Начнем с того, что ряд неисправностей двигателя опытные автомеханики и сами водители могут определить по звуку работы ДВС. Как правило, появление «звона» при резком нажатии на газ на повышенных передачах или «бубнящий» звук после выключения зажигания не сильно пугает начинающих автолюбителей, однако зачастую это звук детонации двигателя.
При этом в ряде случаев такие звуки поголовно списывают на стук поршневых пальцев. Однако важно понимать, что зачастую дело не в пальцах, а в детонации, которая в скором времени может обернуться серьезными неприятностями и дорогостоящим ремонтом мотора.
Нужно учесть, что поршневые пальцы обычно стучат на сильно изношенных моторах, в которых уже давно имеются проблемы с поршнями, кольцами и т.д. При этом звонкие постукивания в относительно «свежем» силовом агрегате с нормальной ЦПГ никак не являются звуками ударов металла по металлу.
В этом случае металлический звон появляется в результате нарушения процесса сгорания топлива в цилиндрах. Далее мы поговорим о том, по каким причинам возникает детонация двигателя на холостых оборотах, при резком нажатии на педаль газа в движении и т.д. Также мы рассмотрим, что делать водителю для сохранения моторесурса и самого ДВС в исправном состоянии.
К чему может привести детонация
- Резкий перегрев двигателя;
- Снижению мощности мотора;
- Повышенный расход топлива;
- Выход из строя цилиндропоршневой группы;
- Коррозии цилиндров и поршней двигателя;
- Прогорание прокладки головки блока цилиндров;
- Трещины поршня;
- Пробитие головки БЦ;
- Повреждение вкладышей.
Обедненная топливовоздушная смесь
Меньше горючего — больше воздуха, выше температура горения, выше склонность к самовоспламенению от сжатия. Большинство автомобилей с пробегом за 180 т. км, ни разу не подвергавшихся процедуре чистки форсунок — имеют проблемы со смесеобразованием и склонны к детонации. Еще одним вероятным поводом, почему могут возникать проблемы с бедной смесью и перегревом — может стать установка высокопроизводительной турбины. Излишний буст, без должного охлаждения и корректировки настроек впрыска — приводит только к повышенной нагрузке на двигатель.
Почему еще может происходить обеднение:
- Упала производительность бензонасоса.
- Забился топливный фильтр.
- Низкое давление в магистрали — клапан сливает в обратку.
- Воздушные пробки в системе.
- Отказ или неверные показания кислородного датчика (лямбда).
Независимо от того, будет ли возникать «чек» на приборной панели, ошибка лямбды – серьезно влияет на дальнейшее «поведение» автомобиля, поэтому ее надо не просто убирать, а диагностировать и устранять.
Некачественное топливо
Если показатель октанового числа залитого топлива меньше, чем необходимо для данного двигателя, то процесс детонации неизбежен.
При несоответствии октанового числа топлива (как правило, оно меньше чем нужно), происходит процесс его активного сгорания, этот процесс настолько быстрый, что сгорание напоминает небольшой взрыв внутри камер.
К примеру, по инструкции положено заливать в бак бензин АИ-98, а водитель заливает АИ-95.
Происходит выделение большого объема тепловой энергии, и под давлением выброс энергии приводит к детонации, т.е. внутреннему микровзрыву, который ощущается водителем в виде детонационных толчков.
Кроме несоответствия октанового числа топлива, детонацию может вызвать просто некачественное топливо, которое произведено с нарушением всех требований и норм.
Некоторые водителя, чтобы не использовать более дорогое высокооктановое топливо, но при этом не допустить детонации двигателя, устанавливают более позднее зажигание.
По отзывам экспериментаторов, данное действие спасает ситуацию, так как топливная смесь начинает воспламеняться вовремя, полностью сгорает без выделения лишнего тепла и создания большего давления в цилиндрах.
Но каждый водитель делает это на свой страх и риск.
Что такое детонация двигателя
В некоторых случаях топливовоздушная смесь воспламеняется раньше, чем свечи зажигания дали искру. Данное явление, сопровождающееся ударным горением топлива и есть детонация двигателя. Огромная скорость сгорания топлива связана с воспламенением всего объема одновременно, а не последовательно от искры. Кроме того, воспламенение начинается раньше расчетного угла поворота коленчатого вала, когда поршень еще двигается к верхней мертвой точке (ВМТ). Воспламенившиеся газы стремительно расширяются, но поднимающийся поршень стремится их сжать. В результате давление в камере сгорания многократно превышает расчетную величину.
Ударная волна от мини-взрыва (которым, по сути, является воспламенение топливовоздушной смеси) бьет в стенки цилиндра и дно поршня, поднимающегося в противоход газам. Этот удар порождает звуковые волны, которые водитель воспринимает как неприятный металлический стук или звон мотора.
Присадка Супротек Актив Бензин для нового бензинового двигателя
Присадка для бензиновых и газовых двигателей с пробегом до 50 000 км. Может применяться для форсированных и турбированных двигателей.
подробнееотзывы
Ранее зажигание
Другая причина, по которой может происходить детонация может являться ранее зажигание.
Настройки зажигания таковы, что происходит слишком раннее возгорание воздушно-топливной смеси, что ведет к перегреву и провоцирует внутренний перегрев двигателя и деталей, приводя тем самым к процессу детонации.
Для устранения такой детонации, нужно отрегулировать зажигание, проверить его угол. Причина детонации может быть в свечах зажигания.
Читайте по теме: Регулировка зажигания ВАЗ 2105.
Если они не соответствуют по своим техническим характеристикам, рекомендованным производителем двигателя, либо просто являются некачественными.
Для этого необходима их проверка и при необходимости замена.
Как устранить детонацию двигателя
Разобравшись в причинах детонации двигателя в различных ситуациях, можно решить, как справляться с этим явлением.
Несоответствующее октановое число
Сознательно покупаете бензин с октановым числом ниже рекомендуемого производителем мотора? Это станет причиной детонации двигателя рано или поздно. Стараясь сэкономить несколько десятков рублей, вы можете попасть на весьма дорогостоящий ремонт.
Бывает, что причиной детонации двигателя становится заправка на непроверенной АЗС. Иногда владельцы автозаправки искусственно завышают октановое число, добавляя в бензин различные химические компоненты изооктаны легко испаряются, поэтому в топливе быстро растет процент гептанов, и оно начинает детонировать.
Следите, чтобы октановое число горючей жидкости, которую вы заливаете в бак своего автомобиля, соответствовало рекомендуемому производителем значению. При подозрении на несоответствие слейте сомнительное топливо. Пользуйтесь проверенной заправкой.
Неправильно выставленное зажигание
Если детонация двигателя появилась вслед за попыткой отрегулировать угол зажигания, то причина в неправильной настройке. Даже мастера в автомастерской могут ошибаться, тем более ошибка возможна при неквалифицированном вмешательстве.
Обращайтесь только в проверенные технические центры и очень осторожно относитесь к советам изменить опережение зажигания. Лучше вообще не трогать настройки завода производителя, если нет полной уверенности, что они сбились.
То же самое можно сказать о манипуляциях с обеднением топливовоздушной смеси. Часто эта операция приводит к возникновению детонации двигателя ВАЗ, УАЗ или автомобилей других марок. Семь раз подумайте, прежде чем изменять заводские настройки.
Неисправные или несоответствующие свечи зажигания
Если детонации двигателя вашего автомобиля началась после замены свечей, проверьте, соответствуют ли они рекомендованным производителем параметрам. Если характеристики не подходят – замените соответствующим по параметрам изделием.
Детонация при остановке мотора
Если силовой агрегат продолжает работать до 20 секунд при выключенном зажигании, значит, на стенках цилиндров накопился нагар. Часто эти отложения раскаляются и играют роль фитиля, вызывая самовоспламенение топливовоздушной смеси даже в отсутствии искры от свечей.
Для профилактики этого явления старайтесь регулярно давать нагрузку силовому агрегату своего железного коня. Движение с повышенными оборотами на максимальной передаче позволит освободить стенки от нагара.
Неплохие результаты в борьбе с детонацией двигателя по причине нагара показывает такое средство как «Очиститель топливной системы» . Состав добавляется прямо в горючее в определенной пропорции. Это средство для разового применения.
В дальнейшем рекомендуется пользоваться присадкой SGA Suprotec, которую можно применять регулярно. Она смазывает и защищает от коррозии все элементы топливной системы автомобиля, препятствует отложению нагара за счет полного сгорания топлива.
Очиститель дизельной топливной системы «Супротек»
Присадка для комплексной очистки топливной системы дизельных двигателей от всех видов нагаров и отложений.
подробнееотзывы
Очиститель бензиновой топливной системы «Супротек»
Присадка для очистки всех элементов бензиновой топливной системы. Очиститель инжектора и клапанов.
подробнееотзывы
Перегрев двигателя
Иногда причиной детонации становится перегрев двигателя. Если мотор детонирует только под нагрузкой, возможно проблема – высокая температура. Измерьте уровень охлаждающей жидкости, при недостатке – срочно долейте. Если с ОЖ все в порядке, проверьте работоспособность термостата и вентилятора. Иногда приходится промывать радиатор.
Не правильный стиль вождения автомобиля
Игнорирование переключением передач с повышенной на пониженную при выходе из поворота.
При преодолении подъема средней продолжительности, когда в начале подъема 5-й передачи вроде бы как хватает, а в конце подъема нет, но водитель все равно продолжает выжимать из двигателя последние силы, не удосужившись перейти на 4-ю или 3-ю передачи.
Вот и получите стук металла об метал (похож на стук металлических шариков) внутри двигателя, именно так в основном проявляется детонация последнего.
В некоторых моделях авто устанавливаются специальные датчики, которые информируют водителя через электронные устройства об самом этом явлении и его частоте.
Основные признаки появления детонации
Говорят, детонация сразу распознаётся по характерному звуку – это цокот, звон, металлический стук. Очаги воспламенения находятся вдали от свечи, и в объёме камеры при повышенном давлении образуется взрывная волна. Внешне это проявляется так, будто изнутри по стенкам цилиндра ударяют молотком.
Зависимость давления от фазы, график
Кроме того, цвет выхлопа при возникновении детонации меняется – он становится тёмно-чёрным. Температура выхлопных газов тоже меняется, понижается. Но заметить эти явления будет сложно, а при кратковременном появлении детонации – практически нельзя. Говоря же об устойчивой детонации, нужно отметить, что вызвать её получается только под нагрузкой.
Нет смысла, открыв капот, пытаться «газовать» и следить при этом за выхлопом – скорее всего, эффект не проявится. Так же нет смысла слушать двигатель – ему нужна дополнительная нагрузка. Ну а расслышать «стук пальцев», когда ведётся управление на скорости, может мало кто.
На практике чаще используют только косвенные признаки – это провалы, перегрев и т.д. У нас они перечислены в главе о причинах.
Детонация или самовоспламенение смеси
По неопытности можно перепутать эти два явления.
Самовоспламенение смеси происходит в результате сильного перегрева двигателя. При этом в конце такта сжатия температура топливной смеси становиться выше нормы, и она не контролировано вспыхивает.
Так же если двигатель сильно закоксован, то горячий нагар на его стенках в результате соприкосновения с топливной смесью может воспламенить ее.
Чтобы разделить эти два явления нужно заглушить двигатель отключив зажигание. Если мотор глохнет не сразу, то скорее всего внутри него происходит такое явление, как детонация.
Причины детонации двигателя
Мотор может детонировать на любом автомобиле: новом, старом, современном или уже снятом с производства. Не имеет особого значения тип силового агрегата, карбюраторный он, или применяется впрыск топлива.
На новых автомобилях устанавливается специальный датчик детонации двигателя (только для инжекторных силовых агрегатов). Это устройство дает возможность бортовому компьютеру регулировать работу мотора так, чтобы он не детонировал.
Современные автомоторы работают при больших степенях сжатия, поэтому риск, что топливовоздушная смесь будет детонировать, достаточно велик. Если датчик детонации двигателя неисправен, ЭБУ не может эффективно регулировать работу агрегата. Проблемы не заставят себя ждать.
Наиболее частые причины детонации двигателя при разгоне, на оборотах или на холостом ходу:
- топливо низкого качества или с неподходящим октановым числом,
- слишком большое упреждение зажигания,
- обедненная топливовоздушная смесь,
- нагар на стенках цилиндра,
- низкокачественные или неподходящие по параметрам свечи зажигания,
- перегрев двигателя из-за неисправности системы охлаждения.
Рассмотрим каждый пункт подробно, чтобы понять первопричину. Тогда будет легче исправить неполадку.
Топливо с неподходящим октановым числом или низкого качества
Если в двигатель попадает бензин с октановым числом ниже рекомендованного, детонация происходит с почти 100% вероятностью. Производитель автомобиля рассчитывает степень сжатия на определенный тип топлива, поэтому использование некачественного или неподходящего по октановому числу горючего приводит к детонации двигателя на холостом ходу или при разгоне.
Исправить качество топлива можно присадкой СГА.
Моющая присадка в бензин «SGA (СГА)»
Очищает и смазывает топливные насосы и форсунки, продлевает ресурс. Улучшает впрыск, что снижает расход топлива и повышает динамичность. Годится для любых бензиновых систем, включая TFSI, TSI, GDI, MDI.
подробнееотзывы
Неправильно настроенное зажигание
Стремясь повысить крутящий момент, некоторые умельцы изменяют заводские настройки системы зажигания. Если выставить слишком большой угол опережения, свеча будет давать искру раньше, чем поршень приблизится к ВМТ. Воспламенение произойдет раньше времени, когда горючее не полностью перемешалось с воздухом.
Неисправные свечи
Иногда причина детонации двигателя ВАЗ или другой марки автомобиля – неисправные или неподходящие по параметрам свечи зажигания. В этом случае искра может генерироваться не так, как рассчитывал производитель мотора. Несвоевременное искрение свечи – одна из распространенных причин проблем воспламенения топливовоздушной смеси.
Обедненная топливовоздушная смесь
В погоне за экономичностью автомобилисты могут специально обеднять топливовоздушную смесь. Это еще одна причина, почему возникает детонация двигателя. Из-за недостаточной концентрации паров горючего искра не может воспламенить смесь. При следующем цикле впрыска, наоборот, паров топлива становится больше нормы. Чрезмерно обогащенная смесь воспламеняется от сжатия раньше времени.
Нагар на стенках цилиндров
Часто причиной детонации двигателя на оборотах становится наличие отложений на внутренней поверхности камеры сгорания. Нагар раскаляется и выполняет функцию фитиля, воспламеняя топливовоздушную смесь. Кроме того, нагар увеличивает степень сжатия и топливо с данным октановым числом воспламеняется раньше из-за повышения температуры сжатия.
Очистка двигателя возможна специальной долговременной промывкой двигателя.
Долговременная промывка двигателя «Супротек Апрохим»
На протяжении 200 километров пробега мягко и постепенно очищает все отделы двигателя от загрязнений, способствует восстановлению подвижности поршневых колец. Безопасна для резиновых и пластиковых деталей.
подробнееотзывы
Неисправность системы охлаждения
Также топливо детонирует, если в силовом узле неисправна охлаждающая система. При такой неполадке наблюдается детонация двигателя при разгоне. Под нагрузкой мотор перегревается, внутреннее пространство камеры сгорания раскаляется до температуры, когда пары бензина самовоспламеняются.
Использование датчика детонации
Для определения детонационных процессов используется датчик детонации, установленный на специальной плоскости на блоке цилиндров. При фиксации ударных нагрузок акселерометр сенсора генерирует электрические сигналы и передает информацию, которая обрабатывается блоком управления.
Сила импульса зависит от интенсивности взрывного сгорания в цилиндрах.
… о работе датчика детонации
Контроллер корректирует момент опережения зажигания, состав топливной смеси либо изменяет положение распределительных валов, что позволяет сократить продолжительность и полностью устраняет детонацию.
Датчик оснащается корпусом из ударопрочного пластика, выдерживающего длительный нагрев до +150°С и выше, для крепления используется болт. Резьбовое соединение позволяет прижать чувствительный элемент к поверхности блока. На боковой части корпуса предусмотрен разъем для подключения жгута проводки.
При поломке датчика в комбинации приборов включается индикатор Check Engine, а в памяти блока управления фиксируется ошибка. Некоторые моторы с впрыском (например, для классических моделей ВАЗ) не оснащены сенсором в силу особенности конструкции.
Коротко о главном
После остановки двигателя детонации быть не может – это неустойчивое «дерганье» именуется дизелингом. Ничего опасного в себе это явление не несет. Причина его появления – поступление топлива в цилиндры при выключенном зажигании. Встречается, как правило, на карбюраторных двигателях с неисправным ЭМК.
Детонация возникает исключительно на работающем двигателе и сопровождается характерным металлическим звоном. Проявляется при движении на малых оборотах под нагрузкой, при трогании, после заправки низкооктановым бензином и вследствие неправильной установки угла опережения зажигания на карбюраторном моторе. На инжекторной силовой установке за последнее отвечает датчик детонации двигателя и ЭБУ.
Водителям приходится сталкиваться с эффектом неконтролируемого возгорания топлива в цилиндрах силовых агрегатов в виде взрывов. В результате сверхвысоких температур и огромного давления, возникает мощная взрывная ударная волна, которая называется «детонация двигателя». Она сопровождается мгновенным выбросом большого количества энергии и разрушениями различной степени тяжести.
Нагар и конструктивные особенности ДВС
Неявная причина детонации двигателя – форма камеры сгорания, сильно отличающаяся от «идеальной» полусферической. В зависимости от расчетного режима работы ДВС, форма его камеры может влиять на легкость запуска, экономичность (полноту сгорания смеси), шумность, уровень вибраций, тепловой режим работы. Конкретный признак – калильное зажигание, возникающее из-за плохой эвакуации продуктов горения. Скопившаяся сажа раскаляется, рано поджигая свежие порции топлива в «углах» камеры, или провоцируя вибрации двигателя после выключения зажигания.
Нагар на клапанах
Устранение таких недостатков – дело завода, но иногда подобный «косяк» происходит после капитального ремонта, когда при шлифовке головки цилиндров (для увеличения степени сжатия), по краям камеры сгорания остается тонкий слой металла (не снята фаска), который позже накаляется докрасна, выполняя роль «нагара».
Неисправность системы охлаждения
Воздушная пробка в магистрали ухудшает теплоотвод и может спровоцировать перегрев головки цилиндра, из‐за которого горючее начнет вспыхивать в камере сгорания раньше предусмотренного момента — уже при впрыске.
«Закипевший» движок — это почти стопроцентная вероятность детонации, даже если с топливной системой или зажиганием все нормально.
Склонность машины к быстрому прогреву, особенно зимой, частое переполнение расширительного бачка, либо — наоборот, его сухое дно — первые признаки проблем с системой охлаждения.
Эти же проявления указывают на прогорание прокладки блока цилиндров, когда отработанные газы сквозь микротрещину попадают в антифриз. В качестве превентивной меры, нужно сменить охлаждающую жидкость, или, если она была совсем недавно заменена, просто слить в емкость, залив затем обратно в систему — по инструкции. Убедившись, что воздушной пробки нет, надо проверить, не раздувает ли радиатор и патрубки избыточное давление: снять пробку радиатора, плотно надеть на горловину презерватив или целый полиэтиленовый пакет, после — завести мотор. В исправной системе их раздувать не должно.
Проверка системы охлаждения презервативом
Рекомендации опытных автомобилистов
При изготовлении автомобильных двигателей все детали имеют определенные параметры, рассчитанные на эксплуатацию в номинальных температурных режимах. При детонации двигателя транспортное средство подвергается ударным нагрузкам, превышающим допустимые значения. Неравномерное распределение горючего и кислородных масс приводит к неожиданным сильным взрывам.
Чтобы выявить и предотвратить случаи детонации, рекомендуется прислушиваться к равномерности звуков работающего двигателя. При выявлении нестандартных постукиваний, шумов, необходимо остановиться и выключить мотор. Далее нужно определить источник неизвестных звуков и попытаться ее устранить.
Во избежание разрушительных последствий, детонация должна быть под постоянным контролем. Главное помнить: при нормальной работе не должны возникать даже небольшие изменения в звучании мотора.
Вопрос-ответ
Возможно, прочитав сотни форумов и перелопатив гору специальной литературы, читатель так и не найдёт ответ на свой вопрос. Но прежде чем везти авто на диагностику, можно ознакомиться с наиболее распространёнными вопросами, касающимися работы двигателей. Ответы здесь приводятся тоже:
- В: Может ли детонация быть связана с появлением нагара?
- О: В моторах с водяным охлаждением нагар образуется в любом случае. Толщина слоя всё время меняется, но контроллер нужен затем, чтобы подстраиваться под любые изменяющиеся условия. Что верно и для карбюраторных двигателей, если ими управляет блок ЭБУ.
- В: Как влияет калильное число свечей на появление калильного зажигания?
- О: Если установите «слишком холодную» свечу – получите нагар на электроде и на корпусе. Установка «горячих» свечей – случай более сложный. Если калильное число будет меньше рекомендованного, то не обязательно перегрев корпуса свечи приведёт к калильному зажиганию. Однако розжиг смеси раскалённой керамикой – процесс вероятный. На практике следует обращать внимание и на правильность выполнения монтажа (см. рис.).
- В: Раньше возникала детонация на горячем двигателе. После смены заправки всё прошло. Наверное, неисправен контроллер?
- О: Скорее неисправен датчик детонации, его проводка и т.д. Повысьте обороты до 3500 об/мин – лампа Check должна включиться сразу.
Иллюстрация ко второму вопросу приводится ниже:
Ошибки при монтаже свечей зажигания
Может быть, читатели дополнят список, оставляя грамотные комментарии и отзывы.
Почему «звенит» холодный двигатель
Детонация на холодном двигателе, если она действительно возникает, чаще будет обусловлена одним фактором – слишком обеднённой смесью в одном или нескольких цилиндрах. И тут надо смотреть, что стало причиной. Наиболее частой из этих причин становится засорение форсунок. Объём топлива, подаваемого на такте впуска, должен соответствовать числам, рассчитанным программой контроллера. В случае появления засора это правило не выполняется.
Форсунки иногда нужно чистить
Надо сказать, по мере прогрева эффект может исчезать полностью. Проверять нужно фильтр грубой очистки, затем фильтры на всех форсунках, ну а засорение самой форсунки – неприятность довольно серьёзная. И бороться с ней будет накладно с финансовой точки зрения.
Блок ЭБУ стремится компенсировать засор, варьируя разные параметры. Детонация при этом не возникает, однако снижается мощность. Но «регулирование», о котором шла речь, тоже имеет свои пределы – при значительной степени засорённости оно не помогает. Тогда зажигается лампа Check, а двигатель начинает «звенеть».
Пусть наблюдается детонация при запуске горячего двигателя – она появляется и сразу исчезает. Тот же эффект может обнаруживаться и при «холодном» запуске. В таком случае можно утверждать, что неисправен датчик детонации. Сам датчик выходит из строя редко, и скорее всего, проблема – в проводке. О наличии неисправности скажет включение лампы Check. Но пока обороты остаются низкими, на некоторых двигателях лампочка не срабатывает.
Появление детонации контролирует именно такой датчик
Блок ЭБУ, как мы говорили, регулирует два параметра: угол опережения зажигания, степень насыщенности смеси. Если сигнал, считываемый с датчика, полностью отсутствует, то ЭБУ выставляет значения на «разумный минимум». Смесь не будет слишком обеднённой, чтобы исключить детонацию. Но в первую секунду блок ЭБУ «не знает», что сигнал с датчика отсутствует, и параметры доводятся «до предела».
Проведите опыт: отключите, а через 5 минут снова подключите любую клемму АКБ, выполните старт. Затем обороты двигателя нужно повысить до 3000 об/мин. Детонация, продолжающаяся 1-2 секунды, должна наводить на одну мысль: неисправности в цепи датчика – есть, их надо искать.
