Детонация что это: Что такое детонация двигателя?

Детонация

ДЕТОНАЦИЯ взрывчатых веществ (франц. detoner — взрываться, от лат. detono — гремлю * а. detonation of explosives; н. Detonation von Sprengstoffen; ф. detonation des explosifs; и. detonacion de explosivos) — процесс химического превращения взрывчатых веществ, сопровождающийся освобождением энергии и распространяющийся по веществу в виде волны со скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе. Химическая реакция вводится интенсивной ударной волной, образующей передний фронт волны детонации. Резкое повышение давления и температуры за фронтом ударной волны приводит к очень быстрому химическому превращению вещества в тонком слое, непосредственно прилегающем к фронту волны (рис.).

Энергия, освобождающаяся в зоне химической реакции, непрерывно поддерживает высокое давление в ударной волне. Возбуждение детонации является обычным способом осуществления взрыва. Волна детонации возбуждается интенсивным механическим или тепловым воздействием (удар, искровой разряд, взрыв металлической проволочки под действием электрического тока и т.

п.). Сила воздействия, необходимая для возбуждения детонации, зависит от химической природы взрывчатых веществ. К механическому и тепловому воздействию особенно чувствительны инициирующие взрывчатые вещества, которые входят в состав капсюлей-детонаторов, используемых для возбуждения детонации вторичных (менее чувствительных) взрывчатых веществ.

В однородном взрывчатом веществе волна детонации обычно распространяется с постоянной скоростью, которая среди возможных для данного взрывчатого вещества скоростей детонационной волны является минимальной. В этом случае зона химической реакции перемещается относительно продуктов реакции со скоростью звука. Благодаря этому волна разрежения, возникающая при расширении газообразных продуктов, не может проникнуть в зону реакции и ослабить ударную волну. Детонация, отвечающая этим условиям, называется процессом Чепмена-Жуге, а соответствующая этому процессу минимальная для данного взрывчатого вещества скорость детонации принимается в качестве его характеристики.

Давление, которое создаётся при распространении детонационной волны в газовых взрывчатых смесях, составляет сотни кПа, а в жидких и твёрдых взрывчатых веществах измеряется тысячами МПа.

При определённых условиях скорость детонации может превышать минимальную скорость распространения. В отличие от процесса Чепмена-Жуге в такой волне зона химической реакции движется относительно продуктов реакции с дозвуковой скоростью. Поэтому для реализации процесса с повышенной скоростью необходимо внешнее воздействие, поддерживающее давление в ударной волне на более высоком уровне. Детонационная волна с повышенной скоростью распространения возникает также в неоднородном взрывчатом веществе при движении волны в направлении убывания плотности или в сферической волне, сходящейся к центру.

Устойчивый процесс детонации не всегда возможен. Например, волна детонации не может распространяться в цилиндрическом заряде взрывчатых веществ слишком малого диаметра. Волна разрежения, возникающая при разлёте продуктов детонации в боковых направлениях, искривляет передний фронт волны и ослабляет его амплитуду. Этот процесс приводит к снижению скорости химической реакции или практически полному её прекращению. Минимальный диаметр заряда взрывчатых веществ, в котором возможен незатухающий процесс детонации, пропорционален ширине зоны химической реакции.

Кроме детонации в взрывчатых веществах, возможен другой тип волны химического превращения — горение взрывчатых веществ. При некоторых условиях горение может перейти в детонацию. Во многих практических случаях (например, при горении топливной смеси в двигателях внутреннего сгорания) возникновение детонации недопустимо. В связи с этим подбираются такие условия горения и химический состав используемых веществ, чтобы возникновение детонации было исключено.

Управление процессом детонации достигается подбором взрывчатых веществ различного химического состава и плотности.

гореть, но не взрываться – Автобазар

Любой опытный водитель относится настороженно к доносящимся из-под капота «лишним» звукам. Это только для непосвященных двигатель тарахтит, а автомобилист со стажем сразу уловит, что уже клапана начали шелестесть, а еще ремень ГРМ после последнего техобслуживания перетянут и теперь слегка гудит. Чуткое ухо даже по «интонации» может  догадаться, что масло уже на минимуме! И наоборот, если ездить по принципу «хороший стук всегда вылезет», то он и вылезет, но в самый неподходящий момент и, что называется, влетит в копеечку.

Часто бывает так, что тихая и смирная машина вдруг начинает издавать какие-то звонкие стуки, особенно проявляющиеся при интенсивном ускорении с низких оборотов, то есть резком открытии дроссельной заслонки под нагрузкой. Водитель (а то и попутчик) тут же отметит раздраженно, что «пальцы стучат, заразы». И будет неправ!

Стук поршневых пальцев свидетельствует о том, что двигатель нуждается в капитальном ремонте и долго он уже не протянет. Подобные звуки возникают не просто так и не вдруг — что-что, а пальцы «кончаются» после поршней и колец. На самом деле причиной звонких и хорошо слышимых для опытного автомобилиста стуков является не стук каких-то металлических деталей, как наивно предполагают многие водители, а сгорание топлива с очень высокой скоростью (1000-1300 м/с) небольшой части заряда смеси, которая отдалена от электрода дальше всего. Это явление называется детонация.

Немного теории

Детонация возникает из-за того, что при прохождении через любое вещество фронта ударной волны оно нагревается. Если ударная волна имеет достаточную силу, то этот нагрев может воспламенить горючую смесь, что приводит к детонации.
Детонационное сгорание смеси возникает при низкой и средней частоте вращения коленчатого вала, причем склонность к этому явлению проявляется при резком увеличении нагрузки.

Объясняется это тем, что отдаленная от фронта пламени часть горючей смеси имеет большую температуру и давление, из-за чего возможно очень быстрое, почти моментальное взрывоподобное горение. На малых оборотах это усугубляется увеличением времени горения смеси.

Что же является причиной детонации? Как правило, сам водитель, заливший в бак вместо положенного высокооктанового топлива некий суррогат, низкое октановое число которого и вызывает детонацию.

Ведь применяемый тип бензина (как правило, для современных автомобилей ОЧ колеблется от 92 до 98) определяется конструктивными особенностями двигателя — диаметром цилиндров, удельной мощностью и, что важнее всего, степенью сжатия.

Больше сжатия

Современный А-80 для старушки
«Победы» не подходит.
Его октановое число слишком…
высокое

Лет 50-60 назад двигатели «Побед» и «Москвичей» были удивительно неприхотливыми к топливу и работали на чем угодно, чуть ли не на  керосине, разбавленном водой  и другими жидкостями!

У многих «Москвичей» наблюдается
склонность к детонации

Это объяснялось слабой форсировкой и низкой степенью сжатия, которая не превышала 6,5-7 единиц. С приходом «фиатопободных» Жигулей ситуация изменилась: относительно высокофорсированный современный мотор отличался немалой по тем временам степенью сжатия (8,8, а затем её снизили до 8,5) и  требовал соответствующего бензина — как минимум, АИ-93! Те же, кто по старинке лил более дешевый (и доступный) «семьдесят шестой», в итоге сталкивались с прогаром прокладки головки блока цилиндров, а то и поломкой перемычек и обгоранием днища поршня.

«Двадцать первая» «Волга» ездила на бензине А-72

Двигатели современных автомобилей для достижения требуемых технических характеристик (высокой удельной мощности, экономичности, приёмистости) имеют высокую степень сжатия (9,5-11), что приводит к необходимости использовать высокооктановое топливо (ОЧ не менее 95). Тот, кто не пожелает услышать «призывы к пощаде» двигателя или просто не сможет этого сделать из-за качественной шумоизоляции (что особенно характерно для иномарок!), будет наказан… И даже если обойдется без катастрофических последствий, ресурс двигателя снижается во всех случаях, да и рассчитывать на нормальную динамику не стоит.

Двигатель ВАЗ-2101 «питался» исключительно

«девяносто третьим» бензином

При детонации не только падает мощность и увеличивается расход топлива (что естественно). Еще увеличивается температура охлаждающей жидкости, что в жаркий день может вылиться в перегрев со всеми малоприятными последствиями. К тому же двигатель может задымить, так как детонация «выбивает» масляную пленку между поршнями и цилиндрами, а также вызывает обгорание свечей и способствует калильному зажиганию, т.е. воспламенению смеси от перегретых металлических частиц.
Конечно, часто в такой проблеме бывает виноват не жадный владелец, а нечистые на руку предприниматели, которые продают под видом А-95, к примеру, обычный «девяносто второй». И даже если ОЧ такого бензина соответствует нормам, что можно достичь при помощи разных присадок, то энергетическая ценность топлива будет недостаточной, из-за чего двигатель будет работать плохо, не развивая положенной мощности.

Кстати, детонация возможна даже при использовании нормального бензина — неверно установленный угол опережения зажигания (в сторону «+») или слишком бедная смесь также способны вызвать детонационное сгорание смеси. Кроме того, иногда двигатель начинает начинает «звенеть» после халтурного ремонта, когда в процессе разборки нарушились метки взаимного расположения коленчатого и распределительного валов, а горе-механики при сборке ориентировались на эти самые метки, что привело к сбитым фазам газораспределения. Как показывает опыт, «ловить» фазы не очень весело, особенно в тех случаях, где из-за смещения распредвала относительно коленвала  клапана могут достать до поршня (двигатель ВАЗ 2108 и большинство иномарок).

Допускаемое октановое число бензина часто
указано прямо на лючке заливной горловины бака

Для «москвичей» и некоторых других автомобилей характерен другой недуг: из-за дефектов центробежного регулятора в распределителе зажигания при резком разгоне не обеспечивает оптимальный УОЗ, так как центробежный автомат слишком рьяно «опережает».

Если же распределитель в порядке, то его характеристики обладают некоторым запасом, то есть детонация начинается только при заметном падении мощности. В итоге двигатель не детонирует и еще остается небольшой запас — на случай вынужденного использования низкооктанового топлива. А начиная с 2500 об/мин центробежный автомат изменяет УОЗ так, чтобы добиться оптимальной работы на грани детонации (на таких оборотах она маловероятна).

Фактор Д

Факторы, влияющие на возникновение детонации:
1. Состав смеси. Как чрезмерно богатая, так и слишком бедная смесь способны привести к возникновению детонации.
2. Угол опережения зажигания. При слишком раннем зажигании увеличивается давление в камере сгорания, что может стать причиной детонации.
3. Октановое число топлива. Чем ниже октановое число бензина, тем выше вероятность детонационного сгорания горючей смеси.
4. Степень сжатия. У двигателя с высокой степенью сжатия также увеличивается давление и температура в камере сгорания, а это – благоприятные условия для возникновения детонации.
5. Конструкция двигателя. Большой диаметр цилиндров, форма камеры сгорания и днища поршня – все это оказывает влияние на процесс догорания смеси, а также на вероятность возникновения очагов детонации.

При езде «со звоном» возможен прогар клапанов,
что потребует их замены

Борьба со звоном

Поскольку на вопрос «кто виноват?» уже есть ответы, теперь можно порассуждать о том, «что делать?».
Если двигатель начал детонировать резко и вдруг (скажем, после вынужденной заправки на непроверенной АЗС в дальней дороге), на автомобилях с механическим «трамблером» целесообразно чуть уменьшить опережение зажигания, повернув распределитель в сторону «-».

После уменьшения опережения детонация наверняка исчезнет, хотя ездить так постоянно нельзя. Кроме того, при использовании низкооктанового топлива нужно крайне аккуратно открывать дроссельную заслонку, помня, что всякое резкое движение ногой и педалью «газа» под ней способствует возникновению предательских стуков. .. Ускоряться при этом нужно медленно, но до более высоких оборотов, чем обычно, чтобы после переключения на высшую передачу обороты не упали до «детонационных». А если двигатель все-таки «зазвенел» (скажем, на сильном подъеме), нужно включить низшую передачу, чтобы двигатель при той же мощности работал на более высоких оборотах.

Эрозия электродов свечей — также признак
детонационного сгорания топливо-воздушной смеси

Т

яжелый случай — прогар днища

поршня вследствие длительной
работы мотора с детонацией

Тяжелый случай — прогар днища поршня вследствие
длительной работы мотора с детонацией

Датчик детонации «сообщает» ЭБУ
о том, что двигатель работает
с детонацией и умная
электроника уменьшает опережение

Некоторые водители, стремясь ликвидировать детонацию «как класс», устанавливают на двигатель дополнительные прокладки между головкой и блоком цилиндров. Когда-то это считалось выходом, хотя сейчас, когда на заправках круглосуточно есть любой бензин, от А-80 до «сотого», заниматься подобной «экономией» не стоит. Ведь меньшая стоимость бензина еще не значит, что получится сэкономить, так как при использовании низкооктанового топлива на 5-10%   снижается мощность и на столько же увеличивается расход топлива. Следовательно, ни о какой экономии не может быть и речи. Да и двигатель можно угробить!

Повернув «трамблер» в «минус», можно снизить
вероятность возникновения детонации.
Однако ездить так постоянно нельзя.

Кстати, в полном отсутствии детонации тоже хорошего мало, поскольку это грозит прогоранием выпускных клапанов вследствие повышения температуры отработанных газов. Когда-то по наличии кратковременной детонации при резком разгоне на определённой (прямой) передаче судили  о правильности установки момента зажигания, но для современных автомобилей пользоваться подобным методом можно лишь в критических ситуациях, так как определённый таким путем УОЗ слишком «приблизителен». Хотя при необходимости  можно быстро проверить качество бензина, включив при скорости 40-50 км/ч четвертую передачу и резко открыв заслонку, разогнаться до 80-90 км/ч. Если двигатель «звенит» долго —  зажигание слишком «раннее» либо в баке несоответствующий бензин.

Пагубные последствия
Чем же опасна детонация для мотора? Длительная работа двигателя на топливе с низким октановым числом или неправильным моментом зажигания, как правило, приводит к фатальным повреждениям деталей цилиндро-поршневой группы. Обычно у «звенящего» мотора все заканчивается прогоревшей прокладкой блока цилиндров, сломанными перемычками поршневых колец и даже прогаром днища поршня или тарелки клапана. В любом случае, никакая призрачная экономия на более дешевом топливе не окупится, поскольку двигатель потребует серьезного (капитального) ремонта.

Иногда в продаже можно встретить электронные октан-корректоры, хотя ими следует пользоваться «с умом», как говорится — двигатель той же «восьмерки» на А-80 нормально работать не будет, каким бы умным приборчиком опережение ни уменьшалось! Подобные устройства особенно удобны в дальней дороге, когда отпадает необходимость лазить под капот для корректировки УОЗ после «левой» АЗС. Правда, при нынешнем изобилии заправочных станций этот вопрос уже не столь актуален, как лет пятнадцать-двадцать назад.

В современных двигателях с системой впрыска топлива электронный блок управления (ЭБУ) самостоятельно корректирует как начальный, так и оперативный угол опережения зажигания, получая информацию от датчика детонации. Благодаря этому «умный» блок всегда выставляет оптимальный момент зажигания, не допуская детонации. Если же датчик выйдет из строя, в комбинации приборов высветится сигнализатор «check engine», а при считывании ошибок диагностическим сканером неисправность датчика легко определится. Правда, иногда «чек» загорается не из-за неисправного датчика – просто топливо настолько плохое, что ЭБУ не может скорректировать параметры УОЗ так, чтобы добиться работы двигателя без детонации. Это – явный сигнал водителю о том, что в баке плещется «левак».

Почему возникает детонация на холодном и горячем двигателе: основные причины

Дальше рассматривается только один тип двигателей – инжекторные. А у них, как известно, всем управляет блок ЭБУ: он регулирует подачу топлива, а также переключает ток в катушках зажигания. Главное, что под контролем ЭБУ находятся две важных цифры – угол опережения зажигания и насыщенность смеси. Интересно то, что других параметров, влияющих на появление детонации, назвать будет нельзя (их нет). А сама детонация – это горение, но проходящее в таком режиме, когда очаг воспламенения находится вдали от свечи. Проще говоря, если «нештатные» очаги есть, то есть и детонация. Ниже рассказывается о том, чем она, то есть детонация, может быть вызвана.

Признаки и последствия детонации двигателя

Все детали, составляющие конструкцию мотора, рассчитаны только на определённую температуру и давление. А не рассчитаны они на повышенные ударные нагрузки, которые сопровождают детонацию всегда. Снаружи двигателя слышится характерный звон (стук), а внутри происходит следующее: на деталях образуются очаги разрушения. Такие дефекты со временем не уменьшаются, а как раз наоборот. Срезанные, сорванные кромки поршней – это и есть результат детонации, которая появлялась регулярно.

Боковая поверхность и верхние кромки страдают в первую очередь

Её результатом может быть и пробой прокладки ГБЦ. Заметим, что само явление детонации сопровождается изменением выхлопа: состав меняется, цвет темнеет, температура понижается. Впрочем, всё это заметить сложно – детонация может появляться и исчезать. Остаётся надеяться на чуткость слуха, да на лампу Check Engine.

Даже появление устойчивой детонации не всегда приводит к срабатыванию индикатора. Например, при выходе из строя датчика дроссельной заслонки получается следующее: ЭБУ «думает», что всё нормально, а мотор «шпарит» на обеднённой смеси и при этом, конечно же, он будет «звенеть».

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.

Детонация может возникнуть и после прогрева

Если говорить об «инжекторе», а не о карбюраторном ДВС, нужно заметить, что детонация на горячем двигателе – явление трудноуловимое. Она может возникать только под нагрузкой, то есть стоять и «газовать», пытаясь услышать звон, будет бесполезно. Одной из причин появления детонации является поломка датчиков – это датчик температуры, а также датчик положения заслонки дросселя. Рассмотрим оба вопроса подробнее.

Чтобы заметить эффект от поломки температурного датчика (ДТОЖ), нужно прогреть двигатель до 90-100 Гр. C. Возможно, это удастся сделать, не выезжая с парковки, но в зимнее время такой прогрев займёт ровно час. Дальше, принимая значение температуры равным 80 градусам, блок ЭБУ продолжит корректировать угол опережения в соответствии с этим «усреднённым» значением. А оно является заниженным, и поэтому возникнет детонация. Сам угол опережения затем будет сразу уменьшен. Но такая регулировка, конечно же, имеет пределы.

Любой датчик ДТОЖ – обычный терморезистор

Неисправный датчик может проявлять себя по-разному: до прогрева он ведёт себя нормально, затем начинает «чудить». И вот тогда, то есть в таких случаях, неисправность не определяется и лампа не загорается. А детонация может исчезать и снова появляться. Тут нужен БК: надо смотреть, чему равны «цифровые» показания температуры.

При отсутствии датчика ДТОЖ блок ЭБУ считает, что температура равна 80-ти градусам. Превысив этот предел, легко добиться появления устойчивой детонации.

Пусть будет неисправен датчик положения дроссельной заслонки. И допустим, считываемое с него значение – меньше, чем «настоящее». Тогда смесь будет слишком обеднённой, и детонация на горячем двигателе возникнет обязательно. Кстати, пока мотор не прогрет, эффект не проявится. Ещё одним важным фактором считается наличие нагрузки.

Датчик считывает угол отклонения дроссельной заслонки

Выше сказано, что к детонации приводит сочетание трёх факторов:

1. Поломка датчика заслонки;
2. Значительная нагрузка на двигатель;
3. Достаточный уровень прогрева.

Устранять нужно, конечно же, именно первый фактор. Тогда мотор можно будет эксплуатировать в любых режимах.

Пытаясь газовать на стоянке, нет смысла ждать появления детонации по причине неисправности датчика. Речь идёт, разумеется, только о датчике положения заслонки. Смотрите, что указано в «пункте 2» – мотору нужна нагрузка. Это значит, что эффект не проявит себя, если передача не включена.

Пара слов о калильном зажигании

В 50-е годы явление детонации только начинали изучать. Тогда был обнаружен следующий эффект: воспламенение могло происходить раньше, чем появлялась искра. Выяснилось, что очагом воспламенения являлись частички нагара. Сам эффект, о котором идёт речь, был назван «калильным зажиганием». И этот эффект, оказывается, приводит к детонации всегда.

Не путать с детонацией при выключении зажигания!

Такой нагар становится причиной калильного зажигания

Логика здесь состоит в следующем: детонация появляется в случаях, когда зажигание является «ранним». Но калильное зажигание, как многие знают, всегда предшествует «штатному». Блок ЭБУ исправно контролирует момент появления искры, но в этом не всегда будет смысл – горение может идти уже тогда, когда ток в катушке ещё отсутствует.

Допустим, появляется детонация при запуске горячего двигателя, и она не исчезает через секунду или две. Как известно, так может проявляться калильное зажигание. А вот на «холодном» двигателе калильное зажигание не возникает никогда. Это утверждение в совокупности с первым позволяет выполнять диагностику.

Заметим ещё раз – здесь говорится о причинах появления детонации. Одной из них принято считать эффект «калильного зажигания». Его, в свою очередь, вызывает наличие любого из факторов:

• Появление характерного нагара на плоском электроде либо на корпусе свечи;
• Полное или частичное выгорание центрального электрода;
• В редких случаях очагами воспламенения могут быть отложения на клапанах, ещё реже – копоть на поршне. Но в каждом таком случае оказывается, что центральный электрод прогорел полностью.

Третий пункт соответствует фактору, очень редко встречающемуся на практике. Так что делайте выводы правильно.

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.

Звук детонации двигателя на видео

что это? Причины и последствия детонации

Детонация — это процесс не контролированного, неравномерного сжигания топливной смеси с элементами взрыва и повышенной нагрузкой на средину цилиндра двигателя. Важно отметить, что проблема детонации возникла одновременно с внедрением первого двигателя этого типа.

Все непонятные звуки и последствия после них списывали исключительно на неправильное зажигание. Правда на ранних этапах не было возможности диагностировать, как все это происходит, чтобы в дальнейшем принимать определенные меры реагирования на детонацию двигателя.

Впервые нормально удалось разобраться с этой проблемой только в 1940 году. И после этого уже начались разрабатываться меры по устранению пагубных последствий детонации на все элементы двигателя. Сегодня эта проблема периодически возникает даже в самых продвинутых топливных системах. Но связана она, как правило, с человеческим фактором. Если четко следовать инструкциям завода производителя – избежать проблемы детонации двигателя весьма просто.

Основные причины детонации

Что такое детонация двигателя автомобиля и из-за чего она происходит мы определились. Но прежде чем начинать что-либо делать, следует изучить возможные причины возникновения неисправности, понять процессы, которые происходят в этом случае и на что они влияют. Из основных причин детонации ДВС автомобиля следует выделить следующие.

1. Низкое октановое число. Учитывая, что степень сжатия в двигателях современного типа существенно выше, чем в их предшественников, низкое октановое число обеспечивает преждевременное воспламенение, еще до того, как поршень дойдет в нужное положение. Итог – разрушение элементов поршня и цилиндра, преждевременный износ.

2. Раннее зажигание. Некоторые владельцы, чтобы увеличить мощность своего «стального коня» стараются установить раннее зажигание. Но здесь присутствует очень тонкая грань, когда преждевременное (до захода поршня на «позицию») зажигание выходит за пределы сбалансированного такта и дополнительно способствует воспламенению не полного объема топливной смеси.

3. «Бедная» смесь. Другой момент, используемый лихими автовладельцами для повышения мощности авто, использование обеднённой смеси. В этом случае в камеру сгорания подают смесь, где пропорция воздуха несколько превышает необходимую, а топлива меньше требуемого. В итоге элементы камеры сгорания больше накаляются и дальше способствуют преждевременному воспламенению и детонации топлива.

4. Детонация двигателя если в камере образован нагар. Если использовать некачественное топливо, ездить исключительно с одной мощностью (без периодической нагрузки автомобиля) вероятность образования на стенках камеры сгорания нагара очень сильно возрастает. Это становится причиной увеличения внутренней температуры и, как следствие, непроизвольной детонации смеси в двигателе автомобиля.

5. Неправильные свечи. Как не странно, но это также может оказаться весьма серьезной проблемой. Дело в том, что для каждого типа авто предусматриваются свои типы свечей. Их несоответствие может стать причиной неравномерного воспламенения топливной смеси, и, как следствие этого микровзрывы внутри камеры сгорания. Последствия всего этого – прогорание поршней и клапанов, а также повышенный износ остальных, задействованных в обеспечении крутящего момента элементов.

Последствия неконтролируемых взрывов

Нужно отметить, что если топливо сгорает неконтролируемо, да еще и с большей нагрузкой на поршневую систему, чем предусмотрено разработчиками, вероятность преждевременного выхода всей системы из строя и появления неприятного звука детонации двигателя существенно возрастает.

Здесь важно отметить, что такой процесс сопровождается резким повышением температуры внутри камеры сгорания, и началом повреждения имеющихся (взаимодействующих там) элементов. В частности это свечи, головки цилиндров, масляная пленка, кольца и другие части, которые от высокой температуры могут попросту прогореть.

Еще одним механизмом, которому сильно достается, когда возникает детонация двигателя, это кривошипно-шатунный механизм. Чрезмерные ударные нагрузки в буквальном смысле выбивают отдельные его элементы, расшатывают, создают трещины, изгибы, повышенную выработку.

В итоге очень скоро такую часть потребуется менять (обычно степень износа узла или детали такой сильный, что ремонту они уже не подлежат). И это не удивительно, ибо механизмы автомобиля изначально к таким нагрузкам не готовились. Итог весьма неутешительный – смена поврежденных деталей вместе с ремонтными работами влетит владельцу автомобиля в хорошую копеечку.

Что нужно для борьбы с детонацией двигателя

Учитывая, что последствия детонации своей серьезностью ни у кого не вызывают никаких сомнений, многие ищут способы как можно избежать этого явления на ранних стадиях, чтобы не пришлось тратиться на ремонт. Сделать это не сложно. Достаточно придерживаться некоторых простых правил эксплуатации транспортного средства, определенных производителем.

Прежде всего, следует следить, чтобы автомобиль постоянно заправлялся правильным топливом с нужным октановым числом, в противном случае детонация в двигателе будет появляться постоянно. Здесь также важно качество топлива, поэтому не упускайте возможность поинтересоваться имеющимися у владельцев автозаправок сертификатами.

Дальше нужно смотреть за уровнем охлаждающей жидкости, периодически проверять систему охлаждения, осматривать радиатор, проверять, как работает нагнетающий воздух вентилятор. Эти, на первый взгляд, не сложные шаги дадут возможность своевременно обнаружить возможные проблемы с охлаждением двигателя и избежать его внезапного перегрева, и, как следствие, внутренней детонации.

Четким сигналом появления проблем в двигателе из-за того, что он детонирует, может стать черный, либо же зеленоватый дым из выхлопной трубы. Но такие проявления, как правило, сигнализируют об уже имеющихся серьезных неприятностях, исправить которые поможет исключительно замена отдельных частей.

Если же причиной детонации является раннее зажигание, его следует в срочном порядке отрегулировать. После этого на средней скорости дать максимальную нагрузку для двигателя и отследить детонацию мотора. Если не помогло, продолжить регулировку до полного его устранения.

Поделитесь информацией с друзьями:

Детонация или калильное зажигание?

В статье «как предотвратить детонацию», я описал, что нужно делать, чтобы предотвратить детонацию, при переходе на другой бензин, и статью можно почитать вот здесь. В этой же статье мы более подробно разберём, что такое детонация и калильное зажигание (и не только это), и научимся отличать эти отклонения в рабочем процессе двигателя, от обычного стука клапанов (при повышенных тепловых зазорах) или звона пальцев, которые многие водители путают с детонационными стуками, более вредными для двигателя. Чтобы научиться отличать одно от другого, а так же уметь отличить детонацию от калильного зажигания, нужно знать самые азы, которые мы и рассмотрим в этой статье. 

При работе двигателя внутреннего сгорания, когда происходит нормальное сгорание топлива в цилиндрах, происходит химическая реакция в рабочей смеси воздуха и паров топлива. И чтобы нормальное горение смеси началось, мало простого смешивания воздуха и топлива в необходимой пропорции (соотношении), рабочей смеси кроме этого нужно ещё передать некоторую энергию.

Известно, что в дизельных двигателях, от более высокого давления сжатия, повышается температура топлива в конце такта сжатия до такого значения, что от этого происходит воспламенение топлива. Ну а в бензиновых моторах, для воспламенения рабочей смеси требуется электрическая искра.

И от электродов свечи зажигания, до стенок камеры сгорания, пламя распространяется со скоростью 50 — 70 метров в секунду, пока не сгорит топливо. Так происходит нормальное обычное сгорание топлива, которое отличается от ненормального (необычного) более быстрого сгорания топлива, которое мы рассмотрим ниже.

Но как же происходит детонация? Пока распространение фронта пламени происходит от электродов свечи зажигания до дальних зон камеры сгорания, температура в этих зонах может повыситься так, что может произойти самовоспламенение смеси, до прихода фронта пламени. От этого возникнет небольшую ударную волну, как бы скачок давления, и этот резкий рост давления встретит на своём пути готовое к воспламенению топливо и сожмёт его.

От этого сжатия бензовоздушная смесь моментально вспыхивает и своей дополнительной энергией ещё более усилит скачок давления, ещё более увеличивая его мощность, разгоняя этот скачок давления до сверхзвуковой скорости. И проще говоря — этот сдвоенный эффект, состоящий из ударной волны большой скорости и догоняющего её фронта пламени и есть детонация. 

А скорость распространения волны детонации в цилиндрах мотора может достигать от 800 до 1200 метров в секунду, что на много быстрее скорости распространения обычного фронта пламени (50 — 70 м/сек. от искры). И от этого детонацию многие называют быстрым сгоранием топлива. И когда при этом быстром горении топлива, детонационная волна ударяется о стенки камер сгорания, тарелок клапанов, донышек поршней или стенок цилиндра, вот тогда мы и слышим металлические стуки высоких тонов.

Естественно, что от ударов детонационной волны страдают детали двигателя (смотрите фото слева, на котором изображён поршень с трещиной на донышке), перечисленные чуть выше, но всё таки более других деталей страдают поршни. И как я уже говорил, причина детонации, это самовоспламенение рабочей смеси в самых удалённых от электродов свечи зонах камеры сгорания. А это значит, что чем больше объём двигателя и больше диаметры его цилиндров, тем лучше способность проявления детонации (при других равных условиях).

И от этого приходится уменьшать степень сжатия, так как в более большеобъёмных моторах (с большими диаметрами цилиндров) фронт пламени медленнее доходит до самых дальних зон камер сгорания, и это способствует самовоспламенению смеси и детонации. Причём детонация может проявляться сильнее или слабее, но только при средних и высоких нагрузках на двигатель.

Бывает кратковременная слабая детонация, например при резком разгоне машины, но она не оказывает особого вреда для двигателя. Причём чем ближе условия сгорания рабочей смеси к детонации, тем выше коэффициент полезного действия мотора. А это значит, что наиболее оптимальная регулировка двигателя (о регулировке здесь) будет соответствовать его работе на границе детонации.

И при такой оптимальной регулировке, на некоторых режимах (например при резком разгоне), слабая детонация будет возникать, но кратковременно. Это нормальное явление, не приносящее вреда двигателю, и кстати появляющийся при этом кратковременный металлический звук, к звону поршневых пальцев никакого отношения не имеет.

Как распознать и отличить звук от детонации от других похожих звуков?

Самый первый способ — это появление постороннего звука двигателя, сразу после совершённого вами какого то действия, например после неверной регулировки момента зажигания, или после заправки некачественным бензином (как определить качество бензина без лаборатории читаем вот тут). К стати и очень долгая работа мотора на малых оборотах или мощностях, тоже будет способствовать появлению детонации.

Например если вы долго ползли на малых оборотах и малой скорости по длинной просёлочной дороге. Или если долго ехали по загородной дороге на самой высокой передаче, но с небольшой скоростью. В таких случаях может появиться толстый слой нагара, в камерах сгорания и на деталях, и от этого слоя нагара, степень сжатия повысится, а теплоотвод деталей наоборот понизится. Как полностью избавиться от нагара на деталях и закоксовки колец, причём без разборки двигателя, советую почитать вот тут.

Второй способ определения появления детонации, это заметить реакцию двигателя на высокую нагрузку для него. Следует знать, что самые благоприятные условия для возникновения детонации, это когда на низких оборотах мотору дают большую нагрузку. При этом двигатель использует всю свою паспортную мощность на малых оборотах. И детонация чаще всего начинает проявляться при резком увеличении нагрузки на низких оборотах, и её легко услышать и снизить нагрузку, ведь обороты то небольшие.

Хуже всего, это когда детонация может возникнуть тоже на большой нагрузке, но на максимальной скорости, предельной для машины. В этом случае услышать детонационные звуки очень сложно, ведь двигатель  ревёт на скорости. В любом случае, до таких предельных скоростей и нагрузок двигатель доводить не следует.

Третий способ, помогающий определить детонацию, это по цвету газов, выходящих из выхлопной трубы (а как определить состояние двигателя по цвету выхлопа читаем здесь). И появление зеленоватого дыма, или чёрного, после того как были слышны детонационные звуки указывает на то, что детонация всё таки есть или была.

Причем появление зеленоватого дыма бывает при сильной детонации, и то что этот дым появился, говорит что алюминиевый сплав испорченных поршней уже вылетает через выхлоп. В этом случае ремонт двигателя с заменой испорченных деталей неизбежен. Но как правило это бывает редко, ведь чтобы довести двигатель до такоё сильной детонации, нужно позволить ему работать с детонационными стуками достаточно долго.

Если же после того как вы заправились, стали слышны слабые детонационные звуки, не следует сразу открывать капот и менять опережение зажигания. Залитый бензин может и не быть плохого качества, просто его октан немного другой, а у вас в камере сгорания достаточный слой нагара, чтобы этот бензин не подошёл для вашего двигателя. И прежде чем корректировать угол опережения зажигания, попробуйте поездить несколько минут (примерно минут 20), и может быть немного нагара выгорит, и эта слабая детонация прекратится.

Если же она не исчезнет, то придётся или избавляться от нагара (как это сделать без разборки мотора — кликаем по ссылке выше в тексте и узнаём), или менять угол опережения, и какой угол опережения выставлять, в зависимости от марки бензина я уже писал, и желающие могут почитать, кликнув на ссылку в самом начале этой статьи. Если после очистки нагара или после изменения угла опережения стуки исчезли, значит это точно была детонация и вы от неё благополучно избавились.

Детонация или калильное зажигание, а может это дизелинг ?

По приезду куда либо, может возникнуть ещё одно непонятное явление, когда вы выключаете зажигание, чтобы заглушить двигатель, а он ещё некоторое время дёргается. Кто то называет такое явление калильным зажиганием, а кто то детонацией, так что же это такое?

Многим известно, чем меньше нагрузка на мотор, тем меньше температура и давление в его цилиндрах. А это значит, что детонации на холостом ходу (когда мы глушим двигатель) НЕ БЫВАЕТ. Но всё таки почему после выключения зажигания и отсутствия искры на свечах двигатель продолжает дёргаться?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте немного вспомним как работает дизель и бензиновый мотор. В дизельном двигателе степень сжатия в камерах сгорания намного выше чем у бензомотора, и от этого высокого сжатия дизельное топливо нагревается до температуры его воспламенения в 600 градусов и воспламеняется без электрической искры.

В бензомоторе степень сжатия примерно в два раза меньше и  температура в цилиндрах тоже. Да и способность к самовоспламенению у бензина меньше, чем у соляра, и поэтому бензин не успевает самовоспламеняться. И чтобы ему вспыхнуть требуется электрическая искра, появляющаяся в нужный момент в камере сгорания (на электродах свечи зажигания). И если отключить зажигание (эту искру) то помочь бензину воспламениться нечем, но вот если бы времени побольше, то тогда бензин может бы и воспламенился самостоятельно, без искры.

Вот в этом то и кроется ответ на вопрос, почему иногда бензиновый мотор начинает дёргаться, при отключении зажигания. Потому что при отключении искры, обороты двигателя падают, и при очень малых оборотах, когда коленвал почти остановился, времени для воспламенения у бензина становится намного больше, и он иногда успевает воспламеняться, даже когда искра отсутствует.

А когда в цилиндрах появляются вспышки от самовоспламенения бензина, обороты коленвала опять немного увеличиваются, и времени для воспламенения без искры, у бензина опять не хватает. И обороты мотора опять уменьшаются.В итоге это повторяется несколько раз, обороты то повышаются, то снижаются и двигатель дёргается. Причем самовоспламенение бензина похожее на самовоспламенение соляра в дизельном двигателе. Поэтому и прозвали это явление у бензиновых моторов — дизелинг.

А главное, что ничего общего дизелинг и детонация не имеют. Причём дизелинг может возникнуть не от плохого низкооктанового бензина, хотя при плохом бензине вероятность возникновения дизелинга всё же выше. Но прикол в том, что многие водители ничего подобного не слышали о дизелинге и путают его с калильным зажиганием. Хотя здесь также как и с детонацией — ничего общего дизелиг и калильное зажигание не имеют — это совсем разные вещи.

Чтобы понять почему это разные явления, давайте вспомним, что такое калильное зажигание? Калилка (калильное зажигание) — это воспламенение топлива от перегретых деталей, например от перегретых электродов свечи зажигания (см. фото слева, где центральный электрод свечи буквально сгорел, а боковой электрод поплавился) , от перегретой тарелки выпускного клапана или просто от раскалённых частиц нагара в камере сгорания. Ну а дизелинг — это воспламенение топлива от его сжатия (на очень малых оборотах), но вблизи тоже нагретых поверхностей деталей в камере сгорания, где топливо нагревается сильнее.

Естественно калильное зажигание и дизелинг это разные вещи, и их легко отличить, так как у калильного зажигания нет сильного дёрганья мотора, так как обороты двигателя не снижаются до очень малых оборотов (как при дизелинге) а потом опять повышаются. При калилке обороты более постоянны, мотор работает устойчивее, причём на разных режимах, и двигатель при калильном зажигании может проработать намного дольше, чем при дизелинге.

Кстати калильное зажигание намного опаснее, так как может возникнуть когда машина в движении (в отличие от дизелинга, который возникает только когда мы глушим мотор), и свечи зажигания работают, выдавая искру, и водитель может и не заметить калилки. Хотя нагар или нагретые части деталей могут воспламенять топливо немного раньше чем надо (когда возникает искра от свечи), или не в том месте в камере сгорания где надо.

И именно от этого и происходит оплавление или прогар поршня, оплавление тарелки клапана, или в лучшем случае оплавление электродов свечи зажигания. Но могут быть и другие вредные последствия для мотора. Поэтому калильное зажигание, возникшее на ходу машины или мотоцикла, и является самым опасным, его тяжелее заметить. Тем более, что чем дольше двигатель работает на калильном зажигании, тем больше нагреваются раскалённые детали, и устойчивее он работает, и выявить калилку уже сложнее.

Хотя калильное зажигание может произойти когда мы выключаем зажигание, но здесь его легко заметить (ведь мотор продолжает работать без электро-искры на свечах), а так же и отличить от дизелинга, так как мотор при калилке не дёргается и работает устойчивее, об этом я уже написал выше.

Ну и напоследок ещё немного интересного про дизелинг. Оказывается он возникает чаще на новых двигателях, и реже на изрядно пробежавших, а почему? Да потому что чем старее двигатель, то есть больше его пробег, тем меньше показатель компрессии в его цилиндрах. А значит и давление и соответственно и температура меньше в более старом моторе. А ведь именно температура и играет главную роль в возникновении дизелинга.

Кстати, возникновение дизелинга может подтвердить, что ваш двигатель, а точнее состояние его цилиндропоршневой группы и компрессии, пока в нормальном состоянии. И если после выключения зажигания, ваш мотор некоторое время трясётся, то наоборот не нужно беспокоиться, он в нормальном состоянии. Но и отсутствие дизелинга не означает, что ваш мотор убитый.

Ведь настоящее значение степени сжатия какого то мотора, может и отличаться от точных паспортных данных. И если показания компрессии будут отличаться от паспортной в большую сторону, то дизелинг может возникнуть на вашем двигателе, а если показания степени сжатия будут немного отлтичаться в меньшую сторону, то такое явление как дизелинг, вы можете и не увидеть на своем моторе.

Да и современные карбюраторы или системы впрыска топлива, имеют на большинстве современных машин и мотоциклов электромагнитный клапан, который при отключении зажигания отключает подачу бензина. И трясти мотор по любому не будет, так как сгорать в цилиндрах будет нечему.

Вот вроде бы и всё, что я хотел рассказать в этой статье. Надеюсь она будет кому то полезной и позволит многим водителям, особенно новичкам, вовремя определить детонацию, калильное зажигание, или дизелинг и отличить одно явление от другого, и эти знания я надеюсь позволят сберечь и двигатель и свои нервы; удачи всем!

 

Детонация взрывчатых веществ — Викизнание… Это Вам НЕ Википедия!

Детонация взрывчатых веществ

Детонация взрывчатых веществ[править]

Нобель в 1864 году показал, что если в нитроглицерине, свободно поставленном на открытом воздухе, взорвать небольшое количество гремучей ртути в капсюле, то происходит столь быстрое сгорание его, что местное механическое действие заряда превосходит такое при взрыве его накаленным телом в самой прочной оболочке. Сэр Фридрих Абель в 1868 г., применив те же способы взрывания к пироксилину, исследовал явления этого рода подробнее с целью объяснения самого их механизма. Получены были следующие результаты («An. Chim. et Phys»., 4-e série, t. 21, p 97, 1870 г.) а) Гремучая ртуть в капсюле взрывает сухой прессованный пироксилин на открытом воздухе, подобно нитроглицерину, но не взрывает его в рыхлом состоянии; в последнем случае он разбрасывается в стороны, успевая сгорать только частью, б) Чистая гремучая ртуть производит лучшее действие, чем смеси ее с селитрой или бертолетовой солью в пропорции для полного горения. Количества ее в чистом состоянии, необходимые для взрыва сухого прессованного пироксилина, тем меньше, чем прочнее стенки капсюльной трубочки: в латунном капсюле достаточно взять 0,32 гр., а в бумажном требуется 1 гр. ее, если только в обоих случаях снаряженные капсюли будут вдвинуты плотно в сделанное в прессованной массе отверстие. В случае же свободного вставления капсюлей количество гремучей ртути для верного действия необходимо увеличить до 2 гр. и даже более. в) При помещении в капсюли гремучего серебра получаются приблизительно такие же результаты, как и с гремучей ртутью. Хлористый азот производит детонацию прессованного пироксилина лишь в том случае, когда его взято 3,25 гр. и притом под слоем воды. Ни йодистый азот, ни смеси железисто-синеродистых солей с бертолетовой солью (весьма быстро сгорающие), будучи взяты даже в значительных количествах, не взрывают пироксилина. Нитроглицерин, взорванный гремучей ртутью, хотя и может произвести детонацию пироксилина, но его для этого необходимо взять до 60 гр. г) Не только при непосредственном прикосновении, но и на некотором расстоянии, притом — не только в воздухе, но и при отделении слоем воды или даже твердой перегородкой капсюль с гремучей ртутью производит детонацию пироксилина. Так, если в трубке длиной 2 метра и диаметром 30 мм на одном конце поместить 7 гр. пироксилина, а на другом 14 гр. гремучей ртути, то взрыв одного из этих снарядов вызывает взрыв другого. д) Скорость распространения детонации в пироксилине приблизительно равна скорости распространения звука в твердых телах. Эти определения были сделаны с помощью хронографа Нобеля: от длинного, составленного из шашек пироксилина заряда на равных расстояниях проходили отдельные гальванические цепи к ряду вращающихся дисков, дающие на последних при разрыве ряд соответствующих отметок, по расстоянию которых от образующей дисков и угловой скорости вращения можно было судить о быстроте детонации. Такие определения показали, что когда заряд сплошной, то скорость на всем пути постоянна; она увеличивается с плотностью заряда, напр. при изменении плотности от 1,00 до 1,20 — от 5 300 до 6100 метров в 1 секунду («An. Chim. et Phys.», 5-е série, t. 2, р. 187, 1874 г.). е) Не только в сухом состоянии, но и в насыщенном водой пироксилин может быть подвергнут детонации. Тогда на него лучше всего действует сам сухой прессованный пироксилин, взорванный гремучей ртутью: при влажности в 20 % нужно употребить для взрывания 31,2 гр. сухого вещества, а при 30 % (предельной влажности) — около 112 гр.

По мнению Абеля, вся совокупность полученных результатов не могла быть объяснена иначе, как при помощи особой гипотезы синхронических колебаний, сущность которой состоит в следующем: В. вещества при своем взрыве производят колебания, подобные звуковым, и характеризуются числом этих колебаний, т. е. высотой тона взрыва. Если два вещества вызывают одинаковые колебания, то как два камертона или две органные трубы, находящиеся между собой в созвучии, при возбуждении звука в одних из них начинают звучать те и другие, так и взрыв одного из таких веществ возбуждает взрыв другого. Пироксилин как во влажном, так и в сухом состоянии со своими детонаторами, по этой гипотезе, имеет общее свойство возбуждать при взрыве синхронические колебания, а вещества, не взрывающие его, взрываются с другим тоном.

Шампион и Пелле, изучая взрывание йодистого азота — вещества, разлагающегося от незначительного трения, видели подтверждение гипотезы Абеля в следующих полученных ими результатах. Если на струнах контрабаса прикрепить кусочки этого вещества и заставить звучать струны другого такого же контрабаса, находящегося на расстоянии, то происходит взрыв только тех из них, которые подвергались действию звука, соответствующего колебаниям числом более 60 в секунду. Кроме того, они помещали между двумя параболическими зеркалами, находящимися в расстоянии 2,5 метров, на линии фокусов в различных точках капли нитроглицерина или кусочки йодистого азота и в одном из фокусов взрывали большую каплю нитроглицерина; тогда взрывались сами собой и порции, находящиеся в фокусе другого зеркала, но не взрывались находящиеся в других точках. Для устранения отражения тепла поверхности зеркал покрывались сажей.

Однако эти опыты мало прибавляют к опытному подтверждению гипотезы Абеля, ибо они совсем не устанавливают факта необходимости некоторых определенных нот для взрывания и указывают только, что ниже известного предела взрывающее действие колебаний прекращается, что высокие ноты действуют безразлично на всякие малопрочные вещества, в таком же виде явления допускают другое толкование.

После исследований Абеля опыты детонации были распространены не только на другие взрывчатые химические соединения, но и на взрывчатые смеси. При этом найдено было, что, подобно влажному пироксилину, для большинства из них недостаточно употребления одного капсюля с гремучей ртутью, но требуется брать еще посредствующий, вспомогательный (запальный) патрон, иначе называемый детонатором: этот патрон детонируется гремучей ртутью, а сам производит детонацию взятого вещества. Так, Ру и Сарро показали, что для детонации обыкновенного пороха нужно употребить посредствующим веществом нитроглицерин. Фавье и Турпен нашли, что прессованные смеси нитросоединений с азотно-аммиачной солью, пикриновая кислота, плавленая и отвердевшая под давлением, взрываются при употреблении вспомогательных патронов из тех же веществ в порошкообразном состоянии. В практике обыкновенно с этой целью чаще всего пользуются сухим прессованным пироксилином или динамитом, содержащим 75 % нитроглицерина, особенно — если заряды представляют вещества плотные, трудно сжимаемые, обладающие большой теплоемкостью. Так как и пироксилин и нитроглицерин отделяют при своем взрыве гораздо больше тепла, чем равное по весу количество гремучей ртути (см. ниже), то достижение детонации именно с этими посредствующими веществами в случаях, заключающих охлаждающие условия в самих свойствах заряда, указывает, что в этого рода явлениях тепловые причины не остаются без существенного участия. С другой стороны, многие факты доказывают, что большая или меньшая чувствительность к взрыванию зависит от сцепления частиц взрывчатых веществ; так, пироксилин тем труднее взрывается гремучей ртутью, чем слабее он спрессован. Взрывчатая желатина (с незначительной примесью камфары) требует особенно энергичного вспомогательного патрона, состоящего из смеси пироксилина с нитроглицерином; а следовательно, в рассматриваемых явлениях существуют еще чисто механические причины, определяющие количества вещества, на которые распределяется действие детонатора.

По опытам Бертело и Вьейля («An. Chim. et Phys.», 6 Serie, t. VI, p. 556), скорость детонации жидкого нитроглицерина возрастает с температурой от 1050 до 3000 метров в секунду; для динамита же величина ее около 5000 метров; нитроманнит взрывается со скоростью около 7700 метров. В последнее время Бертело вместе с Брюно («Mé moriales des poudres et salpêtre s», т. IV, p. 7), беря для исследований азотнокислый метил CH ₃NO₃ в длинных трубках, нашли, что скорость детонации этой жидкости зависит от толщины стенок и материала трубок: в каучуковых трубках внутреннего диаметра 5 мм и внешнего 12 мм она равна 1616 метров; в стеклянных внутреннего диаметра 3 мм при толщине стенок 4,5 мм величина ее 2480 метров, а при толщине 2 мм — только 2190 метров; в стальных же трубках того же внутреннего диаметра и толщины 15 мм — около 2150 м, при этом в то время как стеклянные трубки превращаются в пыль, каучуковые и стальные разрываются на длинные пластинки по направлению их оси. Из этих опытов следует, что хотя порядок наблюдаемых скоростей детонации такой же, как и скоростей распространения звука в жидкостях и твердых телах, но на самом деле те и другие относятся к различным явлениям, так как скорость звука определяется только свойствами среды, а скорость детонации зависит и от других условий. Кроме того, опыты Бертело и Вьейля над взрывчатыми газообразными смесями («Sur la force des matières explosives», t. I, p. 133) п оказывают более решительно, что скорости распространения в них взрыва при воспламенении гремучей ртутью гораздо больше скоростей распространения в них звука; так, смесь Н ₂ + О взрывается в этих условиях со скоростью 2800 метров в 1 секунду, тогда как скорость звука в ней лишь 514 метров (при 0°).

Бертело («An. Chim. et Phys.», 5 série, t. XX, p. 265, 1880 г.) притом прямо исследовал действие звуковых колебаний, число которых было от 100 до 7200 в секунду, на тела крайне непрочные или даже находящиеся в состоянии постоянного медленного разложения с выделением тепла, как то: озон, перекись водорода, мышьяковистый водород и др., и нашел, что исследованные вещества при этом остаются без заметного разложения.

При изучении передачи детонации между зарядами, находящимися на расстоянии, уяснилось, что на дальность этой передачи влияют не только природа взятых взрывчатых веществ, но также прочность их оболочки, физические свойства и форма отделяющей их среды, т. е. опять условия, регулирующие чисто механические явления. Через твердые тела взрыв передается легче, чем через воду и воздух. Напр. для динамита (с 55 % нитроглицерина) Памар получил следующие результаты («Mé morial de l’officier du Génie», 1874 г., № 22): а) материал оболочек зарядов оказывает влияние в таком направлении, что с увеличением прочности его дальность передачи увеличивается; б) называя заряд с гремучим капсюлем активным, а заряд без капсюля пассивным, эта дальность зависит только от величины активного заряда; в) на ровной почве (в цинковых коробках) зависимость между величиной активного заряда С (в килограммах) и расстоянием е (в метрах) передачи детонации выражается приближенно формулой е = 0,9С, причем это отношение справедливо только для почвы в Версале и увеличивается вообще с твердостью почвы; г) при подводных взрывах дальность уменьшается, так что, напр., заряд в 3 килограмма вызывает взрыв пассивного заряда только на расстоянии 2 метр.; д) между зарядами, подвешенными в воздухе, передача детонации хотя и имеет место, но чрезвычайно трудно. Через правильные формы сред, напр. через цилиндры, призмы и т. п., детонация передается на гораздо большие расстояния; так, помещая заряды динамита (с 52 % нитроглицерина) на железных рельсах, получается зависимость между е и С, выражаемая формулой: е = 7,0С. Если два динамитных заряда соединить между собой трубкой, то расстояние передачи увеличивается с прочностью материала трубки, ее диаметром (при возрастании до 4 сантим.) и степенью гладкости внутренних стенок.

Явления детонации, по Бертело, во всех отношениях объясняются удовлетворительнее на основании термодинамики. В самом деле, не только сообщение огня, но и удар возбуждает горение В. веществ, притом гораздо более быстрое. Капля нитроглицерина, занимающая на железной подставке 2 кв. мм, взрывается при падении на нее железного груза весом в 4,7 килогр. с высоты 0,25 метра. Пироксилин, хотя и труднее, точно так же взрывается при ударе между твердыми металлическими поверхностями, если он взят в тонком слое. Вообще, при достаточно сильном ударе все В. вещества дают место по крайней мере частному взрыву. Примешивание посторонних инертных тел, как, напр., кремнезема к нитроглицерину, воды к пироксилину, камфары к гремучему студню и т. п., не уничтожает окончательно чувствительности взрывчатых веществ к удару; динамит с небольшим содержанием нитроглицерина, прессованный пироксилин, напитанный водой, будучи не чувствительны к обыкновенным ударам, взрываются при стрельбе бомбами, начиненными этими веществами, в толстые стальные брони вследствие необычайно сильного удара, претерпеваемого передними частями заряда в момент встречи бомб с броней. По термодинамической теории такое действие удара совершенно понятно. Окончательная причина взрыва и здесь заключается в нагревании, но только иначе сообщаемом, чем при действии огня.

Давления, происходящие от удара на поверхность вещества, слишком быстры, чтобы распространиться однообразно по всей массе; уничтожившаяся живая сила ударившегося груза превращается в теплоту, и это превращение будет иметь место главным образом в верхних слоях, подвергшихся удару; отсюда последние, крайне быстро нагреваясь до возвышенной температуры, взорвутся со скоростью, отвечающей этой температуре, и живая сила частичных движений взорвавшихся слоев увеличится на все количество отделившегося тепла. Взрыв первых слоев произведет новый удар, очевидно еще более сильный, на следующие слои; в последних повторится то же самое, что и в предыдущих, и т. д., от слоя к слою, пока через такой цикл явлений механических, тепловых и химических, превращающихся друг в друга с чрезвычайной быстротой, не произойдет полный взрыв взятого вещества или пока не встретятся какие-либо механические, тепловые или химические условия, останавливающие распространение превращений. Прибегая к математическому выражению соотношения между живой силой удара и давлениями на всю ударную поверхность в момент остановки груза, является возможность вывести все частности рассматриваемых явлений. Действительно, это соотношение выражается формулой: р l = mv² /2g, где p — давление, l — путь, пройденный грузом в теле, m — вес груза, v — скорость его, g — ускорение (единицы — килограмм и метр). Если mv ² /2g остается постоянным, то при одной и той же ударной поверхности давление будет получаться тем значительнее, чем меньше l, т. е. чем труднее вещество сжимается, и наоборот; а так как работа рl превращается в теплоту, то эта теплота в трудно сжимаемых веществах пойдет на нагревание более тонкого слоя их и потому нагреет его до более возвышенной температуры, чем в легко сжимаемых веществах; оттого слабо спрессованный пироксилин, студенистый динамит и друг. подобные вещества сильнее сопротивляются удару. С другой стороны, при одинаковом приблизительно l давления p увеличиваются с уменьшением ударной поверхности; оттого часто вещества, малочувствительные к удару между широкими твердыми поверхностями, легко взрываются при ударе острыми твердыми предметами, напр. при разрубании замерзших динамитов топором. Анализ той же формулы приводит к объяснению влияния мягкости твердых предметов, между которыми производится удар, так как величина l определяется суммой всех сжатий, происшедших при ударе. Поэтому вещества, не рвущиеся при ударе между деревянными и свинцовыми предметами, рвутся между железными или стальными и т. д. Если ко взрывчатому веществу подмешано постороннее инертное тело, то только часть работы сжатия приходится на долю собственно взрывчатого вещества, вследствие чего температура нагревания его понижается, особенно в присутствии вещества с такой большой теплоемкостью, как вода, и тогда для взрывания нужно применить гораздо больший удар, увеличив mv ²/2g.

Совершенно таков же механизм и явлений детонации: гремучая ртуть и вообще детонаторы, почти мгновенно превращаясь в газы, производят более или менее сильный удар на прилегающий заряд, вследствие чего от слоя к слою, переходя в каждом через тройной цикл превращений механических, тепловых и химических, правильно повторяются условия наиболее быстрого и сильного нагревания. Гремучая ртуть в опытах Абеля потому и является наилучшим детонатором, что она, будучи взята в прессованном (до плотности 4,4) состоянии, способна производить самый сильный удар, так как газообразные продукты ее взрыва, мгновенно образующиеся, в первый момент стремятся занять объем, равный объему самой соли, а в таком случае мгновенное давление должно быть необычайно большое. Ни хлористый азот, ни нитроглицерин не могут развить столь громадных давлений вследствие своей меньшей плотности или быстроты взрыва. Роль вспомогательных запальных патронов объясняется теми условиями, которые определяют превращение живой силы в теплоту в большей или меньшей массе первых слоев заряда, подвергшихся удару. Если взяты взрывчатые вещества, трудно сжимаемые и обладающие большой теплоемкостью, то при взрывании их нужно осуществить такие условия, чтобы первые слои в значительной массе подверглись детонации, ибо в случае незначительности этого слоя взрыв его не может произвести достаточно сильного удара на дальнейшие слои вследствие присутствия охлаждающих причин; а для этого необходимо: 1) взять детонатор в увеличенном количестве, 2) такой, который не только развивал бы громадные давления, но и сообщал бы первым слоям большую работу. Это и осуществляют обыкновенные патроны, состоящие из нитроглицерина (динамита) или пироксилина, так как оба эти вещества по сравнению с гремучей ртутью хотя развивают меньшие давления, но на единицу веса производят гораздо большую работу. Однообразие скоростей детонации по всей длине заряда есть результат правильного повторения в данных условиях от слоя к слою одного и того же тройного цикла превращений.

Очевидно, хотя ход явлений подобен распространению звука в средах, но по существу мы встречаем здесь совсем новый род волнообразного движения. По аналогии со звуковыми волнами эти новые волны Бертело называет взрывными. В то время, как первые представляют правильные повторения только механических сжатий и разрежений среды по закону сохранения энергии, последние суть правильные повторения от слоя к слою тройного цикла явлений, переходящих друг в друга, — сжатия, нагревания и взрыва.

Для более точной характеристики нового рода волнообразного движения и в то же время для проведения границы между детонацией В. веществ и обыкновенным горением их от накаленного тела могут служить результаты, полученные Бертело и Вьейлем («Sur la force des matières explosives», t. I, p. 133) со взрывчатыми газообразными смесями. Если такие смеси поместить в длинные (каучук., металлич.) трубки, то при воспламенении их с одного конца с помощью очень малого количества гремучей ртути хронограф, соединенный с различными частями системы, показывает, что скорость возбуждаемой взрывной волны по всему пути однообразна и зависит только от природы газовой смеси, напр. она равна 2800 метрам для Н ₂ + O, 1100 метрам для СО + О; материал трубок не оказывает влияния; лишь иногда в начале и в конце трубки замечается менее быстрое горение.

Причина постоянства скоростей и зависимости их лишь от состава смеси понимается из того сближения, что эти скорости оказываются почти равны скоростям движения соответственных газообразных частиц при тех температурах, которые развиваются взрывом их (см. Кинетическая теория газов), так как, напр., для системы Н ₂ + О эта скорость вычисляется около 2830 метров в секунду; если же действительно существует такое соотношение, то взрывные волны, очевидно, не могут передвигаться быстрее, чем сами частицы. Но можно себе представить, что какой-либо слой газовой смеси вследствие случайного охлаждения предыдущего слоя претерпит менее сильный удар; тогда в нем произойдет меньшее нагревание и в связи с последним более медленное горение; необходимо то же повторится затем в дальнейших слоях, и в результате скорость волнообразного движения получится для той же смеси меньше. Вследствие влияния охлаждающих причин удар может ослабиться настолько, что последующий слой получит работу, недостаточную для воспламенения; тогда пойдет обыкновенное горение, как от накаленного тела, распространяющееся вследствие простого обмена теплоты между сгоревшими и несгоревшими частями, и скорости еще более понизятся, достигая таких величин, которые наблюдаются при вытекании смесей из тонких отверстий, когда, напр., смесь H ₂ + О, по опытам Бунзена, сгорает со скоростью 34 метр. в сек. Точно так же можно себе представить, что при медленном горении на счет отделяющегося тепла получится в одном из дальнейших слоев столь сильное повышение температуры, что он взорвется со значительно большей скоростью; тогда, предположив, что удар на следующий слой будет достаточен для его воспламенения, начнется взрывная волна. Этот случай чаще всего имеет место в практике при воспламенении взрывчатых газовых смесей в запертых сосудах. Вышеуказанные меньшие скорости взрывной волны в начале и конце пути представляют не что иное, как постепенные переходы — то к предельной наибольшей величине ее вследствие усиления нагревания, то к более медленному распространению процесса вследствие охлаждения. Очевидно, и при распространении горения через посредство взрывной волны одна и та же система может взрываться с различной скоростью, подобно тому как при распространении его через простой обмен тепла между сгоревшими и несгоревшими слоями.

Распространяя этот вывод и на обыкновенные твердые и жидкие В. вещества, должно заключить, что вне прочных оболочек и при малом количестве В. вещества явление обусловливается энергией первоначального импульса, производимого запалом: чем сильнее удар, производимый в точке воспламенения, тем быстрее совершится горение. Но все разнообразные скорости горения будут заключены между двумя крайними пределами, из которых высший есть детонация, соответствующая в данных условиях наибольшей и однообразной скорости взрывной волны, т. е. максимальному нагреванию слоев и максимальным скоростям самих реакций, а низший — прогрессивное горение, соответствующее условиям, когда охлаждающие причины понижают нагревание каждого слоя до самой низкой температуры, допускающей распространение реакций. Переход прогрессивного горения в детонацию совершается тем легче, чем далее по своей природе взятое вещество отстоит от медленных взрывчатых веществ и чем более приближается к крайне быстрым. Отличие взрыва твердых веществ от взрыва газов заключается только в том, что на скорость распространения взрывной волны здесь оказывают влияние, кроме натуры В. вещества, еще структура его (рыхлая, сплошная или порошкообразная кристаллическая масса) и мгновенное, отличающееся от статического, сопротивление оболочек разрыву. По Бертело, это так и должно быть. В самом деле, обыкновенные взрывчатые вещества чаще всего занимают меньший объем, чем тот предельный, до которого могли бы быть сжаты газообразные продукты горения (СО ₂, СО, Н ₂ О, N ₂, H₂, O₂), когда частицы их, сближенные до прикосновения, уподобились бы частицам жидкой, почти несжимаемой воды. Основанием для такого заключения служит изучение удельного веса этих газов в жидком состоянии при очень низких температурах; этот уд. вес можно принять приблизительно равным единице, между тем как удельные веса твердых В. веществ обыкновенно больше этой величины. Отсюда при взрывах веществ в собственном объеме должны получаться давления выше всякой величины, доступной измерению в наших опытах. С другой стороны, теория упругости материалов показывает, что сопротивление трубок, увеличиваясь с толщиной стенок, стремится к некоторому определенному пределу, переходя который, трубки разрываются, какова бы ни была их толщина; следовательно, при взрыве твердых и жидких веществ в собственном объеме всякая оболочка необходимо должна разорваться прежде, чем произойдет детонация всего заряда, и это непременно случится в известный момент, определяемый мгновенным сопротивлением стенок. Очевидно, чем ближе к предельной величине мгновенное сопротивление, тем до большей величины успеют возрасти давления каждого взрывчатого слоя, а с ними — удар на соседние слои, температура последних и скорость детонации. Если трубка однородна, вещество наполняет ее однообразно и обладает такой структурой, что давления и реакции могут правильно распространяться от слоя к слою, то по мере того, как распространяющееся давление будет достигать известной величины, правильно будет разрываться и сама трубка от слоя к слою, так что установится некоторая специальная однообразная скорость детонации, определяемая данными условиями. Зависимость скоростей от структуры самих взрывчатых веществ есть результат того же рода соотношений, так как предельная величина давлений во взрывающих слоях определяется также мгновенным сопротивлением и их самих.

Не менее удовлетворительным с точки зрения теории взрывной волны является и объяснение передачи взрывов между зарядами, находящимися на расстоянии. Активный заряд возбуждает в окружающей среде обыкновенную механическую волну, отличающуюся от звуковой только огромным своим напряжением. При встрече с пассивным зарядом она производит сильный удар, возбуждающий в этом заряде взрывную волну. В телах правильной формы — призмах и цилиндрах, в которых при распространении по длине поверхность волны можно принять плоской, передача энергии благодаря равенству поперечных сечений происходит с малой потерей (только на посторонние работы), между тем как в телах, занимающих неопределенно большое протяжение, вследствие образования шаровых волн с увеличивающимися поверхностями по мере удаления от точки распространения энергия на единице поверхности их убывает обратно пропорционально квадратам расстояний, т. е. передача взрывов через цилиндры и призмы должна происходить на большие расстояния, чем в неопределенно протяженных средах, как это и показывают опыты. Тела твердые сравнительно с жидкостями и газами потому и передают лучше взрывы, что в них скорость распространения волнообразного движения вообще больше.

Перейдем теперь к рассмотрению дальнейших свойств В. веществ, как то: объема газов при взрыве, количества отделяющегося тепла, температуры газов, давления их и работы.

Что такое детонация и 8 способов ее остановить!

Детонация — это ругательство вокруг хот-родов. Никто не любит говорить об этом, потому что, когда это происходит, обычно означает некоторую упущение внимания во время сборки двигателя или автомобиля. К тому времени, когда вы услышите характерный предсмертный хрип двигателя в агонии взрыва, ущерб, скорее всего, уже нанесен. Ответ состоит в том, чтобы предотвратить детонацию до того, как это произойдет, но если будет слишком поздно, есть вещи, которые вы можете сделать, чтобы предотвратить повторное выполнение, но сначала немного предыстории.

Каковы симптомы детонации?

Детонация — иногда называемая детонацией или предварительным зажиганием — представляет собой свистящий звук, который иногда можно услышать во время разгона и открытия дроссельной заслонки. В отличие от обычного шума выхлопных газов, детонация — это высокий скрипучий звук, который исходит из моторного отсека. Когда происходит детонация, может произойти серьезное внутреннее повреждение, в том числе оплавленные электроды свечи зажигания, треснувшие поршневые кольца, оплавленные или треснувшие поршни, забитые подшипники штока и взорванные прокладки головки.Если вы услышите детонацию, немедленно уберите ногу с дроссельной заслонки или заплатите за последствия.

Посмотреть все 12 фото

Повреждение от детонации происходит из-за того, что головка поршня, кольца и подшипники подвергаются сильному избыточному давлению в камере сгорания. Это избыточное давление возникает слишком рано, задолго до того, как поршень начнет движение вниз для рабочего хода. Это повышение давления во время такта сжатия также выделяет огромное количество тепла — на самом деле, слишком много для того, чтобы система охлаждения двигателя могла вовремя рассеяться.Затем каждое последующее срабатывание этого цилиндра должно бороться с остаточным теплом от события детонации в предыдущем цикле, таким образом блокируя рабочее состояние этого цилиндра от безудержной детонации.

Если у вас когда-либо был случай детонации двигателя, вы уже знакомы с этим явлением. Если снять ногу с педали газа, а затем снова вставить ее, детонация, исходящая от двигателя, не улучшится; он остается там до тех пор, пока не исчезнет нежелательный источник возгорания (тепло) в пораженном цилиндре.Если посмотреть с другой стороны, если в определенном рабочем состоянии начало детонации происходит, например, при 15 градусах перед верхней мертвой точкой (BTC), она может не прекратиться, пока событие воспламенения не будет отложено до 5 градусов BTC. Такое поведение называется гистерезисом детонации, и ваш единственный реальный вывод здесь состоит в том, что мгновенный сброс газа (в надежде, что детонация исчезнет) — бесплодное дело.

Что вызывает детонацию?

Тип повреждения двигателя, вызванный детонацией, происходит, когда источник тепла в среде сгорания воспламеняет заряд топлива / воздуха до инициирования системой зажигания двигателя.Важно понимать, что детонация является результатом нежелательного источника тепла (электрод свечи зажигания, края камеры сгорания, неровности литья), а не ошибки в программировании зажигания, хотя ваша программа зажигания может сыграть свою роль.

Просмотреть все 12 фотографий

В двигателе с оптимизированными характеристиками пиковая мощность достигается, когда давление в цилиндре достигает максимума при правильном угле поворота коленчатого вала. Когда шатун и ход кривошипа расположены под углом 90 градусов друг к другу, поршень имеет наибольшее механическое преимущество над коленчатым валом.Смысл всего этого в том, что вам нужно мысленно вернуться к этому событию и найти подходящее время для воспламенения топливного заряда, чтобы пиковое давление произошло после того, как поршень пройдет верхнюю мертвую точку (ВМТ) и до того, как ход штока и кривошипа достигнет под прямым углом. Несоблюдение этого требования может привести к повреждению поршневого кольца, как показано выше.

Когда давление в цилиндре достигает пика перед ВМТ, случаются неприятности. Почему? Это может быть одна или несколько из следующих причин: слишком низкое октановое число топлива, недостаточная система охлаждения, плохо спроектированная камера сгорания, слишком горячая свеча зажигания, слишком большое статическое сжатие, слишком маленькое перекрытие между впускным и выпускным лепестками кулачка, слишком бедное соотношение воздух / топливо, слишком большой предварительный нагрев всасываемого заряда или, в лучшем случае, неправильная кривая зажигания.

8 способов уменьшить детонацию

Если ваш двигатель испытывает детонацию, вы можете предпринять ряд действий, чтобы предотвратить ее. Здесь мы расположили их в порядке сложности, от самого простого до самого серьезного, но имейте в виду, что часто детонация и наносимый ею ущерб являются результатом плохо выбранной комбинации двигателей. Производители оригинальных комплектующих тратят тысячи часов на испытания двигателей в различных режимах работы, в то время как при самостоятельной работе можно упускать из виду важные аспекты, такие как качество движения смеси или тщательный учет времени срабатывания клапана.Эти вещи должны быть вплетены в конструкцию двигателя перед сборкой, а не закреплены бандажом постфактум.

Посмотреть все 12 фото

Уменьшите время опережения зажигания

Если вам повезет, ваша детонация будет вызвана не самовоспламенением от горячей точки в камере сгорания, а кривой зажигания, которая обеспечивает слишком большое базовое воспламенение продвигать. В этом случае простое уменьшение базовой синхронизации приведет к прекращению стука. Однако в большинстве случаев причиной этого состояния в первую очередь будет отключение подачи вакуума.В этом сценарии задействован энтузиаст-новичок, который отключает подачу вакуума, а затем увеличивает базовое время для компенсации. Вся причина увеличения вакуума на серийном двигателе состоит в том, чтобы обеспечить достаточное время выполнения заказа в условиях небольшого дросселя, когда атмосфера за дроссельной заслонкой тонкая; двигателю требуется дополнительное время для повышения давления в цилиндре перед рабочим ходом.

Посмотреть все 12 фотографий

Увеличьте октановое число топлива

Октановое число топлива является точным выражением его склонности к самовоспламенению.Чем выше число, тем выше его способность противостоять выключению света. По мере увеличения степени сжатия или наддува должно возрасти октановое число топлива. Устранить детонацию в двигателе можно так же просто, как использовать топливо с более высоким октановым числом. В 1970-х и 1980-х годах, когда цены на топливо резко выросли, многие люди искали способы сэкономить деньги. Это часто выражалось в снижении октанового числа топлива. К счастью для нас, с тех пор под мостом прошло много воды, и производители разработали двигатели с улучшенными противодетонационными характеристиками.Такие вещи, как электронный впрыск топлива, замедление детонации и электроника, определяющая октановое число, сделали детонацию из-за низкого октанового числа топлива редким явлением. Получил старую машину с детонацией, попробуйте запустить тестовое топливо с более высоким октановым числом.

Посмотреть все 12 фото

Используйте более холодную свечу зажигания

Наконечник электрода свечи зажигания является основным источником самовоспламенения. Тепло может быстро накапливаться, и если ему некуда деваться, он сделает свое дело с зарядом воздуха / топлива. Звучит немного иронично, поскольку это то, что должна делать свеча зажигания, только вы хотите иметь контроль над , когда это делает .По этой причине свечи зажигания рассчитаны на различные диапазоны нагрева, а их изоляторы тщательно разработаны для управления потоком тепла от электрода в головку блока цилиндров. Слишком горячая свеча будет удерживать слишком много тепла, вызывая детонацию. Замена свечи на более холодный нагревательный элемент — это часто все, что нужно для отключения нежелательной детонации. Однако имейте в виду, что слишком холодная свеча может вызвать обратную проблему — засорение, когда свеча не может полностью воспламенить воздушный / топливный заряд.

Посмотреть все 12 фотографий

Оптимизация соотношения воздух / топливо

С современными двигателями с впрыском топлива достижение оптимального соотношения воздух / топливо редко является проблемой, поскольку кислородные датчики двигателя будут постоянно работать, удерживая воздух / соотношение топлива в идеальном диапазоне в большинстве сценариев вождения. Однако более старые карбюраторные автомобили могут нуждаться в помощи, особенно если детонация является регулярной проблемой. Здесь проблема заключается в обедненной смеси, когда впрыскивание или какая-либо другая калибровка приводит к тому, что в цилиндр не поступает достаточно топлива.В результате получается горячий двигатель, который быстро нагревается и может вызвать детонацию. Лучший способ диагностировать детонацию в этой ситуации — установить широкополосный датчик кислорода и контролировать его в периоды высокой нагрузки двигателя. Обедненная смесь при полном открытии дроссельной заслонки может вызвать детонацию при соотношении до 13: 1, и это должно указывать на то, что в цилиндр поступает недостаточно топлива. Вы должны убедиться, что ваш двигатель работает на полную мощность — хорошее число, которое нужно достичь на полном газу для безнаддувного двигателя, равно 12.5: 1.

Посмотреть все 12 фотографий

Увеличить охлаждающую способность

Тепло является основной причиной детонации, и часто одной из основных причин является неэффективная система охлаждения. Если мощность вашего двигателя недавно была увеличена, но радиатор все еще в наличии, возможно, пришло время для модернизации в этой области. За исключением замены радиатора, более эффективный вентилятор, более эффективный кожух вентилятора или смачивающий агент охлаждающей жидкости могут иметь достаточный эффект для уменьшения или устранения детонации.Объяснение диагностики системы охлаждения выходит за рамки этой истории, но мы оставим вам один большой совет: сначала подумайте о мелочах. В гонке за производительностью часто к детонации приводят такие мелочи, как уплотнение кожуха, работа термостата, включение муфты вентилятора или кавитация водяного насоса.

Посмотреть все 12 фотографий

Уменьшите степень сжатия

Если вы зашли так далеко, но по-прежнему имеете детонацию, у вас не будет другого выхода, кроме как начать внутренний ремонт или изменить комбинацию двигателей.Уменьшение степени сжатия — это самый простой способ положить конец детонации, потому что давление и тепло в цилиндре — это, по сути, разные выражения одного и того же. На протяжении многих лет мы приводили доводы в пользу увеличения степени сжатия для увеличения мощности, но чрезмерное применение этого совета может иметь непредвиденные последствия, если не будут приняты надлежащие меры (более высокое октановое число топлива, более качественное движение смеси, сплав головки цилиндров и электроника, предназначенная для защиты двигателя). За исключением замены головок цилиндров и поршней, лучше всего начать с более толстых прокладок головки и работать с шлифовальной машиной на камерах сгорания, уделяя особое внимание острым краям.

Посмотреть все 12 фотографий

Увеличить перекрытие кулачков

Высокопроизводительный распределительный вал с большей продолжительностью и подъемом — один из наших любимых способов повысить производительность двигателя, но иногда выбор кулачка может вызвать непредвиденные проблемы. Более распространенной проблемой является кулачок, который слишком велик для сжатия, из-за чего фазы газораспределения слишком агрессивны для статической степени сжатия, и происходит потеря нижнего предела. Иногда, однако, распредвал имеет широкий угол разделения лепестков, что может удерживать слишком много заряда в цилиндре.Как узнать, слишком ли короткое перекрытие? Быстрый тест давления запуска скажет вам: все, что превышает 180 фунтов на квадратный дюйм, является признаком того, что вы находитесь в сфере гоночного двигателя с высокой степенью сжатия, которому может потребоваться гоночное топливо. Хорошее и безопасное значение для традиционного уличного бензинового двигателя составляет от 150 до 170 фунтов на квадратный дюйм. Если давление запуска слишком велико, вам понадобится кулачок, который задерживает меньше воздуха / топлива в камере сгорания.

Посмотреть все 12 фотографий

Улучшить движение смеси

Все исправления, которые мы упомянули до сих пор, я называю «последующими» исправлениями, то есть они больше похожи на повязку, чем на настоящее лекарство.Я обнаружил, что большинство случаев детонации можно отнести к режиму горения, который искушает судьбу через поток через порт, вызывающий отделение топлива от воздуха. Движение воздуха и топлива через порт, клапанный карман и камеру сгорания является сложным, и если топливо не может равномерно смешиваться с воздухом в результате процесса, называемого завихрением (перекатывание в случае четырехклапанного двигателя), низкая производительность и детонация будет результатом. Гашение — еще одно связанное действие, которое происходит как раз в тот момент, когда поршень достигает ВМТ.Заряд, застрявший между поршнем и головкой блока цилиндров, сдавливается в открытую часть камеры сгорания в последний момент перед воспламенением, давая заряду последний хороший шанс смешаться. Когда не происходит хорошей хореографии завихрения и гашения, возникает детонация. Единственное правильное лекарство — это набор головок цилиндров, включающий последние улучшения в движении смеси.

Посмотреть все 12 фото

Прямое впрыскивание: (не) будущее детонации

Возможно, это скорее эпилог, чем лекарство от детонации, но оригинальные запчасти непрерывно работали над проблемой и добились невероятных успехов это доступно нам прямо сейчас.Новейшие двигатели, выходящие из Детройта (линейка силовых установок Ecoboost Ford с прямым впрыском и GM Gen V LT1, чтобы назвать два), почти полностью устранили детонацию, поскольку топливо не добавлялось в уравнение до самого последнего момента. Это просто по концепции, если не по механической конструкции, но когда в цилиндре нет топлива, трудно получить нежелательное преждевременное зажигание. В двигателях с прямым впрыском топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания при давлении в тысячи фунтов на квадратный дюйм.В результате топливо может быть доставлено почти мгновенно и направлено в область поршня, которая не может обеспечить достаточно тепла для события предварительного воспламенения.

Мы сильно упрощаем преимущества двигателя DI, которые выходят далеко за рамки сопротивления детонации, но легко понять, почему эти двигатели могут иметь повышенную степень сжатия, которая разрушила бы предыдущие, если бы они работали на обычном газовом насосе. Это факт, что мы быстро приближаемся к эре двигателей внутреннего сгорания, которые оставят детонацию в прошлом, но мы все равно должны понимать это для наших любимых старинных восьмицилиндровых двигателей!

Смотреть все 12 фото

AMSOIL EU | Что такое детонация двигателя?

Термины «предварительное зажигание» и «детонация двигателя» часто используются как синонимы для описания явления, вызывающего детонацию в двигателе.

В то время как предварительное зажигание относится к раннему воспламенению топливно-воздушной смеси до зажигания свечи зажигания, что такое детонация двигателя?

Другое событие аномального сгорания, детонация двигателя, относится к самовозгоранию оставшейся топливно-воздушной смеси в камере после того, как свечой зажигания инициировано нормальное сгорание.

Найдите ближайшего к вам дистрибьютора AMSOIL

В правильно работающем двигателе искровое зажигание обычно происходит за несколько градусов до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ).Такой тщательный расчет времени гарантирует, что направленная вниз сила взрывающейся топливно-воздушной смеси работает в тандеме с направленным вниз импульсом поршня, что приводит к оптимальному КПД и мощности.

Однако детонация двигателя может быть вызвана избыточным нагревом и давлением, что приводит к детонации двигателя. Компьютеры в современных транспортных средствах могут обнаруживать детонацию в двигателе и компенсировать ее, регулируя синхронизацию двигателя. Хотя это предохраняет ваш двигатель от разрушения, производительность и экономия топлива могут пострадать.

Причины детонации двигателя

Хотя множество факторов могут вызвать детонацию и детонацию двигателя, это три наиболее распространенных.

1) Углеродистые отложения

Углеродные отложения в камере сгорания могут быть опасными, если они становятся достаточно горячими, чтобы воспламенить любое остаточное топливо в результате сгорания, или если они забивают форсунки и влияют на схему распыления, что приводит к чрезмерному остаточному топливу.

Хотя весь бензин, продаваемый в США, должен содержать в составе моющие присадки самый низкий уровень концентрации присадок (LAC), для прохождения испытаний требуется очень низкий уровень присадки. Низкий уровень моющих присадок в современном бензине способствует накоплению отложений на важнейших компонентах топливной системы.

Ознакомьтесь с полным ассортиментом продукции

AMSOIL P.i.®

AMSOIL P.i. Performance Improver — это эффективный очиститель всей топливной системы с одним баком. Более мощный, чем другие присадки к топливу на рынке, P.i. эффективно очищает все, что касается топлива, включая форсунки прямого и прямого впрыска, впускные клапаны и камеры сгорания, всего в одном баке с бензином.

AMSOIL Смазка верхнего цилиндра

AMSOIL Upper Cylinder Lubricant содержит моющие присадки, предназначенные для поддержания чистоты форсунок.В то время как AMSOIL P.i. Смазка для верхнего цилиндра предназначена для разрушения и удаления стойких отложений на форсунках, которые могут снизить мощность и экономию топлива. Смазка для верхнего цилиндра помогает сохранить чистоту форсунки и камеры сгорания. Использование его с каждым топливным баком помогает сохранить экономию топлива и прирост производительности, а также продлить срок службы компонентов.

2) Охлаждающая жидкость / система охлаждения

При перегреве двигателя повышается вероятность детонации двигателя. Проверьте уровень охлаждающей жидкости. Если он низкий, долейте.Если это не помогло, осмотрите свою систему охлаждения, чтобы убедиться, что все в рабочем состоянии. Следите за неисправным водяным насосом, отсутствующим кожухом вентилятора, слишком горячим термостатом или проскальзыванием муфты вентилятора.

Обеспечьте превосходную защиту системы охлаждения с помощью охлаждающих жидкостей AMSOIL

Покупайте продукты AMSOIL в вашем регионе

Антифриз и охлаждающая жидкость для легковых / легких грузовиков AMSOIL и антифриз и охлаждающая жидкость на основе пропиленгликоля обеспечивают превосходную теплопередачу и превосходную защиту от коррозии, замерзания и кипения.Они обеспечивают максимальную защиту при экстремальных температурах и условиях эксплуатации.

3) Неправильные свечи зажигания

Свечи зажигания не только создают искру, но и отводят тепло из камеры сгорания в головку. Они предназначены для работы в определенном температурном диапазоне, и использование свечей зажигания, отличных от рекомендаций OEM, может привести к детонации двигателя.

Убедитесь, что вы используете правильные свечи зажигания, чтобы избежать детонации.

Вернуться в блог

Следующее сообщение

Категории:

Detonation — обзор | Темы ScienceDirect

12.1.1 Уравнения состояния

Для следующих тестовых случаев мы рассматриваем замыкание уравнений Эйлера или Навье-Стокса соответствующим уравнением состояния, которое связывает давление Pρ, e с плотностью и внутренней энергией.

EOS для сжимаемых сред необходимо дополнить уравнением скорости звука:

(12,5) c = dPdρ | s,

, где s обозначает энтропию.

Согласно первому закону термодинамики, имеем:

(12,6) Tds = de + P⁡d1ρ,

где T обозначает температуру.T связано с внутренней энергией соотношением e = cvT, где cv обозначает удельную теплоемкость при постоянном объеме.

Учитывая, что:

(12,7) de = ∂e∂PdP + ∂e∂ρdρ,

(12,8) d1ρ = −1ρ2dρ,

и что при постоянной энтропии ds = 0 скорость звука в конечном итоге определяется выражением :

(12.9) c2 = dPdρ = Pρ2 − ∂e∂ρ∂e∂P.

Термины EOS, представленные в этой главе, линейны по объему и могут быть записаны в следующей форме:

(12.10) Pρ, e = A (ρ) + B (ρ) e.

Мы кратко представляем термины EOS, используемые для различных типов материалов — газов, жидкостей и высокоскоростных структур, подвергающихся удару.

Уравнение состояния идеального газа

EOS идеального газа (IG-EOS) используется для моделирования сжатия и расширения газа, такого как воздух, гелий и водяной пар. Он определяется как:

(12.11) Pρ, e = (γ − 1) ρe,

, где γ = cp / cv — отношение между удельной теплоемкостью при постоянном давлении cp и удельной теплоемкостью при постоянном объеме cv.

Уравнение состояния Джонса-Уилкинса-Ли

EOS Джонса-Уилкинса-Ли (JWL-EOS) обычно используется для моделирования термодинамического поведения взрывчатого газа, образующегося при детонации.EOS был первоначально предложен Джонсом и Миллером (1948), так что давление было функцией относительного объема и температуры. После этого Уилкинс (1964) дал другое выражение для давления как функции относительного объема и внутренней энергии. Наконец, Ли и др. (1968) расширил оба уравнения, чтобы получить окончательную форму JWL:

(12.12) Pjwlρ, e = A1 − ωρR1ρ0⁡exp − R1ρ0ρ + B1 − ωρR2ρ0⁡exp − R2ρ0ρ + ωρe,

где A, B, R1, R2 , и ω — параметры, зависящие от материала (Dobratz and Crawford, 1985), а ρ0 — эталонная плотность взрывчатого вещества (твердая часть).Имя Джонс-Уилкинс-Ли EOS обозначает последовательные модификации EOS.

Во время процесса детонации выделяющаяся химическая энергия не контролируется с помощью уравнения. 12.12. Чтобы учесть эти эффекты, вычисленное давление Pjwl умножается на коэффициент доли выгорания η∈ [0,1]. В коммерческом программном обеспечении LS-DYNA на основе работ Уилкинса (1964) и Жиру (1973) предлагаются два типа фракций ожога (η1 и η2).

•

Расчет η1:

(12.13) η1 = 2 (t − tl) DCJ3Ve / Aemaxif t> tl, η1 = 0ift≤tl,

, где отношение Ve / Aemax между объемом элемента и его максимальной площадью является характерной длиной, DCJ — скоростью детонации. а tl — время молнии.

•

Расчет η2:

(12,14) η2 = ρDCJ2PCJ1 − ρ0ρ,

где PCJ — давление Чепмена-Жуге.

Пользователь может выбирать между η = 1 или η = η1, η = η2 или η = max (η1, η2). Когда η равно единице, η остается постоянным и равным единице, что соответствует элементу, который полностью сгорел (полностью превратился в газ).Наконец, EOS JWL принимает следующий вид:

(12.15) Pρ, e = ηPjwlρ, e.

Можно заметить, что для A = B = 0 и ω = γ − 1 мы восстанавливаем IG-EOS, указанную в уравнении. 12.11.

Уравнение состояния Мурнагана

Баротропное УС Мурнагана (M-EOS) часто используется для моделирования как слабосжимаемых, так и сжимаемых потоков воды, и в литературе оно встречается по-разному. Наиболее часто используемое выражение дано Томпсоном (1972):

(12.16) P (ρ) = Bρρ0γ − 1 + P0,

, где B = ρ0c2 — объемный модуль упругости, а γ — параметр, зависящий от материала.ρ0 и P0 — эталонные плотность и давление соответственно. Можно отметить, что для баротропного УС внутренняя энергия не учитывается при вычислении давления. Таким образом, нет необходимости решать уравнение сохранения энергии для моделирования поведения таких жидкостей.

Уравнение состояния застывшего газа

При рассмотрении воды под очень высоким давлением, например, при подводном взрыве или гидравлическом ударе, предпочтительно использовать застывший газ EOS (SG-EOS), определенный по:

( 12.17) Pρ, e = (γ − 1) ρe − γπ

, где γ и π — эмпирические параметры, зависящие от материала. Можно отметить, что для π = 0 мы восстанавливаем IG-EOS, указанную в формуле. 12.11.

Уравнение состояния Ми-Грюнайзена

Для приложений, где материал действует по-разному при сжатии и расширении, EOS должен зависеть от состояния материала. Для таких материалов можно использовать Mie-Gruneïsen EOS (MG-EOS), который определяется следующим образом:

•

При сжатии: μ = ρ0 / ρ − 1> 0

(12.18) Pρ, e = ρ0c21 + 1 − γ02μ − a2μ21 − S1−1μ − S2μ2μ + 1 − S3μ3 (μ + 1) 22 + γ0 + aμe,

•

В разложении: μ = ρ0 / ρ− 1 <0

(12.19) Pρ, e = ρ0c2μ + γ0 + aμe,

, где ρ0 — начальная плотность, c — скорость звука, γ0 — коэффициент Грюнейзена, а a — коэффициент поправки на объем. S1, S2 и S3 — коэффициенты подгонки, полученные из экспериментальных данных Шока-Гюгонио (Marsh, 1980).

Детонация и предварительное зажигание

Избегайте ненужных повреждений вашего двигателя

Детонация и предварительное зажигание — это два уникальных условия, которые могут серьезно повредить авиационный двигатель.Из-за воздействия сил и сильного нагрева, возникающих в результате любого из них, обычно требуется полный демонтаж и ремонт двигателя.

Чтобы понять сходства, различия и причины того и другого, требуется понимание того, как именно сжигается топливо в двигателе для выработки мощности. Любой, кто когда-либо наблюдал, как загораются осевшие пары топлива, видел, как фронт пламени плавно переходит от источника воспламенения к внешним краям, где легковоспламеняющиеся пары достигают точки растворения, которая останавливает горение.Именно так топливо должно гореть в поршневом двигателе, чтобы развивать мощность без повреждений. Детонация относится к состоянию, при котором удаленные карманы в топливно-воздушной смеси резко взрываются из-за повышения давления после регулярного воспламенения. Предварительное зажигание относится к состоянию, при котором в камере сгорания существует либо несвоевременная искра, либо другой источник воспламенения, что позволяет горению начаться намного раньше, чем искра с нормальным временем зажигания. Предварительное зажигание и детонация часто могут перекрывать друг друга, обычно из-за повреждения детонацией, вызывающего преждевременное зажигание.

Детонация

Детонация уникальна тем, что она не может произойти до возгорания свечи зажигания. Когда искра вызывает горение внутри цилиндра, ожидается, что фронт пламени будет равномерно проходить через цилиндр, создавая тепло и даже давление, чтобы толкнуть поршень вниз. Когда начинается горение, давление в баллоне быстро повышается. Если детали камеры сгорания более горячие, чем обычно, это может привести к самопроизвольной детонации удаленных карманов внутри цилиндра. Это также может произойти, когда октановое число топлива ниже требований двигателя.

Причины детонации ограничиваются чрезмерным нагревом и низким октановым числом. Избыточное тепло может происходить из-за неправильного охлаждения, высокой компрессии из-за чрезмерных отложений в камере сгорания, обедненной смеси, опережающей синхронизации и многого другого. Когда он ограничен одним цилиндром, скорее всего, виноват частично забитый топливный инжектор. Это позволяет одному цилиндру работать намного меньше, чем другим. Утечки на впуске также могут обеднять смесь, но обычно наблюдаются при работе с низким давлением в коллекторе, когда симптомы утечки становятся гораздо более очевидными.Детонация, вызванная топливом с низким октановым числом, с большей вероятностью затронет несколько цилиндров, поскольку способствующий фактор присутствует во всех цилиндрах. Пилоту может быть трудно, если вообще возможно, обнаружить детонацию из кабины.

Детонация может произойти в течение некоторого времени до того, как произойдет серьезное повреждение, или она может очень быстро перерасти в серьезную неисправность, в зависимости от ее серьезности. Незначительная детонация может вызвать повреждение, которое со временем, вероятно, перерастет в все более серьезное. Это происходит в дальних частях камеры сгорания и в результате обычно вызывает наибольшие повреждения краев поршней.Это вызывает быстрое повышение температуры на краях поршня, что может привести к последующему взрыву и повреждению посадочных площадок кольца. Это также может вызвать преждевременное зажигание из-за горячих точек. Как только это происходит, поврежденный край поршня подвергается сильному нагреву и давлению, что может вызвать прожиг отверстия в углу поршня. Утечки продуктов сгорания, проталкивающиеся через призматические выступы кольца, также вызывают поджог на краю поршня, который быстро прогрессирует до выхода из строя уплотнения между камерой сгорания и картером.

Pre-Ignition

Pre-Ignition определяется как горение, которое начинается до того, как оно должно начаться, до регулярной искры с синхронизацией по времени. Предварительное зажигание может происходить самостоятельно или в результате детонации. Горячие точки от детонации, свечи зажигания с неправильным диапазоном нагрева и раскаленный нагар от обедненных смесей являются частыми причинами преждевременного воспламенения. Углеродные отложения обычно не накапливаются, когда бедная смесь является хронической, но обычные отложения могут быстро нагреваться до температуры накала, когда топливная форсунка внезапно частично забивается.Углеродные дорожки внутри магнето, которые позволяют цилиндру получать искру от другого цилиндра, также могут быть причиной.

В большинстве случаев преждевременное зажигание начинается в начале или около начала такта сжатия, поскольку горючая смесь становится труднее воспламенять при повышении давления. Это вызывает сильную нагрузку на двигатель и может быстро прожечь отверстие в поршне, чаще всего посередине. Предварительное зажигание вызовет внезапную потерю мощности, поскольку затронутый цилиндр работает против нормального вращения двигателя.Сильный жар возникает в результате сжатия горящей смеси. Никакая энергия не извлекается из горения, в результате вся тепловая энергия поглощается частями цилиндра.

Серьезные повреждения от детонации или предварительного воспламенения. Когда уплотнение между поршнем и картером нарушено, давление в картере может вытолкнуть картерное масло за борт, вызывая дополнительный ущерб от масляного голодания. Загрязнение двигателя и возникшие серьезные нагрузки потребуют полной разборки двигателя.Все детали должны быть проверены на предмет загрязнения, а все напряженные части должны пройти надлежащий неразрушающий контроль на целостность.

Airmark Overhaul, Inc. — это предприятие по ремонту авиационных двигателей с полным спектром услуг, и мы можем быстро вернуть ваш двигатель в эксплуатацию, чтобы вы продолжали летать.

Детонация и возгорание

Детонация и возгорание

высвобождение энергии (энергия, чрезвычайно полезная для военных целей) фундаментальный для обоих этих явлений. Как при детонации, так и при горении энергия выделяется, когда сложная молекула разбита на более простые составные части; однако, как и будет Как поясняется ниже, горение — это гораздо более медленный процесс. Низкие взрывчатые вещества (например, черный порох) полагаются при сгорании для выработки энергии.

Горение

Горение образуется в результате реакции кислорода и какого-либо топлива при высокой температуры. В результате ставка реакции сгорания ограничивается как количеством топлива, так и количество кислорода, с которым он контактирует. Если бы реакция зависела от кислорода, собираемого из окружающей среды атмосфере, это будет очень медленно. Вместо этого большинство взрывчатых веществ слабого действия включают в себя как топливо, так и окислитель. который выделяет кислород при нагревании.

Рассмотрим например черный порох, самая примитивная форма пороха и типичное слабое взрывчатое вещество. В черном порохе, древесном угле и сере являются топливом, а нитрат калия (KNO3) — окислителем.

Детонация (обычная бомба)

Детонация это процесс внутримолекулярного распада. Он полагается только на наличие единственного подходящего взрывчатого материала. и достаточно энергии, чтобы стимулировать это расстройство. Например, октанитрокубан (a недавно разработанное в армии США взрывчатое вещество) высвобождает большое количество энергии, когда его сильно напряженные углерод-углеродные связи разрываются в ответ на ударная волна. Потому что взрывчатка не требуют кислорода (или любого другого сореагента), они разрушаются гораздо больше быстро и гораздо более универсальны, чем горючие материалы.

Бризантные взрывчатые вещества обычно не могут быть взорваны при нагревании. в одиночку и поэтому требует, чтобы детонатор доставил либо ударную волну, либо электрический плата.Первое взрывчатое вещество, нитроглицерин был упакован вместе с детонатором как динамит. Динамит взрывается при зажигании простой шнур-предохранитель, который переносит пламя на небольшой колпачок из маловзрывоопасного черного цвета пудра; воспламенение черного пороха вызывает распространение ударной волны через нитроглицерин — инициирование детонации.

Прочие примечательные взрывчатые вещества:

· Пикриновая кислота — первое военное взрывчатое вещество, продемонстрирована Францией в 1885 году. Общеизвестно изменчивый и сложный в обращении.

· TNT — разработан Альфредом Нобелем в 1860-х годах, Впервые использовался в военных целях в 1902 году (Германией). TNT чрезвычайно прост в обращении в производственный процесс; он широко использовался во время Первой мировой войны.

· RDX — разработан британцами в 1899 году, но не введен в эксплуатацию до окончания Первой мировой войны. Аббревиатура расшифровывается как «Research Департамент взрывчатых веществ ». RDX — это так же прост в обращении, как TNT, но обладает гораздо большей взрывоопасностью.

Огненные бомбы

зажигательные бомбы сочетают в себе фугасное и зажигательное воздействие.Бризантные взрывчатые вещества высвобождают большое количество энергии на большой площади, в зажигательных бомбах они также выпускают большое количество легковоспламеняющийся материал (гелеобразно-топливные смеси, магний, белый фосфор и т. д.), который немедленно воспламеняется. Очевидно, что цель зажигательной бомбы — разжечь пожар взрывоопасным образом. В результате зажигательные бомбы часто более эффективны при уничтожении цели. чем простая взрывчатка; все, что не разлетелось первоначальной детонацией могут быть уничтожены возникшим огнем.

зажигательных бомб также могут иметь деструктивное воздействие:

— В подземных установках и герметичных бункерах, огонь быстро поглощает весь доступный кислород, удушая любой потенциальный выжившие враги.

— Наличие активных огней отвлекает противника ресурсов для их тушения, и затрудняет противнику маневрировать, общаться и собирать разведывательные данные в районе бомбежки сайт.

— Во время крупномасштабных атак с зажигательной смесью пожар создает восходящий воздушный поток (за счет конвекции), который заставляет воздух устремляться к огню со всех сторон; это быстро распространяющееся воздух обеспечивает огонь количеством свежего кислорода, увеличивая размер огонь и, в свою очередь, скорость воздушного потока.Этот цикл положительной обратной связи (обычно известная как огненная буря) создает очень большие и интенсивные пожары.

Зажигательный Материалы Главная Исторические зажигательные устройства в Война

Что такое детонация? Каковы вредные эффекты детонации в двигателе?

Детонация (также называемая «искровым детонацией») — это беспорядочная форма сгорания, которая может вызвать повреждение прокладки головки, а также другие повреждения двигателя.Детонация возникает, когда чрезмерное тепло и давление в камере сгорания вызывают самовоспламенение топливно-воздушной смеси. Это создает несколько фронтов пламени в камере сгорания вместо одного ядра пламени. Когда эти многочисленные пламени сталкиваются, они сталкиваются с взрывной силой, которая вызывает внезапное повышение давления в цилиндре, сопровождающееся резким металлическим звоном или стуком. Ударные волны, похожие на молот, создаваемые детонацией, подвергают прокладку головки, поршень, кольца, свечи зажигания и подшипники штока серьезной перегрузке.

Легкая или случайная детонация может произойти практически в любом двигателе и обычно не причиняет вреда. Но длительная или сильная детонация может быть очень разрушительной. Так что, если вы слышите стук или пинг при ускорении или буксировке двигателя, вероятно, у вас проблема с детонацией.

Эффект детонации: —

Вредные эффекты детонации следующие:

1. Шум и шероховатость: —

Стук производит громкий пульсирующий шум и волны давления.Эти волны колеблются взад и вперед по цилиндру. Наличие вибрационного движения вызывает вибрацию коленчатого вала и двигатель работает неровно.

2. Механическое повреждение: —

(а) Волны высокого давления, возникающие при детонации, могут увеличить скорость износа деталей камеры сгорания. Сильная эрозия днища поршня (аналогично эрозии лопастей морского винта из-за кавитации), головки блока цилиндров и точечная коррозия впускных и выпускных клапанов может привести к полному разрушению двигателя.

(b) Детонация очень опасна в двигателях с высоким уровнем шума. В небольших двигателях детонационный шум легко обнаруживается и могут быть приняты корректирующие меры, но в авиационных двигателях детонационный шум трудно обнаружить, и, следовательно, корректирующие меры не могут быть приняты. Следовательно, сильная детонация может сохраняться в течение длительного времени, что в конечном итоге может привести к полному разрушению поршня.

3. Углеродистые отложения: —

Детонация приводит к увеличению отложений углерода.

4. Увеличение теплоотдачи: —

Детонация сопровождается увеличением скорости передачи тепла стенкам камеры сгорания.

Увеличение теплопередачи происходит по двум причинам.

• Второстепенная причина заключается в том, что максимальная температура в детонирующем двигателе примерно на 150 ° C выше, чем в недетонирующем двигателе, из-за быстрого завершения сгорания
• Основной причиной повышенной теплоотдачи является размытие защитного слоя неактивного застойного газа на стенках цилиндра из-за волн давления.Неактивный слой газа обычно снижает теплопередачу, защищая зону сгорания и головку поршня от прямого контакта с пламенем.

5. Снижение выходной мощности и КПД: —

Из-за увеличения скорости теплопередачи снижается выходная мощность, а также КПД детонирующего двигателя.

6 Предварительное зажигание: —

Еще один эффект — увеличение скорости теплопередачи к стенам. Это может вызвать локальный перегрев, особенно свечи зажигания, температура которой может достигнуть достаточно высокой для воспламенения заряда до прохождения искры, вызывая преждевременное зажигание.Детонация двигателя в течение длительного периода времени, скорее всего, приведет к преждевременному воспламенению, и это реальная опасность детонации.

Разница между детонацией и детонацией

28 февраля 2018 г. Автор: Мадху

Ключевое различие — детонация против Детонация

Детонация и детонация часто сбивают с толку, но это разные термины, которые используются для объяснения проблем в двигателях. Детонация — это создание вибрации или резких звуков в двигателе из-за неправильного инициирования сгорания в ответ на воспламенение от свечи зажигания.Детонацию не следует путать с предварительным зажиганием. Детонация — это либо предварительное зажигание, либо самовоспламенение топлива в камере сгорания двигателя. Ключевое различие между детонацией и детонацией заключается в том, что детонация приносит двигателю несколько недостатков, таких как перегрев точек свечей зажигания, эрозия поверхности камеры сгорания и грубая, неэффективная работа, тогда как детонация может вызвать истирание, механические повреждения и перегрев. в двигателях.

СОДЕРЖАНИЕ

1.Обзор и основные различия
2. Что такое детонация
3. Что такое детонация
4. Сходства между детонацией и детонацией
5. Сравнение бок о бок — детонация и детонация в табличной форме
6. Резюме

Что такое стук?

Стук — это издавать резкие звуки из-за неравномерного сгорания топлива в цилиндре двигателя транспортного средства. Это происходит потому, что топливовоздушная смесь внутри цилиндра не инициирует сгорание должным образом в ответ на воспламенение от свечи зажигания.Свеча зажигания — это устройство, которое может подавать электрический ток , от системы зажигания в камеру сгорания для воспламенения топливовоздушной смеси с помощью электрической искры. Проще говоря, детонация — это вибрация двигателя из-за волн давления, возникающих в результате неравномерного сгорания. При этом слышен стук.

Причин детонации в двигателях может быть несколько. Одна из причин — неисправные свечи зажигания. Свечи зажигания могут стареть и выходить из строя со временем. Срок службы свечи зажигания зависит от состояния и типа свечи зажигания.Другой возможной причиной детонации является использование низкооктанового топлива.

Октановое число / октановое число : Это число, показывающее антидетонационные свойства топлива, основанное на сравнении со смесью изооктана и гептана. Бензин с нефтеперерабатывающих заводов бывает разного октанового числа. Чем выше октановое число топлива, тем большее сжатие оно может выдержать перед воспламенением.

Другая причина детонации — нагар в цилиндре. В большинстве случаев углеродные чистящие средства используются для предотвращения нагара, который может засорить цилиндр.Но еще может образоваться небольшое количество депозитов. Когда эти отложения образуются, в цилиндре остается меньше места для воздуха и топлива. Следовательно, может произойти сжатие топлива, которое может привести к детонации.

Рисунок 01: Двигатель автомобиля

Детонация привносит в двигатель ряд недостатков, например,

• Перегрев точек свечей зажигания
• Эрозия поверхности камеры сгорания
• Грубая, неэффективная работа

Что такое детонация?

Детонация — это процесс предварительного воспламенения или самовоспламенения топлива в камере сгорания двигателя.Часто это происходит из-за использования топлива с низким октановым числом. Это означает, что топливо начинает гореть до того, как загорится свеча зажигания и возникнет электрический ток. Детонация характеризуется мгновенным взрывным воспламенением.

Рисунок 02: Камера сгорания

Некоторые из причин детонации — низкокачественное топливо в двигателе и перегрев наконечников свечей зажигания. Низкокачественные моторные топлива вызывают износ деталей двигателя. Перегретый наконечник свечи зажигания может вызвать преждевременное зажигание.Некоторые превентивные меры для обозначения приведены ниже:

• Использование высококачественного моторного топлива
• Повышение воздушно-топливной смеси в цилиндре
• Уменьшить угол опережения зажигания
• Снижение нагрузки на двигатель

Каковы сходства между детонацией и детонацией?

• Детонация и детонация — это проблемы, возникающие в двигателях транспортных средств.
• Стук и детонация могут вызвать неблагоприятную работу двигателя.

В чем разница между стуком и детонацией?

Детонация против детонации
Стук — это издавать резкие звуки из-за неравномерного сгорания топлива в цилиндре двигателя транспортного средства.	Детонация — это процесс предварительного воспламенения или самовоспламенения топлива в камере сгорания двигателя.
Влияние на двигатель
Детонация приводит к ряду недостатков двигателя, таких как перегрев точек свечей зажигания, эрозия поверхности камеры сгорания и грубая, неэффективная работа.	Детонация может вызвать истирание, механические повреждения и перегрев двигателя.
Профилактика
Детонацию можно предотвратить заменой свечей зажигания, предотвращением образования нагара, использованием топлива с высоким октановым числом и т. Д.	Обозначения можно предотвратить, используя высококачественное моторное топливо, увеличивая соотношение воздух-топливо в цилиндре, уменьшая угол опережения зажигания и уменьшая нагрузку на двигатель.

Резюме —

Детонация против Детонация

Детонация и детонация — это проблемы в двигателях, которые часто встречаются в транспортных средствах.В большинстве случаев эти два термина сбивают с толку и используются как синонимы. Но это две разные ситуации в двигателях, о которых говорилось выше в этой статье. Разница между детонацией и детонацией заключается в том, что детонация приносит двигателю ряд недостатков, таких как перегрев точек свечей зажигания, эрозия поверхности камеры сгорания и грубая, неэффективная работа, тогда как детонация может вызвать истирание, механические повреждения и перегрев двигателей.

Артикул:

1.Редакторы Encyclopdia Britannica. «Стук». Encyclopdia Britannica, Encyclopdia Britannica, inc., 15 июня 2015 г. Доступно здесь
2. «Что вызывает детонацию в двигателе? | Firestone Complete Auto Care ». Полностью Firestone, 14 февраля 2017 г. Доступно здесь
3. Гейбл, Кристина и Скотт. «Что такое детонация?» ThoughtCo, 27 августа 2017 г. Доступно здесь
4. «Двигатель стучит». Википедия, Фонд Викимедиа, 25 февраля 2018 г. Доступно здесь

Изображение предоставлено:

1.’530i Touring Msport LCI 59’ от форумов E60, (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2.