Детонация что это простыми словами
Перейти к содержимому

Детонация что это простыми словами

  • автор:

Детонация: причины, следствие, последствия

В старой рекламе батончиков Twix один из героев на реплику другого «похоже, пальцы стучат» недоумевает — причем здесь пальцы? Зададимся этим вопросом и мы — что за характерные звуки раздаются из-под капота в определенных режимах? Какими причинами они вызваны? Всегда ли водитель слышит это бряканье при детонации? И к каким последствиям все может привести?

Детонацию, как правило, воспринимают противоречиво. С одной стороны — «ну и что, что двигатель немного пробренчит». С другой, знакомые с этим явлением люди далеко не столь оптимистичны. Ведь детонация — это излишне быстрое сгорание топливовоздушной смеси в цилиндре. Если при нормальном процессе фронт пламени распространяется со скоростью порядка 50 м/сек, то при детонации — значительно быстрее. В первом случае он идет от свечи к дальним стенкам камеры. Растут температура и давление, однако это происходит постепенно и равномерно по всему замкнутому объему. Во втором случае топливовоздушная смесь поджигается не от искры свечи — воспламенение происходит от резкого увеличения температуры и давления. Рождается ударная волна, которая развивает уже скорость звука (около 340 м/сек). Считается, что в зависимости от условий она способна достигать втрое больших скоростей. Детонацию сравнивают со взрывом. Хотя при взрыве происходит все-таки контролируемое воспламенение и горение газа либо взрывчатых веществ. Но по разрушительному эффекту эти действия примерно равнозначны.

Еще раз, детонация — это неконтролируемое горение, когда топливовоздушная смесь воспламеняется самостоятельно и распространяется с большой скоростью, вызывая ударную волну. Или, как еще говорят, происходит горение во фронте ударной волны. Вот на гифке показаны два фронта пламени, один из которых расходится от свечи. Второй — горит от места самовоспламенения. Так от чего же детонация возникает в двигателе? Ведь это не склад боеприпасов, который может загореться от неисправной проводки или какой другой халатности. Существует множество факторов, которые по отдельности или в совокупности могут привести к этому явлению. Например, в бытность распространения карбюраторных моторов, услышав «стук пальцев», водители начинали крутить прерыватель-распределитель, делая угол опережения зажигания попозже.

Ранний угол — одно из условий возникновения детонации. Свеча дает искру не тогда, когда нужно (в конце такта сжатия, пока поршень едва не дошел до верхней мертвой точки), а несколько раньше. Горючая смесь расширяется и толкает не дошедший вверх поршень вниз, пытаясь перевести таким образом такт сжатия в рабочий ход. Кривошипно-шатунный механизм испытывает ударные нагрузки. При этом чтобы появились звуки детонации, необходимо еще одно обязательное условие — нагрузка. Скажем, высшая передача и попытка разгона на ней с низких (30–40 км/ч) скоростей.

Октановое число топлива демонстрирует не что иное, как детонационную стойкость бензина. Как известно, бензин с более высоким числом может (и должен!) применяться на моторах с высокой степенью сжатия. А если в бак попало паленое топливо, то детонация способна возникнуть и без указанных выше причин. Просто бензин будет иметь фактически низкое октановое число и, соответственно, детонационную стойкость. И риск возникновения в этом случае будет тем выше, чем больше степень сжатия. То есть для современных двигателей это наиболее характерно.

Другое дело, что степень сжатия со временем может измениться. Из-за нагара, которым обрастает днище поршня, а также стенки камер и тарелки клапанов.

И вроде бы на первый взгляд с мотором все в порядке. Система зажигания работает как следует, и бензин качественный. Однако автомобиль всю жизнь прожил в городских пробках, в трассовых режимах и на оборотах не ездил. То есть создавались идеальные условия для того, чтобы камеры сгорания зарастали отложениями. Вопрос только в том, когда этот процесс примет критические масштабы.

В подобных режимах эксплуатации, кстати, этому способствует еще одно явление. Нагар ведь ухудшает теплоотвод от стенок камер сгорания. А повышение температуры в цилиндрах — еще одна причина возникновения детонации. Общий перегрев агрегата из-за неисправности системы охлаждения также ведет к взрывному горению смеси. Значительное попадание моторного масла в цилиндры также способно привести к детонации. В этом случае и повышается температура горения, и снижается детонационная стойкость топливовоздушной смеси.

Несмотря на то что само понятие детонация введено в обиход с конца XVIII века, а в ДВС она известна с начала XX столетия, полностью исключить это явление в силу описанных выше причин не получается. Тем не менее еще при двигателях с карбюраторами (разумеется, с электронным управлением и уже без трамблеров) была сделана серьезная попытка застраховаться от детонации. Появился датчик на пьезоэлементах — по сути, небольшой микрофончик, установленный на блоке двигателя и слушающий звуки детонации. На V-образных моторах может использоваться по два датчика — по одному для каждой половинки блока. Вот места для их крепления на блоке тойотовского 1GR-FE.

На моторах с впрыском топлива датчик детонации стали применять повсеместно. Как и прежде, в его задачи входило улавливать начало вибраций и звуков и отправлять сигнал об этом блоку управления. Тот уже «заворачивал» зажигание на более позднее. Впрочем, и включение датчика в полностью электронные системы контроля не стало панацеей. Давайте предоставим слово мотористам. Тем более что мы не поговорили о последствиях детонации. О звуках, которые ее сопровождают, и чем они вызваны. Кроме того, о том, всегда ли они ей сопутствуют. Уместно тут сказать, что прошло уже больше века, а споры об аккомпанементе детонации идут до сих пор. Кто-то и сейчас уверен, что это поршневые пальцы. Другие заявляют, что металлический звук исходит от стенок камер сгорания. Есть мнение, что это вообще совокупность ударов во всех люфтах кривошипно-шатунного механизма. Или же только бряканья от поршневых колец.

Валентин Ткачев
частный мастер — Детонационные стуки (обычно говорят «стук пальцев», но это неверное определение) возникают вследствие отражения взрывной волны от стенок цилиндров при неправильном, взрывообразном сгорании топливовоздушной смеси. Датчик детонации начал появляться с конца 70-х годов, еще на карбюраторных моторах. Многие карбюраторы имели блоки управления, которые корректировали их работу в зависимости от каких-либо факторов. Вот на них-то в цепь управления и включали этот датчик. На современных V-«образниках» их вполне может быть два. На «четверках» всегда встречал один — между вторым и третьим либо третьим и четвертым цилиндрами. На самые нефорсированные моторы, по крайней мере какое-то время назад, датчик могли не ставить вообще. Недавно попадался в ремонте B20B на Honda CR-V, где он отсутствовал, хотя обычно они есть. Был немного удивлен, но тем не менее такие модификации действительно имелись.

Выйти из строя датчик детонации может, как и любой другой компонент. Чаще всего это происходит из-за его старости. Либо оттого, что отгнил провод. Или в силу механических повреждений при ремонтах/обслуживании. В современных моторах блок управления, руководствуясь информацией с этого микрофончика, не только делает позднее угол зажигания, но и немного обогащает топливную смесь, которая, будучи бедной, приводит к увеличению температуры в камере сгорания, что является одной из причин появления детонации. При выходе датчика из строя система управления двигателем также может обрезать некоторые режимы. К примеру, встречался с тем, что на Тойотах с «шестеркой» 1MZ ЭБУ не давал включаться овердрайву, но при этом не зажигал «чек», хотя сканер ошибку видел. А на Honda Legend последнего поколения с SH-AWD делал автомобиль переднеприводным. Необходимо это не столько для того, чтобы владелец понимал, что нужно ехать на ремонт, сколько ради снижения нагрузки на двигатель.

Другие причины — повышение температуры. Локальный или общий перегрев двигателя. Проблемы с топливной системой, которые приводят к обеднению смеси (забитые форсунки, неисправный регулятор давления топлива, полуживой топливный насос, к примеру). Нередки неисправности системы зажигания, дающие некорректный момент начала воспламенения. Естественно, нагар в камере сгорания, увеличивающий степень сжатия. Для двигателя, расходующего масло в силу ряда причин, детонация может иметь более быстрые и губительные последствия. Масло, сгорающее в цилиндре, дает дополнительное повышение температуры и неравномерность горения смеси. Но чаще всего в наших условиях детонацию провоцирует, конечно, некачественный бензин. Происходить это может под нагрузкой — при попытке интенсивно разогнаться на высших передачах с низкой скорости. Именно в подобных случаях слышится типичное бренчание, указывающее на появление детонации. Но возможны варианты, когда вы не услышите этих характерных звуков. Однако детонация будет присутствовать, даже развиваться, и со временем может привести к печальным последствиям. Речь о трассовых режимах, когда нагрузка постоянна и практически не меняется. Хотя чаще всего это не одна, а комплекс причин, которые при «удачном» расположении звезд приведут к печальным последствиям. Как всегда, здесь чуть не так, там что-то не в порядке. И, скорее всего, даже «чека» не будет. Хотя вроде все хорошо и мотор тянет нормально, никаких симптомов неисправностей нет. Такие ситуации не редкость — ехал по трассе — и вдруг отказ одного или более цилиндров. Посторонние шумы, а то и просто заглохший и не желающий запускаться двигатель. При вскрытии обнаруживаются тотальные повреждения. Прогар поршня (хорошо, если только одного), подгоревшие клапаны, разрушившиеся на нем перемычки между кольцами.

Прогорает прокладка «головки» блока, деформируются привалочные плоскости. Теоретически могут повредиться шатуны, разрушиться вкладыши. В любом случае после столь масштабных разрушений мотор ждет одно — серьезный восстановительный ремонт. Современные агрегаты, пожалуй, более чувствительны к подобным воздействиям. У них выше степень сжатия, точнее отстроены все процессы, протекающие в камерах сгорания, плюс никакого запаса прочности. Любое отклонение может привести к подобному итогу. Двигатели прежних поколений все-таки были готовы терпеть куда большие нагрузки. Когда-то я владел Mitsubishi RVR в кузове N73, то есть с турбированным 4G63T.

После ряда доработок была корректировка прошивки ради улучшения динамики. В результате этот полноприводный вэн на разгоне стал буксовать всеми четырьмя колесами даже на третьей передаче. И вроде цель достигнута, но при просмотре логов недели через полторы (не было времени посмотреть сразу) выяснилось, что детонация превышала предельное значение в 2,5 раза. Пришлось снова корректировать, чтобы сберечь мотор. Динамика после корректировок была частично потеряна. Позже свою «турбочетверку» я все же «положил», но уже по другой причине, и, разобрав (был любопытен именно момент последствий сильной детонации), был удивлен визуальному отсутствию последствий неправильной настройки. И, кстати, никаких детонационных шумов после первой некорректной настройки я не слышал, хотя и прислушивался.

Егор Пятов
частный мастер, специализируется на двигателях Subaru

— Уверен, что своеобразное бренчание — это звуки взрывного сгорания горючей смеси. А металлические они потому, что процесс происходит в замкнутом пространстве, ограниченном поверхностями из алюминия, чугуна, стали. Считается, что калильное зажигание — это иной процесс, при котором не возникает детонационного сгорания смеси. На самом деле эти два явления очень близки. В том и другом случае самовоспламенение может происходить из-за раскаленного нагара на стенках камер. На разобранном двигателе нагревал отложения горелкой — получались натуральные угольки. Неудивительно, что при повышенной температуре и давлении в камерах нагар становится источником розжига смеси.

Чаще причиной детонации становится, естественно, некондиционный бензин. И все же возникновение ее, как правило, складывается из суммы факторов. К примеру, масляный нагар серьезно ухудшает теплоотдачу из зоны камер. Внутри них растет температура, происходит неконтролируемое возгорание. Температура возрастает еще больше — до таких значений, при которых начинает плавиться алюминий поршней. Более того, встречал даже расплавленные кольца. А ведь выполнены они из стали и покрыты обычно хромом. Разумеется, играет роль и угол опережения зажигания, и состояние топливной системы. Вот конкретная ситуация. На автомобиле начал умирать топливный насос. Пока эксплуатация проходила в городе, это было незаметно и не приводило ни к каким негативным последствиям. Однако на трассе его производительности уже не хватило. Смесь стала бедной, камеры и все, что в них находится, начали греться, появилась детонация. С повышенным расходом масла на угар ситуация та же. Знаю случаи, когда автомобиль с приличным «масложором» долго ездил в городском трафике. А потом хозяин выехал на трассу, притопил и… Перегрев плюс детонация. Причем в тех условиях, когда внутри нагар, а двигатель потребляет масло литрами, то и другое способно возникать именно на скорости, в ненагруженных режимах. Водитель ничего не услышит. Последствия же запросто могут быть масштабнее, чем если бы смесь детонировала на низких скоростях и передачах, то есть под нагрузкой. Датчик детонации — не панацея! Тем более что его может и не быть на самых «овощных» моторах. Скажем, на EJ18 нет. Да и при наличии датчика совсем не факт, что система управления убережет мотор. На тех же «Ежиках» сколько эти системы в Subaru перенастраивали! Именно для того, чтобы исключить развитие полной мощности при нарушении смесеобразования, зажигания и т. д. Попросту «придушить» двигатель, если что-то пошло не так. И все равно водители умудряются разваливать агрегаты. Тут срабатывает чисто человеческий фактор. ЭБУ обрезает давление наддува — только что турбина дула «единичку», и вот уже 0,5 бара. На приборной панели загорается «гирлянда». Мотор не тянет. Но владелец продолжает упорно давить на газ, полагая, что «сейчас прочихается и поедет». Между тем автомобильная электроника элементарно не рассчитана на то, чтобы вправлять мозги и ему. Ну нет у нее защиты против человеческого незнания и варварства. Повреждения бывают весьма глобальными. Иной раз сгоревшими поршнями, прокладкой ГБЦ и прочими «мелочами» дело не ограничивается. Из-за температуры и давления ведет постель коленвала и даже лопаются прогоревшие стенки цилиндров. В последнем случае, как вы понимаете, блок отправляется на свалку. В тюненных моторах, где кованые поршни как раз-таки должны держать увеличенные нагрузки, оплавляются уже они. «Течет» и дно детали, и перемычки между кольцами, и «юбка» — вплоть до сквозных дыр. Внизу на фото именно тот случай, когда вместе с алюминием размягчилась и сталь колец.

Причем, если говорить об уровне повреждений, не важно, идет ли речь о простеньких двигателях либо заряженных. Безусловно, риск приговорить форсированный мотор выше. Но разрушения могут быть идентичны. Что у какой-нибудь «полторашки» с отдачей менее чем в 100 сил. Что у построенного грамотно турбомотора, который в состоянии выдержать двукратное увеличение мощности. И заводской ресурс тысяч, например, в 400 для детонации не помеха. При возникновении приведенных ранее условий одинаково легко «сгорают» и одноразовые двигатели, и те, что считаются образчиками надежности и выносливости. Естественно, блоки у последних остаются целыми. А вот «капиталить» агрегаты приходится в любом случае. Так что если водитель чувствует, что в работе двигателя появились какие-то изменения, нужно снизить нагрузку и ехать к специалистам. Проводить подкапотный осмотр, делать диагностику.

  • Бензин с низким октановым числом — основная причина. Несмотря на бытующее мнение, что топливо стало качественнее, мотористы утверждают — владельцы с поврежденными двигателями обращаются до сих пор.
  • Некорректно работающая система зажигания.
  • Топливная система, «недоливающая» бензин.
  • Эксплуатация автомобиля на низких и средних оборотах без периодического прохвата на высоких. В подобных режимах в камерах сгорания интенсивно образуется нагар. Он увеличивает степень сжатия и ухудшает теплоотдачу. А это предвестники детонации.
  • Плохо работающая система охлаждения, приводящая к перегреву двигателя.
  • Большой (от 1 л/1000 км) расход масла на угар.
  • Все это характерно и для дизелей. Разве что угол опережения зажигания меняем на угол опережения подачи топлива. И предъявляем дополнительные требования к топливной аппаратуре.

И последнее. Считается, что автомобили с «автоматами» от детонации страдают меньше. Здравый смысл здесь есть — двигатель с АКП сложнее вогнать в режим повышенной нагрузки. Это когда на «механике», например, вместо второй передачи втыкаешь четвертую. Но и на «автомате» при разгоне с небольших скоростей да в горочку можно услышать типичный металлический звон.

Значение слова «детонация»

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

  • Детона́ция (от фр. détoner — «взрываться» и лат. detonare — «греметь») — режим горения, при котором по веществу распространяется ударная волна, инициирующая химические реакции горения, в свою очередь, поддерживающие движение ударной волны за счёт выделяющегося в экзотермических реакциях тепла. Комплекс, состоящий из ударной волны и зоны экзотермических химических реакций за ней, распространяется по веществу со сверхзвуковой скоростью и называется детонационной волной. Фронт детонационной волны — это поверхность гидродинамического нормального разрыва. Скорость распространения фронта детонационной волны относительно исходного неподвижного вещества называется скоростью детонации. Скорость детонации зависит только от состава и состояния детонирующего вещества и может достигать нескольких километров в секунду как в газах, так и в конденсированных системах (жидких или твёрдых взрывчатых веществах). Скорость детонации значительно превышает скорость медленного горения, которая всегда существенно меньше скорости звука в веществе и не превышает нескольких метров в секунду. Многие вещества способны как к медленному (дефлаграционноному) горению, так и к детонации. В таких веществах для распространения детонации её необходимо инициировать внешним воздействием (механическим или тепловым). В определённых условиях медленное горение может самопроизвольно переходить в детонацию. Детонацию, как физико-химическое явление, не следует отождествлять со взрывом. Взрыв — это процесс, в котором за короткое время в ограниченном объёме выделяется большое количество энергии и образуются газообразные продукты взрыва, способные совершить значительную механическую работу или вызвать разрушения в месте взрыва. Взрыв может иметь место и при воспламенении и быстром сгорании газовых смесей или взрывчатых веществ в ограниченном пространстве, хотя при этом детонационная волна не образуется. Так, быстрое (взрывное) сгорание пороха в стволе артиллерийского орудия в процессе выстрела не является детонацией. Стук, возникающий в двигателях внутреннего сгорания, также называют детонацией (англ. knock), однако это не детонация в строгом смысле этого слова. Стук вызывается преждевременным самовоспламенением топливовоздушной смеси с последующим быстрым её сгоранием в режиме взрывного горения, но без образования ударных волн. Детонационные волны в работающем двигателе (англ. superknock) возникают крайне редко и только при нарушении условий эксплуатации, например из-за нештатного низкооктанового топлива. При этом двигатель очень быстро выходит из строя из-за разрушения конструкционных элементов ударными волнами.
  • ДЕТОНА’ЦИЯ, и, ж. [от латин. detono — гремлю] (спец.). Мгновенный и разрушительный взрыв какого-н. взрывчатого вещества под действием удара или воспламенения детонатора.

Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

детона́ция

Делаем Карту слов лучше вместе

Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.

Вопрос: маржинализм — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?

Нейтральное
Положительное
Отрицательное

Ассоциации к слову «детонация»

Синонимы к слову «детонация»

Предложения со словом «детонация»

  • Однако, несмотря на внедрение автомата заряжания, экипаж продолжал размещаться в одном объёме с боеприпасами, что не оставляет танкистам шансов выжить в случае детонации боекомплекта.

Сочетаемость слова «детонация»

  • детонация боезапаса
    детонацию заряда
    детонация боекомплекта
  • скорость детонации
    волна детонации
  • вызвать детонацию
    взорваться от детонации
  • (полная таблица сочетаемости)

Понятия со словом «детонация»

Детона́ция (от фр. détoner — «взрываться» и лат. detonare — «греметь») — это режим горения, в котором по веществу распространяется ударная волна, инициирующая химические реакции горения, в свою очередь, поддерживающие движение ударной волны за счёт выделяющегося в экзотермических реакциях тепла. Комплекс, состоящий из ударной волны и зоны экзотермических химических реакций за ней, распространяется по веществу со сверхзвуковой скоростью и называется детонационной волной. Фронт детонационной волны.

Ско́рость детона́ции — скорость распространения детонационной волны по заряду взрывчатого вещества (ВВ). Скорость детонации определяется составом и состоянием заряда, условиями взрывания. При одинаковых условиях скорость детонации постоянна и её значение — максимально возможное при этих условиях. Такое свойство делает скорость детонации одной из важнейших характеристик взрывчатых веществ.

Отправить комментарий

Дополнительно

  • Как правильно пишется слово «детонация»
  • Склонение существительного «детонация» (изменение по числам и падежам)
  • Разбор по составу слова «детонация» (морфемный разбор)
  • Цитаты со словом «детонация» (подборка цитат)
  • Перевод слова «детонация» и примеры предложений (английский язык)
  • Definition of «detonation» at WordTools.ai (английский язык)

Детонация

Детонация – это процесс химического превращения взрывчатого вещества, сопровождающийся освобождением энергии (тепла) и распространяющийся по веществу в виде волны от одного слоя к другому со сверхзвуковой скоростью.

Химическая реакция вводится интенсивной ударной волной, образующей передний фронт детонационной волны. Благодаря резкому повышению температуры и давления за фронтом химическое превращение протекает с постоянной скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе, и в очень тонком слое, непосредственно прилегающем к фронту волны. Энергия, освобождающаяся в зоне превращения, непрерывно поддерживает высокое давление в ударной волне, т.е. обеспечивает самоподдерживающийся процесс. Благодаря высокой скорости детонации (в газовых смесях 1000-3500 м/с, в твердых и жидких взрывчатых веществах — до 9000 м/с) давление в газообразных взрывчатых смесях составляет десятки атмосфер, а в жидких и твердых телах достигает нескольких сотен тыс. атмосфер. При расширении сжатых продуктов детонации происходит взрыв. Этим объясняется огромное разрушающее действие подобных процессов.

В однородном веществе детонация распространяется с постоянной скоростью, которая среди возможных для данного вещества скоростей распространения детонационной волны является минимальной. В такой волне зона химической реакции перемещается относительно продуктов реакции со скоростью звука (но со сверхзвуковой скоростью относительно исходного вещества). Скорости детонации некоторых взрывчатых веществ представлены в табл.

Благодаря этому волны разрежения, возникающие при расширении газообразных продуктов химической реакции, не могут проникнуть в зону реакции и ослабить бегущую впереди ударную волну. Минимальная скорость распространения детонации принимается в качестве характеристики взрывчатого вещества. Энергия, выделяемая в зоне химической реакции, непрерывно поддерживает высокое давление в ударной волне.

Скорости детонации

Вещество

ν, м/сек

Тринитротолуол (тротил, тол), C7H5(NО2)3CH3 (твердое вещество, d=1,62 г/см 3 )

Пентаэритриттетранитрат (ТЭН) C5H8(ОNО2)4 (твердое вещество, d=1,77 г/см 3 )

Циклотриметилентринитроамин (гексоген), C3H6О6N6 (твердое вещество, d=1,80 г/см 3 )

Виды детонации

При анализе чрезвычайных ситуаций, связанных с проявлением детонации, различают несколько видов процесса.

Физическая детонация — процесс, возникающий при смешении жидкостей с разными температурами, когда температура одной из них значительно превышает температуру кипения другой.

Детонационный взрыв — при котором воспламенение последующих слоев взрывчатого вещества происходят в результате сжатия и нагрева ударной волной, когда ударная волна и зона химической реакции следуют неразрывно друг за другом с постоянной сверхзвуковой скоростью.

Дефлаграционный взрыв — при котором нагрев и воспламенение последующих слоев взрывчатого вещества происходит в результате диффузии и теплопередачи, когда фронт волны сжатия и фронт пламени движутся с дозвуковой скоростью.

Возбуждение детонации является обычным способом осуществления взрывов. Детонация в заряде взрывчатого вещества создается интенсивным механическим или тепловым воздействием (удар, искровой разряд, взрыв металлической проволочки под действием электрического тока, и т.п.). Сила воздействия, необходимого для возбуждения детонации, зависит от химической природы взрывчатого вещества. К механическому воздействию чувствительны, например, так называемые инициирующие взрывчатые вещества (гремучая ртуть, азид свинца и др.), которые входят в состав капсюлей-детонаторов, используемых для возбуждения детонации вторичных (менее чувствительных) взрывчатых веществ.

Детонация

При определенных условиях во взрывчатом веществе может быть возбуждена детонация, скорость распространения которой превышает минимальную скорость, указанную в приведенной выше таблице. Так, взрыв заряда твердого взрывчатого вещества, помещенного в газообразную взрывчатую смесь, порождает в смеси ударную волну, интенсивность которой во много раз превосходит интенсивность волны, отвечающей режиму с минимальной скоростью. В результате в газовой смеси распространяется детонационная волна с повышенной скоростью. В этой волне зона химической реакции движется относительно продуктов реакции с дозвуковой скоростью. Поэтому по мере удаления такой волны от места ее возникновения ударная волна постепенно ослабевает (сказывается влияние волн разрежения) и скорость распространения детонации снижается до минимального значения. Детонационную волну с повышенной скоростью распространения можно также получить в неоднородном взрывчатом веществе при движении волны в направлении убывающей плотности. Еще одним примером распространения детонации со скоростью, превышающей минимальное значение, может служить сферическая детонационная волна, сходящаяся к центру. Скорость волны с приближением к центру возрастает. Устойчивый процесс детонации не всегда возможен. Например, волна детонации не может распространяться в цилиндрическом заряде взрывчатого вещества слишком малого диаметра (разлет вещества через боковую поверхность вызывает прекращение химической реакции прежде, чем вещество успеет заметно прореагировать). Минимальный диаметр заряда, в котором возможен незатухающий процесс детонации, пропорционален ширине зоны химической реакции. В газообразных взрывчатых смесях распространение детонации возможно лишь при условиях, когда концентрация горючего газа (или паров горючей жидкости) находится в определенных пределах. Эти пределы зависят от химической природы взрывчатой смеси, давления и температуры. Например, в смеси водорода с кислородом при комнатной температуре и атмосферном давлении волна детонации способна распространяться, если концентрация (по объему) водорода находится в пределах от 20 до 90 %. Исследование волны детонации в газах показывает, что при понижении начального давления химическая реакция приобретает характер пульсаций. Неравномерное протекание реакции вызывает искажения движущейся впереди ударной волны. Наконец, при достаточно низком давлении осуществляется режим так называемой спиновой детонации, при котором на фронте детонационной волны возникает излом, вращающийся по винтовой линии. Дальнейшее снижение давления приводит к затуханию детонации.

В двигателях внутреннего сгорания детонация — быстрый, приближающийся к взрыву процесс горения топливной смеси в цилиндре карбюраторного двигателя, сопровождающийся неустойчивой работой (металлический стук в цилиндре), износом и разрушением деталей. В результате детонации двигатель перегревается и его мощность падает. Детонация возникает, если топливо не соответствует конструкции или работе двигателя. Для каждого топлива существует определенная степень сжатия, при которой возникает детонация. Детонационную стойкость бензинов для бедных смесей характеризуют октановым числом, для богатых смесей — сортностью бензинов.

Детонационный взрыв и взрывное горение могут иметь разное назначение — причинять ущерб жизни и здоровью людей и животных, разрушать объекты инфраструктуры и повреждать окружающую среду, но и выполнять полезную работу по строительству тоннелей, каналов и дорог, по добыче полезных ископаемых и сносу строительных конструкций. Детонация является физической основой проведения специальных боевых операций. Одним из наиболее опасных проявлений детонации является использование ее разрушающего действия в большинстве террористических атак. Во многих случаях, например, при горении топливной смеси в двигателях внутреннего сгорания или реактивного двигателя, при горении пороха в стволе артиллерийского орудия и другого, детонация недопустима. В связи с этим подбираются такие условия горения и химический состав используемых веществ, чтобы возникновение детонации с характерным для нее чрезвычайно резким повышением давления было исключено.

Детонация и калильное зажигание

Источник: Детонация конденсированных и газовых систем. — М., 1986; Теория детонации. Зельдович Я.Б., Компанеец А.С. — М., 1955.

Детонация двигателя: причины и способы устранения

Что это? Детонация двигателя – неисправность главного узла автомобиля, сопровождающаяся характерным звуком из-под капота. Мало кто знает, что ее вызывает, и еще меньше тех, кто понимает, чем это может аукнуться.

Как исправить? Данная проблема может возникнуть в любом автомобиле. Чтобы действовать грамотно, следует в первую очередь понять причину поломки.

В этой статье:

  1. Что такое детонация двигателя
  2. Признаки детонации двигателя
  3. Последствия детонации двигателя
  4. Причины детонации двигателя
  5. Где на двигателе находится датчик детонации
  6. 6 способов устранения детонации двигателя
  7. Часто задаваемые вопросы о детонации двигателя

Что такое детонация двигателя

Детонацией двигателя принято называть сбой, при котором топливо в цилиндрах сгорает не плавно, а с отчетливо слышимым звуком взрыва. Взрывная волна при этом распространяется не со стандартной скоростью от 30 до 45 м/с, а со сверхзвуковой – 2 000 м/с (именно в момент, когда скорость распространения взрывной волны превышает скорость звука, происходит хлопок). Причиной возгорания топливно-воздушной смеси в этом случае служит не искра на электродах свечи зажигания, а избыточное давление в камере сгорания.

Что такое детонация двигателя

Что такое детонация двигателя

Если учесть, что детонация двигателя – это взрыв, то воздействие взрывной волны может серьезно повредить стенки цилиндра, которые подвергаются избыточному нагреванию, поршни и прокладку головки блока цилиндров. Вред, наносимый последней, – максимален. Волна от взрыва, экстремальная температура и резкое повышение давления способны практически сжечь ее или, как говорят опытные водители, – «выдуть».

Детонация обычно возникает на бензиновых двигателях, оснащенных инжектором или карбюратором. Проблема может коснуться автомобилей, на которых установлено газобаллонное оборудование и в качестве топлива используется метан или пропан. Однако чаще всего с подобными неполадками сталкиваются водители автомобилей с карбюраторным мотором. О дизельных ДВС поговорим позже.

Датчики детонации (ДД) начали устанавливать на карбюраторные двигатели в конце 70-х годов прошлого века, встраивая в блоки управления, которые регулировали их работу.

Современные V-образные ДВС часто оснащают двумя ДД. На четырехцилиндровых двигателях обычно устанавливают один датчик детонации, располагая его между вторым и третьим или третьим и четвертым цилиндрами. Маломощные моторы до последнего времени, как правило, ими не оборудовались.

Признаки детонации двигателя

Детонация чаще всего возникает:

  • на сильно прогретом моторе (холодный эта проблема не затрагивает);
  • при использовании бензина с низким октановым числом;
  • в режиме высоких нагрузок или на очень низких оборотах.

Риск возникновения детонации повышается, если ДВС в течение длительного времени работал с минимальной нагрузкой, что привело к скоплению нагара в камерах сгорания. На практике современные автомобильные моторы с впрыском топливной смеси, если они не тюнингованы и оснащены исправно функционирующей системой управления, подвержены подобным неполадкам только на минимальных оборотах. Речь идет о транспортных средствах с механической КПП – на «автоматах» это невозможно.

Последствия детонации двигателя

Следует понимать, что при детонации речь идет о взрыве, который не может остаться без последствий для двигателя.

Взрыв приводит к существенному снижению мощности двигателя и сопровождается увеличением расхода топлива.

Огромные нагрузки, воздействующие на стенки цилиндров, со временем становятся причиной их выхода из строя, а в наиболее тяжелых случаях – полного разрушения двигателя. Экстремальная температура, которой сопровождается детонация топливной смеси, зачастую приводит к прогоранию прокладки ГБЦ – она повреждается первой, так как не приспособлена к долговременному воздействию механических и термических нагрузок.

От взрыва могут серьезно пострадать коленчатый вал, блок цилиндров и другие элементы. Двигателю после детонации может понадобиться дорогостоящий капитальный ремонт с полной заменой вышедших из строя узлов и деталей.

Последствия детонации двигателя

Последствия детонации двигателя

Специалисты пользуются условной классификацией, согласно которой детонация может быть приемлемой и неприемлемой.

В первом случае детонация двигателя, возникающая на малых оборотах и мгновенно прекращающаяся, может оставаться незамеченной. Это явление характерно для ДВС небольшого объема с внушительной мощностью и большим крутящим моментом.

Неприемлемая детонация двигателя обычно возникает при работе мотора на больших оборотах и с серьезной нагрузкой. Такой сбой в работе за считанные секунды может серьезно повредить силовую установку.

Причины детонации двигателя

Причины детонации двигателя

Причины детонации двигателя

Детонации часто подвержены старые двигатели внутреннего сгорания, оснащенные карбюратором, однако эта неприятность не обходит стороной и современные моторы с инжектором и электронным управлением впрыском. Среди наиболее частых причин:

Воспламенение чересчур обедненной топливно-воздушной смеси

Происходящее до появления искры на электродах свечей зажигания. Причина, по которой в этом случае происходит детонация, кроется в окислительных процессах, спровоцированных высокой температурой.

Раннее зажигание

Если угол зажигания слишком велик, топливная смесь воспламеняется до прохождения поршнем так называемой верхней мертвой точки.

Товары из категории

Поршневой компрессор Aircast с ременным приводом СБ 4/Ф-500.LT100/16

  • Производительность на входе, л/мин 1400
  • Объем ресивера, л 500

В кредит от 7 736/мес
В корзину Купить в 1 клик

Автоматическая цифровая установка для заправки автокондиционеров GrunBaum AC8000S BUS

  • Хладагент R134A
  • Вакуумный насос 120 л/мин

В кредит от 11 733/мес
В корзину Купить в 1 клик

ТЕЛЕГА ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ 387 ПР., 7 ПОЛОК, ПЛАСТ. СТОЛ., СИНЕ-СЕРАЯ LICOTA AWX-2603BTSK08

  • Количество предметов, шт 387
  • Вес, кг 110

В кредит от 8 467/мес
В корзину Купить в 1 клик

Сварочный инвертор MIG REAL MIG 250 F (N253)

  • Напряжение питающей сети, В 380
  • Рабочий диапазон сетевого напряжения 323–437 В

В кредит от 5 133/мес
В корзину Купить в 1 клик

Неправильно выбранное октановое число бензина

Которым был заправлен автомобиль. Если оно ниже рекомендованного производителем двигателя, возрастает риск детонации. Дело в более высокой химической активности низкооктанового топлива. Такой же эффект возможен при использовании низкокачественных суррогатов.

Высокая компрессия

При закоксовывании цилиндров двигателя внутреннего сгорания или попадании других загрязнений происходит их накопление на поршнях, что повышает вероятность возникновении детонации.

Детонация на горячем двигателе

К которой могут приводить неисправности в системе охлаждения. Избыточный нагрев ДВС приводит к повышению давления в цилиндрах, что в свою очередь вызывает взрыв топливно-воздушной смеси.

Перечисленные условия являются общими как для двигателя, оснащенного инжектором, так и для карбюраторного. У первого детонация может происходить также из-за поломки соответствующего датчика, при нормальной работе подающего сигнал о возникновении подобных неполадок электронному блоку управления, который в свою очередь должен автоматически изменить угол зажигания. Если устройство вышло из строя, ЭБУ не сможет отреагировать на проблему и устранить ее. В подобной ситуации на приборной доске загорается индикатор Check Engine, а сканер выдает соответствующую ошибку (диагностические коды P0325, P0326, P0327, P0328).

Кроме того, детонация двигателя может возникать по ряду других причин:

  • Степень сжатия. Эта величина определяется конструкцией конкретной модели ДВС. При высоких значениях вероятность возникновения детонации возрастает.
  • Особенности формы камеры сгорания и днища поршней. Для некоторых моделей современных мощных, но малообъемных двигателей внутреннего сгорания характерна склонность к детонации (эта проблема решается за счет оснащения электронным блоком управления).
  • Форсирование двигателя. Такие моторы отличаются высокой температурой горения топливно-воздушной смеси и большим давлением в цилиндрах, что делает их предрасположенными к детонированию.
  • Турбированные ДВС – смотрите предыдущий пункт.

Таким образом, детонация топливно-воздушной смеси в дизельном двигателе может происходить из-за низкого качества топлива, проблем в работе системы охлаждения или неправильно установленного угла опережения впрыска.

Взрыв также может возникать вследствие нарушения рекомендаций производителя, касающихся режимов работы ДВС. К примеру, возникновение этой неполадки возможно при езде с малой скоростью на повышенной передаче и низких оборотах. Топливная смесь может воспламеняться из-за высокой степени сжатия.

Часто владельцы автомобилей прибегают к чип-тюнингу, чтобы сэкономить на топливе, снизив его расход за счет обеднения топливно-воздушной смеси, что приводит к снижению динамики, увеличивает нагрузку на двигатель и, как следствие, повышает риск возникновения детонации.

Где на двигателе находится датчик детонации

Чаще всего датчики детонации устанавливают на блоке цилиндров с помощью резьбового соединения, располагая его поблизости от камер сгорания и центрального цилиндра. Выбор места установки неслучаен и полностью соответствует назначению устройства.

Если описывать работу ДД простыми словами, то он выполняет функцию микрофона, улавливая звук взрывной волны, которая бьет в стенку цилиндра при детонации топлива.

Где на двигателе находится датчик детонации

Где на двигателе находится датчик детонации

Возникновение взрывной волны связано с горением топливной смеси в камере сгорания, которая происходит с аномальной быстротой. Этот процесс отличается от штатного так же, как работа порохового заряда, который выталкивает артиллерийский снаряд, отличается от его взрыва при попадании в цель.

Относительно медленное сгорание порохового заряда толкает снаряд, придавая ему необходимое ускорение, а взрывчатое вещество внутри него предназначено для того, чтобы дробить и разрушать. Дело в том, что детонация сопровождается горением, скорость которого на порядок выше, чем при сгорании пороха.

6 способов устранения детонации двигателя

Первое, что необходимо для предотвращения детонации двигателя, – правильное топливо. Ошибка, которую допускают многие водители, заключается в игнорировании рекомендаций производителя. Часто, стремясь сэкономить, автомобиль заправляют более дешевым горючим. Этого категорически нельзя делать, так как качество бензина и его цена прямо взаимосвязаны.

Заплатив на заправке немного меньше, можно через какое-то время столкнуться с необходимостью выложить в десятки раз больше за капитальный ремонт и замену вышедших из строя деталей. Важно также заправляться бензином, имеющим именно то октановое число, которое указано в сопроводительной технической документации к конкретному транспортному средству.

Читайте также!

Регулировка угла опережения зажигания. При преждевременном воспламенении топливно-воздушной смеси в камере сгорания создается слишком высокая температура, что может привести к детонации. Неправильно настроенный мотор может продолжать детонировать даже после выключения.

Проверка свечей зажигания на исправность и их замена (если в этом есть необходимость).

6 способов устранения детонации двигателя

6 способов устранения детонации двигателя

Если в ходе эксплуатации двигатель автомобиля подолгу испытывает небольшую нагрузку, в цилиндрах могут скапливаться отложения нагара, который в свою очередь повышает риск возникновения детонации при его выключении. Для профилактики специалисты рекомендуют периодически повышать нагрузку, например, увеличивать обороты на высокой передаче.

Если детонация двигателя сопровождается выбросом с выхлопными газами зеленого или черного дыма, значит, в них содержится алюминий. Это в свою очередь говорит о начале разрушения поршневой системы или ее выходе из строя. Решить проблему можно только полной заменой соответствующих деталей.

Если детонация двигателя на холостом ходу происходит, несмотря на правильно отрегулированный угол опережения зажигания, используется качественный бензин с рекомендованным октановым числом, свечи зажигания исправны, то причина кроется в чрезмерно высокой температуре. Очень часто устранить проблему можно, снизив «жар» в цилиндрах с помощью интеркулера, охлаждающего приточный воздух, или обычной воды.

Причиной избыточной температуры двигателя может быть неисправный термос. Если он вышел из строя, для устранения детонации необходимо обращаться к профессионалам – своими силами исправить положение не получится.

Часто задаваемые вопросы о детонации двигателя

Часто задаваемые вопросы о детонации двигателя

Часто задаваемые вопросы о детонации двигателя

В чем разница между калильным зажиганием и детонацией двигателя?

Калильным зажиганием называют воспламенение топливно-воздушной смеси при взаимодействии с нагретыми элементами ДВС, из-за которого последний может продолжать работать после выключения. Однако между этим процессом и детонацией нет ничего общего.

Также нередко взрывную волну путают с так называемым дизелингом, который также приводит к тому, что мотор некоторое время продолжает работать после выключения зажигания. Возможно, причины этого явления в повышенной степени сжатия или использовании горючего с несоответствующей рекомендациям производителя детонационной стойкостью. Название такой неполадки связано с воспламенением смеси под действием высокого давления, как это происходит в дизельных двигателях.

Читайте также!

Что нужно сделать в первую очередь при детонации двигателя?

Услышав звук детонации двигателя, водитель должен по возможности быстро выяснить ее причину и принять меры для устранения неполадок, ведь это явление наносит вред деталям и узлам мотора и может даже привести к полному выходу ДВС из строя.

Правда ли, что автомобили, оснащенные автоматическими КПП, реже страдают от детонации двигателя?

Да, это так. Дело в том, что мотор с автоматической коробкой даже при желании невозможно заставить работать, например, в таком режиме, как если на «механике» по ошибке включить четвертую передачу вместо второй. Однако и с АКПП возможна незначительная детонации при наборе скорости в гору.

Итак, мы выяснили, почему чаще всего происходит детонация двигателя. Изложенная выше информация поможет предотвратить возникновение этого неприятного явления. Если все-таки придется услышать характерные звуки из-под капота, теперь вы знаете, что следует делать.

Редакция сайта ЦТО

Понравилась статья? Поделитесь:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *