Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое детонация двигателя автомобиля

Вся правда про детонацию двигателя, причины возникновения и последствия

В данном случае речь идет о нарушении процесса плавного сгорания топливной смеси в рабочей камере двигателя. Что происходит при детонации? Выделяющаяся тепловая энергия превращается в микровзрыв с образованием ударной волны. Если при штатных условиях пламя распространяется со скоростью почти 30 м/сек, то при детонации этот параметр подскакивает до 2000 м/сек. Как говорится, оцените разницу!

Есть и иные моменты: в штатной ситуации смесь воспламеняется в тот момент, когда поршень чуть-чуть (на 2-3 градуса по углу опережения зажигания) не доходит до ВМТ. Если же мотор детонирует, бензин начинает сгорать еще раньше. В итоге образующаяся после микровзрыва сила начинает давить на поршень, когда он еще не поднялся вверх. Процесс сопровождается характерным металлическим стуком. Последствием подобного развития событий является резкое повышение нагрузок на цилиндро-поршневую группу, коленвал, вкладыши. Это означает, что мощность силовой установки упадет, а расход горючего увеличится.

  1. Причины детонации двигателя
  2. Неправильная эксплуатация двигателя
  3. Зажигание
  4. Калильное зажигание и его влияние на детонацию
  5. Вмешательство в работу ЭБУ
  6. Неверное октановое число бензина
  7. Особенности конструкции
  8. Неисправности датчиков (для инжекторных моторов)
  9. Чем опасна детонация для ДВС
  10. Как избежать детонации

Детонация двигателя – причины и способы борьбы

Водителям старой закалки, которые начинали свой автомобильный путь 15-20 лет назад и ранее, вряд ли нужно рассказывать, что такое детонация. Эту информацию они впитывали буквально с первых уроков автошколы, и она была одним из пунктов правильного вождения и обслуживания автомобиля. Характерный звук детонации, который в народе прозвали «стуком пальцев», каждый заучивал буквально с первых километров. Однако начинающие автомобилисты, которые лишь недавно вступили в ряды водителей, могут вообще не знать о таком явлении. Современные автомобили худо-бедно научились бороться с детонацией, и она перестала быть такой распространенной. Но в этом и опасность – сама детонация, как физическое явление, никуда не делась и в современных моторах, при возникновении она все равно наносит сильный вред двигателю, особенно, когда водитель не знает что это такое и как с ней бороться.

Воспламенение смеси в цилиндрах

Что такое детонация?

Говоря научным языков, детонация – это произвольное самовоспламенение смеси в цилиндрах двигателя, которое имеет характер взрывной волны. Именно последний параметр отличает детонацию от других случаев самовозгорания смеси в цилиндрах (например, калильного зажигания). Основная проблема детонации не в том, что топливо-воздушная смесь воспламенилась не в «свое» время, а в том, что скорость распространения этого огня в 500-1000 раз больше чем в случае обычного «поджига» от свечи.

Чтобы было понятно, о какой напасти идет речь, перечислим негативные моменты, которые детонация оказывает на двигатель.

1. Все элементы мотора получают перегрузки, что заметно сокращает их ресурс. Особенно страдают поршни и коленвал.

Поврежденный поршень из-за детонации

2. Из-за повышения температуры увеличивается риск прогара клапанов и прокладки головки блока.

3. Детонационная волна смывает масляную пленку со стенок цилиндров, что может привести к задирам.

Задир в цилиндре

Кстати, характерный звук при возникновении детонации это вовсе не стук пальцев, как принято считать, а удары взрывной волны от детонации по стенкам цилиндров. Если бы пальцы двигателя были настолько изношены, что издавали бы такие звуки, то владельцу этого мотора надо было бы думать не о детонации, а о капремонте.

Причины возникновения детонации

Понятно, что детонация это прежде всего самовоспламенение. Но почему смесь вообще самопроизвольно загорается? В идеальных условиях этого не происходит, однако стоит появиться нескольким дополнительным факторам и тепловая работа двигателя нарушается. И тут сразу жди детонацию.

1. Неправильное октановое число бензина. Двигатель проектируется инженерами под использование топлива определенного типа. Степень сжатия, форма камеры сгорания, сечение клапанов все это выбирается с учетом характеристик топлива. Если использовать бензин, у которого октановое число ниже, то все расчеты нарушаются, а топливо-воздушная смесь начинает детонировать. Это справедливо и для топлива с различными присадками, которое формально по ОЧ подходит. Кстати, у газа октановое число очень высокое, больше 100, поэтому при работе на газу детонация встречается очень редко.

2. Слишком раннее зажигание. Неправильный угол установки зажигания также один из факторов, которые приводят к детонации. Противоречие в том, что двигатель любит раннее зажигание, но его же любит и детонация, так что при настройке нужно найти компромисс, чтобы двигатель работал хорошо, но без детонации.

Угол опережения зажигания

В карбюраторную эпоху этот навык оттачивали годами, ведь выставлять зажигание приходилось ориентируясь только на слух и ощущения. Инжекторная эпоха эти навыки нивелировала. Теперь зажиганием заведует электронный блок управления, а в самом двигателе встроен специальный датчик. При малейших намеках на детонацию, ЭБУ начинает регулировать угол зажигания. При этом нужно понимать, что его возможности небезграничны – и полностью компенсировать другие факторы ЭБУ не может. Вот почему даже в инжекторную эпоху детонация не является пережитком прошлого.

3. Обедненная топливно-воздушная смесь . Ситуация аналогичная зажиганию, раньше все регулировки были механические и неправильно настроенный карбюратор мог приводить к серьезной детонации, но теперь все в руках электроники, которая очевидных «косяков» не совершает. Не стоит забывать про случаи перепрошивки, когда мотор специально переводят на бедную смесь или проблемы с инжектором, из-за которых смесь в цилиндрах получается неправильной.

4. Неподходящие свечи. Использование свечей с характеристиками, которые отличаются от рекомендованных производителем, тоже может привести к детонации. Смесь сгорает не полностью и ее остатки начинают детонировать.

5. Нагар на стенках камеры сгорания. Закоксованность двигателя тоже один из факторов появления детонации. Слой отложений ухудшает теплоотвод, элементы двигателя сильно нагреваются и от них поджигаются остатки смеси.

Нагар на стенках

6. Манера вождения. Детонация не любит высокие обороты, когда цилиндры быстро «проветриваются», а у несгоревшей смеси мало шансов где-то дополнительно воспламениться. Но детонация любит высокую нагрузку, топлива в цилиндры поступает много и сгорает оно не полностью. Из этого нетрудно сделать вывод – езда на низких оборотах со значительным нажатием педали газа это просто рай для детонации. Водители часто про это забывают – поднимаются в горку на высоких передачах, пытаются резко ускориться чуть ли не с холостых оборотов, не меняют момент переключения передач при увеличении загрузки. Все это способствует детонации. Правда, речь идет только о машинах с механическими коробками передач, « автоматы », вариаторы и « роботы » обычно настраивают, чтобы исключить такие режимы работы.

Читать еще:  Давление на выхлопе двигателя

Борьба с детонацией

Водитель, который не обращает внимание на детонацию, серьезно сокращает ресурс двигателя и приближает его ремонт. Закрывать глаза на регулярное появление детонации нельзя, стоит задуматься над причиной.

1. Владельцу карбюраторного авто нужно проверить зажигание и карбюратор. Зажигание можно диагностировать самому, для этого есть выработанная годами рекомендация. Разогнаться до 40 км/ч, включить 4 передачу (речь, конечно, только о механике) и нажать педаль газа в пол. В идеальной ситуации двигатель должен детонировать буквально пару секунд (если детонации совсем не будет значит зажигание слишком позднее), а потом перейти на нормальный режим работы. Карбюратор в домашних условиях настроить труднее, тут и опыт нужен, и газоанализатор, так что с этим вопросом лучше в сервис.

2. У инжекторных автомобилей появление детонации чаще всего связано с некачественным топливом. Попробуйте поменять заправку или использовать бензин с более высоким октановым числом.

3. Всем водителям, вне зависимости от типа двигателя, стоит оценить манеру вождения. Общая рекомендация – не «насиловать» двигатель на низких оборотах, а выбирать режим работы двигателя в зависимости от степени открытия дросселя . При постоянных стояниях в пробках есть рекомендация периодически раскручивать двигатель до отчески, чтобы сжигать образовавшийся нагар.

Как видите, бороться с детонацией не трудно, но эти простые меры помогут продлить жить двигателя и избавят водителя от многих проблем.

С уважением, Александр Нечаев.

Детонация


Что такое детонация в двигателе автомобиля?
Детонация – это аномальный процесс сгорания топлива в двигателе. Происходит в виде серии взрывов самовоспламенившегося топлива в камерах сгорания двигателя. Сопровождается металлическими стуками, перегревом, потерей мощности.

При нормальной работе бензинового двигателя автомобиля процесс сгорания топлива в камерах сгорания происходит плавно: до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ) проскакивает искра между электродами свечи зажигания, воспламеняя топливную смесь. Фронт пламени со скоростью 50-80 м/с распространяется по всему объему камеры сгорания. Давление газов на поршень при этом оптимальное. Соотношение нарастания давления к углу поворота коленчатого вала 1,5-2 бар/градус. Детали поршневой группы не испытывают перегрузки.

При самовоспламенении топлива «плавность» распространения фронта пламени нарушается. Происходит взрыв с последующей ударной волной до 2500 м/с. От нее начинаются взрывы по всей камере сгорания, порождая череду ударных волн. Скачком поднимается температура и давление в камере сгорания. Скорость детонационного сгорания очень высокая. При этом слышны удары этих волн – металлический стук при работе двигателя. Последствия такого механического и температурного воздействия на двигатель резко отрицательные, зачастую приводят к его капитальному ремонту.

Признаки детонации в двигателе автомобиля

— Дробный металлический стук высокого тона в двигателе при нажатии на педаль «газа»

Допускается кратковременная детонация при нажатии на педаль газа при движении автомобиля со скоростью 40-60 км/ч на прямом отрезке дороги. Возникновение стука на иных скоростях или при движении в гору свидетельствует о проблемах в работе системы зажигания двигателя или применении некачественного бензина.

— Перегрев двигателя

Так как при наличии детонации температура в камерах сгорания резко возрастает, двигатель постоянно перегревается.

— Снижение мощности и приемистости двигателя

Сопротивление движению поршней резко возрастает, так как давление в цилиндрах становится огромным.

Причины детонации в двигателе автомобиля

— Применение топлива с октановым числом не соответствующим данному двигателю

Оно может начать взрываться еще до момента воспламенения от свечи зажигания. Это происходит при так называемой низкой детонационной стойкости топлива (применение низкооктанового топлива на двигателях с высокой степенью сжатия). Например, если заливать 80-й вместо 92-го в двигатель 21083 имеющий степень сжатия 9,8-10,5.

— Нарушение угла опережения зажигания (слишком ранний)
— Нагар на стенках камер сгорания и клапанах

Топливо самовоспламеняется вызывая детонацию, от раскаленного нагара. «Нагар на клапанах».

Нагар на клапанах

— Применение свечей зажигания не соответствующих по калильному числу для данного двигателя

Топливо самовоспламеняется от раскалившегося изолятора свечи зажигания (холодные свечи).

Последствия детонации

Механические и тепловые нагрузки при детонации в двигателе огромны, как следствие страдает цилиндро-поршневая группа, кривошипно-шатунный и клапанный механизмы.

— Разрушаются перегородки поршней, сами поршни могут оплавиться.

— Разрушаются кромки тарелок клапанов.

— Выходят из строя шатунные вкладыши и пальцы поршней.

Как бороться с детонацией?

— Применять качественный бензин по октановому числу соответствующий своему двигателю.

— Применять свечи зажигания соответствующие по калильному числу данному двигателю.

— Точно выставить требуемый угол опережения зажигания, требуемый для конкретного двигателя.

Угол опережения выставляется на карбюраторных двигателях, на инжекторных это функция блока управления ЭСУД.

— Следить за исправностью элементов системы зажигания.

Неправильно работающие или вообще вышедшие из строя датчики вакуумного и центробежного опережения зажигания в трамблере карбюраторного двигателя сведут на нет все попытки правильно установить момент зажигания.

— Проверить правильность расположения установочных меток привода ГРМ двигателя.

В случае их смещения нарушаются фазы газораспределения и выставить правильный угол опережения зажигания будет невозможно.

— Применять моторные масла соответствующего качества.

Чтобы не образовывался нагар на стенках камер сгорания и днищах поршней двигателя.

Примечания и дополнения

— Иногда постоянную детонацию принимают за стук клапанов (при увеличенных тепловых зазорах). Поэтому прежде чем пытаться отрегулировать клапана стоит поменять бензин и отрегулировать момент зажигания.

— Так же детонация в народе имеет другое название: «пальцы поршней стучат». На самом деле к стуку поршневых пальцев это явление не имеет ни какого отношения.

Избавляемся детонационного явления

Появление детонации может быть вызвано после неправильной настройки зажигания. Всем свойственно ошибаться, не исключение и специалисты станций техобслуживания. Желательно не влазить в заводские настройки. Только убедившись точно в существующей проблеме по сбою регулировки, можно вмешиваться в систему.

Хочется отметить и манипуляции с истощением топливовоздушной смеси. Из-за этого обычно возникает детонация двигателя большинства моделей. Лучше лишний раз задуматься перед выполнением подобных действий, существует ли действительно необходимость менять заводские настройки?

Еще одной причиной, вызывающей детонацию может выступать замена свечей. Проверьте соответствие заявленным производителем характеристикам. При обнаружении отклонений, придется заменить на оригинальные элементы, подходящие по параметрам.

Детонация становится следствием перегрева мотора. Можно понаблюдать, если движок детонирует исключительно под нагрузкой – проблема в высоких температурах. Не поленитесь, замерьте показатель охлаждающей жидкости. Если она в дефиците, доливайте, не раздумывая. В ином случае стоит проверить функциональность вентилятора и термостата. Бывает, что требуется срочная промывка радиатора.

Подобное явление видимо отживает свою эпоху. Автомобили, оснащенные механикой, встречаются на улицах реже. Поэтому сталкиваются с детонацией уже приходится не часто.

Детонация двигателя: причины и способы устранения проблемы

Для обеспечения процесса горения, в камере сгорания ДВС, необходимо выполнение двух условий — смешивание топлива с воздухом в определенном соотношении, а также наличие искры от свечи зажигания (для бензиновых моторов). Детонация двигателя — ситуация, когда подготовленная смесь загорается самостоятельно, не дожидаясь срабатывания свечи.

Читать еще:  Что такое экранированный двигатель

Как возникает детонация, и как ее гасить?

При отсутствии сбоев в работе двигателя и сжигании топливно-воздушной смеси, распространение топлива происходит со скоростью в 20-30 метров в секунду. В случае детонации двигателя, этот параметр вырастает в десять раз и достигает 2000 метров в секунду. Распознать неисправность несложно, по появлению металлического звука в области двигателя автомобиля, этот звук автовладельцы называют «стуком пальцев». Причиной постороннего шума является контакт взрывных волн со стенками камеры сгорания. В результате, мощность мотора падает, а расход топлива, наоборот, возрастает.

Детонация двигателя бывает и на заглушенном автомобиле, когда, при отключении зажигания, двигатель не останавливается сразу, а продолжает свою работу, еще в течение секунд двадцати, и только после этого, глохнет. Если такое происходит, не нужно дожидаться естественной остановки двигателя — просто обеспечьте дополнительную порцию горючего, что уменьшит температуру в камере сгорания. Благодаря этому, в системе создаются неподходящие для развития детонации условия, и проблема самоустраняется. Если говорить простыми словами, при наличии детонации двигателя, возникающей после отключения зажигания, просто выжмите газ.

В чем риски детонации?

Рассматриваемый процесс представляет собой сильный взрыв, который, сам по себе, очень опасен для мотора. Наибольшую нагрузку испытывают цилиндры, что, в конечном итоге, приводит к выходу оборудования из строя. Сначала не выдерживает прокладка, установленная между головкой и блоком цилиндров. Из-за неспособности выдерживать сильные механические или термические нагрузки, ее приходится менять, в первую очередь. В наиболее сложных случаях, детонация двигателя может привести к неисправности коленчатого вала, ГБЦ, блока цилиндров или группы поршней.

Детонация бывает двух типов:

  • Допустимая. Такую проблему многие автовладельцы даже не замечают, ведь она возникает при достижении высоких оборотов и почти сразу прекращается. Этот тип детонации мотора часто возникает в двигателях с высоким крутящим моментом, большим литражом и солидной мощностью.
  • Недопустимая — появляется на ДВС, при чрезмерной нагрузке и повышенных оборотах. Достаточно нескольких секунд работы в таком режиме, чтобы двигатель вышел из строя.

В чем причины детонации?

Причин детонации достаточно много:

  • Низкое качество заливаемого топлива.
  • Неправильная эксплуатация автомобиля.
  • Заполнение бака бензином с низким октановым числом.
  • Загрязненный топливный фильтр.
  • Не корректная работа насоса, создающего давление в топливной системе.
  • Ошибки в выборе свечей зажигания.
  • Низкое качество датчика кислорода.
  • Выход из строя или загрязнение форсунок.
  • Проблемы в системе охлаждения двигателя.
  • Конструктивные особенности ДВС и другие.

Ниже рассмотрим главные причины детонации двигателя более подробно.

Низкое качество заливаемого топлива

Заправляясь на незнакомой заправке, нельзя быть уверенным в качестве горючего. Бывают ситуации, когда, уже через несколько сотен метров, после посещения АЗС, появляется посторонний стук, а после отключения зажигания — детонация двигателя. Распространенная причина явления заключается в попытке недобросовестных владельцев заправочных станций увеличить прибыль, путем искусственного завышения октанового числа. Для этого, в бензин добавляется пропан или метан.

В результате, октановое число увеличивается, но детонация двигателя все равно возникает. Как это происходит? Газ испаряется с большей скоростью, и, в камере сгорания, оказывается горючее с реальным октановым числом, которое ниже рекомендуемого параметра. Если ничего не предпринять, то на стенках камеры сгорания возникает нагар, являющийся причиной калильного зажигания. Это процесс подразумевает воспламенение топливно-горючей смеси, от нагретых электродов и нагара на стенках. Водитель отключает зажигание, но мотор продолжает работать.

Низкое октановое число

Возможны и другие ситуации, когда автовладелец принимает решение сэкономить и заливает в бак более доступное по цене топливо, имеющее меньшее октановое число. Известно, что, от величины этого параметра, зависит скорость воспламенения и качество горения бензина. Кроме того, чем выше октановое число, тем ниже риск появления детонации двигателя. Если мотор рассчитан на работу с АИ-95, а автовладелец залил АИ-80, то с большой вероятностью, начнутся детонационные процессы, во время работы мотора, уже после отключения зажигания.

Причиной детонации могут быть конструктивные особенности мотора, а именно уровень давления в камере сгорания, строение поршневого дна и камеры сгорания, место установки свечей зажигания и так далее. К примеру, чем больше давление создается в цилиндрах, тем выше риск появления детонационных процессов.

Ошибки в выборе свечей зажигания

Многие автовладельцы не знают критериев выбора свечей, не берут во внимание рекомендации производителя и отдают предпочтение более доступным по цене вариантам. Это ошибочный подход, ведь работа этих элементов зависит от условий и характеристик внутренней среды двигателя. Если неправильно подойти к выбору свечей зажигания, то возможно увеличение температуры нагрева ходовых элементов, из-за чего возникает детонация двигателя.

Еще одной причиной рассматриваемой проблемы является неправильная эксплуатация автомобиля. Один из примеров — движение машины на малой скорости, но при более высокой передаче. В такой ситуации, возникает чрезмерный нагрев деталей двигателя и появление детонационного процесса.

Как устранить детонацию?

Появление детонации двигателя, после отключения зажигания, требует оперативного реагирования со стороны автовладельца. Здесь возможны следующие шаги:

  1. Откорректируйте или настройте угол зажигания. Известно, что слишком ранее зажигание приводит к перегреву деталей двигателя и появлению детонации, даже после отключения мотора. Важно, чтобы угол зажигания соответствовал требованиям производителям машины.
  2. Будьте внимательны при заправке топлива. Важно, чтобы в камеру сгорания попадало качественное горючее. Это не тот случай, когда экономия может быть оправданной, ведь применение низкокачественного топлива приводит к серьезным проблемам с двигателем, а в будущем — к крупным расходам. Чтобы избежать детонации двигателя и прочих проблем, рекомендуется заправляться на проверенных заправках топливом, имеющим подходящее октановое число и высокое качество.
  3. Контролируйте состояние свечей и ставьте только те детали, которые рекомендует производитель.О чем говорит цвет нагара на свечах зажигания?
  4. Обратите внимание на цвет отработавших газов. Если он черный или зеленый, то имеют место проблемы с мотором — его поршни находятся на стадии разрушения, или уже повреждены. Черный или зеленый цвет свидетельствуют о выбросе алюминия, вместе с выхлопными газами. В этом случае, может потребоваться замена поршневой системы в комплексе.
  5. Периодически давайте мотору большую нагрузку, в противном случае, на стенках камеры сгорания накапливается нагар, из-за чего возможна детонация двигателя. Здесь все просто — достаточно проезжать небольшие расстояния на высоких оборотах и периодически выполнять несколько быстрых разгонов.
  6. Установите интеркулер или нагнетатель воды. С помощью этих устройств, удается уменьшить температуру в цилиндрах и исключить, тем самым, возможное появление детонационных процессов. Нагретый воздух проходит через несколько охладителей, что способствует снижению его температуры.
Читать еще:  Электрические схемы защита электрических двигателей

Бывают ситуации, когда качество горючего высокое, зажигание хорошо настроено, свечи выбраны с учетом рекомендации производителя, а детонация двигателя все равно происходит. В такой ситуации, причиной неприятного явления может быть перегрев мотора. Чтобы устранить проблему, необходимо проверить уровень антифриза в системе охлаждения и убедиться в работоспособности термостата. Если последний вышел из строя, рекомендуется обратиться к мастерам за помощью.

Как проверить термостат на разных моделях автомобиля ВАЗ, читайте и смотрите видео в специальной статье.

В чем причины детонации двигателя?

Для устранения неисправности важно знать причины детонации двигателя. Это, применение топлива низкого качества. Автовладельцы с целью экономии часто заливают бензин с меньшим октановым числом. Объяснить это легко. Современные двигателя имеют высокую степень сжатия, что требует применение более качественного бензина.

Вторая проблема — неправильно выставленное зажигание (как правило, ошибка заключается в ранней установке зажигания). Такая хитрость позволяет машине быстрее реагировать на педаль газа. Но имеется и минус. Из-за преждевременного запала горючая жидкость воспламеняется в момент, когда поршень еще не стал в верхнюю позицию. Из-за этого на поверхность поршня действует ударная нагрузка, имеет место перегрев и появляется детонация.

Обедненная смесь. Бывают ситуации, когда преждевременное воспламенение происходит из-за высокого содержания воздуха и малого объема бензина в подготовленном составе. Здесь возможны две причины — неправильно выполнена регулировка или же специально увеличена мощность мотора.

Если горючее подготовлено с учетом требований производителя, воспламенение происходит своевременно, а мотор работает идеально. При этом температура горения поддерживается на должном уровне. В случае обеднения смеси детали мотора перегреваются , из-за чего при последующем впрыске горючее загорается под действием тепла, не дожидаясь появления искры. Практика показала, что в случае «обеднения» горючего риск детонации существенно возрастает.

Появление нагара. При длительной эксплуатации на внутренних элементах мотора возникают отложения, создающие «тепловую рубашку». Это, в свою очередь, приводит к росту рабочей температуры и воспламенению горючего в камере сгорания. Итог — сильная детонация двигателя на холостых оборотах.

Неправильно выбранные свечи зажигания. Часто автовладельцы не обращают внимания на модель и тип свечей, которые покупаются для системы зажигания машины. На самом же деле этот вопрос крайне важен. Изделия должны подбираться под каждый конкретный тип мотора и подходить по тепловым характеристикам. Итогом несоответствия как раз и являются вибрации.

Определение детонационной стойкости бензина

Детонационная стойкость бензина выражается в его октановом числе.

Октановое число бензина указывает на то, что данный вид топлива обладает такой же детонационной стойкостью, что и эталонная сравнительная смесь углеводородов — изооктана и нормального гептана. Так как изооктан имеет октановое число 100, а нормальный гептан — октановое число 0, то октановое число 80 означает, что детонационная стойкость бензина равна детонационной стойкости смеси из 80% (объемных частей) изооктана и 20% (объемных частей) нормального гептана. Детонационная стойкость растет с увеличением октанового числа.

Определение октанового числа выполняется на соответствующем испытательном стенде с использованием эталонного двигателя для оценки детонационной стойкости различных видов топлива. Эталонным в данном случае считается одноцилиндровый четырехтактный бензоиновый двигатель с термосифонной системой жидкостного охлаждения, в которой отсутствует помпа, а охлаждающая жидкость испаряется, и пар низкого давления конденсируется в радиаторе, а затем в виде конденсата возвращается в рубашку охлаждения. Степень сжатия двигателя во время испытаний может изменяться в границах между 4 и 18.

Существует два стандартизированных метода испытаний: исследовательский метод и моторный метод. Соответственно, результатами являются исследовательское октановое число бензина (ROZ) и моторное октановое число бензина (MOZ). Различия основных параметров обоих методов указаны в таблице.

Таблица. Различия параметров исследовательского и моторного методов

В моторном методе смесь воздуха и бензина нагревается позади карбюратора, а в исследовательском методе — воздух нагревается перед карбюратором.

Эталонный двигатель запускается и соединяется с большим электрическим генератором, в котором крутящий момент от эталонного двигателя возбуждает электрический ток, создающий тормозной момент. Измерение октанового числа всегда проводится в режиме сильной детонации при сгорании рабочей смеси. При этом коэффициент избытка воздуха регулируется так, чтобы получить детонацию максимальной интенсивности. Индуктивный датчик и электронный усилитель сигналов замеряют уровень детонации и выводят показания на дисплей специального прибора — детонометра. Компрессия двигателя настраивается таким образом, чтобы показания детонометра исследуемого бензина находились в середине шкалы прибора. Затем в систему питания вводятся две сравнительные смеси, чьи октановые числа различаются лишь на две единицы. Одна сравнительная смесь должна вызывать более сильную, а вторая более слабую детонацию, чем бензин. Посредством линейной интерполяции определяется и округляется до десятых долей октановое число бензина.

Рис. Определение октанового числа бензина

Один и тот же бензин, испытанный по моторному методу, имеет меньшее октановое число, чем выявленное по исследовательскому методу. Октановое число, определяемое по моторному методу, в современном бензине меньше примерно на 10 единиц, чем октановое число, определяемое по исследовательскому методу. Данная разница обусловлена тем, что соотношение олефинов и ароматических углеводородов в двух методах испытаний отличаются. На сегодняшний день исследовательское октановое число в бензине равно приблизительно 92, а в бензине высшего качества — 95 единиц. Октановое число, определяемое по исследовательскому методу, указывает на то, как ведет себя топливо при ускорении (детонация при разгоне).

Октановое число, определяемое по моторному методу, наоборот, указывает на поведение при большой нагрузке (детонация при высокой частоте вращения коленчатого вала).

Наряду с исследовательским и моторым октановыми числами существует также октановое число, определяемое по дорожному методу (SOZ). Оно определяется методом дорожных испытания транспортного средства согласно «модифицированному дорожному методу». В прогретый двигатель подаются различные сравнительные смеси из изооктана и нормального гептана. Автомобиль сначала ускоряется до максимальной скорости на прямой передаче, позволяющей плавное движение без рывков. Угол опережения зажигания регулируется до тех пор, пока не исчезнет детонация. В результате данные испытаний образуют базовую кривую, отображенную на рисунке.

Рис. Определение октанового числа по дорожному методу

Затем по тому же методу определяется установка зажигания, при которой начинается детонация, для исследуемого бензина. По базовой кривой определяется октановое число бензина по дорожному методу. Эта величина в различных двигателях будет иметь различные значения для одного и того же бензина.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector