Detonacja ICE - przyczyny i skutki

Detonacja silnika spalinowego może doprowadzić do poważnego zużycia takich części silnika spalinowego jak uszczelka podgłowicowa, elementy zespołu cylinder-tłok, tłoki, cylindry i inne części. Wszystko to znacznie zmniejsza zasoby jednostki napędowej aż do jej całkowitej awarii. W przypadku wystąpienia tego szkodliwego zjawiska należy jak najszybciej zdiagnozować przyczynę detonacji i się jej pozbyć. Jak to zrobić i na co zwrócić uwagę - czytaj dalej.

Co to jest detonacja

Detonacja jest naruszeniem procesu spalania mieszanki paliwowej w komorze spalania, gdy spalanie nie przebiega płynnie, ale wybuchowo. Jednocześnie prędkość propagacji fali podmuchowej wzrasta ze standardowych 30...45 m/s do ponaddźwiękowych 2000 m/s (przekroczenie prędkości dźwięku przez falę podmuchową jest również przyczyną klaśnięcia). W tym przypadku mieszanka palno-powietrzna eksploduje nie od iskry pochodzącej ze świecy, ale spontanicznie, od wysokiego ciśnienia w komorze spalania.

Oczywiście potężna fala uderzeniowa jest bardzo szkodliwa dla ścian cylindrów, które się przegrzewają, tłoków, uszczelki głowicy cylindrów. Ten ostatni cierpi najbardziej i w procesie detonacji, eksplozja i wysokie ciśnienie palą go (w slangu nazywa się to „wydmucha”).

Detonacja jest charakterystyczna dla ICE napędzanych benzyną (gaźnik i wtrysk), w tym wyposażonych w sprzęt do balonów gazowych (HBO), czyli napędzanych metanem lub propanem. Najczęściej jednak pojawia się właśnie w maszynach gaźnikowych. Silniki Diesla działają w inny sposób i istnieją inne przyczyny tego zjawiska.

Przyczyny detonacji silnika spalinowego

Jak pokazuje praktyka, najczęściej detonacja pojawia się na starych ICE gaźnika, chociaż w niektórych przypadkach proces ten może również wystąpić w nowoczesnych silnikach wtryskowych wyposażonych w elektroniczną jednostkę sterującą. Przyczyny detonacji mogą obejmować:

• Nadmiernie uboga mieszanka paliwowo-powietrzna. Jego skład może również zapalić się, zanim iskra wejdzie do komory spalania. Jednocześnie wysokie temperatury powodują powstawanie procesów oksydacyjnych, które są przyczyną wybuchu, czyli detonacji.
• Wcześniejszy zapłon. Przy zwiększonym kącie zapłonu procesy zapłonu mieszanki powietrzno-paliwowej rozpoczynają się również przed uderzeniem tłoka w tzw. górny martwy punkt.
• Używanie niewłaściwego paliwa. Jeśli do baku samochodu zostanie wlana benzyna o niższej liczbie oktanowej niż zaleca producent, prawdopodobnie nastąpi proces detonacji. Wyjaśnia to fakt, że benzyna niskooktanowa jest bardziej aktywna chemicznie i szybciej wchodzi w reakcje chemiczne. Podobna sytuacja będzie miała miejsce, jeśli zamiast wysokiej jakości benzyny do zbiornika wleje się jakiś surogat, taki jak kondensat.
• Wysoki stopień sprężania w cylindrach. Innymi słowy, koksowanie lub inne zanieczyszczenia w cylindrach silnika spalinowego, które stopniowo gromadzą się na tłokach. A im więcej sadzy znajduje się w silniku spalinowym - tym większe prawdopodobieństwo detonacji w nim.
• Wadliwy układ chłodzenia silnika spalinowego. Faktem jest, że jeśli silnik spalinowy przegrzeje się, wówczas ciśnienie w komorze spalania może wzrosnąć, a to z kolei może spowodować detonację paliwa w odpowiednich warunkach.

Czujnik stukania jest jak mikrofon.

Są to typowe powody, które są charakterystyczne zarówno dla gaźników, jak i układów wtryskowych. Jednak wtrysk silnika spalinowego może mieć też jedną przyczynę - awarię czujnika spalania stukowego. Przekazuje do ECU odpowiednią informację o wystąpieniu tego zjawiska, a centralka automatycznie zmienia kąt wyprzedzenia zapłonu, aby się go pozbyć. Jeśli czujnik ulegnie awarii, ECU tego nie zrobi. W tym samym czasie zapala się kontrolka Check Engine na desce rozdzielczej, a skaner zgłosi błąd stukania silnika (kody diagnostyczne P0325, P0326, P0327, P0328).

Obecnie istnieje wiele różnych opcji flashowania ECU w celu zmniejszenia zużycia paliwa. Jednak ich użycie nie jest najlepszym rozwiązaniem, ponieważ często zdarzają się przypadki, gdy takie miganie prowadziło do smutnych konsekwencji, a mianowicie nieprawidłowego działania czujnika stuków, czyli jednostki sterującej ICE po prostu ją wyłączała. W związku z tym, jeśli nastąpi detonacja, to czujnik tego nie zgłasza, a elektronika nie robi nic, aby to wyeliminować. również w rzadkich przypadkach możliwe jest uszkodzenie okablowania od czujnika do komputera. W tym przypadku sygnał również nie dociera do centrali i zachodzi podobna sytuacja. Jednak wszystkie te błędy można łatwo zdiagnozować za pomocą skanera błędów.

istnieje również szereg obiektywnych czynników wpływających na pojawienie się detonacji w poszczególnych ICE. mianowicie:

• Stopień sprężania silnika spalinowego. Jego znaczenie wynika z cech konstrukcyjnych silnika spalinowego, więc jeśli silnik ma wysoki stopień sprężania, to teoretycznie jest bardziej podatny na detonację.
• Kształt komory spalania i denka tłoka. Jest to również cecha konstrukcyjna silnika, a niektóre nowoczesne małe, ale mocne silniki spalinowe również są podatne na detonację (jednak ich elektronika kontroluje ten proces i detonacja w nich jest rzadka).
• Silniki wymuszone. Zwykle mają odpowiednio wysoką temperaturę spalania i wysokie ciśnienie, są również podatne na detonację.
• Silniki turbo. Podobnie jak w poprzednim punkcie.

Jeśli chodzi o detonację na dieslach ICE, przyczyną jej wystąpienia może być kąt wyprzedzenia wtrysku paliwa, zła jakość oleju napędowego oraz problemy z układem chłodzenia silnika spalinowego.

również warunki pracy samochodu mogą być przyczyną detonacji. mianowicie silnik spalinowy jest bardziej podatny na to zjawisko, pod warunkiem, że samochód jest na wysokim biegu, ale na niskich obrotach i obrotach silnika. W takim przypadku dochodzi do wysokiego stopnia kompresji, który może wywołać pojawienie się detonacji.

Ponadto niektórzy właściciele samochodów starają się zmniejszyć zużycie paliwa i w tym celu wymieniają ECU swoich samochodów. Jednak po tym może dojść do sytuacji, w której słaba mieszanka paliwowo-powietrzna zmniejsza dynamikę samochodu, podczas gdy obciążenie jego silnika wzrasta, a przy zwiększonych obciążeniach istnieje ryzyko detonacji paliwa.

Jakie przyczyny są mylone z detonacją

Istnieje coś takiego jak „zapłon cieplny”. Wielu niedoświadczonych kierowców myli to z detonacją, ponieważ przy zapłonie jarzeniowym silnik spalinowy nadal działa, nawet gdy zapłon jest wyłączony. W rzeczywistości w tym przypadku mieszanka paliwowo-powietrzna zapala się od nagrzanych elementów silnika spalinowego i nie ma to nic wspólnego z detonacją.

również jednym zjawiskiem, które błędnie uważa się za przyczynę detonacji silnika spalinowego przy wyłączonym zapłonie, jest dieseling. Takie zachowanie charakteryzuje się krótką pracą silnika po wyłączeniu zapłonu przy podwyższonym stopniu sprężania lub stosowaniem paliwa nieodpowiedniego dla odporności na detonację. A to prowadzi do spontanicznego zapłonu mieszanki palno-powietrznej. Oznacza to, że zapłon następuje jak w silnikach wysokoprężnych pod wysokim ciśnieniem.

Oznaki detonacji

Istnieje szereg znaków, za pomocą których można pośrednio stwierdzić, że detonacja zachodzi w silniku spalinowym konkretnego samochodu. Warto od razu wspomnieć, że niektóre z nich mogą wskazywać na inne awarie w aucie, ale i tak warto sprawdzić, czy w silniku nie doszło do detonacji. Tak więc znaki to:

• Pojawienie się metalicznego dźwięku wydobywającego się z silnika spalinowego podczas jego pracy. Jest to szczególnie ważne, gdy silnik pracuje pod obciążeniem i/lub z dużą prędkością. Dźwięk jest bardzo podobny do tego, który pojawia się, gdy zderzają się ze sobą dwie żelazne konstrukcje. Ten dźwięk jest po prostu spowodowany falą uderzeniową.
• Spadek mocy LODU. Zwykle jednocześnie silnik spalinowy nie pracuje stabilnie, może zgasnąć na biegu jałowym (dotyczy samochodów gaźnikowych), długo rozpędza się, zmniejsza się charakterystyka dynamiczna samochodu (nie przyspiesza, zwłaszcza jeśli samochód jest załadowany).

Skaner diagnostyczny Rokodil ScanX do podłączenia do ECU samochodu

Od razu warto dać oznaki awarii czujnika stuków. Podobnie jak na poprzedniej liście, znaki mogą wskazywać na inne awarie, ale w przypadku wtryskarek lepiej sprawdzić błąd za pomocą skanera elektronicznego (najwygodniej jest to zrobić za pomocą skanera wielu marek Rokodil ScanX który jest kompatybilny ze wszystkimi samochodami od 1993 roku. i umożliwia połączenie ze smartfonem z systemem iOS i Android przez Bluetooth). Takie urządzenie pozwoli zobaczyć działanie czujnika stuków i innych w czasie rzeczywistym.

A więc oznaki awarii czujnika stuków:

• niestabilna praca silnika spalinowego na biegu jałowym;
• spadek mocy silnika i ogólnie charakterystyka dynamiczna samochodu (słabo przyspiesza, nie ciągnie);
• zwiększone zużycie paliwa;
• trudny rozruch silnika spalinowego, w niskich temperaturach jest to szczególnie zauważalne.

Ogólnie znaki są identyczne z tymi, które pojawiają się przy późnym zapłonie.

Konsekwencje detonacji

Jak wspomniano powyżej, konsekwencje detonacji w silniku spalinowym samochodu są bardzo poważne i w żadnym wypadku prace naprawcze nie powinny być opóźniane, ponieważ im dłużej jeździ się z tym zjawiskiem, tym większe uszkodzenia silnika spalinowego i jego poszczególnych elementów są podatne. Tak więc konsekwencje detonacji obejmują:

• Spalona uszczelka głowicy cylindra. Materiał, z którego jest wykonana (nawet te najnowocześniejsze) nie jest przystosowany do pracy w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, jakie występują podczas procesu detonacji. Dlatego bardzo szybko zawiedzie. Uszkodzona uszczelka głowicy cylindrów spowoduje inne problemy.
• Przyspieszone zużycie elementów grupy cylinder-tłok. Dotyczy to wszystkich jego elementów. A jeśli silnik spalinowy nie jest już nowy lub od dłuższego czasu nie był remontowany, to może się to skończyć bardzo źle, aż do całkowitej awarii.
• Awaria głowicy cylindrów. Ten przypadek jest jednym z najtrudniejszych i najniebezpieczniejszych, ale jeśli jeździsz przez długi czas z detonacją, to jego realizacja jest całkiem możliwa.

Spalona uszczelka głowicy cylindra

Uszkodzenie i zniszczenie tłoka

• Wypalenie tłoka/tłoków. mianowicie jego dolna, dolna część. Jednocześnie często nie da się go naprawić i wystarczy go całkowicie wymienić.
• Zniszczenie zworek między pierścieniami. Pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia mogą zawalić się jedna z pierwszych spośród innych części silnika spalinowego.

Awaria głowicy cylindrów

Spalanie tłoka

• Zgięcie korbowodu. Tutaj podobnie, w warunkach wybuchu, jego ciało może zmienić swój kształt.
• Spalanie płyt zaworowych. Proces ten przebiega bardzo szybko i ma nieprzyjemne konsekwencje.

Konsekwencje detonacji

Wypalenie tłoka

Jak widać z listy, konsekwencje procesu detonacji są najpoważniejsze, dlatego silnik spalinowy nie powinien pracować w jego warunkach, a naprawy należy dokonywać jak najszybciej.

Jak usunąć detonację i metody zapobiegania

Wybór metody eliminacji detonacji zależy od przyczyny, która spowodowała ten proces. W niektórych przypadkach, aby się go pozbyć, musisz wykonać dwie lub więcej akcji. Ogólnie rzecz biorąc, metody zwalczania detonacji to:

• Stosowanie paliwa o parametrach zalecanych przez producenta. mianowicie dotyczy liczby oktanowej (nie można jej lekceważyć). trzeba tankować na sprawdzonych stacjach benzynowych i nie wlewać do baku substytutu. Nawiasem mówiąc, nawet niektóre wysokooktanowe benzyny zawierają gaz (propan lub inny), który pozbawieni skrupułów producenci wtłaczają do niego. Zwiększa to jego liczbę oktanową, ale nie na długo, więc postaraj się wlać dobrej jakości paliwo do baku swojego samochodu.
• Zainstaluj późniejszy zapłon. Według statystyk problemy z zapłonem są najczęstszą przyczyną detonacji.
• odkarbonizować, wyczyścić silnik spalinowy, to znaczy przywrócić normalną objętość komory spalania, bez nagaru i brudu. Całkiem możliwe jest zrobienie tego samemu w garażu, przy użyciu specjalnych narzędzi do dekarbonizacji.
• sprawdzić układ chłodzenia silnika. mianowicie sprawdź stan chłodnicy, rur, filtra powietrza (w razie potrzeby wymień). nie zapomnij również sprawdzić poziomu płynu niezamarzającego i jego stanu (jeśli nie zmienił się przez długi czas, lepiej go zmienić).
• Diesle muszą prawidłowo ustawić kąt wyprzedzenia wtrysku paliwa.
• eksploatować samochód prawidłowo, nie jeździć na wysokich biegach z małą prędkością, nie przepalać komputera w celu zaoszczędzenia paliwa.

Jako środki zapobiegawcze można zalecić monitorowanie stanu silnika spalinowego, okresowe czyszczenie, wymianę oleju na czas, dekarbonizację i zapobieganie przegrzaniu. Podobnie utrzymuj układ chłodzenia i jego elementy w dobrym stanie, wymieniaj filtr i środek przeciw zamarzaniu na czas. również jedna sztuczka polega na tym, że okresowo musisz pozwolić silnikowi spalinowemu pracować na wysokich obrotach (ale bez fanatyzmu!), musisz to robić na biegu neutralnym. Jednocześnie różne elementy brudu i gruzu wylatują z silnika spalinowego pod wpływem wysokiej temperatury i obciążenia, czyli są czyszczone.

Detonacja zwykle następuje na gorącym lodzie. Ponadto jest to bardziej prawdopodobne w przypadku silników pracujących przy minimalnych obciążeniach. Wynika to z faktu, że na tłokach i ściankach cylindrów jest dużo sadzy z wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami. I zwykle silnik spalinowy wybucha przy niskich prędkościach. Dlatego staraj się obsługiwać silnik przy średnich prędkościach i przy średnich obciążeniach.

Osobno warto wspomnieć o czujniku stuków. Zasada jego działania opiera się na zastosowaniu elementu piezoelektrycznego, który przekłada działanie mechaniczne na niego na prąd elektryczny. Dlatego dość łatwo jest sprawdzić jego działanie.

Metoda pierwsza - za pomocą multimetru pracującego w trybie pomiaru rezystancji elektrycznej. Aby to zrobić, musisz odłączyć chip od czujnika i zamiast tego podłączyć sondy multimetru. Wartość jego rezystancji będzie widoczna na ekranie urządzenia (w tym przypadku sama wartość nie jest istotna). następnie za pomocą klucza lub innego ciężkiego przedmiotu uderzyć śrubę mocującą DD (jednak uważaj, nie przesadzaj!). Jeśli czujnik działa, odbierze uderzenie jako detonację i zmieni swój opór, co można ocenić na podstawie odczytów urządzenia. Po kilku sekundach wartość oporu powinna powrócić do pierwotnej pozycji. Jeśli tak się nie stanie, czujnik jest uszkodzony.

Druga metoda weryfikacja jest prostsza. W tym celu należy uruchomić silnik spalinowy i ustawić jego prędkość gdzieś na poziomie 2000 obr/min. Otwórz maskę i użyj tego samego klucza lub małego młotka, aby uderzyć w uchwyt czujnika. Działający czujnik powinien odbierać to jako detonację i zgłaszać to do ECU. Następnie jednostka sterująca wyda polecenie zmniejszenia prędkości silnika spalinowego, co jest wyraźnie słyszalne przez ucho. Podobnie, jeśli tak się nie stanie, czujnik jest uszkodzony. Tego zespołu nie da się naprawić, a wystarczy go całkowicie zmienić, na szczęście jest niedrogi. Należy pamiętać, że podczas montażu nowego czujnika na jego gnieździe należy zadbać o dobry kontakt czujnika z jego układem. W przeciwnym razie nie będzie działać poprawnie.