Стук в моторе при повышении оборотов: Почему стучит двигатель при разгоне: бензиновый или дизельный

Почему стучит двигатель при разгоне: бензиновый или дизельный

Одной из распространенных причин обращения в сервисный центр является наличие стука в двигателе при разгоне. То есть, водитель нажимает на педаль газа, и он слышит, что в его моторе явно что-то стучит, при этом других очевидных проблем с мотором не наблюдается. Если игнорировать подобную проблему, со временем она может вылиться в более серьезную неисправность. В рамках данной статьи рассмотрим, почему возникает стук в двигателе при разгоне, как на бензиновом, так и на дизельном моторе автомобиля.

---

Оглавление: 
1. Почему стучит бензиновый двигатель при разгоне
2. Почему стучит дизельный двигатель при разгоне
3. Как определить, почему стучит двигатель при разгоне

---

Почему стучит бензиновый двигатель при разгоне

Наиболее часто рассматриваемая проблема возникает на автомобилях, на которых используется мотор с цепным приводом. Довольно распространена проблема, когда именно цепь становится причиной того, что появляются стуки при наборе скорости.

Ситуация состоит в том, что цепь в процессе работы вытягивается, и она при повышении оборотов начинает задевать корпус блока, из-за чего и возникает шум. Особенно хорошо слышно данный грохот при наборе скорости автомобилем, но при этом данный стук имеется на самом деле во всех режимах. Соответственно, чтобы определить является ли данная неисправность причиной проблемы, нужно проверить натяжение цепи. Если она натянута слабо, потребуется подтянуть цепь или ее заменить.

В зависимости от того из какой части мотора доносится шум при наборе скорости, варьируются проблемы, которые к этому приводят. Если слышится шум из верхней части двигателя, причиной тому служит в большинстве случаев износ распределительного вала. В зависимости от количества оборотов, будет меняться интенсивность шумов. Именно поэтому водители чаще всего обращают внимание на стук при разгоне, когда имеется данная проблема. В случае, если неисправен действительно распредвал, потребуется его демонтировать и заменить вышедший из строя вал.

Обратите внимание: Чаще всего неисправность связана с проблемой в подшипниках.

Еще одна причина шума при разгоне – это помпа. По факту, в данном случае стучит не сам двигатель, но, поскольку она располагается в непосредственной близости от него, водитель может путать данные шумы. Чаще всего помпа шумит из-за разрушения подшипника. При этом чем выше обороты автомобиля, тем сильнее шум. Зачастую даже специалисты со стажем не способны точно сказать, стучит помпа или распределительный вал. Чтобы окончательно определиться с проблемой, необходимо снять водяной насос, после чего попробовать вручную прокрутить деталь. Если при прокручивании помпы будут слышны постукивания, это говорит о необходимости заменить ее или попробовать отремонтировать.

Если двигатель стучит не только при разгоне, но и когда поддерживаются низкие обороты, вероятнее всего проблема в недостаточном количестве масла в моторе.

Также нельзя исключать вариант, что используемое масло, если его залито достаточно, является низкокачественным и не справляется со своими задачами. Как известно, задачей масла в двигателе автомобиля является создание тонкого защитного слоя на деталях. Если он не создается, двигатель будет заметно стучать на высоких оборотах.

Обратите внимание: Иногда двигатель начинается стучать после замены масла, если во время этой процедуры выполнялась промывка мотора. Связано это с удалением с элементов двигателя сажи и отложений кокса. Данная проблема должна решиться через 200-300 километров пробега, соответственно, пропадет и стук.

Почему стучит дизельный двигатель при разгоне

Перечисленные выше причины, которые относятся к бензиновому двигателю, можно экстраполировать и на дизельный мотор. Но есть еще одна характерная для дизелей проблема, на которую стоит обратить внимание.

Если дизельный двигатель стучит при разгоне, это может говорить о неправильной горючей смеси, поступающей в цилиндры. Чтобы убедиться в этом, нужно проверить, правильно ли настроена подача топлива.

Как определить, почему стучит двигатель при разгоне

Как можно видеть, причин, которые могут приводить к стуку двигателя в процессе работы или разгона, достаточно много. И выше были перечислены далеко не все варианты подобной неисправности. Например, к стуку при работе двигателя могут приводить такие вещи как открученная защита поддона, стук от которого исходит примерно оттуда же, откуда может слышаться стук коленвала, из-за чего их часто путают.

Чтобы диагностировать, что именно является причиной стука двигателя при разгоне, нужно первым делом определиться, когда именно возникает шум. Можно выделить 3 варианта:

• Стук слышится все время при работе двигателя автомобиля. В большинстве случаев это связана с износом коленчатого вала или кривошипно-шатунного механизма, если отбросить более простые причины;
• Стук двигателя появляется только при высоких оборотах. Такая проблема часто возникает из-за неисправности газораспределительного механизма и при износе подшипников, которые являются частью конструкции мотора;
• Стук двигателя слышится только на холостом ходу. Причину следует искать в системе смазки или настройке клапанов.

Определившись с одним из этих трех вариантов, можно переходить к более детальному поиску причины неисправности.

Загрузка…

Стук в двигателе – причины и способы устранения

Если вы услышали стук в двигателе, то готовьтесь к серьезной диагностики, поскольку причин стука может быть великое множество и большинство из них имеют довольно серьезные причины. Причем проявляться стук может по-разному:

• при запуске на холодную,
• при запуске на горячую,
• при повышении оборотов,
• на постоянной основе и т.д.

В процессе эксплуатации стук может менять свою частоту, изменять тональность, уходить и вновь появляться. Самостоятельно определить причину того, почему стучит двигатель достаточно сложно, однако мы попытаемся описать основные из них.

Причины стука в двигателе

Почти всегда, если появился стук двигателя на холодную – это стучит распредвал или коленвал. Звук в обоих случаях глухой, переходящий в звонкий при повышении оборотов. Разница между ними лишь в частоте – распредвал стучит в два раза медленнее оборотов двигателя, тогда как коленвал стучит с частотой равной оборотам ДВС.

Следующий тип– стук двигателя на горячую. Здесь тоже может быть несколько вариантов – если звук сильный и глухой – это может быть ранняя детонация топлива. Если звук звонкий и сопровождает работу ДВС в любых условиях – это стучат клапана. Клапана спутать с чем-либо другим сложно, как и раннюю детонацию. Первое похоже на «перестук». Второй же вариант – это звук несбалансированной работы двигателя. При этом авто заметно подстраивает.

Ну а если появился стук двигателя на оборотах, то это либо клапана, либо изношенные шатуны. Во втором случае вы можете резко сбросить газ, и если звук слегка усилился, то это точно шатунная группа. Про клапана мы написали выше.

Также может проявляться заметный стук при запуске. Тут несколько вариантов:

• привод бензонасоса,
• ТНВД на дизельных двигателях,
• распредвал или коленвал (некоторое время, пока до них не дойдет смазка) и т.д.

Любой тип стука сигнализирует о срочной необходимости профессиональнной диагностики! Помните, что чем сильнее стучит мотор, тем больше вероятность того, что двигатель испытывает серьезные нагрузки. Во избежание нанесения непоправимого вреда своему автомобилю, не откладывайте в долгий ящик поездку на диагностику. Поскольку устранение последствий позднего ремонта может встать в разы дороже, чем устранение первоначальной причины.

Как устранить стук в двигателе

Поскольку причин возникновения стука в моторе очень и очень много, то нет какого-то конкретного рецепта по его устранению. Например, если он связан с несбалансированной работой двигателя, клапанов и поршней, то вам поможет исключительно полноценный ремонт поршневой группы. Ну а вообще, причиной стука в двигателе может быть что угодно – любой зазор, некачественный крепеж, повреждение деталей – все это может приводить к появлению того или иного неприятного звука.

Единственный выход из ситуации – это грамотная диагностика и устранение причин, какими бы они ни были. Они могут быть банальными – от потребности в регулировке клапанов до полноценного ремонта двигателя. Просто обратитесь к специалистам, и все ваши проблемы будут решены в ближайшее время!

Интересные статьи на заметку:

Ремонт гильзы цилиндра

С уважением, команда специалистов engine-repairing

★ Стук в двигателе при увеличении оборотов | Информация

Пользователи также искали:

стук двигателя на холостых оборотах, стук в двигателе на высоких оборотах ваз 2101, стук в двигателе при нагрузке, стук в двигателе ваз 2106 на высоких оборотах, стук в верхней части двигателя, нагрузке, на определенных оборотах, ваз 2106 на высоких оборотах, двигателя на холостых оборотах, на высоких оборотах ваз 2101, стучит двигатель, повышении, верхней части двигателя, стук в двигателе при нагрузке, стук в двигателе на определенных оборотах, стук в двигателе ваз 2106 на высоких оборотах, стук двигателя на холостых оборотах, стук в двигателе на высоких оборотах ваз 2101, стучит двигатель при нажатии на газ, при повышении оборотов появляется звук, стук в верхней части двигателя, стук в двигателе при, оборотов, двигатель при, стука двигателя, стук в двигателе, стук в двигателе при увеличении оборотов, двигателе, стука в двигателе, двигатель, при, оборотах, стук, при увеличении оборотов, двигателя,

Стук в двигателе при запуске на холодную

Начнем с того, что холодный старт для двигателя, мягко говоря, не очень полезен для силового агрегата, поэтому лучше бы вам приехать на диагностику. А причин, почему слышен стук при запуске двигателя на холодную, примерно с десяток. Чтобы начать самостоятельно устранять это явление, надо точно знать, из-за чего появляется стук. Давайте вспомним самые популярные причины.

1) Засорение масляной магистрали или износ её элементов. Меняется либо какой-то конкретный элемент, либо сразу несколько: масляный фильтр, вкладыши коленвала, гидрокомпенсаторы, распредвалы и шестерни, подшипники роккеров, гидронатяжитель. Проверить цепь, уровень и состояние масла, при необходимости – заменить его.

2) Износ подшипников. Если выходят из строя коренные, будет слышен стук в нижней части двигателя, при дефекте шатунных звук более звонкий, ясный, и пропадёт при выключении зажигания. В обоих случаях можно заменить вкладыши.

3) Нагар в камере сгорания. К стуку добавится выхлоп – более дымный, чем обычно, а также можно заметить, что двигатель перегревается нехарактерно быстро. Удалить нагар, сменить тип топлива на более качественный.

4) Не те свечи зажигания. Редко, но случается так, что калильное число не соответствует типу двигателя. Если при запуске двигателя слышен стук, а при визуальном осмотре на свечах виден нагар, которого по времени использования быть не должно, надо заменить свечи.

5) Цилиндр и поршни двигателя. Когда появляется увеличенный зазор между цилиндрами и поршнями, при холодном запуске двигателя слышен стук из-за того, что детали утратили исходный размер и нуждаются в замене или перешлифовке.

Другие причины тоже могут быть обнаружены, но всё индивидуально и при фактическом осмотре. Не рекомендуем действовать наугад, всё же двигатель – это серьёзно, ошибки в действиях, сборке, замене деталей могут привести к капитальному ремонту, а это намного дороже, чем профессиональная точная диагностика текущей поломки и устранение дефекта опытным мастером.

Странный стук на холостых оборотах

Какого года машина? J20A — не самое главное, главное устройство выхлпной системы… у меня европейка, 2004, там вроде евро-4, пугают chek engiin soon сервисмены. В ближайшее время поеду в специализированный сервис по выхлопным системам.

GBSad написал(а):

Прочитал и изучил про это все, потом хорошо подумал и пришел к следующим выводам: позвякивает цепь о натяжной ролик ПО ПРИЧИНЕ СЛАБОВАТОГО ДАВЛЕНИЯ МАСЛА на холостом ходу при прогретом двигателе (масло 5W40), посокльку степень натяжения цепи роликом при работе двигателя осуществляется гидроприводом (как и у гидрокомпенсаторов). При холодном двигателе вязкость масла повыше, давление побольше (как и при повышении оборотов), ролик прижимается к цепи плотнее- звуки пропадают. Решил, что это не существенно и больше по этому поводу не парюсь, поскольку на ходу все прижимается и работает хорошо, а на холостом ходу ГРМ не износится. И еще пришел к выводу, что при замене всего ГРМ (цепь + ролик) звуки могут остаться, т.к. это не от износа, а просто масло жидковатое. К моему удовольствию, на этом форуме нашел подтверждение моей мысли — после замены у людей звуки остались. …

Поменял цепи, мотор как у Вас, пробег 90.
Надо сказать, что до замены в движке наблюдались звуки:
1. позвякивание, похожее на то что Вы говорите.
2. Непродолжительные стуки на холодную, по описанию похоже на гидрокомпенсатор,
3. Короткий резонатрный скрежет при перегазовке.
Замена цепей вылечила первый два — полностью, в том числе и описываемое Вами позвякивание. Третий звук — развалившийся катализатор, звучит только при резкой перегазовке — снизу двигателя, справа на выходе.
Что касается замены цепей, роликов там нет, есть звездочки, но ходят они значительно дольше цепей — лично убедился. Я поменял две цепи, два натяжителя, два успокоителя и башмак натяжителя.
Масло залил опять 5w40 Castrol Magnatec, на звуки не влияет.
Кстати, моторист посоветовал лить Castrol RX 10w60, говорит приятнее будет движку, вот подумываю, правда дороже оно .

Почему у меня стучит двигатель? 3 Возможные объяснения. — Блог AMSOIL

Существует несколько различных причин, по которым ваш двигатель может издавать стук, тиканье или свистящий звук. Давайте разберем каждую из них и поговорим о том, что может происходить.

Это звук, тик или гудок двигателя?

Стук одного водителя — тик другого водителя . Или пинг . Третьи сравнивают звук стука двигателя, который они слышат, с шариками, катящимися внутри банки из-под кофе.

Самовозгорание воздуха / топлива внутри цилиндров является частым источником детонации в двигателе.

Хотя описание звука может отличаться, обстоятельства, при которых он возникает, часто одинаковы — низкая скорость, высокий крутящий момент, обычное явление при ускорении.

Детонация в двигателе обычно возникает при низких оборотах с высоким крутящим моментом, например, при ускорении.

Как происходит детонация в двигателе

Допустим, часы пробили 5:00, и вы пролетаете мимо своего грузовика и уезжаете домой.Когда вы убираете акселератор с парковки, вы слышите стук двигателя. Или пинг. Когда вы отпускаете газ, он уходит.

Вероятно, это связано либо с преждевременным зажиганием, либо с детонацией. По сути, это одно и то же явление, но происходит в разное время.

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.

Плохое время

Pre-ignition (и его родственник, low-speed pre-ignition [LSPI]) — это аномальные события сгорания, которые нарушают этот точный баланс. При определенных условиях топливо / воздух может самовоспламеняться слишком рано в цикле сгорания. Иногда виновато низкооктановое топливо; иногда это налет на днище поршня.

Топливо со слишком низким октановым числом для вашего двигателя может спорадически воспламениться до того, как поршень достигнет ВМТ.

Или куски углерода могут нагреваться и создавать горячую точку, которая эффективно воспламеняет топливо / воздух до того, как загорится свеча. Затем, когда свеча действительно срабатывает через долю секунды, два фронта пламени сталкиваются. В определенных условиях они могут столкнуться с движущимся вверх поршнем. Возникающая в результате ударная волна сотрясает поршень внутри цилиндра, создавая стук, звон или звук мраморной плитки, который вы слышите.

Детонация имеет тот же эффект, за исключением того, что она происходит после зажигания свечи.

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.

Тик, тик, тик

Допустим, ваш двигатель тикает как бомба замедленного действия, особенно утром, когда холодно. Вероятно, у вас проблема с клапанным механизмом.

Ваш двигатель использует впускные клапаны для подачи чистого воздуха в цилиндры и выпускные клапаны для удаления отработавших газов сгорания.Клапаны открываются и закрываются тысячи раз в минуту в слаженном вихре активности.

Точно сбалансированная система деталей — коромысел, стержни клапанов, кулачки, толкатели — контролирует их движения. Зазоры между этими частями, известные как lash , могут стать неплотными (или sloppy в автомобильной номенклатуре). Когда это происходит, все эти движущиеся части, стучащие друг о друга, могут издавать тикающий звук.

Это особенно заметно утром, когда масло еще не успело циркулировать в верхней части двигателя.

Во многих двигателях используются гидравлические подъемники, в которых используются поршень и пружина, работающие под давлением масла, для компенсации зазора, помогая обеспечить плавную и тихую работу системы.

Надлежащее давление масла играет большую роль в работе клапанного механизма и шума. Низкое давление масла может снизить эффективность гидравлических подъемников, увеличивая зазор. Скорее всего, это произойдет с некачественным обычным маслом, которое разжижается при высоких температурах, не позволяя двигателю развивать хорошее давление масла.

Если стержни стучат …

Стук штанги — еще одно возможное объяснение звука стука двигателя.

Ваш двигатель построен с расчетным зазором между шейками коленчатого вала и шатунами. В правильно работающем двигателе, использующем хорошее масло, моторное масло заполняет эти зазоры и предотвращает контакт металла с металлом.

Но, допустим, вы использовали некачественное обычное масло.

При высоких температурах масло разжижается, а жидкая пленка ослабевает.Давление между шейками кривошипа и шатунами выдавливает масло из зазоров. Теперь металл скользит по металлу, стирая поверхности и увеличивая зазоры. Со временем зазоры увеличиваются настолько, что вы начинаете слышать стук металлических поверхностей друг о друга. В конце концов, они свалятся вместе и сломают двигатель.

Уменьшение шума при работе двигателя

Звучит ужасно. Но иногда вы можете решить проблему преждевременного зажигания, используя газ с более высоким октановым числом или очистив двигатель от отложений с помощью очистителя топливной системы, такого как AMSOIL P.я. Улучшитель производительности.

Использование более качественного масла, которое лучше течет в холодную погоду и сохраняет вязкость в горячем состоянии, иногда может успокоить тиканье клапана.

Удар по стержню — худший из трех. Если зазоры между шейками кривошипа и шатунами увеличились из-за износа, катастрофическое повреждение — лишь вопрос времени.

В любом случае посетите своего механика и решите проблему, пока она не усугубилась.

Итог…

Мораль этой истории состоит в том, чтобы просто заплатить немного больше сейчас за обслуживание вашего автомобиля, а не тратить много времени на его ремонт.

Используйте высококачественное масло, устойчивое к экстремальным температурам и поддерживающее правильное давление масла. Периодически очищайте отложения в камере сгорания топливной присадкой, такой как AMSOIL P.i.

Это поможет вашему автомобилю работать исправно и бесшумно в течение многих лет.

Обновлено. Первоначально опубликовано: 2 июня 2017 г. .

3 причины детонации в двигателе

Детонация в двигателе — одна из самых серьезных проблем, которые могут возникнуть в автомобиле, но не многие люди знают, что это такое и чем вызвано.По сути, детонация в двигателе (также известная как звон, детонация и искровой детонация) происходит, когда воздушно-топливная смесь внутри цилиндра является неправильной, что приводит к неравномерному сгоранию топлива. В нормальных условиях топливо горит в карманах, а не в одном гигантском огненном шаре внутри, и когда горит каждый карман с топливом, происходит удар, который горит следующим, пока все топливо не сгорит за этот ход. Когда присутствует стук, карманы горят неравномерно, вызывая ударные волны в неподходящее время, которые могут повредить стенку цилиндра и сам поршень.Это также создает общий звук «звона», который часто описывается при стуке.

Детонация в двигателе может быть вызвана многими причинами, однако наиболее распространенными являются следующие:

• Топливо в вашем автомобиле имеет слишком низкое октановое число. — Октановое число бензина иногда называют антидетонационным индексом AKI — . Производители рекомендуют определенный рейтинг для поддержания оптимальных характеристик своих автомобилей. Если вы используете бензин, у которого слишком низкий AKI, вы можете использовать октановый бустер, купленный в любом магазине автозапчастей, чтобы вернуть его к уровням, которые позволяют нормально работать.Если вы используете правильный рейтинг, но проблемы по-прежнему возникают, попробуйте другую марку бензина. Использование бензина с AKI выше, чем рекомендует производитель, не окажет отрицательного воздействия.
• Нагар на стенках цилиндров. — Все виды топлива, продаваемые в США, должны содержать определенный уровень моющего средства для очистки углерода, однако этого может быть недостаточно для предотвращения образования отложений. Когда образуются отложения, объем цилиндра эффективно уменьшается, что увеличивает сжатие, которое может вызвать детонацию.Чтобы с этим бороться, сначала попробуйте приобрести в магазине автозапчастей немного моющей добавки, а затем попробуйте сменить топливо. Если ваш автомобиль склонен к ударам, вы можете добавлять моющее средство при каждой заправке.
• В вашем автомобиле установлены неподходящие свечи зажигания. — Производители рекомендуют свечи зажигания для каждого автомобиля и часто указывают некоторые альтернативы. Если в вашей машине работает что-то, кроме рекомендованного, возможно, вы постучали. Диапазон нагрева свечи зажигания часто указывается в ее номере детали, и свеча зажигания предназначена для работы в этом диапазоне.Его работа — , кроме производства искры — , также заключается в отборе тепла из камеры сгорания в головку. Попробуйте заменить свечи, если смена топлива не помогает.

Три причины детонации являются наиболее распространенными, а также наименее затратными в устранении. Если после выполнения этих рекомендаций ваш автомобиль все еще стучит, попробуйте отнести его в магазин с хорошей репутацией.

Связанные вопросы и ответы

Какой самый лучший показатель октанового числа газа?

Октановое число по газу — это склонность топлива к сгоранию, которая достигается за счет смешивания топлива с присадками.Более высокое октановое число означает, что топливо будет гореть медленно, тогда как топливо с более низким октановым числом будет гореть быстрее. Высокопроизводительные автомобили, такие как гоночные автомобили, потребуют высокооктанового топлива, такого как бензин премиум-класса. В этом нет необходимости для других автомобилей, и использование низкооктанового топлива, такого как обычный газ, должно быть вполне приемлемым. Однако, если вы водите автомобиль с карбюратором, вам следует подумать о топливе с более высоким октановым числом, поскольку карбюратор не так эффективен, как новые технологии впрыска топлива. Таким образом, вы можете сделать вывод, что лучший рейтинг топлива для вашего автомобиля — это то, что указано в руководстве по эксплуатации, что для большинства автомобилей составляет 87 баллов.

Какова средняя стоимость замены и установки свечей зажигания?

Сумма, которую вы платите за установку свечей зажигания в вашем автомобиле, будет сильно различаться в зависимости от того, отнесете ли вы ее в магазин дилера или посетите местного механика. Разница в цене поразительна: ваш механик — лучший вариант, если вы хотите сэкономить. Покупка свечи зажигания обойдется вам в среднем в 5 долларов, а верхний потолок — около 10 долларов. К этой стоимости вам нужно будет добавить небольшую плату за установку вашего механика, хотя на самом деле это то, что вы можете легко сделать самостоятельно, если у вас есть гаечный ключ для свечей зажигания и немного навыков.Понаблюдайте, как ваш механик делает это несколько раз, и вы сможете сделать это самостоятельно без проблем.

Что такое стук двигателя? Как этого избежать на велосипеде?

В этом кратком рассказе мы обсудим, что такое стук двигателя, что такое срыв двигателя, и несколько способов избежать детонации двигателя в вашем велосипеде…

В общем сценарии, если вы зададите вопрос о том, что такое детонация двигателя, мы могли бы получить определение, которое более точно описывает двигатель , выхватывающий , а не детонацию.Описание может быть таким: когда вы разгоняете байк на низкой скорости без переключения передачи, двигатель работает рывками, что приводит к « детонации двигателя ».

Но это схватка, а не стук, о которой многие из нас могут не знать. Стук двигателя — это металлический звук при нажатии на педаль газа. Звук мог быть глухим стуком или дребезжащим; в любом случае вы хотели бы, чтобы двигатель работал плавно и менее шумно.

Как определить, стучит ли ваш двигатель

Слабый стук двигателя не должен вас сильно беспокоить.Фактически, это приносит немного пользы вашему двигателю, увеличивая скорость пламени. Однако сильный удар, если его не устранить вовремя, может привести к почти непоправимому ущербу.

А сильный стук можно узнать по звуку; как будто двигатель грохочет точно так же, как ваш двигатель, когда вы очень медленно едете на высшей передаче. Как будто шум возникает тогда, когда его не должно быть; вы едете с оптимальной скоростью на передаче.

Негативы детонации двигателя

Детонация двигателя может вызвать множество проблем с загрязнением; он выделяет оксид азота и несгоревшие углеводороды, которые являются ядовитыми газами, которые могут вызвать астму и эмфизему.Поэтому вам необходимо знать некоторые факты о детонации двигателя, чтобы сохранить окружающую среду и безопасность автомобиля.

Причины детонации двигателя

Одной из основных причин детонации в двигателе может быть неправильный процесс сгорания, , который является результатом преждевременного сгорания из-за накопления углерода в камере сгорания, недостаточной топливно-воздушной смеси и слишком быстрого воспламенения.

Детонация двигателя также может быть связана с перегревом двигателя, что опять же является проблемой сгорания.Отсутствие циркуляции выхлопных газов или нерегулярное октановое число бензина также приводит к детонации двигателя.

Повреждение подшипников коленчатого вала, сломанный маховик, соединяющий двигатель с трансмиссией, чрезмерно используемый подшипник водяного насоса, ослабленный ремень ГРМ, неисправный компрессор кондиционера или генератор переменного тока с чрезмерно изношенным подшипником — все это может привести к детонации двигателя; скорее это внутренние механические неисправности, которые могут привести к тому, что двигатель будет издавать стук.

Рейтинги шин, техническое обслуживание: все, что вы должны знать о шинах — простыми словами

Детонацию в двигателе распознать нелегко, и для решения этой проблемы необходимо обладать определенными знаниями.И когда вы обнаружите проблему, вам совсем не обязательно разбирать двигатель целиком. Вместо этого вы можете попытаться найти основную причину стука, а затем попытаться устранить ее, не открывая внутренние части.

Как обслуживающий персонал бензоколонки обманывает вас — быстрые указатели

Как предотвратить или избежать детонации двигателя?

• Использование подходящего и рекомендованного бензина хорошего качества с октановым числом для двигателя
• Дайте двигателю разогреться перед тем, как начать работу, и не нагружайте двигатель в холодные зимы, прежде чем он нагреется или прогреется.
• Никогда не выбирайте турбокомпрессоры, которые не предусмотрены для вашего двигателя.
• Могут быть двигатели с плохой конструкцией, которые могут сработать.
• Не отправляйтесь в длительные поездки без перерывов; двигатели, которые сильно нагреваются, имеют тенденцию к сносу.

Следующее чтение: «Какое моторное масло мне использовать?» — Моторное масло очень простыми словами

Исследование детонационного эффекта в двигателе с воспламенением от сжатия с водородом в качестве вторичного топлива

Целью этого проекта является обнаружение детонации при сгорании биодизель-водородного топлива, а также подавление детонации за счет впрыска диэтилового эфира (ДЭЭ) с биодизельным топливом. водородное топливо для различных нагрузок.Водородное топливо является эффективным альтернативным топливом для создания экологически чистой окружающей среды с более высокой эффективностью. Использование водорода в двигателе с воспламенением от сжатия приводит к детонации или детонации из-за его более низкой энергии воспламенения, более широкого диапазона воспламеняемости и более короткого расстояния гашения. Детонационное сгорание вызывает серьезные повреждения двигателя, а также снижает эффективность. Метод использует измерение и анализ сигнала давления в баллоне для различных нагрузок. Сигнал давления должен быть преобразован в частотную область, которая показывает точное детонационное сгорание топливных смесей.Изменение сигнала давления постепенно увеличивается и плавно снижается до минимума при нормальном сгорании. При детонационном сгорании произошло быстрое нарастание сигнала давления. Экспериментальная установка была в основном доступна для оценки возможности нормального сгорания путем сравнения с сигналами от обеих топливных смесей в двигателе с воспламенением от сжатия. Этот метод обеспечивает лучшие результаты в прогнозировании детонационной характеристики биодизель-водородного топлива, а использование DEE обеспечивает полное сгорание топлива с более высокими характеристиками и меньшими выбросами.

1. Введение

Спрос на ископаемое топливо увеличивается за счет более широкого использования транспорта и автомобилей. Использование ископаемого топлива приводит к увеличению выбросов, таких как HC, CO, CO ₂ , а также ухудшает состояние окружающей среды. Лучшее решение этой проблемы — переход на альтернативные виды топлива. Водород — наиболее эффективное альтернативное топливо, которое снижает выбросы и расход топлива, а также обеспечивает лучшую производительность. Водород имеет некоторые ограничения, такие как обратное воспламенение и преждевременное зажигание.Saravanan et al. [1] предположили, что дизельный двигатель с прямым впрыском (DI) использовался для проверки производительности и выбросов двигателя. Водород впрыскивается во впускное отверстие двигателя, и дизельное топливо может использоваться в качестве источника воспламенения. Для повышения эффективности детонационное горение возникло как серьезная проблема из-за некоторых свойств водородного топлива, таких как более широкий диапазон воспламеняемости и более короткая дистанция гашения. Биодизель можно использовать в качестве источника воспламенения вместо дизельного топлива, что снижает выбросы твердых частиц и ограничивает условия самовоспламенения.Возможны минимальные выбросы при более высоких нагрузках.

Zhen et al. [2] предполагают, что обнаружение детонации будет выполняться несколькими типами методов. К этим методам относятся анализ давления в цилиндрах, анализ теплопередачи, световое излучение, анализ вибрации блока цилиндров, анализ промежуточных радикалов и компонентов, анализ ионного тока и анализ температуры выхлопных газов. Наиболее подходящими методами являются анализ давления в цилиндрах и анализ теплопередачи. Интенсивность детонации — это максимальная амплитуда колебаний давления в цилиндре, а быстрое увеличение сигнала давления и скорости тепловыделения дает информацию об аномальном сгорании.

Wannatong et al. [3] определили, что детонация в двигателях приводит к повреждению двигателя и ограничивает его характеристики. Характеристики сгорания и детонации можно определить для дизельного топлива и комбинированного топлива (дизельное топливо и природный газ) путем изменения температуры всасываемой смеси, увеличения количества природного газа, смеси дизельного и природного газа. Детонации двигателя отмечались при каждом повышении температуры всасываемой смеси и увеличении количества природного газа. В этом процессе более высокая температура всасывания закрепляла сгорание и приводила к самовоспламенению топлива до появления пламени.Быстрый рост давления в цилиндре показал начало детонации в двигателе.

Метод обнаружения детонации должен выполняться по давлению в цилиндре, вибрации блока и сигналу звукового давления в двигателе с искровым зажиганием (SI). Частоты трех гармоник детонации были оценены путем анализа сигнала давления в цилиндре при различных условиях работы двигателя с искровым зажиганием (SI). Отфильтрованный сигнал давления можно использовать для прогнозирования интенсивности детонации, а также помогает удалить фоновый шум.Детонационные окна и частоты детонации были определены Lee et al. [4].

Brunt et al. [5] провели сравнение рассчитанных пиковых давлений при разрешении угла поворота коленчатого вала для постоянной скорости, а также выяснили пиковое давление детонации для всех циклов. Измерение и анализ давления в цилиндре используются для получения точного детонационного сгорания. Интенсивность детонации должна определяться максимальной изменчивостью пикового давления и его отфильтрованными данными.

2. Основы

2.1. Водородное топливо

Водород имеет характеристики чистого горения, которые обеспечивают эффективную работу в двигателе ХИ. Водород можно использовать в качестве вторичного топлива в двигателе внутреннего сгорания. Горящий водород соединяется с кислородом с образованием воды и никаких других продуктов сгорания (за исключением небольшого количества). Водород не может воспламениться при сжатии из-за более высокой температуры самовоспламенения (585 ° C), чем дизельное топливо (180 ° C). Биодизель используется в качестве источника воспламенения водородного топлива при сгорании двигателя с воспламенением от сжатия (таблица 1).

9024 9024 2 9018 9024 9024 2 5 OC 2 H 5 9024 Свойства Биодизельное топливо Водород Диэтиловый эфир Температура самовоспламенения (K) 535 858 433 Теплотворная способность (МДж / кг) 5 119,9 33,9 Плотность (кг / м 3 ) 885 0,0837 713 Вязкость при 15,5 ° C, сантипуаз6 —

2.2. Основы детонации

Из-за присутствия некоторых компонентов в используемом топливе скорость окисления становится настолько большой, что последняя часть топливно-воздушной смеси мгновенно воспламеняется, вызывая взрывную мощь, известную как детонация.Взрывное воспламенение топливно-воздушной смеси перед распространяющимся пламенем вызывает последовательные колебания давления в цилиндре. Хорошо изученное внешнее смешивание водорода с всасываемым воздухом вызывает возгорание и детонацию, особенно при более высоких нагрузках двигателя. Ненормальное сгорание водородного топлива в двигателе с ХИ приведет к увеличению скорости химического тепловыделения, что приведет к быстрому повышению давления и большему отводу тепла. Максимальная амплитуда колебаний давления и анализ температуры выхлопных газов являются хорошим индикатором степени детонации.

3. Экспериментальная установка

В этом исследовании одноцилиндровый четырехтактный дизельный двигатель с непосредственным впрыском с водяным охлаждением работал как двухтопливный двигатель, использующий водород и биодизель, показанный на Рисунке 1. Детали двигателя показаны в Таблице 2. Водородное топливо хранится в накопительном баллоне. Регулятор давления использовался для регулирования подачи водорода к пламегасителю через регулирующий клапан и обратный клапан. Обратный клапан используется только для пропускания водорода в прямом направлении и может быть закрыт, если какой-либо газ возвращается из двигателя ХИ.Пламегаситель может иметь 3/4 заполненной воды в закрытом баке, чтобы ограничить обратный огонь в водородный баллон во время сгорания. Водородное топливо подается во впускной коллектор дизельного двигателя. ДЭЭ должен подаваться во входное отверстие до использования порта для водорода. Датчик давления использовался для регистрации пиковых колебаний давления во время сгорания топлива. Сигнал давления регистрируется системой сбора данных ПК.

9024 Мощность 9024 9024 9024 4. Частотный анализ сигнала давления Датчик давления используется для регистрации сигнала давления в цилиндре относительно угла поворота коленчатого вала. Этот сигнал может быть получен с помощью системы сбора данных ПК, а угол поворота коленчатого вала получен от углового энкодера, соединенного с коленчатым валом. Этот сигнал подается на инструмент спектрального анализа мощности в программном обеспечении LabView, который преобразует данный сигнал в частотную область. Преобразование сигнала давления в частотную область показано на рисунке 2. Частотный сигнал используется для прогнозирования детонационного сгорания двигателя в ненормальных условиях. 5. Результаты и обсуждение Экспериментальные испытания были проведены для смесей биодизель-водород и смеси биодизель-водород с ДЭЭ при различных нагрузках.Изменение сигнала давления и его спектр мощности могут быть показаны на рисунках 3 и 4. Двигатель работал на смеси биодизель-водород от холостого хода до полной нагрузки. При нормальном сгорании сигнал давления постепенно достигает пикового значения после верхней мертвой точки поршня (ВМТ больше 3600 углов поворота коленчатого вала) и снова плавно снижается до минимального значения давления. При детонационном сгорании сигнал пикового давления быстро колеблется при каждом угле поворота коленчатого вала. После пересечения 52% нагрузки могут наблюдаться максимальные колебания пикового давления по сравнению с легкой нагрузкой, а также значительное уведомление по спектру мощности сигнала давления.Из спектра мощности сигнала частота детонации первой гармоники может быть определена как 1,65 кГц для нагрузки 70% и 80%, а частота второй гармоники составляет 2,4 кГц и 2,3 кГц для нагрузки 70% и 80% соответственно. Для биодизель-водород с диэтиловым эфиром не обнаружены гармонические частоты. Затем двигатель работал на смеси биодизель-водород, и диэтиловый эфир можно было впрыснуть в момент открытия впускного клапана в двигателе. К этим смесям могут быть приложены различные типы нагрузки, и сигнал может быть записан.Этот результат показывает полное сгорание двигателя при приложении более высоких нагрузок. Наряду с анализом сигнала давления можно учитывать температуру выхлопных газов и удельный расход топлива на тормозную систему, чтобы определить детонационное поведение двигателя. 5.1. Характеристики сгорания Изменение пикового давления в цилиндре и его спектр мощности приведены на рисунках 3 и 4. Пиковое давление и колебания давления выше для топливной смеси биодизель-водород по сравнению с диэтиловым эфиром.Биодизельное топливо может действовать как основное топливо, которое может впрыскиваться через канал прямого впрыска, а водород подается во впускной коллектор, скорость потока которого фиксирована на уровне 0,5 л / мин. В биодизеле-водороде свойства водородного топлива вызывают аномальное сгорание в двигателе с воспламенением от сжатия. Это можно получить из анализа сигнала давления и его спектра мощности. Сигнал давления может быть получен из системы сбора данных ПК, которая указана в программном обеспечении LabView. Это можно преобразовать в частотную область.При частичной нагрузке не происходит быстрого роста или колебаний сигнала давления во время фазы сгорания. Это показывает, что полное сгорание топливной смеси происходит при минимальной нагрузке. После впрыска диэтилового эфира с биодизель-водородом сигнал давления не изменяется при минимальной (<60%) нагрузке. Расход диэтилового эфира оптимизирован до 0,25 г / мин в соответствии с сигналом, полученным от двигателя во время работы. Диэтиловый эфир помогает уменьшить аномальное горение, которое происходит при максимальной (> 60%) нагрузке.Диэтиловый эфир снижает пиковое давление, возникающее при сгорании топлива из-за задержки зажигания, и действует как присадка, улучшающая воспламенение. Самовоспламенение можно предотвратить добавлением диэтилового эфира в качестве добавки. Детонационное сгорание наблюдается при более высокой нагрузке, и после применения диэтилового эфира внутри двигателя происходит плавное сгорание топливной смеси. 5.2. Рабочие характеристики Рабочие характеристики биодизель-водородного топлива и биодизель-водородного топлива с DEE могут быть показаны в таблицах 3 и 4, соответственно.Производительность можно отметить для различных приложений с нагрузкой до 80%. Температура выхлопных газов измеряется датчиком термопары. Работоспособность двигателя при детонации и без детонации можно оценить с помощью этих уравнений. Название Спецификация Тип 4-тактный, одноцилиндровый дизельный двигатель 5.2 кВт Частота вращения 1500 об / мин Ход поршня 110 мм Диаметр цилиндра 87,5 мм Объем 661 Sl. нет. Нагрузка (кг) Температура выхлопа (° C) Указанная мощность, IP (кВт) Мощность тормоза, BP (кВт) BSFC = FC / BP (кг / кВт-час) Механизм КПД = BP / IP (%) 1 0 198 2.68715 0,2835 1,84282 10,55151 2 2 229 3,084022 0,8506 0,46834 40,8243 4 6 273 3,753743 1,9847 0,37341 52,87376 52,87376 274637 2,5518 0,32021 59,69665 6 10 375 4,812067 3,1188 0,30051 12354 0,28817 69,81384 8 14 505 5,820782 4,2530 0,27749 73.06622 9 16 564 6.449162 4.8200 0.27545 74.73987

час: часгенри.

52,0709123330 Sl. нет. Нагрузка (кг) Температура выхлопа (° C) Указанная мощность, IP (кВт) Мощность тормоза, BP (кВт) BSFC = FC / BP (кг / кВт-час) Механизм КПД = BP / IP (%) 10 0 194 2.48045 0,283 2,14154 11,4308 11 2 224 2,70369 0,850 0,802 0,802 0,55646 40,8243 13 6 291 3,81162 1,984 0,42659 2,551 0,38290 60,27963 15 10 361 4,72112 3,118 0,34491 3,118 12242 0,30774 70,64998 17 14 451 5,69676 4,253 0,30015 74,65692 18458 6,184 0,29316 77,9373

кВт: Килловатт, ° C: Градус Цельсия, кг: килограмм; час: часгенри.

Мощность и КПД можно рассчитать по этим формулам. (I) Указанная мощность где указано среднее эффективное давление в барах, указанное количество цилиндров, указанная длина хода в м, указанная площадь поршня в м ² , указанная скорость в об / мин и указанная (для четырехтактного двигателя).(ii) Тормозное усилие где — скорость в об / мин, а — крутящий момент в Нм. (iii) Механический КПД.

На рис. 5 показано изменение температуры выхлопных газов в зависимости от нагрузки. Замечено, что температура выхлопных газов биодизельного водорода аналогична температуре выхлопных газов этих топливных смесей вместе с DEE для менее 60% нагрузки. Когда величина нагрузки была увеличена, двигатель испытывал детонацию из-за неправильного сгорания топлива (топливная смесь остается той же, чтобы определить уровень детонации).Температура выхлопных газов увеличивается при нагрузке выше 70% из-за позднего сгорания топлива, повышающего температуру выхлопных газов. Водородное топливо накапливается при полностью открытой дроссельной заслонке двигателя при более высокой нагрузке. Впрыск диэтилового эфира обеспечивает нормальное сгорание двигателя, а полное сгорание топлива происходит за счет впрыска ДЭЭ во впускное отверстие по времени.

На рисунке 6 показано изменение удельного расхода топлива тормозом для различных топливных смесей в зависимости от нагрузки.Удельный расход топлива тормозом в основном основан на крутящем моменте, передаваемом двигателем, по отношению к массовому расходу топлива, подаваемого в двигатель.

Замечено, что удельный расход топлива биодизель-водород с ДЭЭ снижается при увеличении нагрузки до максимума. В случае водородно-биодизельного топлива удельный расход топлива при торможении увеличивается из-за детонационного сгорания. Снижение удельного расхода топлива при торможении также снижает термический КПД двигателя при торможении.Удельный расход топлива на тормоза значительно снижается при минимальной нагрузке по сравнению с более высокой нагрузкой при применении диэтилового эфира во время сгорания топливной смеси.

На рисунке 7 показано изменение механического КПД для различных топливных смесей в зависимости от нагрузки. Механический КПД определяется как отношение тормозной мощности к указанной мощности. Замечено, что механический КПД биодизеля-водорода с DEE увеличивается при нагрузке выше 50%. Существует небольшое увеличение механического КПД при нагрузке 10%.Повышение механического КПД в случае водородно-биодизельного топлива с работой DEE в основном связано с более высоким потреблением заряда, ведущим к полному сгоранию, а выделение энергии выше в случае DEE. Диэтиловый эфир способствует полному сгоранию топлива при сгорании при более высокой нагрузке.

6. ​​Выводы

Разработана экспериментальная модель обнаружения детонации для биодизель-водородного топлива и топливных смесей биодизель-водород с диэтиловым эфиром. Для обнаружения детонации в двигателе с воспламенением от сжатия применялись наиболее подходящие методы детонации.(i) Измерение и анализ детонации могут быть выполнены для биодизель-водородного топлива и биодизель-водородного топлива с DEE. (ii) Сигнал давления может быть получен от датчика давления и преобразован в частотную область для анализа детонации. ( iii) Температура выхлопных газов также может использоваться для определения детонационного сгорания той же топливной смеси (биодизель-водородное топливо при 10 л / мин) при более высоких нагрузках. (iv) Рабочие характеристики и работа двигателя с ограничением детонации могут быть улучшены за счет использования DEE. в качестве присадки к топливу.(v) Диэтиловый эфир используется для подавления детонационного поведения в двигателе с воспламенением от сжатия во время сгорания смеси водородно-биодизельного топлива.

Рабочие характеристики водородно-биодизельного топлива и водородно-биодизельного топлива с DEE могут быть рассчитаны для различных приложений нагрузки.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Понимание антидетонационных характеристик топлива в современных двигателях SI с использованием фундаментальных экспериментов HCCI (Журнальная статья)

Ян, Йи, Дек, Джон Э., Шоберг, Магнус, и Цзи, Чуншэн. Понимание антидетонационных характеристик топлива в современных двигателях SI с использованием фундаментальных экспериментов HCCI . США: Н. П., 2015. Интернет. DOI: 10.1016 / j.combustflame.2015.07.040.

Ян, Йи, Дек, Джон Э., Шоберг, Магнус и Джи, Чуншэн. Понимание антидетонационных характеристик топлива в современных двигателях SI с использованием фундаментальных экспериментов HCCI .Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2015.07.040

Ян, И, Дек, Джон Э., Сьоберг, Магнус, и Цзи, Чуншэн. Мы бы . «Понимание антидетонационных характеристик топлива в современных двигателях SI с использованием фундаментальных экспериментов HCCI». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2015.07.040. https://www.osti.gov/servlets/purl/1343270.

@article {osti_1343270,
title = {Понимание антидетонационных характеристик топлива в современных двигателях SI с использованием фундаментальных экспериментов HCCI},
author = {Ян, И и Дек, Джон Э.and Sjoberg, Magnus and Ji, Chunsheng},
abstractNote = {Современные технологии двигателей с искровым зажиганием (SI) значительно изменили условия в цилиндрах, при которых происходит самовоспламенение топлива и детонация в двигателе. В этой статье предлагаются фундаментальные эксперименты с двигателями HCCI в качестве средства для характеристики влияния этих технологий на детонационную способность различных видов топлива. В частности, для демонстрации этого подхода исследуются влияние турбонаддува, прямого впрыска (DI) и снижения скорости на работу с этанолом и бензином.Результаты, представленные ранее для этанола и бензина при сгорании HCCI, пересмотрены с новой точки зрения того, как их характеристики самовоспламенения соответствуют требованиям по защите от детонации в современных двигателях SI. Например, слабая чувствительность к повышению давления, демонстрируемая этанолом при самовоспламенении HCCI, может быть использована для объяснения высокой детонационной стойкости этанольного топлива для двигателей SI с турбонаддувом. Кроме того, высокая чувствительность этанола к температуре заряда делает охлаждение заряда, которое может быть произведено за счет испарения топлива за счет прямого впрыска или за счет расширения поршня за счет задержки зажигания, очень эффективным для предотвращения детонации.С другой стороны, самовоспламенение бензина демонстрирует более высокую чувствительность к давлению, поэтому только очень низкое давление может быть применено до того, как произойдет детонация. Бензин также демонстрирует низкую температурную чувствительность, поэтому он не может эффективно использовать охлаждение заряда, вызванное испарением топлива или замедлением искры. Эти аргументы всесторонне объясняют литературные результаты о значительно лучших антидетонационных характеристиках этанола по сравнению с бензином в современных двигателях DISI с турбонаддувом. Таким образом, фундаментальные эксперименты с HCCI, подобные этим, могут быть использованы в качестве диагностического и прогнозного инструмента для определения характеристик двигателей SI с ограничением детонации для различных видов топлива.В результате представлены примеры, в которых эксперименты HCCI используются для идентификации биотопливных соединений с хорошим потенциалом для применения в современных двигателях SI.},
doi = {10.1016 / j.combustflame.2015.07.040},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1343270}, journal = {Горение и пламя},
issn = {0010-2180},
число = 10,
объем = 162,
place = {United States},
год = {2015},
месяц = ​​{8}
}

Я слышу, как вы стучите: автомобильный стук и октановое число — 20 августа 2020 г.Радж Шах — Новости нефтедобывающей промышленности Статьи

Октан — это молекула насыщенного углеводорода, состоящая из цепочки из восьми атомов углерода с восемнадцатью атомами водорода. Чаще октан — это термин, который связан с характеристиками бензинового топлива, где октановое число указано на каждом бензонасосе для различных классов. Заправляя автомобиль бензином, немногие люди задумываются о том, какой класс топлива выбрать с октановым числом октанового числа, и просто выбирают, какое топливо рекомендуется использовать производителем транспортного средства.

Однако разработка этих видов топлива не так проста и требует обширных исследований, разработок и испытаний для повышения октанового числа топлива и обеспечения эффективных характеристик двигателя. В этой статье будет обсуждаться история октанового числа и методы испытаний для определения октанового числа, а также будет оцениваться, как эти методы испытаний октанового числа соотносятся с характеристиками топлива в современных двигателях.
Октановое число — это показатель способности топлива противодействовать детонации. Водители современных автомобилей редко сталкиваются с детонацией из-за высокоразвитых топлив и двигателей.В типичном бензиновом двигателе цилиндры сконструированы таким образом, что воспламенение бензина происходит на свече зажигания непосредственно перед тем, как поршень достигает положения верхней мертвой точки. Однако возможно преждевременное возгорание топлива в кармане с топливом в цилиндре при воздействии тепла и сильного сжатия, что приводит к детонации в двигателе. Высокие температуры и компрессия способствуют раннему самовоспламенению бензина.
Для данного топлива два фактора будут влиять на самовоспламенение топлива: температура и степень сжатия.Эти факторы заложены в двигателе каждого транспортного средства, например, рабочая температура и степень сжатия. Из-за характера реакций горения рабочую температуру труднее снизить до точки, при которой самовоспламенение топлива улучшается.
Следовательно, степень сжатия является фактором, который используется для улучшения детонации двигателя и самовоспламенения топлива. Степень сжатия — это отношение объема цилиндра, когда поршень находится в нижней мертвой точке, к объему цилиндра, когда поршень находится в верхней мертвой точке.По сути, это отношение максимального объема цилиндра к минимальному объему цилиндра.
С одной стороны, более высокие степени сжатия могут производить большие объемы работы с точки зрения термодинамики, и было показано, что они имеют более высокий термический КПД и позволяют достичь большей производительности. Но, с другой стороны, более высокая степень сжатия более подвержена детонации в двигателе, поскольку степень сжатия выше. По этой причине высокопроизводительные автомобили обычно проектируются с более высокой степенью сжатия, тогда как типичный современный бензиновый автомобиль имеет степень сжатия от 8: 1 до 10: 1.Для сравнения, дизельные двигатели могут работать при более высоких степенях сжатия, поскольку дизельный цикл вводит дизельное топливо в камеру сгорания только тогда, когда воздух в камере был сжат для достижения условий воспламенения, и обычно находится в диапазоне от 18: 1 до 23: 1.
Степень сжатия является частью конструкции двигателя для борьбы с детонацией. Другой метод предотвращения детонации двигателя — изменение состава бензинового топлива. Бензин — это смесь углеводородов, полученная при перегонке сырой нефти.Добавки обычно вводятся в бензин, чтобы также улучшить характеристики.
Некоторые компоненты бензина могут способствовать более высокому октановому числу, чем другие. Например, при измерении октанового числа оно сравнивается со смесью двух компонентов: изооктана и н-гептана. Изооктан имеет эталонное октановое число 100, а н-гептан — эталонное октановое число 0.
Присадки, повышающие октановое число, используются в бензине с начала 20 века. Инженеры, работающие в General Motors, обнаружили, что в 1921 году свинец, или тетраэтилсвинец, по его химическому названию, повышает октановое число бензина.Этилированный бензин был доминирующим типом бензина в Соединенных Штатах в течение многих лет после того, как был открыт метод повышения октанового числа из-за его низкой стоимости производства. Однако в 1970-х годах с принятием Закона о чистом воздухе Агентство по охране окружающей среды начало постепенно отказываться от этилированного бензина из-за его повреждения каталитических нейтрализаторов, что, возможно, имело бы неблагоприятные последствия для здоровья населения.
Поскольку использование свинца в качестве усилителя октанового числа было прекращено, использование ароматических углеводородов стало более распространенным. Ароматические соединения естественным образом присутствуют в бензине, но их можно добавлять в более высоких концентрациях для увеличения октанового числа.К 1990 году состав ароматических углеводородов в бензине увеличился примерно до 33% в стандартных сортах бензина и примерно до 50% в премиальных сортах с 22%.
Однако по мере того, как содержание ароматических углеводородов в бензине увеличивалось, росли и опасения по поводу безопасности этих соединений. В 1990 году, когда Конгресс принял поправки к Закону о чистом воздухе, содержание ароматических углеводородов в бензине было снижено до 25–28 процентов, поскольку эти ароматические соединения, такие как бензол, оказались очень токсичными.
С другой присадкой для повышения октанового числа, запрещенной EPA, производители бензина были вынуждены искать альтернативу.В современном топливе этанол является обычным компонентом, который также действует как ускоритель октанового числа. В чистом виде этанол имеет октановое число около 100. В Соединенных Штатах наиболее распространенной формой продаваемого бензина является E10, который представляет собой смесь 10-процентного этанола и 90-процентного бензина. Кроме того, чистый этанол горит чище и менее токсичен, чем октановые добавки, полученные из нефтяных источников.
В начале 1900-х годов, когда разрабатывались автомобили, детонация в двигателе становилась серьезной проблемой. Поскольку детонация двигателя является результатом самовоспламенения топлива, существовала потребность в методе испытаний для количественной оценки свойств самовоспламенения топлива как меры его антидетонационных свойств.Первые наброски этих методов испытаний были разработаны Гарри Рикардо и включали использование топлива в заданных условиях двигателя и увеличение степени сжатия до тех пор, пока не стал заметен слышимый стук двигателя. Степени сжатия были соотнесены с эталонной топливной смесью, но с высокой степенью вариабельности для этих топливных смесей были значительные ограничения на надежность метода Рикардо.
В 1920 году Обществом инженеров автомобильной промышленности (SAE) и Американским институтом нефти (API) был сформирован комитет по совместным исследованиям топлива (CFR) для определения методологии достаточной оценки антидетонационных свойств топлива.В конце концов, в 1928 году комитет остановился на испытании конкретного двигателя, двигателя CFR, в котором использовалась переменная степень сжатия, аналогичная испытанию Рикардо.
Как и тест Рикардо, двигатель CFR работает на топливе, и степень сжатия увеличивается до тех пор, пока двигатель не начнет детонацию. Однако одно ключевое различие между двумя двигателями заключается в том, что двигатель CFR обнаруживает детонацию с помощью прыгающего штифта, а не по звуковому сигналу оператора. Затем топливо сравнивается с первичным эталонным топливом (PRF), которое представляет собой бинарную смесь изооктана и н-гептана (с эталонными значениями октанового числа 100 и 0 соответственно).Затем октановое число топлива определяется как процент изооктана в смеси PRF, который приводит к детонации двигателя при той же степени сжатия (так что топливо с октановым числом 83 будет детонационно при той же степени сжатия, что и PRF с 83% изооктана и 17% н-гептана).
Одна из проблем, связанных с двигателем CFR, заключается в том, как итоговое октановое число будет меняться в зависимости от условий двигателя. Первоначально испытания были стандартизованы для частоты вращения двигателя 600 об / мин и температуры на впуске 52 ° C.В этих условиях полученное октановое число называется исследовательским октановым числом (RON).
Однако метод RON был встречен критикой, поскольку его использование стало более распространенным. В 1932 году испытания показали, что метод RON недостаточно оценивает устойчивость топлива к детонации в условиях движения. В то время эта неудача была еще более заметной в отношении европейского топлива, где ароматических соединений было больше по сравнению с большим количеством парафинового топлива в Америке.
Чтобы отреагировать на эту критику, комитет CFR разработал новый метод с другим набором условий испытаний, чтобы лучше моделировать антидетонационные свойства топлива в условиях движения.Новый метод был стандартизирован для более суровых условий, чем существующий метод RON, при частоте вращения двигателя 900 об / мин и температуре на впуске 149 ° C. Октановое число, полученное в этих условиях, называется моторным октановым числом (MON).
Для данного топлива MON обычно ниже, чем RON на величину примерно 8-10. Термин «чувствительность» определяется как разница между измерениями RON и MON. Некоторые виды топлива более чувствительны, чем другие, при этом парафиновые топлива обычно имеют более низкие значения чувствительности, чем ароматические топлива.В Америке октановые числа, которые видны на современных бензоколонках, выражают октановое число в формате Antiknock Index (AKI), который представляет собой просто среднее значение RON и MON.
Несмотря на все еще существующие проблемы и сложности с новым методом MON, он все же был улучшением для определения октанового числа. Не имея в 1930-х годах четкой альтернативы этим методам, использование методов RON и MON стало более распространенным во всем мире.
Эти методы до сих пор используются и часто называются методами испытаний ASTM D2699 и ASTM D2700, которые являются стандартными методами испытаний для определения RON и MON топлива для двигателей с искровым зажиганием, соответственно.Условия эксплуатации указаны в этих методах, а методы испытаний проводятся на стандартизированном одноцилиндровом четырехтактном двигателе с переменной степенью сжатия и карбюраторном двигателе.
С момента разработки этих методов определения октанового числа в начале 1900-х годов технология двигателей значительно продвинулась вперед. В результате растет озабоченность по поводу применимости этих методов испытаний к современным двигателям. Например, Ford Model T 1930 года мог выдавать до 22 л.с. при 1600 об / мин, а Ford Fusion 2008 года — до 221 л.с. при 6250 об / мин.Стоит отметить, что оба этих автомобиля используют одинаковый смещенный объем в своих двигателях.
По сравнению с автомобилями 1930-х годов, современные двигатели используют лишь немного больший смещенный объем, что может удивить некоторых, учитывая резкое увеличение производительности автомобилей с тех пор. Тем не менее, степень сжатия резко увеличилась за этот период времени, с коэффициента чуть выше 4: 1 в 1930 году до коэффициента чуть ниже 10: 1 в 2010 году. Такое увеличение степени сжатия в значительной степени связано с разработкой более высокооктанового топлива. и улучшенная технология двигателя, которая может поддерживать более высокую степень сжатия.
Кроме того, современные двигатели позволили добиться более низких рабочих температур двигателя. Высокие температуры могут способствовать самовоспламенению топлива и детонации в двигателе. Благодаря улучшенной технологии охлаждения «горячие точки», которые появляются в двигателе, удаляются, что снижает склонность топлива к самовоспламенению.
Еще одно существенное отличие старых двигателей от современных — это удаление карбюратора. В ранних двигателях карбюраторы использовались для нагрева всасываемого воздуха и испарения топлива.С 1990 года в новых двигателях для этого используются топливные форсунки, а не карбюраторы. Топливная форсунка не требует нагрева всасываемого воздуха для испарения топлива, как это делает карбюратор. Стоит отметить, что в испытательном двигателе, используемом в методах испытаний RON и MON, по-прежнему используется карбюратор, который теперь является устаревшей частью системы двигателя.
С такими радикальными изменениями в двигателях за последние 90 лет становится ясно, что могут возникнуть опасения по поводу того, что технология и метод, используемые для измерения октанового числа, устарели.Чтобы математически продемонстрировать, как эти методы могут неточно измерять октановое число в современных двигателях, Калгатги разработал весовой коэффициент (K) в модели линейной интерполяции для октанового индекса (OI). OI — это PRF, при которой топливо ведет себя как в дорожных условиях, так что более высокий OI указывает на лучшие антидетонационные характеристики. Коэффициент K определяется в уравнении 1.

OI = RON — K * (RON-MON)

Предполагается, что

K зависит только от условий работы двигателя, поскольку он разработан так, чтобы не зависеть от топлива.Если K равно 0, октановый индекс OI такой же, как RON, а если K равен 1, октановый индекс OI такой же, как MON. В Америке AKI (среднее RON и MON) используется для определения октанового числа топлива, поэтому значение K принимается равным 0,5.
K также может быть отрицательным, что указывало бы на сбой в текущей системе оценки октанового числа, поскольку увеличение MON может не привести к улучшенным антидетонационным характеристикам.
По сути, причина отрицательного значения K связана с октановыми тестами, основанными на изооктане и н-гептане, которые являются парафиновым топливом.Парафины хуже предотвращают детонацию при низких температурах и лучше при более высоких температурах по сравнению с ароматическими соединениями, олефинами или спиртами. Высокие температуры в тестах на октановое число, особенно MON, создают склонность к использованию парафинового топлива. Однако современные рабочие температуры двигателя более благоприятны для других видов топлива.
Анализ исторических значений K может указывать на возрастающие уровни неточностей при тестировании октанового числа. Данные за 1951 год показывают, что даже при высоких оборотах двигателя значение K ниже 0.5, что означает, что предположение, что K, равное 0,5, как указано на всех бензонасосах в Америке, неверно. С 1951 года значения K только уменьшались, и, исходя из опубликованных данных, значение K потенциально могло быть около 0 по состоянию на 2001 год. Эта тенденция к уменьшению значения K является результатом улучшений современного двигателя, таких как уменьшение рабочие температуры, введение топливной форсунки и повышенное давление воздуха на впуске.
Кроме того, значительно увеличился процент тестов с отрицательными значениями K.В 1951 году только около 10% тестов дали отрицательное значение K, тогда как в 1991 году примерно 45% тестов дали отрицательное значение K. Как указывалось ранее, отрицательное значение K будет указывать на сбой в существующей системе измерения октанового числа для количественной оценки антидетонационных свойств топлива.
Ожидается, что с повышением степени сжатия, турбонаддувом, непосредственным впрыском и бесчисленным множеством других усовершенствований двигателей, вводимых в новые двигатели, значение K будет продолжать снижаться до отрицательного режима.При значении K, равном 0, тест MON теряет свою актуальность, поскольку октановый индекс является функцией исключительно RON. Когда K становится отрицательным, результаты испытаний октанового индекса, полученные как в результате испытаний RON, так и MON, становятся неопределенными, что, как ожидается, произойдет, когда инженеры будут проектировать новые двигатели.
Октановые тесты используются уже 90 лет и прочно вошли в общество. Тем более, что стук — важный вопрос. Таким образом, нет никаких ожиданий, что система октанового числа исчезнет.Однако было предложено несколько альтернатив для устранения проблем. Первый метод заключается в замене эталонного топлива на включение в смесь ароматического толуола. Эта рекомендация была впервые сделана Генри Рикардо в 1930-х годах, но она была пересмотрена с усилением давления со стороны автомобильной и топливной промышленности. Второй метод — это переоценка важности MON в октановом числе топливного насоса. Значение на насосе в настоящее время является средним RON и MON, связанным со значением K как 0.5. Изменяя веса, октановое число на насосе может отражать отрицательные значения K. Третий метод включает изменение условий испытаний, чтобы лучше отразить современные условия работы двигателя. Различные университеты, лаборатории и топливные компании оценивают эти разные альтернативы. Когда большинство людей покупают бензин, они делают это, не имея полного представления об октановом числе топлива. Даже люди, знакомые с детонацией, обычно предполагают, что чем выше октановое число, тем ниже склонность топлива к детонации.Первоначально задуманный как простой метод определения антидетонационных свойств топлива, сложный химический состав топлива в сочетании со сложностями современных двигателей приводит к гораздо более сложным отношениям.

https://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/fuel-consuming/question90.htm
https://www.eesi.org/papers/view/fact-sheet-a-brief-history-of-octane
https://www.davidowen.net/files/octane-and-knock-8-1987.pdf
http: // октановое соединение.weebly.com/history.html
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmech.2015.00016/full
http://www.autos.ca/car-history-and-auto-shows/feature-a-brief-history-of-octane/
https://www.bellperformance.com/blog/bid/101182/What-Does-Octane-Do-In-Gasoline-Octane-Ratings
https://www.proctorhonda.com/octane-ratings
https://www.chicagotribune.com/news/ct-xpm-1992-08-16-9203140056-story.html
https://www.fuelfreedom.org/what-is-octane/
https: // www.consumer.ftc.gov/articles/0210-paying-premium-high-octane-gasoline
https://www.cheatsheet.com/automobiles/engines-exposed-what-is-octane-and-why-does-it-matter.html/
https://www.worldofmolecules.com/fuels/octane.htm
https://shop.advanceautoparts.com/r/advice/car-technology/does-the-type-of-gasoline-you-use-really-matter
https://www.cnet.com/roadshow/news/why-do-we-have-midgrade-89-octane-gas-at-the-pump/
https: //www.researchgatenet/publication/275541824_Calculation_of_Gasoline_Octane_Numbers_Taking_into_Account_the_Reaction_Interaction_of_Blend_Components
https: // www.kbb.com/car-advice/articles/premium-gas-when-and-why/
https://auto.howstuffworks.com/premium-gas-luxury-vehicles.htm
https://www.edmunds.com/fuel-economy/to-save-money-on-gas-stop-buying-premium.html
https://www.cartalk.com/content/premium-vs-regular-1
https://www.freep.com/story/money/cars/mark-phelan/2017/04/25/new-gasoline-promises-lower-emissions-higher-mpg-and-cost-octane-society-of- автомобильные инженеры / 100716174/
https: //www.scientificamerican.ru / article / fact-or-fiction-premium-g /
https://www.truecar.com/blog/2011/03/03/premium-vs-regular-gas/
https://www.oughttco.com/what-kind-of-gasoline-to-use-532752
https://www.ncconsumer.org/news-articles-eg/high-octane-fuel-doesnt-always-equal-better-performance-or-better-gas-m900.html
«Разработка тестов на октановое число и их влияние на автомобильное топливо и американское общество», Викрам Миттал, Int. J. По истории англ. & Тех., 2016, Т. 86, No. 2, pp. 213-227.
«Изменение значения RON и MON в топливе для возникновения детонации в современных двигателях с системой СИ за последние 70 лет», Викрам Миттал и Джон Б. Хейвуд, Международный журнал двигателей SAE, 2010 г., том 2, № 2, стр. 1-10.
Калгатги, Г.Т., «Антидетонационное качество топлива — Часть 1, Исследования двигателей», документ SAE 2001-01-3584, 2001.