Детонация, калийное зажигание и «дизелизация» двигателя проявляют себя приблизительно одинаково, однако процессы эти — разные. Последствия этих процессов также во многом схожи и зачастую даже фатальны! И частота ударов сопоставима с оборотами коленвала, и мотор порой «трепыхается» без особых причин, а найти истинную причину неадекватного поведения двигателя и привести его в норму сумеет только профессиональный механик.
Техническая справка
На шоферском жаргоне минувших лет говорили так: «пальцы цокотят». Однако на самом деле при детонации, калильном зажигании и при других аналогичных «расстройствах» двигателя происходит всё вместе (или в сочетаниях, в зависимости от «болезни»):
— стучат коромысла по торцам ножек клапанов;
— стучат тарелки клапанов о сёдла;
— стучат поршни о стенки цилиндров;
— иногда вибрируют и издают звуки сами гильзы цилиндров и даже стенки блока цилиндров;
— стучат и звенят детали ГРМ (цепи, шестерни, успокоители и тд.);
— стучат поршневые пальцы в шейках поршней;
— стучат шатуны в сопряжениях с коленвалом, а также вкладыши — и шатунные (эти чаще), и иногда даже коренные.
…а если вкладыш проворачивается на шейке коленчатого вала, то это уже называется «двигатель застучал», и заглушить его следует незамедлительно, иначе – обрыв шатуна и пробой стенки блока цилиндров. А это уже однозначная замена всего двигателя, цена которого порой сопоставима с ценой всего остального автомобиля.
Что такое детонация двигателя и как она звучит?
При штатной «нормальной» работе исправного двигателя фронт сгорания топливовоздушной смеси распространяется по цилиндру относительно равномерно и с одной скоростью — около 20-30 метровв секунду (вместе с движением поршня вниз), это – на средних оборотах коленвала. В зависимости от строения камеры сгорания, от наличия или отсутствия специальных выемок в днищах поршней и тп, то есть в зависимости от задач, которые ставили перед собой конструкторы «по созданию запрограммированных завихрений» смеси, могут меняться и условия возникновения этой самой детонации. Если по каким-то причинам относительно спокойное горение вдруг превращается в ураганное, взрывное, тогда процесс этот так и называют — детонация. Ударная волна (фронт пламени) бьет в стенки цилиндра и в поршень, давление резко увеличивается, и возникают «те самые» звуки. Скорость горения топлива (смеси) вырастает до 2000 м/с, то есть почти в 100 раз выше «штатной», именно тогда и появляется характерный металлический звон.
Чаще всего детонация возникает в одном, наиболее нагретом цилиндре и при наличии нагара. Иногда смесь воспламеняется даже раньше, чем свеча дает искру. Также еще случается, что воспламенение начинается от искры, но раньше расчетного угла опережения, когда поршень всё еще только движется к своей верхней мертвой точке (ВМТ). В результате фронт и давление многократно превышают расчетные значения. Наиболее часто детонация проявляет себя при разгоне, при резком наборе оборотов и при «обратной» нагрузке на цилиндропоршневую группу (ЦПГ).
Основные причины возникновения детонации
1. Во-первых, и это почти всегда главная причина, — от наличия нагара на тарелках клапанов, на стенках цилиндров и тп; это касается, как правило, старых неухоженных моторов;
2. Во-вторых, и это вторая основная причина, — из-за применения топлива низкого качества и/или с несоответствующим октановым числом;
3. Слишком ранний угол опережения зажигания (помимо прочего, он приводит еще и к перегреву двигателя);
4. Слишком обедненная или переобогащенная топливовоздушная смесь;
5. Свечи зажигания не соответствуют параметрам, которые были определены производителем для этого автомобиля и/или двигателя;
6. Перегрев двигателя по самым разным причинам:
— вследствие предельного износа ЦПГ, ГРМ и тд;
— по причинам неисправностей в системе охлаждения;
— в силу тяжелых условий эксплуатации двигателя и так далее.
Калильное число и калийное зажигание
Иногда детонацию путают с другими явлениями в неисправном ДВС. В случае применения свечей с «не тем» калильным числом, а также при наличии обильного нагара на деталях цилиндропоршневой группы, которые раскалены в буквальном смысле этого слова. Воспламенение топлива (а точнее – топливовоздушной смеси) происходит не от искры, а произвольно от перегретой или даже раскаленной детали в камере сгорания.
Дизелирующий двигатель
Это явление — «дизелинг» — характеризуется тем, что двигатель не глохнет, когда выключаешь зажигание. То есть, смесь в цилиндрах самовоспламеняется при такте сжатия и без искры — именно поэтому данную неисправность сравнивают с работой исправного дизеля. Причин «дизелинга» множество, этой неисправности подвержены и дизельные моторы, и бензиновые (и карбюраторные, и впрысковые), а неисправность сумеет найти только специалист.
Останавливают дизелирующий мотор следующим образом: водитель включает передачу и резко отпускает сцепление при наглухо вжатой в пол педали тормоза. Двигатель «спотыкается» и останавливается. Какие динамические нагрузки в этот момент испытывает двигатель и его механизмы, можно только догадываться.
Примечание: иногда даже так бывает, что зажигание выключаешь, а двигатель глохнет, сделав несколько оборотов… в обратную сторону. Да еще и из карбюратора (воздушного фильтра), бывает, пламя вырывается. Жить таким моторам — недолго. Иногда даже своим ходом можно доехать до сервиса, а иногда автомобиль туда доставляют на буксире или эвакуаторе.
Последствия детонации
Повторюсь, в моменты детонации температура в камере сгорания может достигать 3500 °C (вместо 300 °C), а скорость фронта пламени и давление в цилиндре превышать расчетное — также в разы (если не на порядки). Особенно пагубно выше указанные неисправности сказываются на современных так называемых «легких моторах». Они, во-первых, тонкостенные, во-вторых, изготовлены из легких алюминиевых сплавов, а еще имеются «в-третьих», «в-четвертых» и так далее. К форсированным и надувным моторам нужно относиться особенно внимательно. Впрочем, и «старые вояки» с чугунными блоками и головками цилиндров от негативных последствий детонации никак не застрахованы.
Чем чреваты последствия подобных неисправностей?
1. Чаще и больше всего достается поршню. Эта деталь, как правило, изготавливается из легких сплавов с низкой температурой плавления, не имеет непосредственного теплоотвода и когда «встречает» ударную волну, страдает в первую очередь.
2. Как следствие, разрушаются перегородки между кольцами, да и сами кольца, которые «выбрасывают» в цилиндр или в масляную ванну некоторые свои «обломки».
3. Однозначно подгорают тарелки клапанов, а иногда растрескиваются и/или прогорают чугунные сёдла клапанов.
4. Прогорает прокладка головки блока цилиндров, и в зависимости от места прогара — либо картерные газы пробиваются в систему охлаждения, либо масло попадает в цилиндры или в систему охлаждения, либо охлаждающая жидкость попадает в моторное масло или — непосредственно в цилиндр. Последний сценарий зачастую фатален для двигателя.
5. Страдают, в том числе и слишком быстро сгорают электроды свечей зажигания.
6. И, наконец, самые тяжелые последствия для мотора — это разрушение шатунных вкладышей и/или поршневых пальцев.
Что делать «бедному крестьянину»?
В некоторых современных двигателях имеются датчики детонации. Когда датчик срабатывает, то ЭБУ (блок управления) корректирует параметры подачи топлива, угол зажигания в сторону более позднего и так далее. Владельцы двигателей без подобных электронных помощников должны быть более внимательными, а также выполнять ряд не сильно сложных правил:
— никогда не заправляться бензином «подешевше», в том числе и с более низким октановым числом, чем это вам предписал производитель в Инструкции к автомобилю;
— неукоснительно следить за здоровьем своего двигателя и строго придерживаться регламентов ТО. Ведь двигатель (как и кузов автомобиля) является наиболее дорогой частью вашего авто, а в современных автомобилях, и особенно «околоспортивной или элитной ориентации», его стоимость иногда даже превышает стоимость всего остального вашего имущества.
И если двигатель вдруг начинает вести себя даже «слегка неадекватно», то, как говорится, лучше перебдеть (от слова бдительность) и начать задавать вопросы спецам.
