Что такое детонация или «стук пальцев» в автомобиле?
Со «стуком пальцев» знакомы многие автолюбители, независимо от своих профессиональных качеств. Однако мало кому известно, что на самом деле это не звук от соприкосновения поршневых пальцев, а явление, которое называется детонацией.
Объяснение этому есть. Дело в том, что раньше в двигателях автомобилей стучали поршневые пальцы. Влияние больших температур, а также знакопеременных нагрузок, низкая прочность и твердость деталей способствовали появлению зазоров в местах посадки поршневых пальцев. Именно эти зазоры и были источниками неприятного стука.
В настоящее время используются качественные материалы и более высокоточные методы изготовления деталей машин. Благодаря современной науке, этот недостаток был устранён, однако старое название осталось, надёжно скрывая такое понятие, как детонация.
Признаки появления детонации в двигателе
Появление детонации достаточно легко определить любому автомобилисту на слух – она всегда проявляется в звонком металлическом стуке. Ещё детонация сопровождается и заметным снижением мощности, перегревом и неустойчивой работой всего двигателя, кратковременным появлением дыма чёрного цвета из выхлопной системы, снижением температуры отработанного горючего.
Понятие детонации
Детонация – это такое явление, при котором горючая смесь в камере сгорания самовоспламеняется, подобно взрывной волне. Наиболее частое появление детонации происходит при очень резком увеличении давления на всю систему автомобиля, к примеру, при его резком ускорении или же при движении машины на подъем.
При таких манёврах водитель автомобиля всегда сильно нажимает на педаль газа, обеспечивая своими действиями подачу богатой смеси в цилиндры. Проникнув в эти цилиндры и полностью заполнив весь их объем, горючая смесь оказывается под воздействием высокой температуры и высокого давления.
В итоге в цилиндрах двигателя появляется множество взрывных волн, являющихся источниками возникновения микровзрывов колебательного типа в цилиндрах, которые и вызывают дребезжание двигателя автомобиля.
По поводу неприятного стука, который автомобилисты называют «стук поршневых пальцев», а люди, более глубоко разбирающиеся в проблеме – детонацией, можно с уверенностью сказать, что данный стук появляется исключительно в результате неоднократно повторяющегося удара взрывной волны о стенки цилиндров.
Что такое детонация двигателя? Причины возникновения детонации
Детонация двигателя — это процесс самопроизвольного воспламенения горючей смеси в цилиндрах, носящий характер взрывной волны. Чаще всего это явление возникает во время резких нагрузок, когда, к примеру, вы нажимаете на педаль газа или начинаете движение под горку. В таких ситуациях водитель больше обычного давит на педаль акселератора, увеличивая поток топливно-воздушной смеси (ТВС) в камеру сгорания.
После того, как ТВС попадает в цилиндры и заполняет его объемы, она подвергается воздействию высокого давления и температур. Давление в камере сгорания возникает в результате такта сжатия, когда поршень достигает верхней мертвой точки (ВМТ) и создает давление на горючую смесь. Кроме того, как воспламеняется основная часть горючей смеси создается так называемый фронт высокого давления за счет волны пламени, которая распространяется по всей камере сгорания и также способствует возникновению давления.
От высокого давления и больших температур не сгоревшая горючая смесь образует активные соединения, такие как: альдегиды, перекиси, спирты и т.д.). После достижения критических точек между соединениями происходят цепные окислительные реакции, в результате приводящие к самопроизвольному воспламенению смеси, которые сопровождаются большим выбросом энергии и характерным мини-взрывом. В эпицентре взрыва происходит существенное повышение температуры, взрывная волна, которой расходится с невероятной скоростью порядка 1000 - 2300 м/с. Для наглядности скажу, что скорость распространения фронта пламени во время нормального цикла сгорания ТВС составляет всего — 20-30 м/с.
Что до звонкого металлического "сопровождения" именуемого в простонародье «стуком пальцев», а "по-книжному" — детонацией, то возникает оно в результате частых ударов от взрывных волн о стенки камеры сгорания цилиндров.
Последствия детонации
Наиболее глупым заблуждением является мнение, будто прирост давления за счет увеличения скорости распространения фронта пламени позитивно повлияет на динамику двигателя и обеспечит прибавку мощности. В реальности все совершенно наоборот — длительность "жизни" взрывный волны очень мала — чуть меньше 0,0001 с, следовательно ровно на столько же времени возрастает давление на поршень. Как вы понимаете повлиять на мощность за такой короткий промежуток времени взрывная волна просто не успевает.