Детонация и «стук пальцев»

Детонация и «стук пальцев»

С таким понятием как «стук пальцев» знаком, наверное, каждый отечественный автомобилист, независимо от того, профессионал он или любитель. Однако мало кто знает, что в действительности за этим скрывается не стук поршневых пальцев, а такое явление как детонация. Объяснить почему так произошло можно следующим образом. В старые времена в двигателях стучали действительно поршневые пальцы. Под действием больших температур и знакопеременных нагрузок из-за низкой прочности и твердости деталей появлялись зазоры в посадочных местах поршневого пальца, которые и являлись источниками стука. Сейчас же благодаря использованию качественных сталей и более высокоточным методам обработки деталей этот недостаток удалось устранить. Только вот название («имя») его осталось прежним, скрывая такое явление как детонация.
Признаки детонации
Детонацию очень легко определить на слух — она, как правило, проявляется в виде звонкого металлического стука. Кроме того, ее сопровождают и заметное снижение мощности, перегрев и неустойчивая работа двигателя, кратковременное появление черного дыма из выхлопной трубы, снижение температуры отработавших газов.

Что такое детонация?
Детонация — это самовоспламенение горючей смеси в камере сгорания, которое имеет характер взрывной волны. Наиболее часто она появляется при резком повышении нагрузки, например, при резком ускорении или же при движении на подъем. В этой ситуации водитель, как правило, со всей силой жмет на педаль газа, чем обеспечивается подача богатой смеси в цилиндры двигателя. Попав в цилиндры и заполнив все его объемы, на богатую горючую смесь начинают воздействовать высокие температура и давление. Высокое давление в камере сгорания создается по двум причинам: во-первых, при такте сжатия поршень движется вверх и сжимает горючую смесь, т.е. повышает давление, во-вторых, после воспламенения основной части горючей смеси волна пламени, распространяясь по всей камере сгорания, создает фронт высокого давления, который также способствует повышению давления.

Под воздействием высоких давления и температуры в местах скопления несгоревшей горючей смеси образуются активные соединения (перекиси, альдегиды, спирты и т.д.). Достигнув критической величины, между этими соединениями начинают возникать цепные окислительные реакции, которые в итоге приводят к самовоспламенению смеси, имеющей к тому же взрывной характер. В месте взрыва происходит значительное повышение температуры и образование взрывной волны, фронт пламени которой распространяется со скоростью 1000 — 2300 м/с. Для сравнения, скорость распространения фронта пламени при нормальном сгорании горючей смеси — 20-30 м/с. Двигаясь с такой огромной скоростью взрывная волна ударяется о стенки цилиндров и камеры сгорания, при этом образуя все новые очаги самовоспламенения. В результате таких процессов в цилиндрах появляется большое количество взрывных волн, которые являются источником возникновения колебательных процессов в цилиндрах, вызывающих вибрации двигателя.

Что касается звонкого металлического стука, называемого в народе «стуком пальцев», а в теории двигателей — детонацией, то он появляется именно в результате многократно повторяющихся ударов взрывных волн о стенки цилиндров.

Последствия детонации
Бытует мнение, что увеличение давления за счет роста скорости распространения фронта пламени должно положительно отразиться на повышении мощности двигателя. На самом же. деле все происходит наоборот. Взрывные волны «живут» очень мало — меньше 0,0001 с, и на столько же времени происходит повышение давления на поршень, поэтому повлиять на повышение мощности за столь короткий промежуток времени они просто не успевают. А вот чтобы принести огромный вред этого времени, к сожалению, достаточно.

Ударяясь с огромной скоростью о стенки цилиндров, взрывная волна разрушает масляную пленку, которая предохраняет детали цилиндро-поршневой группы от сухого трения и коррозионного износа под воздействием активных элементов продуктов сгорания. Давление фронта взрывной волны достигает величины более 70 кгс/см2, что может привести к механическим повреждениям деталей двигателя. При наличии ударных волн резко возрастает отдача тепла от сгоревших газов к стенкам цилиндров, что вызывает перегрев двигателя. А перегрев, в свою очередь, становится причиной разрушения некоторых деталей двигателя: прокладки между головкой и блоком, обгорания кромок поршней, свечей зажигания. В сумме все эти негативные влияния приводят к значительному уменьшению моторесурса двигателя.

Кроме механических повреждений, детонация несет в себе и ухудшение эксплуатационных показателей работы двигателя, о которых мы уже упоминали, — снижается мощность двигателя, ) повышается расход топлива.

Факторы, влияющие на появление детонации
Появлению детонации способствуют много факторов, и все они имеют одну общую черту — уменьшают задержку самовоспламенения несгоревшей части горючей смеси, удаленной от свечи зажигания или, проще говоря, в камере сгорания создаются благоприятные условия для более быстрого протекания окислительных реакций горючей смеси. Итак, появлению детонации способствуют следующие факторы:

Во-первых — состав горючей смеси. Так, богатая смесь, имеющая соотношение воздух — топливо, равное 9,0, при попадании в камеру сгорания под действием высокого давления и температуры формирует в ее отдаленных уголках очаги возникновения окислительных реакций, которые являются (источниками самовоспламенения — детонационного сгорания топлива.

Во-вторых — угол опережения зажигания. Его увеличение приводит к сдвигу пика максимума давления в процессе сгорания горючей смеси ближе к верхней мертвой точке (ВМТ), из-за чего происходит увеличение давления в камере сгорания. А увеличение давления, как мы уже знаем, входит в число основных виновников «рождения» детонации.

В-третьих — октановое число топлива. Чем ниже октановое число топлива, тем больше вероятность детонационного сгорания горючей смеси. Объясняется это ростом химической активности топлива к окислению при снижении его октанового числа. Именно поэтому мы наиболее часто и слышим «стук пальцев» при использовании 76-го бензина в двигателях, которым рекомендуется бензин с октановым числом 92 и более.

В-четвертых степень сжатия. Для начала напомним: степень сжатия — это отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания. Увеличение степени сжатия приводит к повышению давления и температуры в камере сгорания и, естественно, к созданию благоприятных условий для детонационного сгорания топлива. По этой причине для всех двигателей с высокой, степенью сжатия должен использоваться высокоэтилированный бензин.

В-пятых — конструкционные недостатки. К ним можно отнести: а) более плохие условия охлаждения несгоревшей, удаленной от свечи зажигания части горючей смеси; б) замедленный процесс догорания смеси из-за неудачной конструкции камеры сгорания; в) плохой отвод тепла от центра поршня к стенкам цилиндра, например, из-за выпуклой конструкции днища поршня, где теплу требуется пройти больший путь, чем при плоской конструкции днища; г) большой диаметр цилиндров с одной стороны ухудшает отвод тепла, с другой — камера сгорания получает большее количество удаленных от свечи зажигания зон, чем увеличивается вероятность появления очагов детонационного сгорания горючей смеси.

Барьеры на пути детонации
Хорошо, что в противовес факторам, способствующим появлению детонации, существуют и факторы, препятствующие ее возникновению. Все они, как правило, ускоряют сгорание несгоревшей части горючей смеси во фронте пламени, идущей от искры зажигания, или же замедляют протекание окислительных реакций — источника самовоспламенения.

Это, во-первых, повышение числа оборотов двигателя. За счет этого уменьшается время на протекание окислительных реакций, соответственно уменьшается и вероятность самовоспламенения.

Во-вторых, турбулизация (вращение) потоков смеси в камере сгорания. Организация вращения потоков горючей смеси в камере сгорания ускоряет распространение фронта пламени от искры зажигания, чем предупреждается появление детонации.

В-треть их, уменьшение пути проходимого фронтом пламени. Это скорее конструкционное решение проблемы. На практике оно выражается в уменьшении диаметра цилиндров или же в установке двух свечей зажигания на один цилиндр.

В недалеком прошлом в борьбе с детонацией большой популярностью у некоторых наших автолюбителей-рационализаторов пользовались «капельницы» — устройства, подающие воду в цилиндры двигателя. Они действительно снижали вероятность появления детонации, однако из-за малой надежности конструкции, а главное из-за негативных свойств воды (коррозионная активность, высокая температура замерзания) не получили дальнейшего распространения.

Успешным примером борьбы с детонацией в отечественном автомобилестроении может стать форкамерно-факельное зажигание, используемое в двигателе автомобиля ГАЗ-3102 «Волга». Камера сгорания такого двигателя состоит из двух полостей — большой и малой. В малой полости происходит образование богатой горючей смеси, а в большой — бедной. В момент подачи искры в малую полость происходит воспламенение и сгорание богатой смеси, а образовавшийся фронт пламени, попадая через специальные отверстия в большую полость, воспламеняет бедную смесь. Этим и исключается появление детонации.

За рубежом борьба с детонацией идет еще более активно. Развитие электроники позволило создать микропроцессорные системы управления двигателем. Их интеллектуальные возможности позволяют с помощью специальных датчиков следить за происходящими внутри цилиндров процессами и влиять на их протекание путем изменения состава горючей смеси и угла опережения зажигания.

Самым последним и, пожалуй, эффективным достижением в борьбе с детонацией стало создание двигателя, способного работать на сверхобедненных смесях, имеющего в среднем по всему объему камеры сгорания значение соотношения воздух — топливо 40:1 у Mitsubishi или даже 50:1 у Toyota.

Калильное зажигание
Очень часто среди владельцев автомобилей возникают споры относительно того, чем отличается детонация от калильного зажигания. С детонацией, я думаю, мы уже разобрались, теперь познакомимся с калильным зажиганием, которое также хранит в себе массу опасностей для автомобильного двигателя. Напомним, что калильное зажигание — это воспламенение топлива (горючей смеси) в камере сгорания от нагретых деталей двигателя (головок выпускных клапанов, электродов свечей зажигания) или же от раскаленных частиц нагара. Воспламенение может происходить преждевременно, т.е. до подачи искры на свечу зажигания или после воспламенения основной части топлива.

Основным отличием калильного зажигания от детонации является скорость распространения фронта пламени. При воспламенении горючей смеси от накаленных поверхностей скорость распространения фронта пламени почти такая же, как и при воспламенении от искры свечи зажигания. Поэтому калильное зажигание не несет в себе той разрушительной силы, которая скрыта во взрывной волне при детонации. Тем не менее оно также таит неприятности. При преждевременном воспламенении смеси происходят резкие обратные удары на коленчатый вал, иногда вызывающие его поломку. Как и при детонации, при преждевременном воспламенении от накаленных деталей происходит увеличение отдачи тепла от отработавших газов к стенкам камеры сгорания из-за увеличения нахождения этих газов в камере сгорания. А это вызывает перегрев двигателя со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Определить на слух калильное зажигание трудно, так как оно выражается в глухих стуках и на фоне общего шума его почти не слышно. Легче всего его обнаружить при выключении зажигания. Если двигатель продолжает работать значит топливо воспламеняется от нагретых поверхностей деталей или частиц нагара, т.е. «работает» калильное зажигание. Для борьбы с этим недостатком, основным виновником которого является нагар, в настоящее время имеется множество средств (присадки к топливу, аэрозолей и т.д.). Самым же простым «дедовским» методом в борьбе с калильным зажиганием считается режим движения автомобиля в течение 5-10 мин., при котором он полностью загружен и движется с максимальной скоростью на прямой передаче. Этого времени ему вполне достаточно для выгорания скопившегося нагара в камере сгорания. Если же источником калильного зажигания являются раскаленные детали двигателя, ищите причину перегрева, не забыв при этом о детонации, как источники перегрева.

Куда бежать и что делать, если в моторе появился стук?

Подержанный автомобиль нередко подбрасывает своему владельцу неприятные сюрпризы, например, неожиданно начинает ломаться. Казалось бы, вот только вчера всё было хорошо, а сегодня внезапно из-под капота начинают доноситься какие-то непонятные стуки. Попробуем разобраться, что же такое там может стучать, и что при этом нужно делать водителю. Ведь зная природу и источник звуков, вы можете оценить, насколько ситуация критична и спланировать бюджет на предстоящий ремонт.

Почему стучит двигатель?

Причин для возникновения стуков в моторе довольно много, это могут быть:

• поршни в цилиндре,
• поршневые пальцы,
• распредвал и коленвал,
• клапана.

Но в независимости от конкретного источника стука, первопричина его появления – это износ деталей. Двигатель автомобиля работает в очень тяжёлых условиях, что неминуемо приводит к износу комплектующих. Даже малейшее нарушение смазки или появление локального перегрева может привести к появлению стуков.

Когда стучат поршни

Стук поршней в цилиндрах сможет отличить от остальных звуков даже непрофессиональный моторист. Этот звук скорее похож на постукивание по керамической посуде, чем на металлический звон. Появляется он в основном на непрогретом двигателе и с прогревом мотора пропадает, однако в запущенной стадии стучит постоянно. Происходит это из-за появления небольшого зазора между поршнем, а, точнее, его кольцами, и цилиндром. В результате при перекладке поршня он начинает задевать нижней частью (юбкой) о цилиндр.

Поршневые пальцы

В отличие от поршней пальцы стучат звонко, с явным металлическим призвуком. Особенно сильно звенеть начинают при подгазовке или на сбросе газа. Причина его появления также кроется в износе и появлении зазора в месте соединения пальца с поршнем. Как уверяют мотористы, основной причиной возникновения этой проблемы бывает использование низкооктановго бензина. Поэтому если производитель рекомендует заливать 95-й бензин, то не стоит лить 92-й.

Стук в ГБЦ

Самой частой причиной появления стука в двигателе становятся проблемы в головке блока цилиндров (ГБЦ). Этот звук скорее напоминает частое цоканье, чем стук. Главный «подозреваемый» – это гидрокомпенсаторы. На некоторых моделях двигателей их периодически необходимо регулировать, а на старых машинах они могли просто износиться.

С прогревом мотора обычно стук гидриков проходит. Особенно пугаться не стоит, небольшой стук считается даже нормой или особенностью работы конкретного мотора. Кроме гидрокомпенсаторов, стучать может и сам распредвал. Происходит это из-за недостаточного объёма смазки или по причине его износа.

Что делать, если в двигателе стучат «пальцы»?

Стук пальцев – это распространенная проблема, с которой сталкиваются многие автовладельцы. Поговорим поподробнее о том, что же принято понимать под такой неисправностью, как выполняется ремонт и какие будут ожидать затраты автовладельца на устранение имеющихся неисправностей.

Диагностика неисправности

Любой появившийся посторонний шум двигателя должен стать основанием для автовладельца провести подробную диагностику машины и устранить имеющиеся неполадки. Чем раньше автовладелец обратиться в сервис за выполнением ремонта, тем проще и дешевле устранить подобные неисправности.

Такое понятие как стук пальцев определить не составит труда. Конечно, внутри двигателя нет никаких пальцев, а такой звук, который, напоминает, словно удары пальцами по металлической крышке двигателя, вызван неправильным распределением и последующим сгоранием топлива в двигателе. Образуется такой звук от того, что взрывная волна от поджигаемой топливно-воздушной смеси ударяется о металлические стенки, издавая характерный шум.

При появлении таких звуков следует оперативно обращаться в ремонт, так как на начальном этапе этих неисправностей можно устранить неполадки одной лишь корректировкой впрыска. Если автовладелец пренебрегает появившимися симптомами неисправности мотора, то, в конечном счете, выгорает напыление цилиндров, появляются проблемы с клапанной группой, а двигатель будет ожидать дорогостоящий капитальный ремонт.

Причина стука пальцев

Вне зависимости от того, по какой причине начинают стучать пальцы, всё же подобное явление ненормально и необходимо вскрывать мотор, выполнять его диагностику и соответствующий ремонт. Только лишь на отдельных модификациях двигателей при резком разгоне всё же такой стук может возникать по естественным причинам, когда на мотор приходятся повышенные нагрузки. Но если такие звуки появляются на холостом ходу или плавном разгоне, то у двигателя имеются неполадки, которые необходимо как можно скорее устранять.

Кстати, причиной такого стука пальцев может стать плохое качество используемого бензина. Ни в коем случае не следует понижать октановое число, чем-то требует автопроизводитель. Именно это является основной причиной появления неприятного стука пальцев. Также возникать такие поломки могут по причине неисправности расходомера воздуха или же поломке датчика детонации. В любом случае, если смена топлива не помогла решить проблему, то потребуется выполнять первоначально компьютерную диагностику мотора, а потом вскрывать его и проверять впрыск.

Ещё одной причиной появления подобных проблем являются неисправности системы зажигания. Настройки зажигания могут сбиваться даже в самых современных автомобилях, что и приводит к неправильной детонации и появлению выраженных посторонних стуков в работе мотора. В подобном случае необходима перенастройка инжектора и зажигания, что выполняется в условиях сервиса на специальном оборудовании.

Куда хуже, когда причиной стука пальцев является общий износ автомобиля. В подобном случае потребуется комплексный ремонт, который относится к категории капитального и имеет соответствующую стоимость. Однако подобное отмечается лишь на сильно изношенных автомобилях, которые пробежали уже 300-400 тысяч километров и более. Для такого восстановления используются соответствующие ремкомплекты, однако куда проще бывает заменить мотор на бэушный контрактный, чем пытаться заняться его восстановлением.

Подведём итоги

На большинстве двигателей появление характерного металлического стука пальцев является признаком неисправности системы зажигания или других поломок двигателя. В первую очередь автовладельцу следует попробовать сменить заправку, если подобное не помогло, нужно доставить машину в сервис, выполнить её компьютерную диагностику, определить имеющиеся неисправности и провести оперативный ремонт. Оставлять без внимания такие неисправности не следует, так как в последующем выгорает напыление цилиндров, появляются проблемы с клапанной группой. В конечном счете, приходится выполнять дорогостоящий капитальный ремонт мотора.

Что такое стучат пальцы двигателя

Ох, сколько раз тут уже спорили стучат или не стучат пальцы. Пальцы или детонация. Мнения разные. Вобщем как не назови сей звук в любом случае показывает он одно: раннее зажигание.

Лечение если нет никаких спец прибамбасов под рукой:

Выезжаешь на ровную дорогу, в смысле без спуска — подъема. Начинаем движение, при переключении на третью передачу резко газу, но не в пол. «Стук пальцев», условно назовем так, 2-3 секунды, потом пропадают — значит норма. Если больше — останавливаемся и подкручиваем трамплер на деление на «-«. Пробуем. подкручиваем. Вобщем так до достижения нужного результата.

Для просмотра ссылок или изображений в подписях, у Вас должно быть не менее 0 сообщение(ий). Сейчас у Вас 0 сообщение(ий).

ну так прямая передача это и есть четвёртая. проверяется на ней, а не на третьей.
а стробом ты выставишь только НУОЗ. он то может быть в норме, а детонация всё равно будет. тут уже надо ковырять центробежный и вакуумный регуляторы. ведь от их работы зависит УОЗ при движении.

Добавлено через 2 минуты 48 секунд

__________________
Do not worry, Be happy!

Для просмотра ссылок или изображений в подписях, у Вас должно быть не менее 0 сообщение(ий). Сейчас у Вас 0 сообщение(ий).

Стучит значит слишком раннее. Крутить в минус или если по месту то против часовой.

У меня проблема несколько в другом Стоит зажигание с датчиком холла (бесконтактное) Зажигание выставил по меткам с помощью стробоскопа. Опережение центробежное и вакумное работает как положено! НО на полном газу захлебывается не набирает обороты нужно держать педаль на грани тяги Рекция на педаль без провала но с запаздыванием. Детонации нет вообще! Хотя опережение работает. Метки на шкиву правильные!
Копрессия ОК, Свечи BERU, провода медные не пробивают!, искра стабильная и мощная, холостые относительно стабильные.
Подскажите что делать?