Нетленка

Такой информации в книгах по ремонту нет, а ценность ее бесспорна. Потому мы решили пересказать кое-что - о двигателе и его системах, о трансмиссии, рулевом управлении, тормозах и прочем. Разумеется, с учетом некоторого прогресса... Начинаем со статьи А. Дмитриевского, ЗР №4, 1983.

Детонация

У автомобилистов это слово ассоциируется со звонким стуком под капотом, с видом оплавленного поршня и изъеденной поверхностью камеры сгорания... Из-за детонации конструкторы вынуждены ограничивать степень сжатия, давление наддува, снижая мощность мотора.

Процесс сгорания рабочей смеси в цилиндре начинается еще до подхода поршня к верхней мертвой точке (ВМТ). Сначала давление нарастает медленно. Фронт пламени, возникшего от искры, только формируется. Вторая фаза начинается перед подходом поршня к ВМТ, давление в цилиндре резко нарастает. Третья - догорание оставшейся за фронтом пламени смеси и пристеночного слоя. Границы между фазами обозначены условно, вторую от третьей отделяет лишь момент максимального давления в цилиндре. Именно тогда и возникает детонация.

Высокие давление и t° несгоревшей части смеси могут спровоцировать взрывное сгорание еще до подхода фронта пламени. Подготовленная к воспламенению часть смеси сгорает со скоростью до 1200 м/с (быстрее звука). Ударные волны вызывают перегрев стенок камеры сгорания и днища поршня. Если не прекратить работу детонирующего двигателя, он неизбежно перегреется, оплавится днище поршня, разрушатся перемычки между канавками поршневых колец. От перегретой свечи возникает калильное зажигание, когда смесь воспламеняется до появления искры. Возникает при высокой частоте вращения коленчатого вала и большой нагрузке - например, при высоких скоростях или движении в гору на пониженной передаче. Услышать его за общим шумом довольно трудно. Современный высокооборотный двигатель буквально через несколько секунд работы на доискровом калильном зажигании может дойти до аварийного состояния (сгорает свеча, оплавляется или прогорает поршень).

Бороться с детонацией надо еще на стадии проектирования двигателя. Самое главное - подобрать степень сжатия (СС), что для заданного товарного бензина непросто. Сначала проводят стендовые детонационные испытания двигателей с разной СС на специальных эталонных топливах. Важно знать и долю времени, когда мотор работает при полной нагрузке и низких оборотах. СС выбирают так, чтобы в зоне минимально устойчивых оборотов и полной нагрузки угол опережения зажигания был позднее оптимального на 5-10°. И хотя на этих режимах характеристики двигателя ухудшаются, они улучшаются на остальных, благодаря повышению СС.

Другой важный фактор - точность изготовления деталей двигателя и, стало быть, разброс реальной СС на разных моторах. Ее определяют как отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Второе, в свою очередь, образуется из объема камеры в головке, объема отверстия в прокладке, объема цилиндра над поршнем в ВМТ и у некоторых двигателей - объема выемки в поршне. Каждый из этих объемов может отличаться от номинального из-за производственных отклонений в пределах допусков на обработку деталей. Даже при высоком уровне производства различие в СС доходит до 6-7%. Косвенным показателем СС является максимальное давление сжатия Рс - компрессия. Определяют его, прокручивая прогретый двигатель стартером при полном открытии дроссельной заслонки и отключенной системе зажигания. Проверять максимальное Рс целесообразно у нового двигателя после обкатки, а затем повторять замеры через 20-25 тыс. км пробега.

Влияет на антидетонационные качества двигателя и расстояние от свечи до наиболее удаленной точки камеры сгорания. Как правило, это расстояние зависит от диаметра цилиндра.

Возрастание СС оптимизирует и ускоряет сгорание топлива, снижает его расход и повышение мощности. Однако выброс одного из наиболее токсичных компонентов в отработавших газах, окисла азота, увеличивается.

На практике кроме точного подбора СС существуют и иные средства борьбы с детонацией. Один из них - снижение t° и давления газов в цилиндре при сгорании. Для этого добавляют к горючей смеси отработавшие газы, устанавливают более поздний угол опережения зажигания, снижают весовое наполнение при уменьшении дроссельной заслонкой сечения впускного канала. Но все это ухудшает мощностные и экономические показатели мотора.

Другое направление - турбулизация смеси в цилиндре (при впуске) и в камере сгорания (для чего конструкторы создают наклонный клапан, устанавливают ширму на тарелке клапана, придают камере сгорания специальную форму). Или снижение t° на поверхности камеры сгорания. Для этого улучшают отвод тепла, уменьшают поверхность камеры, скругляют острые кромки.

Зная все эти тонкости, нам с вами только остается содержать мотор в порядке, следить за углом опережения зажигания и использовать рекомендованные свечи и бензин.