Для автомобиля ВАЗ 2109 основным силовым агрегатом служит двигатель. От его надежной работы зависит срок эксплуатации всего автомобиля и безопасность движения транспорта. Появление звонкого металлического стука, заметное снижение мощности, неустойчивость в работе двигателя, выбросы из выхлопной трубы черного дыма, уменьшение температуры отработавших газов могут указывать, что произошла детонация двигателя на ВАЗ 2109. В статье предлагается познакомиться с ее последствиями и методами борьбы своими руками.
Детонация – это что
Самовоспламенение в камере сгорания горючей смеси, имеющее характер взрывной волны, представляет собой процесс детонации. Чаще всего она появляется во время резкого повышения нагрузки, например, при движении в гору или при резком ускорении. В этих ситуациях водитель, как правило, сильно увеличивает давление на педаль газа, что обеспечивает подачу в цилиндры двигателя богатой смеси. После попадания в цилиндры и заполнения всех его объемов богатой горючей смесью, начинается действие высоких температур и давления. В камере сгорания созданию высокого давления способствуют две причины:
При движении поршня(см. Зачем нужна замена поршней) вверх происходит сжатие горючей смеси, что повышает давление,
После воспламенения большей части горючей смеси волна пламени создает фронт высокого давления в камере сгорания, что тоже повышает давление в ней.
Высокая температура и избыточное давление, действуя на скопившуюся несгоревшую горючую смесь, влияют на образование активных соединений – альдегидов, перекисей, спиртов. После достижения критической величины начинают, между этими соединениями, происходить цепные окислительные реакции, приводящие к самовоспламенению смеси, которая имеет взрывной характер. В том месте, где произошел взрыв, сильно увеличивается температура и образуется взрывная волна. Фронт ее пламени распространяется со скоростью до 2300 м/с. (при нормальном сгорании горючей смеси эта скорость составляет лишь 30 м/с). Большая скорость движения взрывной волны создает условия, когда при ударе ее о стенки камеры сгорания и цилиндры, создается большое число взрывных волн. Они будут источниками возникновения в цилиндрах колебательных движений, которые вызывают вибрации двигателя.
Детонация двигателя на ВАЗ 21093
Звонкий металлический стук, или «стук пальцев», а теоретически – детонация, появляется в результате большого количества повторяющихся ударов о стенки цилиндров взрывной волны.
К чему может привести детонация
Ошибочно думать, что увеличение скорости, с которой распространяется фронт пламени, приводит к положительному эффекту для повышение мощности двигателя. Все происходит с точностью наоборот:
Продолжительность «жизни» взрывных волн меньше 0,0001 секунды. На такое же время повышается на поршень давление. За такой короткий отрезок времени повлиять на увеличение мощности волны не успевают, а привести к большему вреду этого времени достаточно.
Взрывная волна после удара о стенки цилиндров с большой скоростью разрушает масляную пленку, предохраняющую поршневую группу двигателя от сухого трения, износа от коррозии под воздействием элементов продуктов сгорания.
Достигающее более 70 кгс/см2 давление фронта взрывной волны, может стать причиной механического повреждения деталей мотора.
От многочисленных ударов волн резко увеличивается, от сгоревших газов, отдача тепла к стенкам цилиндров, а это приводит к перегреву агрегата, который становится причиной разрушения части элементов двигателя: обгорают кромки поршней, выходят со строя прокладки между блоком и головкой, портятся свечи зажигания.
Такая лишняя детонация двигателя ВАЗ 2109 значительно уменьшают моторесурс агрегата, а значит, увеличивается цена содержания автомобиля. Последствия ее хорошо видны на фото.
Последствия детонации
Какие факторы влияют на появление детонации
Существует много факторов, способствующих появлению детонации. Общая черта для всех – уменьшение задержки у горючей смеси самовоспламенения ее несгоревшей части, которая удалена от свечи зажигания. Другими словами, создание в камере сгорания благоприятных условий для ускорения протекания окислительных реакций смеси для горения. Факторами, влияющими на детонацию могут быть:
Состав горючей смеси. При соотношении воздух — топливо 0,9 смесь, попадая под большим давлением и высокой температуры, в камеру сгорания в ее отдаленных уголках формирует очаги, где возникают окислительные реакции, являющиеся источниками воспламенения или детонационного сгорания топлива.
Угол опережения зажигания. При увеличении этой величины, в процессе сгорания смеси, происходит сдвиг пика максимума давления ближе к ВМТ, что приводит к увеличению в камере сгорания давления, что является основной причиной детонации.
Октановое число топлива. Снижение октанового числа топлива увеличивает вероятность создания детонационного сгорания смеси для горения. Объяснение этому связано ростом к окислению химической активности топлива при уменьшении его октанового числа. Поэтому «стук пальцев» наиболее часто слышен при использовании в двигателях 76-го бензина, которые должны работать с 92 октановыми числами.
Степень сжатия. Это отношение между объемом цилиндра и объемом камеры сгорания. При увеличении степени сжатия увеличивается давление и температура в камере сгорания, что создает благоприятные условия для детонационного сгорания топлива.
Совет: В двигателях с высокой степенью сжатия нужно использовать высокоэтилированный бензин.
Конструкционные недостатки. К ним относятся:
худшие условия охлаждения несгоревшей части горючей смеси, которая дальше удалена от свечи зажигания;
неудачная конструкция камеры сгорания замедляет процесс догорания смеси;
плохо отводится тепло к стенкам цилиндра от центра поршня, например, при выпуклости днища поршня, когда теплу нужно пройти больший путь;
большой диаметр цилиндров, при этом ухудшается отвод тепла, но и камера сгорания будет получать большее число удаленных зон от свечи зажигания. Это увеличит вероятность возникновения очагов детонационного сгорания смеси для горения.
Как предотвратить детонацию двигателя
В противовес факторам, которые способствуют появлению детонации, есть и факторы, создающие препятствия ее возникновению. Они, чаще всего, ускоряют сгорание несгоревшего количества горючей смеси во всем фронте пламени, который идет от искры зажигания или замедляют процесс окислительных реакций, являющегося источником самовоспламенения. Инструкция указывает, что такими факторами могут быть:
Повышение числа оборотов силового агрегата. Это приводит к уменьшению времени протекания окислительных реакций, что уменьшает вероятность самовоспламенения.
Создание турбулизации или вращения в камере сгорания потоков смеси. При этом ускоряется распространение от искры зажигания фронта пламени, что предупреждает появление детонации.
Уменьшение пути для прохождения фронтом пламени. Это связано с изменением конструкции узла. Выражается доработка в установке на один цилиндр двух свечей зажигания или уменьшении диаметра цилиндров.
На автомобиле ВАЗ 21093 детонация двигателя при выключении — это другое явление и называется «дизелингом». При выключении зажигания двигатель некоторое время продолжает работать – «дергаться». При этом частота вращательных движений коленвала(см. Ваз 2109: замена сальника коленвала своими силами) то уменьшается, то увеличивается. То, что происходит в камере сгорания, напоминает самовозгорание топлива в дизельном моторе. Дизелинг появляется от некорректной регулировки холостого хода. При загрязнении системы и обогащении смеси принудительным способом, закручиванием винта количества больше меры, заслонку первой камеры приоткрывают. В таком случае главная дозирующая система всегда работает, что может стать причиной детонации при холостых оборотах двигателя. Как предотвращается на авто ВАЗ 2109 детонация при выключении двигателя можно увидеть на видео. Детонацию двигателя всегда нужно убирать своевременно. Это увеличит срок эксплуатации автомобиля в исправном состоянии.
