Как функционирует измеритель?
Постоянно работать в режиме детонации мотор неспособен – цилиндропоршневая группа разрушится очень быстро. Поэтому датчик детонации отвечает за обнаружение первичной ударной волны в камерах и оповещении электронного блока управления, который принимает дальнейшие меры по недопущению микровзрывов.
Уменьшить скорость горения смеси можно тремя способами:
- понизить степень сжатия (раньше под головку цилиндров ставили дополнительные прокладки);
- организовать вспышку на долю секунды позже, то есть, уменьшить угол опережения зажигания;
- не заливать бензин с низким октановым числом и малой детонационной стойкостью.
Из перечисленных способов контроллеру доступен только один – корректировка угла опережения. Когда хозяин автомобиля заливает неподходящее либо некачественное топливо, в камерах образуется ударная волна от слишком быстрого сжигания. Датчик детонации находится снаружи на стенке блока цилиндров, регистрирует зарождающиеся микровзрывы и подает импульс напряжения блоку управления. Последний реагирует и уменьшает угол опережения – делает зажигание поздним.
Совместные действия контроллера и детонационного датчика позволяют сберечь детали двигателя, но ухудшают ездовые характеристики. Машина после заправки начинает «тупить» и расходовать больше бензина – это не симптомы неисправного датчика, а результат заливки низкооктанового топлива и признак корректной работы измерителя. Неполадка проходит сама, когда вы используете плохое горючее и заправите качественное.
Тестирование с помощью мультиметра
Берется высокочувствительный вольтметр в режиме до 200 Мв, в новом образце оба разъема присоединяются к измерителю. В старом образце — первый контакт закрепляют на щуп прибора, другой замыкают на корпус. Массивным предметом, ключом или пассатижами постукивают без усилия по корпусу меняя мощность, стрелка вольтметра должна чутко реагировать и отклоняться пропорционально силе удара. Если этого не происходит, прибор отслужил, необходима замена.
Перемещают мультиизмерительный контроллер на шкалу сопротивления. Нагрузка в работоспособном датчике составит от 1 до 10 МОм. Сломанный контроллер покажет бесконечное значение, а пробитый — слишком маленькое, менее 1, около нескольких десятых Ома.
Рекомендуется еще один способ диагностической проверки наличия напряжения на ДД. Мультиметр переключают на шкалу милливольты, щуп «+» соединяют с разъемом, подающим сигнал, отрицательный щуп подкидывают к массе датчика (отверстие от крепежного болта мотора). ДД, держат в руке и постукивают по какой-нибудь твердой металлической поверхности, на шкале должны появиться цифры от 30 до 40 мВ. Если табло пустое (разница потенциалов), это говорит о неисправности датчика.
Способы самостоятельной диагностики ДД в старых и новых образцах почти не отличаются. Способ проверки действующего датчика подойдет и при проверке нового экземпляра. Лучше это сделать непосредственно во время покупки.
Если после замены датчика ЭБУ по прежнему определяет его неисправность, значит детонация возникает по косвенным причинам: зависит от качества бензина, существуют проблемы с компрессией, свечи либо перегорели, либо залиты.
Как работает датчик детонации и признаки неисправности
Начнем с того, что неисправности датчика детонации не приводят к явным сбоям или остановке ДВС, однако от нормальной работы датчика напрямую зависит ресурс силового агрегата. Чтобы понять, где находится датчик детонации, достаточно внимательно осмотреть блок цилиндров мотора. Указанный датчик осуществляет контроль за детонацией, улавливая вибрации двигателя.
Если просто, в норме топливо в цилиндрах двигателя не взрывается, как многие ошибочно полагают, а сгорает. При этом центром воспламенения является искра зажигания, которая формируется на электродах свечи зажигания.
Однако при сильном нагреве или высоком давлении топливо может начать сгорать самопроизвольно и хаотично, горение больше напоминает взрыв. Если начинаются такие взрывы или имеет место самопроизвольное возгорание рабочей смеси (горючее детонирует), это может быстро вывести ДВС из строя (разрушаются поршни, поршневые пальцы, шатуны, может треснуть блок цилиндров).
По этой причине предельно важно заправляться топливом с таким октановым числом, которое допускает к использованию сам производитель автомобиля. Помните, понижение октанового числа часто становится причиной возникновения детонации, появления ошибок и выхода двигателя из строя
В свою очередь, датчик фиксирует уровень вибраций. Если этот уровень превышен, датчик посылает сигнал на ЭБУ. Учитывая опасность детонации для мотора, блок управления начинает корректировать зажигание, менять состав топливной смеси, снижать мощность ДВС, не позволяет двигателю выйти на средние и высокие обороты.
Также при серьезных и продолжительных сбоях ЭБУ в норме должен уведомить водителя (горит чек, возникает ошибка датчика детонации). Фактически, датчик преобразует механические колебания в электрический сигнал, который передается на ЭБУ.
Сам датчик работает на основе пьезоэлектрического эффекта (способность материалов образовывать разность потенциалов при определенном механическом воздействии). Если просто, датчик имеет такие элементы конструкции:
- вибрационную пластину;
- электрический пьезоэлемент;
- проводку;
Также можно выделить два типа датчиков детонации: резонансный и широкополосный. На многих отечественных и иностранных авто используется широкополосный датчик, который крепится на блоке цилиндров максимально близко к цилиндрам (например, датчик детонации ВАЗ).
Крепление жесткое, чтобы на датчик передавались все импульсы в случае сбоев в работе ДВС. Пьезокерамический чувствительный элемент формирует расширенный по частотному диапазону сигнал, который передается на ЭБУ в момент остановки ДВС и на высоких оборотах.
Также есть и резонансные датчики, которые улавливают сбои в работе ДВС на малых оборотах за счет резонанса. В плане точности резонансный датчик лучше широкополосного аналога, так как способен «отличать» различные вибрации от детонации двигателя. Эти датчики имеет отдельное соединение (вкручиваются по резьбе), а по внешнему виду похожи на датчик давления масла.
За что отвечает датчик детонации и на что он влияет?
Деталь
устанавливается на автомобили с моторами, работающими на бензине. Это одно из
основных звеньев системы управления. Назначение датчика — контроль над уровнем
детонации. Применение компонента позволяет существенно экономить топливо, а
силовой агрегат при этом начинает работать на полную мощность.
Схема датчика детонации
Детонацией называют
импульс электричества, который создается во время зажигания. Если бы не было
детонации, машину невозможно было бы завести.
В
карбюраторных моторах, чтобы предотвратить детонацию, трамблер прокручивают
руками, что несколько замедляет процесс зажигания. В современных моторах ручная
регулировка невозможна, так как за это отвечает электронная система.
Контролирующий датчик настроен на определенный диапазон и работает на основе
пьезоэффекта.
Устройство
контролирует систему запуска мотора и отвечает за его корректную работу. Составляющие
механизма — это:
- пластинка вибрации;
- электрокомпонент —
наподобие пьезо; - контрольный провод;
- обмотка.
Замена датчика детонации ВАЗ 2114
Езда с неисправным датчиком недопустима. Ведь, как и любое устройства контроля и регулировки режима работы двигателя, датчик детонации должен быть всегда в исправном состоянии, так как нарушение всех этих процессов может привести к серьезной поломке мотора. В данном случае, возникающая детонация, помимо снижения мощности двигателя, действует разрушительным образом на мотор в целом. Детонация является, по своей сути, взрывом, который повышает давление в камере сгорания и разрушает поршни, клапана и может нанести серьезные повреждения цилиндру. Поэтому своевременная замена неисправного датчика детонации является обязательной процедурой при техническом обслуживании автомобиля.
На ВАЗ 2114 предусмотрено два вида датчика: двухконтактные и одноконтактные. Данные устройства имеют существенные различия и применение одних, вместо других не допустимо. Покупайте только тот датчик, который должен стоять на вашем двигателе.
Одноконтактный датчик выкручивается торцовым ключом. Перед этим необходимо выключить зажигание и снять с него электрическую проводку.
В случае с двухконтактным датчиком, выкручивается не он сам, а гайка, на котором он крепится. Перед снятием нужно также, отключить зажигание и снять штекер с проводами.
После этого установите новый датчик, затяните крепление и наденьте на него провода. Для устранения всевозможных ошибок необходимо снять клемму аккумулятора, примерно, на 30 секунд и снова подключить.
На этом замена датчика завершена. Удачи на дорогах!
Опасность эффекта детонации на автомобиле и причины его возникновения
Детонационные нагрузки опасны для любого двигателя внутреннего сгорания, и именно поэтому все производители современных автомобилей оснащают агрегаты специальными датчиками. Такие устройства не исключают вероятность возникновения процесса, но предупреждают о его возникновении, что позволяет контроллеру оперативно прибегнуть к устранению проблемы.
Чтобы оценить всю опасность такого процесса, который называется детонацией ДВС, следует взглянуть на фото ниже.
На них изображены детали двигателя, которые были извлечены в ходе проведения ремонтных работ. Столь сильному разрушению поршень и клапан подверглись именно по причине возникновения самопроизвольного воспламенения топлива в камерах сгорания. Поршень и клапан — это не единственные детали, которые подвергаются ускоренному износу при детонации. От этого явления испытывают сильные нагрузки и другие детали, как коленчатый вал и кривошипно-шатунный механизм.
Причинами возникновения детонационных нагрузок двигателя являются следующие факторы:
Несоответствие топлива по октановому числу. Если производитель рекомендует заливать бензин марки А-95, то использовать низкооктановое топливо категорически противопоказано. Детонация, возникающая по причине несоответствия топлива, способствует формированию нагара, провоцирующего развитие калильного зажигания. В итоге после выключения зажигания, продолжает функционировать двигатель, что проявляется по причине воспламенения ТВС от раскаленных электродов свечи зажигания.
Условия эксплуатации и характер вождения. Очень часто детонация двигателя возникает у неопытных водителей, когда переход на повышенную передачу происходит на слишком низкой скорости движения автомобиля и при недостаточном количестве оборотов коленчатого вала
Важно переключаться на следующую передачу, когда обороты двигателя на тахометре составляют от 2,5-3 тысяч об/мин. Если перейти на повышенную передачу, не разогнав предварительно автомобиль, то не исключено возникновения характерного металлического стука в области подкапотного пространства
Этот стук и является детонацией двигателя. Такая детонация называется допустимой, и при ее возникновении, она продолжается недолго.
Конструктивные особенности двигателя — развитию негативного явления особенно подвержены автомобили, которые оснащены турбонаддувом. Часто проявляется данный эффект, если автомобиль заправляется низкооктановым топливом. Сюда также относятся такие факторы, как форма камеры сгорания и тюннинг (форсирование) ДВС.
Неправильная установка угла опережения зажигания УОЗ. Однако такое явление чаще встречается на карбюраторных двигателях, а на инжекторе оно может возникнуть, в том числе, и по причине неисправности датчика детонации. Если зажигание будет слишком ранним, то топливо будет воспламеняться намного раньше, чем пока поршень достигнет верхней мертвой точки.
Высокая степень сжатия в цилиндрах — зачастую возникает при сильной закоксованности цилиндров двигателя. Чем больше нагара на стенках цилиндров, тем выше вероятность развития детонационных нагрузок.
Обедненная ТВС. Если в камеру сгорания подается смесь с низким количеством топлива, то высокая температура электродов свечи зажигания способствует провоцированию детонации. Малое количество бензина и большое объем воздуха приводит к развитию окислительных реакций, которые реагируют на повышенную температуру. Такая причина характерна для инжекторных двигателей, и проявляется обычно только на прогретом двигателе (как правило, при оборотах коленвала от 2 до 3 тысяч).
Это интересно! Очень часто причиной развития самовоспламенения ТВС в цилиндрах связано с изменением прошивки ЭБУ. Обычно это делается с целью уменьшения расхода топлива, однако от такой прихоти автовладельца страдает двигатель. Ведь одной из причин развития детонационной нагрузки является обедненная смесь.
Если из строя выходит датчик детонации, то это не станет причиной возникновения детонационных процессов. Если ЭБУ не будет получать соответствующую информацию от ДД, то он перейдет в аварийный режим работы, когда корректировка угла опережения зажигания будет происходить с отклонением в сторону позднего зажигания. Это в свою очередь повлечет за собой множество негативных последствий: увеличение расхода топлива, снижение динамики, мощности и нестабильность работы ДВС.
Признаки неисправности датчика детонации
Основной признак, свидетельствующий о неисправности датчика детонации – непосредственно проявление эффекта некорректной работы двигателя, описанного выше.
Во многих случаях это может быть причиной механического разрушения датчика, в частности, в момент удара при аварии, либо проникновение влаги в разъем или через трещину в зону пьезодатчика.
Если ДД начинает механически разрушаться, в процессе движения величина напряжения на его выводах может скачкообразно изменяться. Блок управления двигателя будет реагировать на скачки напряжения, как на возможную детонацию.
Видео — симптомы неисправности датчика детонации, где находится на Лада Гранта и как его заменить:
При самопроизвольной корректировке угла зажигания двигатель начинает дергаться, обороты плавать. Такой же эффект может возникнуть, если ослабло крепление датчика.
Принцип работы двигателя
Детонация очень часто проявляется при подъеме в горку. При этом автомобиль двигается медленно, а скорость включена повышенная. Но не стоит переживать, так как это явление называется калильным зажиганием, и то он не свидетельствует о том, что двигатель работает неправильно. Любой двигатель внутреннего сгорания работает по таким принципам:
- Смесь из бензина и воздуха подается в камеру сгорания цилиндров, где она поджигается при помощи искры на свече зажигания. Причём поршень должен находиться буквально в нескольких миллиметрах от верхней мертвой точки. Как только поршень достигнет верхнего положения, в цилиндре образуется наибольшее давление. В этот момент вся топливовоздушная смесь полностью сгорит.
- При нормальной работе датчика детонации на «Шевроле Нива» признаки этого явления не будут проявляться. Этот прибор поможет избавиться от проявление детонации. А появляется она, когда смесь начинает воспламеняться намного раньше, нежели положено. Обычно это происходит на половине пути до верхней мертвой точки. И при сгорании топливовоздушной смеси на верхнюю часть поршня воздействует сила, которая толкает его в обратную сторону. При этом снижается, причём существенно, мощность двигателя, и изнашиваются его детали.
- Смесь из бензина и воздуха подается в камеру сгорания цилиндров, где она поджигается при помощи искры на свече зажигания. Причём поршень должен находиться буквально в нескольких миллиметрах от верхней мертвой точки. Как только поршень достигнет верхнего положения, в цилиндре образуется наибольшее давление. В этот момент вся топливовоздушная смесь полностью сгорит.
- При нормальной работе датчика детонации на «Шевроле Нива» признаки этого явления не будут проявляться. Этот прибор поможет избавиться от проявление детонации. А появляется она, когда смесь начинает воспламеняться намного раньше, нежели положено. Обычно это происходит на половине пути до верхней мертвой точки. И при сгорании топливовоздушной смеси на верхнюю часть поршня воздействует сила, которая толкает его в обратную сторону. При этом снижается, причём существенно, мощность двигателя, и изнашиваются его детали.
Как функционирует измеритель?
Постоянно работать в режиме детонации мотор неспособен – цилиндропоршневая группа разрушится очень быстро. Поэтому датчик детонации отвечает за обнаружение первичной ударной волны в камерах и оповещении электронного блока управления, который принимает дальнейшие меры по недопущению микровзрывов.
Уменьшить скорость горения смеси можно тремя способами:
- понизить степень сжатия (раньше под головку цилиндров ставили дополнительные прокладки);
- организовать вспышку на долю секунды позже, то есть, уменьшить угол опережения зажигания;
- не заливать бензин с низким октановым числом и малой детонационной стойкостью.
Из перечисленных способов контроллеру доступен только один – корректировка угла опережения. Когда хозяин автомобиля заливает неподходящее либо некачественное топливо, в камерах образуется ударная волна от слишком быстрого сжигания. Датчик детонации находится снаружи на стенке блока цилиндров, регистрирует зарождающиеся микровзрывы и подает импульс напряжения блоку управления. Последний реагирует и уменьшает угол опережения – делает зажигание поздним.
Совместные действия контроллера и детонационного датчика позволяют сберечь детали двигателя, но ухудшают ездовые характеристики. Машина после заправки начинает «тупить» и расходовать больше бензина – это не симптомы неисправного датчика, а результат заливки низкооктанового топлива и признак корректной работы измерителя. Неполадка проходит сама, когда вы используете плохое горючее и заправите качественное.
Симптомы неисправности датчик
Можно определить поломку датчика и без приборной панели. Но для этого нужен будет опыт и особый подход к своему автомобилю. Нужно знать его очень хорошо. Перечислим признаки, по которым можно понять, что прибор сломался, отсюда будет сразу ясно, на что влияет датчик детонации:
- Упадет экономичность расхода топлива. Это можно заметить не сразу, но со временем водитель определенно заметит это.
- Также при увеличении газа двигатель дольше, чем обычно детонирует. Датчик детонации влияет на разгон автомобиля.
Если определить поломку самостоятельно, то недалеко и для самостоятельной диагностики датчика, а также замены его своими руками. В принципе, это несложно, но требует некоторого понимания процесса.
Раскоксовка поршневых колец двигателя. — здесь больше полезной информации.
Измерение напряжения
Эффективнее всего выполнить проверку датчика детонации двигателя мультиметром (другое название — электрический тестер, он может быть как электронный, так и механический стрелочный). Данную проверку можно выполнить сняв датчик с посадочного места или проверив прямо на месте, однако с демонтажом работать будет удобней. Так, для проверки нужно перевести мультиметр в режим измерения постоянного напряжения (DC) в диапазоне приблизительно 200 мВ (или меньше). После этого подсоединить щупы прибора к электрическим выводам датчика. Постарайтесь сделать хороший контакт, поскольку от этого будет зависеть качество проверки, ведь некоторые малочувствительные (дешевые) мультиметры могут не распознать слабое изменение напряжения!
Далее нужно взять отвертку (или другой крепкий цилиндрический предмет) и просунуть ее в центральное отверстие датчика, после чего воздействовать ею на излом, чтобы во внутреннем металлическом кольце возникло усилие (не переусердствуйте, корпус датчика пластмассовый и может треснуть!)
При этом нужно обратить внимание на показания мультиметра. Без механического воздействия на датчик детонации значение напряжения от него будет равно нулю
А по мере того, как приложенная к нему сила будет увеличиваться — будет расти и выходное напряжение. У разных датчиков оно может быть разным, однако обычно значение составляет от нуля до 20…30 мВ при небольшом или среднем физическом усилии.
Аналогичную процедуру можно выполнить, не демонтируя датчик с его посадочного места. Для этого нужно отсоединить его контакты (фишку) и аналогично подсоединить к ним щупы мультиметра (тоже обеспечивая качественный контакт). Далее с помощью какого либо предмета давить на него или стучать металлическим предметом недалеко от того места где он установлен. При этом значение напряжения на мультиметре должно увеличиваться по мере того, как будет расти прикладываемая сила. Если при проведении подобной проверки значение выходного напряжения не меняется — скорее всего, датчик вышел из строя и подлежит замене (ремонту данные узлы не подлежат). Однако имеет смысл выполнить его дополнительную проверку.
Также значение выходного напряжения с датчика детонации можно проверить, если положить на какую-нибудь металлическую поверхность (или другую, но чтобы она хорошо проводила звуковые волны, то есть, детонировала) и ударить по ней другим металлическим предметом в непосредственной близости с датчиком (соблюдайте при этом осторожность, чтобы не повредить устройство!). Исправный датчик должен среагировать на это изменением выходного напряжения, что прямо отобразится на экране мультиметра
Аналогично можно проверить резонансный («старый») датчик детонации. В целом, процедура аналогичная, необходимо подсоединить один щуп к выходному контакту, а второй — к его корпусу («массе»). После этого нужно гаечным ключом или другим тяжелым предметом ударить по корпусу датчика. Если устройство исправно, то значение выходного напряжения на экране мультиметра будет краткосрочно изменяться. В противном случае, скорее всего, датчик вышел из строя. Однако имеет смысл дополнительно проверить его сопротивление, поскольку перепад напряжения может быть очень маленьким, и некоторые мультиметры могут попросту не уловить его.
Есть датчики которые имеют выводные контакты (выводные фишки). Проверка их выполняется аналогично, для этого нужно замерить значение выходного напряжения между двумя его контактами. В зависимости от конструкции конкретного двигателя датчик для этого нужно демонтировать или можно проверить прямо на месте.
Обратите внимание, что после удара возросшее выходное напряжение обязательно должно вернуться к исходному значению. Некоторые неисправные датчики детонации при их срабатывании (удару по ним или возле них) действительно увеличивают значение выходного напряжения, однако проблема состоит в том, что после воздействия на них напряжение остается высоким
Опасность такой ситуации состоит в том, что ЭБУ не диагностирует, что датчик неисправен и не активирует лампочку Check Engine. А на самом деле в соответствии с исходящей от датчика информации блок управления изменяет угол зажигания и двигатель может работать в неоптимальном для машины режиме, то есть, при позднем зажигании. Это может проявиться в увеличенном расходе топлива, потере динамических характеристик, проблемах при запуске двигателя (особенно в холодную погоду) и прочих мелких неприятностях. Такие поломки могут быть вызваны разными причинами и порой очень сложно понять, что они вызваны именно некорректной работой датчика детонации.
Чем опасна детонация для двигателя?
Для эффективного преображения возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движения коленчатого вала максимальное давление в камере сгорания на такте рабочего хода должно достигаться примерно на 15-20° после верхней мертвой точки (ВМТ). При этом топливно-воздушная смесь поджигается дуговым разрядом искры зажигания, а скорость распространения фронта пламени не превышается 30-40 м/с.
В случае излишнего нагрева воздуха в конце такта сжатия, появления в камере сгорания частиц с излишне высокой температурой, топливная смесь самовоспламеняется. Скорость распространения фронта пламени при этом достигает 2000 м/с. Такой взрывообразный характер детонации приводит к повышенной нагрузке на детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и цилиндропоршневой группы (ЦПГ). Последствия детонации:
- прогорание клапанов и поршня;
- разрушение поршневых перегородок;
- прогар прокладки головки блока цилиндров;
- локальный перегрев поршней, стенок цилиндров и связанная с этим потеря эластичности поршневых колец;
- ускоренный износ деталей ЦПГ. Взрывообразное горение разрушает масляную пленку, провоцируя сухое трение;
- оплавление электрода свечи зажигания.
Симптомы выхода из строя датчика детонации.
Привет. Сегодня хотел рассказать о датчике детонации и симптомах выхода его из строя. На примере автомобилей семейства ВАЗ.
Датчик детонации является важным элементом современных систем управления двигателем. В карбюраторных системах угол зажигания менялся подстройкой(поворотом) трамблера. В инжекторных системах подстройка управляется электроникой.
На двигатеях семейства ВАЗ датчик детонации (ДД) устанавливается на блоке цилиндров между 2 и 3-им цилинрами.
Работа датчика основана на пьезоэффекте. От механического воздействия датчик начинает вырабатывать напряжение. Датчик расположен в месте наибольшего разогрева, откуда и начинается распространение детонационного сгорания. Датчик настроен на восприятие шумов с частотой 25-75 Гц.
Как написано выше, от воздействия механических импульсов, датчик детонации начинает вырабатывать напряжение, которое поступает в электронный блок управления двигателем(ЭБУ).
Если возникает превышение значения напряжения выше критического, электронный блок, обработав сигнал, корректирует угол зажигания, делая его поздним. После чего система оптимизирует впрыск топлива. Это позволяет добиться экономичности и сохранить заложенную мощность двигателя.
В случае выхода из строя датчика детонации загорается лампа неисправности двигателя. Могут быть следующие ошибки: » Обрыв датчика детонации», «Низкий уровень шума». В случае повышенного шума во время работы двигателя может загореться ошибка: » Высокий уровень шума». Если датчик вышел из строя можно продолжать движение, автомобиль не встанет. Но следует отметить следующие сисмптомы и последствия:
- Потеря мощности двигателя;
- Ухудшение приёмистости;
- Увеличение расхода топлива.
Проверяем состояние разъёма и проводов, подходящих к датчику. Если с ними всё в порядке, меняем датчик.
Следует отметить, что качественный датчик детонации не так просто найти. Встречались даже муляжи: внутри датчика не было пьезоэлемента. Просто торчали контакты в пластмассе. Покупаю датчики детонации производителя Автоком.
Не реклама. Просто время съэкономите. Но и здесь уже встречаются подделки.
Источник
Детонация – что это такое
Детонация – это просто неправильное сгорание смеси. Но если вовремя не предпринять мер, то детонация двигателя ВАЗ может иметь сильные негативные последствия. Особенность этого эффекта кроется в самовоспламенении горючей смеси за счет воздействия высоких температур и давления в цилиндрах.
При нормальной работе двигателя сгорание горючей смеси проходит в три этапа.
- Индукционный, проходит на подходе поршня к верхней мертвой точке. При этом этапе происходит начало возникновения очага пламени от искры, который в дальнейшем формирует фронт пламени, причем все это сопровождается неинтенсивным нарастанием давления в камере сгорания.
- Формирование и прохождения фронта пламени по камере сгорания, в результате чего основная масса смеси сгорает, и сопровождается это все резким возрастанием давления и температуры.
- Догорание остатков смеси, которые остались за фронтом, а также находящихся возле стенок цилиндра. Вот между переходом от второго этапа к третьему и возможно возникновение детонации. Высокая температура и давление, которое возникает при втором этапе, приводит к появлению быстротекущих химических реакций в несгоревшей смеси, в результате чего она самовоспламеняется. Такое горение происходит очень быстро (до 1200 м/с) и в виде взрыва, сопровождающееся образованием ударных волн, имеющих разрушительный характер.
Эти волны приводят к разрушению пристеночных слоев газов, что обеспечивает повышение теплообмена, из-за чего стенки цилиндров и другие составляющие ЦПГ перегреваются. Также взрывная волна разрушает масляную пленку стенок, в результате чего повышается трение между цилиндрами и кольцами. Детонация имеет и механическое воздействие на элементы поршневой группы – резкое возрастание давление приводит к появлению ударных нагрузок на днище поршня, клапана, стенки цилиндров, приводя к их повреждениям.
На рисунке показано, как происходит нормальное и детонационное сгорание топлива.
Слева – нормальное сгорание; справа – детонационное сгорание