Кирилл
Член клуба "Юнкер-мото"
Возраст: 35
Сообщения: 1353
Город проживания: Москва м.Подбельского, Влад. обл. между Киржачом и Кольчугино
Популярность: 30 (30)
|
|
|
|
|
Статья из журнала "Зарулём"
ОБ АНОМАЛИЯХ В ЦИЛИНДРЕ -
ИСТИННЫХ И МНИМЫХ
О возможных отклонениях в рабочем процессе двигателя написаны горы литературы. Тем не менее авторы и поныне не во всем придерживаются единой точки зрения. С одной из них – о природе детонации и калильного зажигания предлагаем ознакомиться.
Хорошо ездить на исправной машине. Но каждый автомобиль, особенно неновый, когда-нибудь захандрит: то стуки вдруг в двигателе появятся, то звон какой-то. Часто в этом виновны процессы, происходящие в цилиндре.
Некоторые из аномалий, например детонация, угрожают работоспособности двигателя, другие, напротив, опасности не представляют. Похвастать умением отличать одни от других могут не все. Ту же детонацию, например, иногда путают со стуком клапанов при неотрегулированном зазоре, а добрая половина автомобилистов вообще окрестила ее "звоном поршневых пальцев". Чтобы разобраться, что к чему, вспомним, как говорится, азы.
Нормальное (обычное) горение топлива в цилиндре – это химическая реакция, протекающая в смеси паров топлива с воздухом. Но, чтобы горение началось, мало просто смешать топливо с воздухом в подходящей пропорции, этой смеси нужно еще передать некоторую энергию. В дизелях давление сжатия достаточно высокое, так что температура в конце этого такта обеспечивает воспламенение топлива. В бензиновых двигателях смесь поджигают электрической искрой. От образовавшегося очага пламя распространяется со скоростью 50–70 м/с от электродов свечи к стенкам камеры сгорания, пока не сгорит все топливо. Это, "обычное" горение (по сравнению с другим, "необычным", о котором ниже) иногда называют медленным.
Теперь о детонации. Пока фронт пламени распространяется от свечи зажигания к отдаленным зонам камеры, температура в этих зонах повышается так, что может произойти ее самовоспламенение до прихода фронта пламени. Это вызовет слабую ударную волну (скачок давления) – она, встречая на своем пути хорошо подготовленное к воспламенению топливо, сжимает его. От сжатия бензин тут же вспыхивает и дополнительной энергией подпитывает скачок, что позволяет последнему наращивать свою мощь, разгоняясь до сверхзвуковых скоростей. Упрощенно можно сказать, что этот тандем, состоящий из ударной волны и сидящего на ее "хвосте" фронта пламени, и есть "детонация". Скорость распространения детонационной волны в цилиндре двигателя достигает 800–1200 м/с – во много раз быстрее "обычного" фронта пламени. Поэтому детонацию иногда называют быстрым горением. Когда волна детонации взаимодействует со стенками камеры сгорания, цилиндра, поршня, мы слышим металлический звук высокого тона. Сильная детонация пагубно действует на детали, образующие камеру сгорания, причем больше других страдает поршень.
Вспомним, что причиной детонации стало самовоспламенение топлива в наиболее удаленных от свечи зонах. Становится понятным – чем больше диаметр цилиндра, тем выше (при прочих равных условиях) вероятность появления детонации. По этой причине приходится снижать степень сжатия: ведь в двигателях с большим диаметром цилиндра фронт пламени дольше идет к отдаленным зонам, и этого времени становится достаточно для "подготовки" самовоспламенения смеси.
Детонация может проявляться сильнее или слабее, но лишь при средних и больших нагрузках двигателя. Слабая кратковременная детонация не оказывает вредного воздействия. Более того, чем ближе условия сгорания в двигателе к детонации, тем выше его КПД. Поэтому оптимальная регулировка двигателя соответствует его работе на границе детонации; при этом на некоторых режимах она будет возникать, но слабая, кратковременная. Это нормально – и заметьте, возникающий металлический звук к "стуку пальцев" отношения не имеет.
Как отличить звук, вызванный детонацией, от подобных ему?
Во-первых, по моменту возникновения: если детонации прежде не было, она может появиться после заправки некачественным бензином, неправильной регулировки зажигания или долгой работы двигателя на малых мощностях, например, при долгой езде по загородному шоссе на высшей передаче с умеренными скоростями. В этом случае слой нагара в цилиндрах становится чуть толще, чем обычно (нагар есть всегда, но его количество постоянно изменяется) – как результат, повышается степень сжатия и одновременно уменьшается теплоотвод.
Во-вторых, по реакции двигателя на большую "нагрузку": наиболее благоприятные условия для детонации складываются в двух случаях – при малых оборотах и максимальной для этих оборотов мощности или при максимальной паспортной мощности мотора на соответствующих оборотах. Первое свойственно в большей степени двигателям с умеренно высокой степенью сжатия (например, "жигулевские" "классики"), второе – для моторов, у которых степень сжатия повыше (как, например, у "Самары"). В первом случае детонация, в основном, слышна при резком увеличении нагрузки на пониженных оборотах, во втором – как при резком увеличении нагрузки, так и при установившемся движении со скоростью, близкой к максимальной, что особенно опасно: как услышать детонацию при неистовом реве мотора? В первом случае, на малых оборотах, допускается кратковременная детонация (три-четыре "стука") – это даже лучше, чем ее полное отсутствие.
Третий способ определения детонации – по цвету выхлопных газов: черный или зеленоватый дымок указывает на то, что детонация была. Почему "была"? Потому что вовремя вы ее не заметили и теперь алюминий от разрушающегося поршня вылетает через выхлопную трубу. Довести двигатель до состояния столь сильной детонации, к счастью, дано не каждому – регулировкой теперь не отделаешься, придется менять поршни и кольца.
Если после заливки бензина соответствующей марки обнаружилась слабая детонация, необязательно сразу лезть под капот и регулировать опережение зажигания. Говорить о плохом качестве бензина еще рано: возможно, на деталях камеры лежит слой нагара. Покатайтесь пятнадцать-двадцать минут, излишек нагара постепенно выгорит и диагностику можно повторить. Конечно, если детонация осталась, нагар ни при чем – необходима регулировка.
Если вы уверены, что дело – табак и ваше вмешательство необходимо, уменьшите угол опережения зажигания и через несколько минут обычной для вас езды проверку повторите. Если стуки исчезли, можете расслабиться: это действительно была детонация, но вы ее одолели.
Поговорим еще об одном "непонятном" явлении: зажигание выключаем, а двигатель еще некоторое время дергается – с подобной ситуацией знакомы многие. Некоторые называют и это детонацией, другие – калильным зажиганием. Давайте разберемся. Известно, что чем меньше нагрузка на двигатель, тем меньше давление и температура в цилиндре, поэтому детонации на холостом ходу нет и не может быть. Почему же при отсутствии искры бензиновый двигатель останавливается, хотя дизель работает вообще без искры и там топливо воспламеняется само от высоких температур?
Дело в том, что в дизелях степень сжатия намного выше – от такого сжатия топливо нагревается до 500–600°С и самовоспламеняется без помощи искры. В бензиновых двигателях степень сжатия меньше, соответственно, и температура в цилиндре ниже. Кроме того, сама способность самовоспламеняться у бензина ниже, чем у дизельного топлива, поэтому бензин самовоспламениться просто не успевает и ему приходится помогать электрической искрой, которая поджигает бензин в нужный момент. При отключении зажигания помогать некому. Вот если бы времени было побольше, может, бензин и успел воспламениться сам.
Стоп, здесь-то и кроется ответ на наш вопрос. При отключении зажигания частота вращения коленчатого вала падает и... времени на "раздумье" у бензина впрямь становится больше – он успевает самовоспламеняться без помощи электрической искры. Следствие этого – увеличение частоты вращения коленвала, но теперь времени для самовоспламенения опять не хватает. Частота вращения вновь падает. Это может повторяться несколько раз. Именно по этой причине после выключения зажигания двигатель иногда "дергается": частота вращения коленчатого вала то снижается, то увеличивается. При этом происходящее в цилиндре напоминает процесс самовоспламенения в дизеле. Поэтому такое явление и назвали "дизелинг". Ничего общего с детонацией это явление не имеет. Оно не однозначный признак плохого (низкооктанового) бензина, хотя, конечно, на низкооктановом бензине появление дизелинга более вероятно. Некоторые бывалые автолюбители могут не согласиться: какой такой дизелинг, разве это не калильное зажигание?
Чтобы все стало на свои места, давайте вспомним о калильном зажигании. КЗ – это воспламенение топлива от нагретых поверхностей свечи, выпускного клапана или нагара. А дизелинг – это воспламенение от сжатия, но вблизи тех же нагретых поверхностей, ведь здесь топливо прогревается сильнее. Так это что – одно и то же? Чтобы не путать вас, уважаемый читатель, сразу скажем: понятие "калильное зажигание" подразумевает отклонения, проявляющиеся при работающей свече зажигания, когда нагретые поверхности или нагар воспламеняют топливо раньше, чем надо, или не в том месте, где надо. Это может привести в конечном счете к перегреву поршня, оплавлению свечи или клапана или другим пагубным для двигателя последствиям. Именно такого калильного зажигания следует опасаться. В случае же, когда современный мотор после выключения зажигания не сразу останавливается, правильнее говорить не о КЗ, а о дизелинге. Кстати, специалисты, имевшие дело с чисто "калильными" двигателями, знают, что такие двигатели работают вполне устойчиво на самых различных режимах, а не "дергаются" циклически, как в нашем примере. Тому есть объективные причины: одно из свойств калильного зажигания состоит в том, что, начавшись около одного источника, оно приводит к еще большему его нагреву, а потому работа двигателя на калильном зажигании является устойчивой. Дизелинг, в отличие от калильного зажигания, напротив, неустойчив. Значит, совершенно очевидно, что при "дерганье" мотора мы наблюдаем именно дизелинг.
Описываемое явление в большей степени характерно для новых двигателей и реже для старых. Это неспроста. Ведь чем старее мотор, тем ниже компрессия и тем меньше давление и температура в цилиндре, а именно температура играет здесь ключевую роль. Таким образом дизелинг, как хороший индикатор, может показать состояние цилиндро-поршневой группы. Если двигатель после выключения зажигания продолжает некоторое время "трясти", это говорит о том, что мотор еще жив, однако отсутствие "тряски" отнюдь не свидетельство кончины нового двигателя! Дело в том, что реальная степень сжатия конкретного двигателя по технологическим причинам может отличаться от записанной в паспорте. Если в большую сторону, то дизелинг вы, вероятнее всего, услышите, если в меньшую, то, скорее всего, нет. Кроме того, современные карбюраторы имеют электромагнитный клапан, отключающий подачу топлива при выключении зажигания. Тогда "тряски" не будет, гореть-то нечему. А если "трясется" не новый двигатель, а дряхлый "пенсионер"?
|
|
