунжера. При использовании низкокачественной горючей смеси наблюдаются сбои в работе ТНВД, мотор стучит на холостом ходу. В некоторых случаях посторонние шумы начинаются в процессе движения автомобиля.

 

Проблемы с распределением фаз

 

Характерная причина появления стука – сбой в работе системы фазораспределения. Такие ситуации влекут за собой недостаточный ход поршня. Данный элемент не достает до нужных клапанов, соответственно двигатель работает со сбоями.

 

Проблемы с форсунками дизельных двигателей

 

Неисправности насос-форсунок являются основными причинами посторонних шумов при работе дизельного мотора. Форсунка  — один из основных узлов любого силового агрегата, от ее состояния зависит работоспособность двигателя. С помощью данных элементов обеспечивает подача горючей смеси в камеру сгорания. Частота импульсов форсунки превышает 2 тысячи в минуту.

 

 

 

За счет работы инжектора топливо равномерно распределяется по всей верхней части поршня. Горючая смесь горит в форме факела. По своему типу и конструкции форсунки могут быть механическими и электромеханическими. Стук издают элементы любого типа. Чаще всего владелец отчетливо слышит стрекот или цоканье из-под капота. Определить наличие посторонних звуков можно при касании рукой топливопровода. Специалист сразу почувствует посторонние вибрации, повторяющиеся циклично.

 

Диагностика и поиск дефектов форсунок

 

При наличии некоторого опыта, инструмента, места для осмотра, проверить работоспособность форсунок можно своими силами. Владелец должен последовательно отсоединять топливные трубки, выкручивать форсунки, начиная с первого цилиндра. Вместо форсунок используются заглушки. После отключения каждой форсунки внимательно слушается двигатель. Если характерный стук пропадает, проблема кроется в работе последнего отключенного элемента. Один из вариантов – отключение форсунок парами.

 

Основные причины стука форсунок

 

Изменения и сбои в настройке топливной арматуры являются причиной появления шума. Аналогичные последствия фиксируются при использовании некачественной горючей смеси или подаче излишнего объема топлива. В таких ситуациях необходимо последовательно отсоединять штуцеры с форсунок. Визуально можно увидеть последствия жесткого сгорания солярки.

 

Для старых моторов можно постепенно откручивать форсунку. При этом топливо просачивается через штуцер. В камеру поступает меньший объем горючей смеси. Если одновременно происходит снижение уровня шума, потребуется замена последней проверяемой форсунки.

 

Посторонние стуки по причине износа распылителей

 

В производстве форсунок используются современные технологии. Для распылителей характерен пятый класс точности. При работе силового агрегата внутрь форсунки исключено попадание грязи и посторонних элементов. Для смазки распылителя используется дизтопливо. Если распылитель получает даже незначительное повреждение, изменяется качество подачи топлива, направление впрыска. Практически единственным способом восстановить работоспособность является замене распылителя. Характерный для данного дефекта стук сразу пропадает.

 

Менять распылители необходимо при первых признаках посторонних шумов и стуков. В некоторых случаях избавиться от шума можно путем регулировки давления впрыска. Такая мера является рабочей, но действует кратковременно. 

 

При износе распылителя увеличивается уплотнитель. Пружины продолжают работать в прежнем режиме. При этом давление оказывается на большую площадь уплотнителя, отсутствует уплотнение распылителя. В результате силовой агрегат начинает отчетливо стучать. Регулировка пружины не дает нужного эффекта. Последствиями могут стать поломки ТНВД и самого дизельного двигателя. В некоторых случаях поможет простая промывка иглы. Замена распылителей также доступна для большинства владельцев дизельных автомобилей.

 

Замена распылителей требует привлечения квалифицированных мастеров. При этом стоимость запчастей не является завышенной. В противном случае необходимо готовиться к более серьезным проблемам в работе ДВС. Соответственно в скором времени потребуется дорогой ремонт.

 

Форсунки дизельные электрические и многие другие для своего авто вы сможете подобрать на нашем сайте

Потеря тяги и детонация дизельного двигателя 308 HDi, 92 л.с • Авто — клуб Peugeot

Потеря тяги и детонация дизельного двигателя 308 HDi, 92 л.с

dimas_dv 24 май 2013, 12:00

Всем доброго времени суток.
Обрисую кратко ситуацию. Это мой первый автомобиль, до этого опыта вождения не было. Брал новым в автосалоне в 2011 г.
Все время заправляюсь на одной заправке Атан(центральный офис), расход: трасса — 4,5, город 6,2(зимой 7,2).
Стиль вождения спокойный, передачи стараюсь переключать при оборотах 2000-2200, езжу в режиме 1500-2000 оборотов(так посоветовал знакомый).
На данный момент пробег 25 000 км.
Впервые это случилось приблизительно 1 год наз на затяжном, довольно крутом подъеме при переключении с 3 на 4 передачу, автомобиль перестал реагировать на педаль газа и двигатель начал детанировать. В итоге я переключился на 3 передачу, авто также не реагировало на педаль газа, на 2 передаче аналогично, при при переключении на 1 передачу вернулась «реальность» и меня отпустили с якоря, через некоторое время в спокойной манере езды детонация прошла. Ситуация не повторялась и тогда я решил что из-за маленького опыта я рано переключился и этим спровацировал данный случай.
Во-второй раз это случилось 1,5 месяца назад на том же самом подъеме при переключении с 3 на 4 передачу. Я остановился, двигатель на холостых не переставал детанировать и был запах гари. Я заглушил авто, постоял пару минут, завел — все было в норме. За прошедший год я раз 10 проезжал этот подъем, проблем не возникало.
В-третий раз это случилось вчера, в городе. Я набирал скорость на 3 передаче и в районе 50-60 км, пропала тяга и двигатель начал нервничать, понижение передач не помогло и я заглушился. Когда завел авто все было внорме. На этом отрезке трасы также был подъем, но теперь он был не крутым, а минимальным может 3-4%.
Во время всех инциндентов чек не срабатывал.
Сегодня утром был на официальном сервисе в г. Симферополь (Бош-Сервис, авто брал в Автодели).
Электрик подключил комп, выслушал мой рассказ, спросил бак был полный или пустой(первые два раза не помню, а вчера был заполнен процентов на 35%). В итоге: сказал что ошибок никаких нет, все исправно.
Посовещавшись(не открыв капот авто) они вынесли вердикт, что наверное хреновое топливо и сказали чтоб я приехал когда это случится в следующий раз и показал как это все происходит и как детонирует двигатель. Я говорю — как я приеду если авто не реагирует на педаль газа… А в ответ тишина.
Я изъявил желание написать заявление и получить письменый ответ, что у меня авто исправный. И мы заполнили какуе-то форму которую они скинут на французов и перезвонят мне как будет ответ.
Уважаемые автолюбители с опытом, посоветуйте что мне делать и как быть в данной ситуации, у меня заканчивается через 4 месяца гарантия, и нехочеться в конце оказаться с этой проблемой без гарантии.
P.s. извините за много букв и не судите строго, это мой первый опыт. И всем заранее спасибо кто дочитал до конца и откликнулся.

Последний раз редактировалось dimas_dv 24 май 2013, 21:28, всего редактировалось 1 раз.

Диагностика детонационного шума дизельного двигателя | Проблема двигателя

Как определить, хороший или плохой шум двигателя вы слышите? За годы поиска и устранения неисправностей дизелей я узнал, что лучший способ определить, являются ли внутренние шумы, которые вы слышите, нормальными или нет, — это выполнить продувку дизеля. Позволь мне объяснить; Большинство типичных стуков в дизельном двигателе происходит из-за «забивания» форсунки и детонации при зажигании. Когда вы запускаете продувку дизельным двигателем, большинство этих шумов исчезают в течение десяти-пятнадцати минут.Смазка при продувке уменьшит «забивание» форсунок или забивание их гвоздями, а чистое топливо уменьшит стук при сгорании. Я часто мечтаю, чтобы мой двигатель работал на продувке дизельным двигателем все время. Двигатель издает такой приятный звук, когда продувка дизельного топлива проходит через насос и форсунки и «смягчает» все эти резкие звуки. (То же самое может произойти, если вы используете высококачественное отработанное растительное масло в дизельном топливе.) Если шум (ы), о котором вы беспокоились, утихает во время продувки, вы можете легко дышать.Скорее всего, причину этих шумов можно устранить.

Ознакомьтесь с нашим комплектом для продувки дизельным двигателем с инструкциями

Топливные форсунки являются самым большим источником шума в старых дизельных двигателях Mercedes. Они будут тикать, звенеть, дребезжать и даже могут издавать щелкающий звук. Из-за такого шума форсунок с вашим двигателем не случится ничего катастрофического. В большинстве случаев продувка дизельным двигателем заглушит все шумы, связанные с вашими форсунками, а также смягчит стук.Если ваша дизельная форсунка снова появляется после продувки, я рекомендую вам отремонтировать топливные форсунки с форсунками Monark, доступными на этом веб-сайте. Мы предлагаем полный набор инструментов и инструкций для правильного ремонта и выравнивания давления дизельных топливных форсунок в вашем гараже.

С другой стороны, если в процессе продувки вашего двигателя шум не уходит, вы должны быть обеспокоены. Вам нужно будет поискать причину шума в другом месте.Если сильный стук не исчезнет, ​​это может быть серьезным ударом, и автомобиль не следует ехать, пока его источник не будет определен. Дополнительную информацию о диагностике шума дизельного двигателя см. В моем полном руководстве.

Детонация двигателя

Детонация — это самовозгорание внутри цилиндра ПОСЛЕ возгорания свечи зажигания. Он похож на предварительное зажигание, но отличается.

При нормальном зажигании свеча зажигания зажигается непосредственно перед достижением поршнем ВМТ. Пламя проходит через камеру сгорания, воспламеняя смесь воздух / топливо.Это вызывает постоянное увеличение давления в цилиндре и вынуждает поршень опускаться при рабочем ходе.

Когда происходит детонация, часть воздуха / топлива воспламеняется до того, как до него дойдет нормальное горение. Это вызывает кратковременный, но сильный скачок давления в цилиндре.

Детонацию также называют «стуком двигателя», «стуком» или «звоном» из-за издаваемого звука.

Как это обозначено?

• Звук стука или звона
• Падение температуры выхлопных газов (EGT)
• Разбитые поршневые кольца и / или свечи зажигания
• Повреждение поршня и / или клапанов

Что его вызывает?

Детонация может быть вызвана несколькими факторами.Несколько распространенных причин:

Превышение времени зажигания
Если синхронизация зажигания слишком опережает время, свеча зажигания срабатывает слишком быстро. Это приводит к преждевременному прекращению пламени. Оставшееся топливо может взорваться.

Обедненная смесь воздуха и топлива
Богатая смесь воздуха и топлива работает холоднее, чем бедная смесь. Нежирная смесь может стать слишком горячей и взорваться.

Слишком сильное сжатие
Сжатие вызывает нагревание. Если топливно-воздушная смесь сжата слишком сильно, она может взорваться.

Перегрев двигателя
Низкий уровень охлаждающей жидкости или неисправный водяной насос могут вызвать перегрев двигателя. Слишком большое количество тепла может вызвать детонацию воздуха / топлива в камере.

Низкооктановое топливо
Октановое число является мерой «детонационной стойкости». Переход на более качественное топливо может помочь при детонации двигателя.

Как это влияет на производительность?

Двигатель разработан для работы определенным образом. Поскольку детонация нарушает эту конструкцию, она лишает двигатель мощности.

Большинство двигателей выдерживают небольшую детонацию. Современные двигатели с впрыском топлива могут распознавать детонацию и регулировать соотношение воздух / топливо и время зажигания. Однако, если детонация не зафиксирована, это приведет к повреждению двигателя. Всего один крупный взрыв может нанести значительный ущерб.

ID ответа 5007 | Опубликовано 30.05.2018 12:58 | Обновлено 12.11.2019 14:46

Детонация, предварительное зажигание и детонация двигателя

Детонация — обычно вызываемая топливом с низким октановым числом — это склонность топлива к предварительному воспламенению или самовоспламенению в камере сгорания двигателя.Это раннее (до того, как загорится свеча зажигания) воспламенение топлива создает ударную волну по всему цилиндру, поскольку горящая и расширяющаяся топливно-воздушная смесь сталкивается с поршнем, который все еще движется к верхней мертвой точке. В результате стук или звон — это звук ударов поршней о стенки цилиндра.

Эффекты детонации могут быть от произвольных до серьезных. Продолжительный и интенсивный стук может привести к поломке поршня или двигателя, хотя он также может выдержать эту небольшую проблему на протяжении тысяч миль.Точно так же перегрев может вызвать дополнительный износ двигателя, быть относительно безвредным или вызвать возгорание и поломку двигателя.

Распространенные причины детонации

Детонация чаще всего возникает из-за использования низкокачественного моторного топлива и, как следствие, порчи деталей вашего двигателя. Однако конструкция камеры играет ключевую роль в определении того, когда и если двигатель может неожиданно взорваться. Форма, размер, расположение искры и геометрия конструкции — все это помогает определить, где эти взрывы могут произойти.

Перегретый наконечник свечи зажигания также может вызвать преждевременное зажигание. Это может вызвать пинг в вашем автомобиле при движении по шоссе, но на самом деле он может сохраняться в двигателе на тысячи миль. Если вы слышите металлический щелкающий звук во время езды на большие расстояния, вам следует проконсультироваться со своим механиком и узнать, нужно ли заменить свечу зажигания.

Общие эффекты

Детонация может вызвать три типа отказа двигателя в зависимости от источника и серьезности: истирание, механическое повреждение и перегрев.Механическое повреждение происходит из-за того, что сильное воздействие природы может вызвать разрушение частей двигателя внутреннего сгорания. Это может особенно повлиять на посадку верхнего или второго поршневого кольца или даже на выпускные или впускные клапаны.

При истирании головка поршня медленно разрушается, создавая микроскопический эффект швейцарского сыра на ее поверхности, что приводит к снижению эффективности и возможной поломке. Однако перегрев — более серьезная проблема, которая при запуске действует почти как эффект снежного кома.Вызванный тем, что пограничный слой газа прерывается на головке блока цилиндров и теплопередача охлаждающей жидкости через головку блока цилиндров, этот перегрев двигателя будет продолжаться по мере повышения температуры, вызывая усиление детонации.

Общие решения

К счастью, есть несколько способов предотвратить преждевременное зажигание. Лучшее решение, очевидно, — поговорить с вашим механиком о проблеме, но если у вас есть опыт ремонта двигателя, вы также можете воспользоваться следующими методами, чтобы снизить вероятность детонации двигателя.

Переход на топливо с более высоким октановым числом для уменьшения нагрева камеры сгорания и более медленного сжигания топлива — лучший способ борьбы с ложным срабатыванием. Точно так же снижение температуры воздуха на входе в двигатель значительно снизит вероятность преждевременного воспламенения и детонации. Как правило, на каждые 10 градусов холоднее входящего воздуха, он производит на один процент больше энергии. Регулировка фаз газораспределения также может помочь решить эту проблему. Если ваш двигатель работает во время открытия дроссельной заслонки на низких оборотах двигателя, вам может потребоваться отрегулировать время на два-три градуса.

Что такое детонация и как ее контролировать?

Ответ:

Детонация или детонация двигателя происходит просто, когда топливо предварительно воспламеняется до того, как поршень достигнет запланированного искрового зажигания. Это означает, что мощный взрыв пытается расширить камеру цилиндра, которая сжимается в размерах, пытаясь изменить направление движения поршня и двигателя. Когда происходит детонация, внутренние пневматические силы могут фактически в 10 раз превышать нормальные силы, действующие на правильно работающий высокопроизводительный двигатель.Детонация обычно вызывается чрезмерным нагревом, чрезмерным давлением в цилиндре, неправильной синхронизацией зажигания, недостаточным октановым числом топлива или комбинацией этих факторов. Из предыдущего обычно виновата чрезмерная жара. Когда двигатель модифицируется для выработки большей мощности, выделяется дополнительное тепло. Современный насосный газ выдерживает лишь ограниченное количество тепла, прежде чем он воспламенится и вызовет детонацию. Хотя двигатели с принудительным впуском обычно выделяют гораздо меньше тепла, чем сопоставимые безнаддувные двигатели с высокой степенью сжатия, температура цилиндров в двигателях с промежуточным охлаждением все же значительно ниже.Редко случается, что взрывы вызывают взрывы, просто ненужное тепло. Промежуточный охладитель — это такое естественное решение для принудительной индукции, что почти в каждом сложном применении промежуточное охлаждение является частью пакета. Для двигателей, которые испытывают проблемы с детонацией, основными вариантами являются использование систем задержки зажигания / синхронизации, топлива с более высоким октановым числом или промежуточного охлаждения. Хотя системы замедления зажигания могут быть полезны в определенных ситуациях, они также могут значительно снизить выходную мощность двигателя, поскольку любое сокращение времени приведет к уменьшению мощности.И хотя сокращение времени может спасти двигатель от детонации, чрезмерное тепло, вызвавшее детонацию, все еще присутствует. Промежуточное охлаждение, с другой стороны, фактически удаляет тепло, которое вызывает детонацию, и позволяет безопасно работать с более высокими уровнями наддува с полной синхронизацией на насосном газе. Это дает максимальную выгоду с точки зрения увеличения мощности и защиты двигателя без какого-либо дополнительного обслуживания или хлопот.

Сгорание в дизельных двигателях

Сгорание в дизельных двигателях

Ханну Яэскеляйнен, Магди К.Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Реферат : В дизельных двигателях топливо впрыскивается в цилиндр двигателя ближе к концу такта сжатия. Во время фазы, известной как задержка воспламенения, топливо распыляется на мелкие капли, испаряется и смешивается с воздухом. По мере того как поршень продолжает приближаться к верхней мертвой точке, температура смеси достигает температуры воспламенения топлива, вызывая воспламенение некоторого количества предварительно смешанного топлива и воздуха.Остаток топлива, которое не участвовало в сгорании с предварительной смесью, расходуется на фазе сгорания с регулируемой скоростью.

Компоненты процесса горения

Сгорание в дизельных двигателях очень сложно, и до 1990-х годов его подробные механизмы не были хорошо изучены. На протяжении десятилетий казалось, что его сложность не поддавалась попыткам исследователей раскрыть его многочисленные секреты, несмотря на доступность современных инструментов, таких как высокоскоростная фотография, используемая в «прозрачных» двигателях, вычислительная мощность современных компьютеров и множество математических моделей, предназначенных для имитации горения в дизельном топливе. двигатели.Применение лазерного луча к обычному процессу сжигания дизельного топлива в 1990-х годах было ключом к значительному углублению понимания этого процесса.

В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенную модель сгорания для обычного дизельного двигателя . Это «обычное» сгорание дизельного топлива в первую очередь регулируется смешиванием, возможно, с некоторым предварительным сгоранием, которое может происходить из-за смешивания топлива и воздуха перед воспламенением. Это отличается от стратегий сжигания, которые пытаются значительно увеличить долю происходящего горения предварительно приготовленной смеси, например, различные ароматы низкотемпературного горения.

Основная предпосылка сжигания дизельного топлива — это его уникальный способ высвобождения химической энергии, хранящейся в топливе. Для выполнения этого процесса кислород должен поступать в топливо особым образом, чтобы облегчить сгорание. Одним из наиболее важных аспектов этого процесса является смешивание топлива и воздуха, которое часто называют приготовлением смеси .

В дизельных двигателях топливо часто впрыскивается в цилиндр двигателя ближе к концу такта сжатия, всего на несколько градусов угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки [391] .Жидкое топливо обычно впрыскивается с высокой скоростью в виде одной или нескольких струй через небольшие отверстия или сопла в наконечнике инжектора. Он распыляется на мелкие капельки и проникает в камеру сгорания. Распыленное топливо поглощает тепло из окружающего нагретого сжатого воздуха, испаряется и смешивается с окружающим высокотемпературным воздухом под высоким давлением. По мере того как поршень продолжает приближаться к верхней мертвой точке (ВМТ), температура смеси (в основном воздуха) достигает температуры воспламенения топлива. Быстрое воспламенение некоторого количества предварительно смешанного топлива и воздуха происходит после периода задержки зажигания.Это быстрое зажигание считается началом сгорания (а также концом периода задержки зажигания) и отмечается резким повышением давления в цилиндре по мере сгорания топливно-воздушной смеси. Повышенное давление, возникающее в результате предварительно смешанного сгорания, сжимает и нагревает несгоревшую часть заряда и сокращает время задержки перед воспламенением. Это также увеличивает скорость испарения оставшегося топлива. Распыление, испарение, смешивание паров топлива с воздухом и сгорание продолжаются до тех пор, пока все впрыскиваемое топливо не сгорит.

Сгорание дизельного топлива характеризуется обедненным общим соотношением A / F. Наименьшее среднее соотношение A / F часто наблюдается в условиях максимального крутящего момента. Чтобы избежать чрезмерного дымообразования, соотношение A / F при пиковом крутящем моменте обычно поддерживается выше 25: 1, что намного выше стехиометрического (химически правильного) отношения эквивалентности около 14,4: 1. В дизельных двигателях с турбонаддувом соотношение A / F на холостом ходу может превышать 160: 1. Таким образом, избыточный воздух, присутствующий в цилиндре после сгорания топлива, продолжает смешиваться с горящими и уже сгоревшими газами на протяжении процессов сгорания и расширения.При открытии выпускного клапана происходит выброс избыточного воздуха вместе с продуктами сгорания, что объясняет окислительный характер выхлопных газов дизельных двигателей. Хотя сгорание происходит после того, как испаренное топливо смешивается с воздухом, образует локально богатую, но горючую смесь, и достигается надлежащая температура воспламенения, общее соотношение A / F бедное. Другими словами, большая часть воздуха, подаваемого в цилиндр дизельного двигателя, сжимается и нагревается, но никогда не участвует в процессе сгорания. Кислород в избыточном воздухе помогает окислять газообразные углеводороды и окись углерода, снижая их концентрацию в выхлопных газах до чрезвычайно малых.

Следующие факторы играют основную роль в процессе сгорания дизельного топлива:

• Модель нагнетательный наддувочный воздух , его температура и кинетическая энергия в нескольких измерениях.
• Распыление, проницаемость, температура и химические характеристики впрыскиваемого топлива .

Хотя эти два фактора являются наиболее важными, существуют и другие параметры, которые могут существенно повлиять на них и, следовательно, играть второстепенную, но все же важную роль в процессе горения.Например:

• Конструкция впускного канала , которая сильно влияет на движение наддувочного воздуха (особенно когда он входит в цилиндр) и, в конечном итоге, на скорость смешения в камере сгорания. Конструкция впускного канала также может влиять на температуру наддувочного воздуха. Это может быть достигнуто за счет передачи тепла от водяной рубашки нагнетаемому воздуху через площадь поверхности впускного отверстия.
• Размер впускного клапана , который регулирует общую массу воздуха, подаваемого в цилиндр за конечный промежуток времени.
• Степень сжатия , которая влияет на испарение топлива и, следовательно, на скорость смешивания и качество сгорания.
• Давление впрыска , которое контролирует продолжительность впрыска для данного размера отверстия сопла.
• Геометрия отверстия сопла (длина / диаметр), которая контролирует проникновение струи, а также распыление.
• Геометрия распылителя , которая напрямую влияет на качество сгорания за счет использования воздуха. Например, при большем угле распылительного конуса топливо может располагаться наверху поршня и за пределами чаши сгорания в дизельных двигателях DI с открытой камерой.Это условие может привести к чрезмерному задымлению (неполному сгоранию) из-за лишения топлива доступа к воздуху, имеющемуся в чаше сгорания (камере). Широкий угол конуса также может привести к разбрызгиванию топлива на стенки цилиндра, а не внутри камеры сгорания, где это необходимо. Топливо, разбрызгиваемое на стенку цилиндра, со временем соскребет вниз в масляный поддон, где сократит срок службы смазочного масла. Поскольку угол распыления является одной из переменных, влияющих на скорость смешивания воздуха с топливным жиклером возле выхода из форсунки, он может оказывать значительное влияние на общий процесс сгорания.
• Конфигурация клапана , который регулирует положение форсунки. Двухклапанные системы обеспечивают наклонное положение форсунки, что подразумевает неравномерное распыление, что приводит к нарушению смешивания топлива и воздуха. С другой стороны, конструкции с четырьмя клапанами допускают вертикальную установку форсунок, симметричное расположение распылителей топлива и равный доступ к доступному воздуху для каждого из распылителей топлива.
• Положение верхнего поршневого кольца , которое регулирует мертвое пространство между верхней контактной площадкой поршня (область между верхней канавкой поршневого кольца и верхней частью днища поршня) и гильзой цилиндра.Это мертвое пространство / объем улавливает воздух, который сжимается во время такта сжатия и расширяется, даже не участвуя в процессе сгорания.

Поэтому важно понимать, что система сгорания дизельного двигателя не ограничивается камерой сгорания, распылителями форсунок и их непосредственным окружением. Скорее, он включает в себя любую часть, компонент или систему, которые могут повлиять на окончательный результат процесса сгорания.

###

Детонационный двигатель — Квазитурбина.ком

---

Детонационный режим горения
превосходит режим дефлаграции, используемый в современных двигателях.
Детонация настолько эффективна и быстра, что ее еще не выдержал ни один двигатель!

Квазитурбинный детонационный двигатель

---

Следующим шагом в мировых исследованиях двигателей является создание газового двигателя как эффективен как дизельный двигатель, а дизельный двигатель чист, как газ двигатель. Квазитурбина переменного тока с фотодетонацией делает это и многое другое, примиряя как газовые (гомогенные), так и дизельные (неоднородные) двигатели в одном чрезвычайно эффективный и чистый режим фотодетонации, ведущий к максимальной эффективности прорвать!

Фотодетонация Самовозгорание аналогично Diesel,
, но горение происходит равномерно, быстрее и чище.
В этом режиме вместо «камеры сгорания» используется «камера детонации»
.

Фотодетонация позволяет повысить эффективность 2: удаление впускной вакуумный клапан бабочка (разрыв сжатия двигателя — которые вообще существуют время в газовом двигателе), и увеличение степени сжатия (значительно более стук и уровень дизельного топлива). Поскольку горение однородное и происходит в избытке воздуха, он такой же чистый, как внешнее сгорание.

---

С нашим сегодняшним поршневым газовым двигателем Beau de Rocha (Otto), примерно половина бензин, используемый в транспортном секторе, буквально тратится на борьбу с разрежение атмосферного вакуума на впуске, создаваемое карбюратором или инжектором коллекторная дроссельная заслонка (эффект торможения двигателем). Это половина загрязнения транспортной деятельности. Детонационный квазитурбинный двигатель сохранил бы как много … без всех технологий на борту гибридного автомобиля, которые пытаются сэкономьте примерно половину этого…

А Март 2003 г. — исследование Массачусетского технологического института гласит: «Улучшение бензиновых и дизельных двигателей требует путь идти! Водородный автомобиль — не панацея для окружающей среды. Водород автомобиль на топливных элементах не будет лучше с точки зрения общего энергопотребления и выбросов парниковых газов к 2020 году. Если мы необходимо ограничить выбросы парниковых газов, улучшив массовые бензин и дизельное топливо двигатели — это то, что нужно. Эти результаты получены в результате оценки различных двигателей и видов топлива. технологий, не предсказывающих реальных «прорывов» (Квазитурбина имеет не включены в исследование) .

В своей книге Про квазитурбину изобретатели применили комплект из 14 двигателей. параметры, чтобы показать, что ни один современный двигатель не соответствует одновременно всем оптимальные общие критерии требований. Двигатели не могут быть «все в одном» компактными, низкими вес, низкий уровень шума, отсутствие вибрации, высокий крутящий момент на низких оборотах, эффективен на широком диапазон мощности … при однородном чистом сгорании и использовании нескольких видов топлива способный … Это одна из целей детонационного двигателя …

Квазитурбинная модель переменного тока для детандерного или детонационного режима

Детонация упоминается как HCCI «Однородный заряд». Воспламенение от сжатия »или стратифицированное горение SCCI, CTI — контролируемое Автоматическое зажигание или ATAC — активное термо-атмосферное горение.Детонация — враг поршневого двигателя и называется стуком / пинцетом. Несмотря на все усилия, направленные на то, чтобы избежать детонация в поршневом двигателе, это лучший режим сгорания, который не исключено для будущих двигателей. Цель порога детонации — достичь более высокого степень сжатия при сохранении однородности топливной смеси, надеясь на поршневой двигатель буду шлифовать … Фотодетонационные объективы однозначно обращаться детонация …

---

Улучшает поршень

4-тактный поршень наши автомобили срабатывают раз в 2 оборота и развивают положительный крутящий момент около 17% времени, перетаскивая 83% времени.Для получения разумной удельной мощности плотности, мы должны использовать камеру сгорания как можно чаще в каждом минута, что означает вращение на нежелательно высоком режиме, где это затруднительно. чтобы избежать ограничений, связанных с потоком газа и инерцией клапанов. Высокая частота вращения также требует ограничения, которые требуют уменьшения хода поршня, которые требуют уменьшения диаметр коленчатого вала и снижение крутящего момента двигателя, и, как следствие, более серьезная потребность в коробке передач и в кинетических аспектах, таких как маховик, что сильно снижает ускорение двигателя.

Современные бензиновые топливные форсунки отсутствуют в камера сгорания. В отличие от Дизеля, рядом с впускным клапаном есть бензиновые форсунки, во впускном коллекторе вакуума … Остался вакуум во впускном коллекторе, карбюратор или форсунка (Вакуумный клапан-бабочка — проблема, а не топливо). Цикл Отто с карбюратором или инжектором имеет то преимущество, что он предварительно смешивает воздух. и топливо, например, чтобы обеспечить после сжатия однородное контролируемое загрязнение горение.Непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания осуществляется распылителем с распылителем. топливо богато внутрь, стехиометрическое на периферии (слишком горячее), а топливо обеднено снаружи. Качество этого вида неоднородного горения практически невозможно контролировать.

Нет выхода для «всасывания без вакуума», имея равномерное горение с низким уровнем загрязнения », кроме детонации (впуск однородной топливной смеси при атмосферном давлении). давление) … и Квазитурбинный импульсный прибор с коротким объемом разработан специально для этого… (особенно модель QT-AC).

---

Формирование импульса

Исследования по детонации в поршневых двигателях продолжаются годами без каких-либо коммерческих результатов. обещания. Исследования направлены на поиск возможностей и ограничений HCCI двигатель, и особенно то, как различные параметры влияют на двигатель производительность и выбросы, не подвергая сомнению концепцию поршня сам ? Будущие прорывы в двигателях однако может добавляться в детонационный двигатель, где Квазитурбина предлагает новые средства.Квазитурбина (особенно модель переменного тока) открывает двери для детонации развитие путем предоставления намного более короткий импульсный аппарат с наконечником давления, с более быстрым линейным подъемом и опусканием рампы давления.

QT-AC (с тележками) предназначен для режима детонации,
, где высокое отношение поверхности к объему
является фактором, уменьшающим силу детонации.

В отличие от концепции поршень-коленчатый вал, ограниченная почти синусоидальной импульс объема камеры, Квазитурбина — это семейство концепций двигателей основанный на 7 независимых геометрических параметрах, что позволяет конструкций совершенно разные друг от друга.Поскольку квазитурбина может принимать вагоны, можно определить наборы параметров, которые могут формируют «почти по желанию» импульс давления объема камеры. Противостоять детонация, Квазитурбина имеет импульс объема камеры от 15 до 30 раз короче поршневого, с быстрым подъемом и опусканием линейных рамп. QT-AC (с тележками) предназначен для режима детонации, где высокий отношение поверхности к объему — фактор, снижающий интенсивность детонация.

Фотодетонация Самовозгорание аналогично Diesel,
, но горение происходит равномерно, быстрее и чище.
В этом режиме вместо «камеры сгорания» используется «камера детонации»
.

Модель квазитурбины переменного тока для детандерного или детонационного режима
Посмотрите на квазитурбину в Виртуальная реальность (Врмл)

Квазитурбина позволяет решать современные разработки двигателей. дилемма по двум основным уникальным характеристикам, а именно:

• Во-первых, выстрелив 8 раз каждые два оборота в четырехтактном режиме, который позволяет гораздо чаще использовать камеры сгорания без необходимости увеличить обороты двигателя, не столкнувшись с проблемой быстрого потока газа, ни клапаны инерционные, т.к. нет.
• Во-вторых, выходом на режим детонации с его более короткими импульсами давления на наконечнике с линейными рампами позволяя самостоятельно запускать тепловое и фотонное зажигание и преодолевать препятствия, ограничивающие высокую степень сжатия двигателя, поэтому увеличивая КПД при сохранении равномерной способности сгорания и одновременно уменьшая загрязняющие вещества.

Поскольку он был разработан для теплового и фотонного зажигания, Квазитурбину нельзя рассматривать как «роторно-поршневой двигатель» и правильно охарактеризован поршневой парадигмой.

---

Квазитурбинный ротор Dynamic

Машины с эксцентриковым коленчатым валом достигают максимума и минимальное механическое удлинение синхронно с давлением ходов, в то время как в Квазитурбине ротор достигает максимума и минимальное удлинение на половине хода, обеспечивая плавный кинетический переход около верхней и нижней мертвой точки давления. Положение поршня extrêmes en coïncidence avec le début et la fin des cyc de pression, et al. com lui, le vilebrequin du Wankel наложить австралийскую синхронизацию, Qui Favorise un cognement du rotor sur le stator près des points haut et et al. bas.Dans la Quasiturbine, крайние положения ротора, корреспондент l’élongation en losange, alors que les cycle de pressions débutent et terminent en configuration carrée, ce qui crée une ситуация особенность естественного движения для непрерывного движения ротации и т. д. баланс между внутренними усилиями на роторе и проходе (без cognement) en configuration carrée, ce qui accentue la Compatibilité avec la фото-детонация.
Une fois la deformation du rotor lancée depuis une élongation losange sur un ax vers une élongation sur un autre ax, le système des 4 pales présente une inertie qui assure la continueité (sans cognement) де ля деформация в проходе à la configuration carrée, là où sont les Principales et violentes perturbations de pression.Notons que cette inertie de la deformation est freinée par l’action des суставов контура sur les parois internes du stator dans la région éloignée du center, mais que l’effet de rappelle Dynamique dû à la pression interne dans les chambres vient aider ce freinage, voir même le dominer в определенном режиме.

---

Детонация квазитурбины

Фотодетонационный режим горения — самый быстрый и самый чистый способ, управляемый объемной плотностью излучения черного тела, в равной степени мощный лазерный луч.Ссылка на лазерный свет — хороший способ вижу это; другой способ — вспомнить, как сожгли лист бумаги в солнечном очаге. точка линзы. Не требует противодетонационной присадки к топливу, и поршень, скорее всего, никогда не зашлифовать? Дорога к фотодетонации идет через какое-то горение, какое-то автоматическое зажигание, какой-то порог детонация и некоторая сверхзвуковая детонация, все вместе с радиацией процесс, и, наконец, фотодетонация, вызванная радиационным горением.Этот режим практически не зависит от формы камеры сгорания и принимает практически любой вид топлива.

Фотодетонация Самовозгорание аналогично Diesel,
, но горение происходит равномерно, быстрее и чище.
В этом режиме вместо «камеры сгорания» используется «камера детонации»
.

Детонационный режим горения приводится в действие сверхзвуковым choc wave или, что лучше, излучением. Это очень быстро и обычно инициируется другим возгоранием. режим, за которым следует чрезмерный уровень сжатия.

QT-AC (с тележками) предназначен для режима детонации,
, где высокое отношение поверхности к объему
является фактором, снижающим силу детонации.

Детонация — это чрезвычайно быстрое сгорание, сверхзвуковое или полностью объемный, когда движется фотон. Многие лаборатории пытались создать поршневой двигатель. работать в режиме детонации без особого успеха. Семейство квазитурбинных двигателей двигатели не используют синусоидальный коленчатый вал и позволяют использовать каретки, которые позволяют формируют импульс объема более подходящим образом, чем поршень для детонации.Квазитурбина (Модель АС с тележками) предназначена для режима детонации, где высокое отношение поверхности к объему — фактор, снижающий интенсивность детонации. В режиме фотодетонации, поскольку горение происходит за счет излучения и что импульс давления намного короче, форма камеры сгорания и его соотношение поверхность / объем мало влияет. Фактически, высокое отношение поверхности к Объем помогает снизить интенсивность горения. Не только фотодетонация подавляет потребление энергии дроссельным вакуумным впускным клапаном и, таким образом, сохраняя КПД двигателя при малой мощности, но поскольку для этого требуется гораздо более высокая степень сжатия, он также увеличивает эффективность двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке.

Почему квазитурбина выдерживает это?

Поскольку кинетика вблизи ВМТ «поршень» и «QT-лезвие» диаметрально противоположны, как в объем и скорость. По объему, потому что поршень проходит в ВМТ с почти постоянным объемом, тогда как QT-blade (особенно модель QT-AC) проходит ВМТ с прерывистым изменением объем (громкость быстро меняется линейно по убыванию и по возрастанию, где кончик — резкий поворот вокруг). По скорости, потому что поршень проходит в ВМТ с одной прерывистой скоростью (замедление, остановка и ускорение в противоположном поршне), тогда как QT-лезвие проходит высокий точка с постоянной скоростью (кроме того, нулевой радиальный составная часть).Из этих соображений непосредственно вытекают два механических соображения. физические характеристики. Во-первых, поршень поднимается (кинетический подъем) когда до него доходит ранняя детонация (кинетическая нисходящая), и как два объекта, движущихся в противоположном направлении, очень сильно разбегаются, его поршень плохо сопротивляется, тогда как QT-лопатка проходит ВМТ с постоянной кинетической и нулевая радиальная скорость. Во-вторых, короткий импульс наконечника Квазитурбины сохраняет давление меньше, чем длинный импульс. синусоидальный импульс поршня, и следовательно у QT-лезвия шины намного меньше.Центробежная сила на лопастях Квазитурбины также помогает сдерживать высокие давление. Обратите внимание, что из-за коленчатого вала Ванкель ведет себя как поршень. возле ВМТ.

---

Лучшие двигатели

Квазитурбинное детонационное горение представляет собой комбинацию лучшие элементы других двигателей внутреннего сгорания:

(1) Квазитурбинная детонация гомогенного топлива / воздуха заряд устраняет потребность в электронном зажигании большинства видов топлива двигатели.Электронное зажигание в поршневом бензиновом двигателе есть. требуется из-за всасываемого вакуума и несовместимой продолжительности ограничения «импульсной структуры» сжатия в цилиндре.

(2) Детонация полностью сгорит топливо в топливно-воздушном заряде. из-за короткого, но мощного импульса давления и из-за быстрое почти линейное изменение зоны максимального давления QT, которое быстро закрывает и снова открывает камеру сгорания. Дизельный двигатель может только не полностью сгореть топливо, впрыснутое в нагретый, сжатый воздух в баллоне.QT (в отличие от дизеля) следовательно, двигатель «чистого сгорания». Практически не будет выбросы, отличные от стандартных продуктов сгорания, например, CO2 и h3O. «Чистое сгорание» также означает, что двигатель QT потребляет больше топлива. эффективнее дизельного двигателя.

(3) Детонация в QT происходит быстро. в верхней мертвой точке. В дизельном двигателе воспламенение впрыскиваемого топлива происходит несколько позже верхней мертвой точки, обычно около 12 градусов или так, и со временем прогрессирует, чтобы механически защитить поршень.Таким образом, рабочий ход QT несколько длиннее «с ранним и позднее преобразование механической энергии », и выхлоп немного охладится, что также подразумевает более эффективный двигатель.

(4) Поскольку температура статора / ротора не имеет значения Режим детонации (легкое зажигание), а потому что более короткое давление QT импульс является самосинхронизирующимся, преждевременное зажигание не является проблемой. В горение QT может иметь очень простой механизм охлаждения, например воздушный охлаждение, даже при работе на топливе с низкой летучестью, таком как природный газ.

(5) Квазитурбина подходит для различных видов топлива, включая водород. горение. Он также может работать в комбинированном тепловом цикле. режим (включая паровой режим и режим Стирлинга на одном вал), тем самым повышая эффективность.

(6) Наконец, Квазитурбина может работать в более традиционном Отто режим, но сохраняет свои дополнительные характеристики по сравнению с поршневой двигатель.

По всем этим причинам и с учетом того, что Квазитурбина не может рассматриваться как «роторно-поршневой двигатель».Поршень парадигмы неприменимы к Квазитурбине!

---

Преимущества Detonation

Детонация и гибрид — два разных способа собрать низкую КПД поршневого двигателя пониженной мощности, и оба совместимы с эффективная электрическая (колесная) силовая передача. Однако детонационный двигатель более прямым и эффективным способом, а поскольку «бортовое топливо» уже является формой накопитель энергии, детонационный двигатель, избегайте повторного накопления этой энергии электрически в батареи.Химическая энергия, запасенная в топливе, снижается, когда химически повторно хранится в батареях.

Двигатель HCCI всегда дросселируется, используется высокая степень сжатия и горение быстрое. Это дает высокий КПД при низких нагрузках. по сравнению с обычным двигателем, который имеет низкий КПД при частичных нагрузках. Если двигатель HCCI используется вместо обычный бензиновый двигатель в машине, расход топлива можно уменьшить вдвое!

Еще одним преимуществом является то, что двигатель HCCI производит небольшое количество оксиды азота (NOx).Образование оксидов азота сильно зависит от температуры горения. Более высокая температура дает более высокую количество NOx. Поскольку горение однородное и очень бедное смеси, температура горения становится очень низкой, что приводит к очень низкому количеству NOx. Двигатель HCCI не производит такой же уровень сажи, как и в дизельном двигателе. Двигатель HCCI имеет гораздо более высокую эффективность при частичной нагрузке, чем двигатель. обычный двигатель и сопоставим с дизельным двигателем, и не имеет проблем с NOx и образование сажи, как в дизельном двигателе.Таким образом, двигатель HCCI превосходит обычный двигатель в отношении эффективности и дизельный двигатель в отношении выбросы. Не только фотодетонация подавляет энергопотребляющий вакуумный впускной клапан-бабочка и, таким образом, сохранение КПД двигателя при малой мощности, но поскольку для этого требуется гораздо более высокая степень сжатия, он также увеличивает эффективность двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке.

Штраф за низкую эффективность нагрузки

При низком коэффициенте нагрузки сброс давления на впуске цикла Бо де Роша (Отто) рассеивает мощность двигателя, так как дроссельная заслонка почти закрыта и опускающийся поршень действует как забитый вакуумный насос против атмосферного давления, какой вакуум впоследствии частично разрушается находясь в поршне за счет испарения топлива во время сжатия.Благодаря этому эффекту двигатель в цикле Отто противостоит всем оборотам оборотов и их увеличению (хорошо известному как компрессионное торможение двигателем) и это внутреннее сопротивление увеличению скорости компенсируется постоянным и значительным расходом топлива.

В режиме детонации не используются дроссельной заслонке и без ограничений принимает весь доступный воздух при атмосферном давлении. давление (аналогично дизелю, где энергия наддува возмещается в момент расслабления). По этой причине КПД при низком коэффициенте нагрузки детонационного двигателя вдвое больше, чем у обычного цикла Отто, и учитывая, что коэффициент загрузки автомобиля в среднем составляет от 10 до 15%, это Разница немалая (в пробках экономия все равно превосходит…).

Превыше гибридных концепций

Детонационный двигатель подавляет всякий интерес и потребность в концепциях гибридных автомобилей, так как мощный детонационный двигатель имел бы небольшой низкий режим снижение эффективности, а цель гибрида — собрать урожай присутствует низкий режим снижения КПД поршневого двигателя! Всего около 50% этого потенциала можно собирать гибридным способом.

Детонация и гибрид — два разных способа собрать низкую КПД поршневого двигателя пониженной мощности, и оба совместимы с эффективная электрическая (колесная) силовая передача.Однако детонационный двигатель более прямым и эффективным способом, а поскольку «бортовое топливо» уже является формой накопитель энергии, детонационный двигатель, избегайте повторного накопления этой энергии электрически в батареи. Химическая энергия, запасенная в топливе, снижается, когда химически повторно хранится в батареях.

Обязательно для водорода

Для работы с поршнем топливно-воздушная смесь должна гореть при скорость выше, чем движется поршень. Низкая скорость водородного пламени недостаток разделяет с большинством других газообразных видов топлива.Для сравнения бензин-воздушная смесь имеет скорость фронта пламени, которая обычно колеблется от 70 до 170 футов в секунду в двигателях внутреннего сгорания, в то время как идеальная водородно-воздушная смесь имеет скорость фронта пламени около 8 футов в секунду. Средний автомобильный двигатель вращение со скоростью 2000 об / мин (33 оборота в секунду) приводит к линейному перемещению поршня. скорость 45 футов в секунду на среднем ходу, что уже в 5 раз больше. быстрее скорости фронта водородного пламени! Дело в том, что водород-воздух смесь имеет скорость фронта пламени примерно в 10 раз быстрее, чем бензин-воздух. смесь помогает объяснить, почему водородные двигатели работают только с пониженной мощность и низкие обороты под нагрузкой.Однако режим детонации чрезвычайно быстро и полностью снимает это ограничение. Вот почему режим детонации (несовместим с поршневым, но с квазитурбиной) имеет решающее значение для будущего водородного двигателя.

---

Квазитурбина QT50AC

В качестве первого шага была изготовлена ​​небольшая экспериментальная машина. Более крупный машина (или более качественная) подойдет для поддержания работы.

Квазитурбина QT50AC — Основные чертежи и фотографии
Квазитурбина QT50AC: Расчетный крутящий момент, мощность и потребление

QT50 (AC с тележками) предназначен для режима детонации,
где высокое отношение поверхности к объему составляет
коэффициент ослабления силы детонация.

В семействе двигателей Quasiturbine не используется синусоидальный коленчатый вал. движения, и позволяет использовать тележки, которые позволяют формировать объем импульс более подходящий, чем поршень для детонации. Короче импульсы давления с линейной рампой, позволяющие самовоспроизведение тепловое и фотонное зажигание и преодоление препятствия, ограничивающие высокую степень сжатия двигателя, поэтому увеличивая эффективность, при сохранении равномерной способности горения и одновременно сокращение загрязнители.Поскольку горение инициируется излучением и импульс давления намного короче, форма камеры сгорания и его каретки с высоким соотношением поверхность / объем помогают уменьшить насилие горения.

Квазитурбина с турбокомпрессором или турбонагнетателем не будет эффективно утилизировать отходящее тепло сгорания. потому что энергия, затрачиваемая на увеличение всасываемого заряда увеличивает удельную мощность двигателя, но существенно не влияет на эффективность… С природным газом или летучими веществами режим истинной фотодетонации квазитурбинного двигателя не требует добавления жидкого топлива.

---

Больше технических

Март 2003 г. — Исследование двигателя MIT

Проблемный двигатель и Квазитурбина

Причины и способы предотвращения

У него несколько названий — стук, звон, детонация и т. Д., И многие из этих терминов могут сделать событие довольно безобидным. По правде говоря, при умеренных и высоких нагрузках постоянный счет детонации может вызвать катастрофический отказ двигателя, обычно в виде раздробленных подшипников штока, трещин в кольцевых зацепах или отверстия в поршне.

Практически каждый двигатель с искровым зажиганием от средней до высокой мощности будет испытывать случайные детонации в течение всего срока службы. Это одна из тех вещей, которых невозможно полностью избежать, но их можно легко контролировать и удерживать в безопасных пределах с помощью датчиков и ответственной настройки. Для начала это помогает понять, что происходит внутри камеры сгорания, чтобы вызвать этот разрушительный свистящий звук.

Что это такое
В зависимости от нагрузки двигателя и настройки, свеча зажигания загорается в диапазоне от 45 градусов до 5 градусов перед верхней мертвой точкой (ВМТ) такта сжатия и воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Во время нормального цикла сгорания фронт пламени расширяется от точки воспламенения к стенкам цилиндра и головке поршня, этот процесс горения может занять до 90 градусов вращения коленчатого вала для полного сгорания. Детонация определяется как любое самовозгорание, возникающее после того, как процесс горения уже начался, и не зависит от начального фронта пламени. Это неконтролируемое событие может происходить из любого места в камере и обычно вызвано высокими температурами и / или давлением в баллоне.

Что он делает
Теперь, когда у вас есть базовое представление о детонации и двух его основных причинах (тепло и давление), мы можем поговорить о связанных с ним разрушительных эффектах. Повреждение вызвано не энергией, высвобождаемой при детонации, а скорее скоростью высвобождения энергии (энергетический потенциал такой же, как и при нормальном цикле сгорания). Детонация часто считается эквивалентом удара по верхней части поршня взрывным молотком.

Как это обнаружить

Слева: Датчик детонации, обычно встречающийся на автомобилях EFI.Справа: электронные детекторы, обычно используемые тюнерами.

При возникновении детонации можно услышать звуковой сигнал. В вашем среднем двигателе EFI обнаружение детонации зависит от использования одного или нескольких датчиков детонации, установленных в определенных местах на двигателе. Эти датчики представляют собой тип микрофона, который откалиброван для улавливания определенного диапазона частот, который, как известно, связан с детонацией. Когда датчик обнаруживает достаточно большое количество детонаций, ЭБУ начинает замедлять опережение зажигания и / или добавлять больше топлива, в зависимости от используемого ЭБУ.

Эти частоты детонации будут различаться в зависимости от конструкции двигателя и также должны быть откалиброваны тюнером после модификации тяжелого двигателя.
Австралийская компания по управлению двигателями Haltech создала отличное видео, объясняющее этот процесс калибровки:

Профессиональные тюнеры часто полагаются на использование детонационных баллончиков (детонационных баллончиков) для обнаружения событий детонации в сильно модифицированных двигателях. Эти дет-банки могут быть как электронными, так и механическими, в первом из которых используется микрофон для передачи звука через пару наушников, а во втором — просто с помощью медного крепления и трубки для передачи звука, улавливаемого медью, на наушники.Бидоны Det также могут помочь ускорить процесс повторной калибровки датчика детонации.

Как им управлять
При настройке двигателя есть два основных источника тепла и давления: подача топлива и угол опережения зажигания.

Момент зажигания для контроля давления
При настройке угла опережения зажигания вы должны помнить о том, насколько вы опережаете время зажигания — большее время не всегда означает большую мощность. Идея состоит в том, чтобы рассчитать время искры в нужный момент до ВМТ, чтобы обеспечить достаточно времени горения для достижения пикового давления в цилиндре в оптимальной точке ВМТ.

Заводская карта опережения зажигания от JDM Mitsubishi Evo X 2008 года выпуска (Degrees BTDC). Обратите внимание, что по мере увеличения нагрузки и числа оборотов опережение уменьшается. Приложения с наддувом имеют тенденцию работать с более низкой пиковой синхронизацией из-за повышенного давления в цилиндре, связанного с принудительной индукцией.

Превышение опережения зажигания приведет к слишком раннему возникновению искры, в результате чего давление в цилиндре будет расти быстрее, чем может распространяться фронт пламени. Это создаст два источника давления в цилиндре, работающих одновременно (ход поршня и сгорание), в результате чего давление и температура в цилиндре превысят точку самовоспламенения несгоревшего топлива, все еще оставшегося в цилиндре, что мгновенно сгорит.Это самовозгорание является детонационным событием и является одной из наиболее частых причин выхода из строя поршня, штока и подшипника.

Примеры отказов подшипников из-за детонации. Слева: усталость промежуточной футеровки на основе меди в трехметаллических подшипниках. Справа: Локальный чрезмерный износ из-за деформации шатуна от детонации.

Заправка топливом для контроля температуры
При настройке двигателя топливо используется как форма контроля температуры. Добавление большего количества топлива создает более богатую смесь и охлаждает камеру, а удаление топлива выжимает смесь и добавляет больше тепла.

Haltech предлагает отличную аналогию, которая поможет вам понять этот процесс. «Думайте об этом как о выпечке торта. Когда вы закончите выпечку, откройте духовку и вытащите пирог, чтобы он остыл. Температура воздуха внутри духовки составляет 180 градусов по Цельсию, поэтому и пирог, и стальная форма для выпечки имеют температуру 180 градусов, но при этом, если вы подержите руки на 180 градусах, вы не обожжетесь. Однако металлическая форма для торта наверняка обожжет руки, как и сам торт через пару секунд.

Что вы хотите убрать из этого, так это то, что воздух — ужасный проводник тепла, потому что воздух на 180 градусов в духовке не обожжет вас, как форма для торта при той же температуре.Топливо гораздо лучше проводит тепло, поэтому, в общем, чем больше топлива вы добавляете, тем больше тепла будет отводиться от стенок цилиндров, поршней, клапанов и т. Д.

Заводская топливная карта EDM Mitsubishi Evo X 2008 года (масштабируется для AFR). Обратите внимание, что по мере увеличения нагрузки и числа оборотов увеличивается заправка (богаче). Двигатели с наддувом обычно требуют как минимум на 10% более богатой топливной смеси для борьбы с детонацией, вызванной повышенными температурами цилиндров, создаваемыми принудительной индукцией.

Однако можно добавить слишком много топлива, особенно в областях с низкой нагрузкой, таких как холостой ход или круиз, и вы можете вызвать стук или даже расплавить поршень, если вы слишком обеднены при более высоких нагрузках.Задача тюнеров — откалибровать несколько различных компонентов двигателя (MAF, VE, VVT, Boost, заправка, время зажигания и т.