Двигатель детонирует во время разгона: как распознать детонацию и что делать в этом случае

Долго простоявший заброшенный автомобиль технически может оставаться как новый

 

Даже в фильме о живых динозаврах этот факт выглядит нереальным. В фильме «Мир Юрского периода» двое детей находят джип, который последние 20 лет простоял в лаборатории, находившейся в джунглях. За считанные минуты этот джип вернули к жизни. В реальности же подобное было бы маловероятно. Дело в том, что за это время автомобиль должен был хорошо прогнить. Только на его восстановление по кузову, наверное, понадобилось бы не меньше месяца. Также за такой период наверняка бы сгнила выхлопная система и многие электрические элементы под капотом, вызвав массу проблем. Так что восстановление автомобиля, простоявшего в джунглях несколько десятков лет, за считанные минуты является чистой фантазией сценаристов. 

Причины детонации двигателя

Сразу стоит отметить, что описываемый процесс условно принято делить на критический и допустимый. В последнем случае имеется в виду нечастое явление, обнаруживающее себя нерегулярно. Чаще всего такая детонация слышна на малых оборотах и длится короткий промежуток времени. Это характерно для моторов малого (1,4-1,6 л) объема и сравнительно большой мощности: к примеру, 105 л. с., 1,5 л при крутящем моменте 135 Нм.

Однако откуда берется детонация в обычных силовых установках? Причин несколько.

Неправильная эксплуатация двигателя

Детонация может проявиться и на полностью исправном моторе: например, при затяжном подъеме на неправильно выбранной передаче с одновременным нажатием на педаль акселератора. В таких условиях коленвал просто не может набрать нужные обороты и разогнать машину.

Зажигание

Некоторые автовладельцы делают угол опережения зажигания ранним, чтобы двигатель быстрее реагировал при нажатии на газ. Так оно и получается, но при этом смесь воспламеняется раньше времени и мотор детонирует, противодействуя движению поршня вверх. Кроме того, в рабочей камере начинает образовываться и накапливаться нагар, в результате чего она уменьшается в объеме и перегревается. Иногда отложения тлеют, делая процесс воспламенения смеси неконтролируемым.

Калильное зажигание и его влияние на детонацию

К детонации силовой установки может привести неграмотная замена свечей зажигания, когда эти детали устанавливаются с неверным калильным числом. Речь идет о явлении, похожим на детонацию, но не являющейся таковой. Калильное зажигание – всего лишь следствие раннего воспламенения смеси, в итоге которого мотор может работать некоторое время даже при выключении зажигания.

Вмешательство в работу ЭБУ

Зачастую владельцы машин стараются любыми методами сделать свое детище более экономным. Для этого производят перепрошивку ЭБУ, ее «чиповку» и иные манипуляции с электроникой блока. В итоге смесь обедняется, топлива действительно расходуется чуть меньше. Но при этом неизбежна детонация, приводящая к сокращению эксплуатационного ресурса двигателя.

Неверное октановое число бензина

Если сравнивать с дизелем, в бензиновой силовой установке смесь воспламеняется не от сжатия, а от электрической искры. При большом октановом числе топливо может сильнее сжиматься без появления детонации. Соответственно: использование горючее с низким параметром (отличающимся от требований производителя авто), неизбежно приведет к этому неприятному явлению. Также стоит учитывать, что не всегда этикетка на колонке АЗС соответствует содержимому ее цистерн. Т. е. если вы хотите заправляться качественным топливом, подбирайте соответствующую станцию. А как показывает практика, сделать это можно опытным путем.

Особенности конструкции

Своеобразие силового агрегата также может быть причиной образования детонации. На процесс ее образования влияют:

• конфигурация камеры сгорания;
• тип днища поршня;
• степень сжатия двигателя;
• наличие (отсутствие) турбонаддува.

Наибольшей степенью сжатия, следовательно, и риском детонации обладают турбированные моторы, работающие на бензине. Здесь топливо с низким качеством, имеющее нештатное октановое число, не только неуместно, но и опасно.

Неисправности датчиков (для инжекторных моторов)

Особенность инжекторных двигателей – наличие элементов, способных контролировать работоспособность системы в любой момент. Ниже рассмотрены датчики, отказ которых ведет к появлению детонации:

1. Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). Его неисправность сопровождается провалами мощности и рывками при движении, разгоне, а также «плавающим» холостым ходом. Детонация в этом случае особенно ярко даст о себе знать, когда стиль вождения связан с постоянным «утоплением» педали газа в пол. Стоит заметить: индикатор на панели приборов Check Engine в подобной ситуации чаще всего не загорается.
2. Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ). Если он неисправен, мотор начнет перегреваться и ЭБУ об этом не будет «знать». Т. е. детонация будет проявляться только в критическом температурном режиме.
3. Датчик детонации (ДД). Выход его из строя – довольно редкое явление: чаще всего повреждаются подходящие к нему провода. Но если неисправен будет именно ДД, лампочка Check не загорится. Чтобы убедиться в неисправности датчика детонации, пустите и заглушите мотор. Затем снимите любую клемму с аккумулятора и через несколько секунд подсоедините снова. Пустите мотор: если детонация появится, но исчезнет до следующего старта, причина – в датчике. Он же может быть «виноватым», если силовая установка продолжает работать при выключенном зажигании.

Как выставить зажигание на дизеле

Как выставить зажигание на дизеле? Необходимость решения данной задачи может возникнуть в одном из следующих случаев:

После того как был заменен ремень газораспределительного механизма.

После того как был снят или заменен топливный насос высокого давления. После этого бывает невозможно найти метки, по которым был установлен шкив насоса. Поэтому перед тем, как приступать к ремонту, лучше метки обновить, чтобы потом не мучиться с зажиганием. Для этого можно использовать разные способы, например нанесение краски вокруг метки.

Но если все-таки возникла проблема с выставлением зажигания, можно пойти двумя путями.

Как выставить зажигание на дизеле. Метод №1

Путь первый – выставление зажигания с использованием метода проб и ошибок. Нужно сразу оговориться, что подобный метод не является оптимальным. Более того, он при слишком долгом выставлении зажигания таким способом не добавляет двигателю живучести и сокращает его моторесурс. Но этот метод все равно стоит рассмотреть.

Как это делается

• После того как шкив установлен, делается попытка завести двигатель. Если дизель не завелся вообще, шкив насоса проворачивается по отношению к ремню на 3-5 зуба. Делается опять попытка завести двигатель.

• Если двигатель после нескольких перемещения завелся, нужно понять, как работает дизель. Если слышен стук, то нужно провернуть шкив насоса на 1-2 зуба в сторону обратную вращения шкива.

• Если при заведенном двигателе из выхлопной трубы идет обильный дым, это означает, что происходит запоздалый впрыск дизтоплива. Шкив насоса в этой ситуации нужно провернуть на один зуб вперед по отношению к ремню.

• Если все эти действия не помогли, придется ослаблять крепление насоса и путем его проворачивания вокруг оси попытаться добиться нормальной работы дизеля. В идеале дизель должен работать на грани уровня детонации. Как только начинается детонация, это становится слышно по звуку двигателя.

Как выставить зажигание на дизеле. Метод №2

Второй путь выставления зажигания более правильный с технической точки зрения.

Как это делается

• Демонтируется трубка высокого давления от форсунки 1-го цилиндра.

• На трубку высокого давления надевается прозрачная трубка из пластика (трубки продаются в любых хозяйственных магазинах). Прозрачная трубка должна находиться вертикально.

• Включается зажигание и ключом вращается шкив насоса. По мере вращения определяем верхнюю точку положения топлива в трубке, а соответственно в форсунке. Вращать шкив нужно очень медленно и плавно,без резких рывков.

• Как только найдена нужная точка ставится метка на шкиве.

• После этого по меткам выставляются положения распредвала и коленвала.

Еще более точно выставить момент впрыска дизтоплива можно, если передвигать топливный насос. Но если насос перед ремонтом не снимался, то его трогать не имеет смысла.

Если все эти действия кажутся слишком сложными, то имеет смысл обратиться к опытному мотористу или в соответствующий сервис, специалисты которого прекрасно знают, как выставить зажигание на дизеле.

Как обезопасить себя и автомобиль?

1. Следите за количеством электролитической жидкости в АКБ. Большинство малосурмянистых батарей подвержены выкипанию воды из электролита. Поэтому производители делают их обслуживаемыми. Открутив пробки, вы можете визуально оценить уровень, который на 10-12 мм должен быть выше пластин.
2. Очищайте клеммы и область вокруг них от грязи. Плотный грязевой слой в условиях повышенной влажности может привести к саморазряду и ускоренному выкипанию воды из электролита.
3. Следите за креплением корпуса к площадке. Возникающая в движении вибрация – один из основных факторов преждевременного выхода батареи из строя. Это может стать и причиной нарушения контактов внутри АКБ.
4. Периодически проверяйте уровень напряжения в бортовой сети автомобиля. Для этого подойдет простейший мультиметр. Исправный генератор на холостых оборотах должен выдавать заряд в диапазоне 13,8-14,6 В. При одновременном включении нескольких мощных потребителей уровень зарядки не должен снижаться ниже 13,7 В.
5. При наличии пробок не поленитесь проверить уровень электролита даже в новом аккумуляторе. Электролит в корпус заливается роботами, а поэтому при сбоях в калибровке возможен перелив или недолив. Особенно это касается аккумуляторов из бюджетного сегмента.

Что делать, если двигатель детонирует?

Детонация, как правило, возникает при определенных режимах работы двигателя, характеризующихся высокими оборотами двигателя и повышенной нагрузкой.

Это может быть резкий старт с места, движение в гору, движение с полной загрузкой и т.д.

Для борьбы с детонацией в современных двигателях используется специальный датчик, который так и называется датчик детонации. Он отслеживает параметры работы двигателя, и в случае появления детонации изменяет режим работы двигателя за счет изменения состава топливной смеси и параметров угла опережения зажигания.

Однако, если во время движения вы заметили, что двигатель детонирует, то первым делом необходимо изменить стиль вождения. Как можно плавнее нажимая на педаль газа старайтесь так же плавно трогаться, снизьте скорость движения, преодолевайте подъемы на пониженной (по сравнению с обычным режимом) передаче.

При первой же возможности залейте в бак гарантировано хороший бензин, купленный на официальной заправке того же Лукойла или BP. Если детонация не прекратится, то езжайте в сервис на диагностику.

Процесс, при котором происходит неконтролируемое самовозгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах, называется детонация двигателя. Данный дефект является взрывом, он производит разрушительные действия на узлы и детали силовых агрегатов любого вида. В физическом смысле детонация представляет из себя разрушительную взрывную волну, созданную при избыточном давлении и сверхвысокой температуре топлива.

Признаки детонации

На слух детонация в двс определяется в виде тонкого металлического стука. Обычно она сопровождается ощутимым уменьшением мощности, неустойчивой работой мотора, его перегревом, временным выбросом черного дыма. Детонация как явление представляет собой самовоспламенение рабочей смеси в виде взрывной волны. Чаще всего она происходит при резком ускорении или езде под горку, при появлении нагрузки, когда водитель нажимает педаль в пол.

Нормальная работа двигателя

Возникновение очагов самоспламенения

Высокие температуры и давление воздействуют на богатую смесь в точках ее не сгорания появляются различные активные вещества. Объем их достигает некоторой критической величины. Они вступают в реакцию окисления и происходит самовоспламенение топливно-воздушной смеси. В точке взрыва резко повышается температура, а взрывная волна распространяется с очень большой скоростью. Ударяется о стенки цилиндров. Новые очаги провоцируют самовоспламенения. Поэтому в агрегате появляется множество взрывных волн. Они вызывают его вибрацию. Поэтому характерный стук является является следствием многократных ударов взрывных волн о стенки цилиндров.

Срок жизни отдельной взрывной волны составляет тысячные доли секунды. За это время она успевает нанести огромный ущерб. При ударе о стенки цилиндров, она разбивает масляную пленку. Как следствие, детали подвергаются трению «на сухую» и от коррозионного износа под влиянием продуктов сгорания. Кроме того, давление взрывной волны достигает огромных значений, что постепенно приводит к разрушению деталей. Также детонация провоцирует перегрев агрегата, который также очень губителен. В совокупности все эти негативные факторы очень сильно влияют на моторесурс двигателя.

Основные причины детонации двигателя

Факторами при которых появляется детонация в ДВС, являются условия благоприятные для быстрых окислительных процессов в камере сгорания.

1. Рабочая смесь в соотношении 9:1. Она способствует формированию в дальних уголках камеры сгорания очагов окислительных реакций.

2. Увеличение угла опережения зажигания.  Пик максимума давления сдвигается к верхней мертвой точке. Это  способствует увеличению давления в камере сгорания и появлению детонации.

3. Невысокое октановой число бензина. Дело в том, что активность горючего к окислению возрастает со снижением октанового числа.

4. Возрастание степени сжатия. Потому что моторы с высокой степенью сжатия должны работать на горючем с высоким октановым числом.

5. Конструкция камеры сгорания выполнена неудачно. Поэтому происходит плохой отвод тепла, слишком большой диаметр цилиндров и пр.

Методы борьбы с детонацией

Существуют методы, борьбы с детонацией. Все они основаны на ускорении догорания несгоревших частей в основном пламени двигателя. В следствии этого возможно также замедление окислительных реакций.

Первый фактор – увеличение оборотов. Потому что время прохождения окислительных реакций значительно сокращается и вероятность самовоспламенения уменьшается. Второй фактор – вращение (турбулизация) смеси в камере сгорания. Так как фронт пламени распространяется и детонация не наступает. Третий фактор – снижение пути фронта пламени. Практически это решается установкой двух свечей на цилиндр или меньшим диаметром последнего.

Для борьбы с детонацией авто производители разрабатывают различные конструкции камер сгорания. Например — форкамерный-факельная система зажигания автомобиля ГАЗ-3102.  Повсеместное применение электроники в автомобилестроении, позволило свести  к минимуму это явление. Ведь датчики постоянно следят за ситуацией внутри цилиндров и при появлении первых признаков детонации изменяют состав рабочей смеси и угол опережения зажигания. Кроме того, созданы современные двигатели, работающие на сверх бедных смесях (соотношение 40-50:1), что также исключает детонацию.

Основные причины детонации зависят от конкретных условий при которых детонация в двс возникает. Задача определить что именно не хватает двигателю для нормальной работы.

Как убрать детонацию и методы профилактики

Выбор метода устранения детонации зависит от причины, которая вызвала этот процесс. В некоторых случаях чтобы от нее избавится приходится выполнить два и более действий. В общем случае методами борьбы с детонированием являются:

• Использование топлива с параметрами, рекомендованными автопроизводителем. В частности, это касается октанового числа (нельзя занижать его). Необходимо заправляться на проверенных заправках и не заливать в бак всякий суррогат. К слову, даже некоторые высокооктановые бензины имеют в своем составе газ (пропан или другой), который недобросовестные производители закачивают в него. Это повышает его октановое число, однако ненадолго, поэтому старайтесь лить качественное топливо в бак своего автомобиля.
• Установить более позднее зажигание. По статистике именно проблемы с зажиганием чаще всего являются причиной возникновения детонации.
• Выполнить раскоксовку, почистить двигатель, то есть, сделать объем камеры сгорания нормальным, без нагара и грязи. Это вполне можно сделать самостоятельно в гаражных условиях, с использованием специальных средств для раскоксовки.
• Выполнить ревизию системы охлаждения двигателя. В частности, проверить состояние радиатора, патрубков, воздушного фильтра (при необходимости заменить его). Также не забудьте проверить уровень антифриза и его состояние (если он давно не менялся, то лучше поменяйте).
• У дизелей нужно правильно выставить угол опережения впрыска топлива.
• Правильно эксплуатировать машину, не ездить на высоких передачах с малой скоростью, не перепрошивать ЭБУ с целью экономии топлива.

В качестве профилактических мер можно посоветовать следить за состоянием двигателя, периодически чистить его, вовремя менять масло, выполнять раскоксовку, не допускать перегрева. Аналогично поддерживать в исправном состоянии охлаждающую систему и ее элементы, вовремя меняйте фильтр и антифриз. Еще одна хитрость заключается в том, что периодически нужно давать двигателю поработать на повышенных оборотах (но без фанатизма!), делать это нужно на нейтральной передаче. При этом из двигателя под воздействием высокой температуры и нагрузки вылетают различные элементы грязи и мусора, то есть, он очищается.

Детонация обычно происходит на горячем двигателе. Кроме того, она более вероятна на моторах, которые эксплуатируются при минимальных нагрузках. Это связано с тем, что у них на поршнях и стенках цилиндров имеется много нагара со всеми вытекающими последствиями. И обычно двигатель детонирует на низких оборотах. Поэтому старайтесь эксплуатировать мотор на средних оборотах и со средними же нагрузками.

Отдельно стоит упомянуть про датчик детонации. Принцип его работы основан на использовании пьезоэлемента, который переводит механическое воздействие на него в электрический ток. Поэтому проверить его работу достаточно просто.

Первый метод — с помощью мультиметра, работающего в режиме измерения электрического сопротивления. Для этого необходимо отсоединить фишку от датчика, и вместо нее подключить щупы мультиметра

На экране прибора будет видно значение его сопротивления (в данном случае само значение не важно)

Далее с помощью гаечного ключа или другого тяжелого предмета ударить по болту крепления ДД (однако соблюдайте при этом осторожность, не переусердствуйте!). Если датчик исправен, то он воспримет удар как детонацию и изменит свое сопротивление, о чем можно будет судить по показаниям прибора

Через пару секунд значение сопротивления должно вернуться в исходное положение. Если этого не произошло — датчик неисправен

Если датчик исправен, то он воспримет удар как детонацию и изменит свое сопротивление, о чем можно будет судить по показаниям прибора. Через пару секунд значение сопротивления должно вернуться в исходное положение. Если этого не произошло — датчик неисправен.

Второй метод проверки более простой. Для этого нужно запустить двигатель и установить его обороты где-то на уровне 2000 об/мин. Открыть капот и с помощью того же ключа или небольшого молотка ударить по креплению датчика. Исправный датчик должен воспринять это как детонацию и сообщить об этом ЭБУ. Блок управления после этого даст команду на снижение оборотов двигателя, что можно будет явно услышать на слух. Аналогично, если этого не произошло — датчик неисправен. Этот узел ремонту не подлежит, и его нужно только менять целиком, благо, стоит он недорого

Обратите внимание, что при установке нового датчика на его посадочное место необходимо обеспечить хороший контакт между непосредственно датчиком и его системой. В противном случае он будет некорректно работать

Выхлопная система: клапан EGR, сажевый фильтр DPF

Современные дизельные двигатели оснащены множеством автокомпонентов, которые влияют на мощность. 

Зачастую система рециркуляции отработавших газов (EGR) является виновником снижения производительности дизельных двигателей (в бензиновых автомобилях – реже). Углеродные отложения и грязь в клапанах в итоге приведут к неисправности двигателя и потере мощности. 

Если клапан в головке блока блокируется в полуоткрытом положении, двигатель ослабевает в диапазоне низких оборотов – в этом случае появляется черный дым. Блокировка системы рециркуляции отработавших газов в открытом положении – это постоянная нехватка мощности, сильное дымление и проблемы с запуском двигателя. Клапан (а) можно попробовать почистить, но это не всегда помогает. В том числе проблемы с потерей мощности могут быть неисправностью клапана системы рециркуляции отработавших газов (EGR). 

Падение мощности двигателя, как дизельного, так и бензинового, также может быть вызвано засорением/загрязнением катализатора. Отдельная тема – сажевый фильтр (DPF/FAP), широко используемый в течение нескольких лет в дизельных двигателях. С недавнего времени сажевый фильтр теперь также встречается в бензиновых двигателях, оснащенных непосредственным впрыском топлива (GPF). 

Проблема в том, что сажевый фильтр, хотя и поддерживает экологию, создает дополнительное сопротивление для выхлопных газов в системе. Чем больше пробег автомобиля, тем больше сажи попадает в фильтр. Снижение производительности может также произойти, когда фильтр будет полностью забит. 

Примечательно, что старый фильтр DPF можно очистить, но обычно его рекомендуют заменить. 

Причины появления детонации

Описываемое явление в моторе автомобиля является самым разрушительным для любого транспортного средства. Поэтому необходимо постараться незамедлительно устранить эту неисправность. Причины появления детонации могут быть следующие:

• некачественное топливо;
• неисправность в топливном фильтрующем элементе;
• поломка форсунок;
• некачественный кислородный датчик;
• неисправности охлаждения мотора;
• неисправности в блоке управления мотором;
• неисправность в насосе, подающем топливо;
• инжекторы топлива с ограничениями;
• неверно выбранные свечи для зажигания.

Следует заметить, что любая из вышеизложенных причин появления неисправности относительна. Иными словами не существует опережение зажигания или безусловного времени, которые дают гарантию появления описываемого явления.

Также нет ни от чего не зависящих параметров, гарантирующих, что это явление не случится. Оснований для появления неполадки множество, но следует остановиться на основных из них.

Некачественное топливо — один из поводов появления детонации мотора, которое влечет за собой увеличение температуры внутри двигателя и повышение давления внутри цилиндров. Показателем качественности топлива является октановое число. Оно указывает на степень сжатия топлива, которую оно сможет перенести.

Чем больше октановое число, тем больше бензин устойчив к воспламенению. Этот показатель топлива еще называют антидетонационным индексом. Поэтому современные и сложные двигатели работают на более дорогом бензине. Изготовители автомобилей обычно советуют вид топлива, чтобы двигатель транспортного средства работал с наибольшей производительностью.

При низкой степени сжатия топлива, оно не будет сгорать полностью и налипнет на внутренние составляющие камеры. Такое налипание ведет к тому, что цилиндры начинают работать неправильно и появляется взрывное горение.

Любой вид топлива подвергается очистке до определенного уровня, но это не останавливает появление нагара. При появлении нагара и прочих отложений, объем цилиндра становится меньше и это усиливает сжатие топлива, которое влечет за собой появление детонации в моторе. Бороться с этой проблемой надо начиная с приобретения моющих присадок, а потом следует сменить топливо.

Использование неверно выбранных свечей зажигания также является причиной возникновения детонации мотора. Владельцы автомобилей зачастую, экономя средства, покупают более дешевые запчасти для своего транспортного средства, игнорируя рекомендации изготовителя.

Потому как свечи зажигания непосредственно влияют на внутреннюю работу мотора и их работа очень точная, то подобранные неверно свечи могут создать условия при которых бензин будет сжигаться неправильно. Такая работа свечей зажигания может наращивать сгорание в камере и повышать температуру рабочих частей, что непременно приведет к появлению детонации.

Описанные выше причины самые распространенные, но их устранение является наименее дорогим. Если при исправлении этих причин двигатель продолжает детонировать, то следует обратиться к профессионалам в автосервис.

Способы профилактики

Основные методы, позволяющие снизить риск детонационного сгорания:

1. Периодически проверять состояние компонентов системы зажигания на карбюраторных двигателях. Поломки или неисправная работа датчиков, корректирующих угол опережения, приводят к нарушению искрообразования и падению мощности одновременно с ростом расхода топлива.
2. При включении индикатора Check Engine проводить диагностику электроники автомобиля, обнаруженные коды позволяют определить неисправные датчики или поврежденные жгуты проводки.
3. Использовать моторные масла с соответствующими базовой основой и индексами вязкости, что предотвращает образование нагара на поверхности камеры сгорания.
4. Своевременно менять изношенные маслосъемные колпачки и проводить химическую или механическую раскоксовку двигателя (для удаления слоя нагара).
5. Обслуживать систему охлаждения в соответствии с рекомендациями изготовителя. В процессе эксплуатации антифриз деградирует, что приводит к падению характеристик и локальным перегревам рубашки охлаждения.
6. Не передвигаться с небольшой скоростью на пониженных передачах. На некоторых автомобилях с ручной коробкой установлен электронный подсказчик, указывающий на момент перехода вверх или вниз. Алгоритм работы компьютера рассчитан на снижение расхода топлива, при разгоне допускается кратковременная детонация.

От чего воспламеняется газ

Чаще же взрыв происходит от стороннего источника – искры. И мест ее образования – вполне достаточно. Искра может появиться при внутреннем замыкании, когда повреждено соединение перемычек банок, при плохом контакте клемм АКБ с клеммниками бортовой сети, замыкании клемм, окислов.

Не стоит забывать и о статическом электричестве и неаккуратном поведении возле батареи, к примеру, нельзя проводить обслуживание батареи с сигаретой, не допускается подсвечивание зажигалкой или спичками при открывании крышек банок.

Водород – газ очень горючий и достаточно малейшей искры для его взрыва.