Детонация - взрыв в цилиндре

Врыв в цилиндре

 

 

Каждому, кто ездит на мотоцикле или автомобиле, знакомо явление, когда двигатель, казалось бы, без всяких причин вдруг начинал работать со звонким стуком и успокаивался, стоило убрать «газ». Детонация — так коротко прокомментирует опытный водитель рассказ молодого коллеги о тревожащем стуке и посоветует сменить бензин или правильно отрегулировать опережение зажигания. Однако не всегда эти меры устраняют неприятное явление, поскольку оно может быть вызвано многими другими причинами.

Детонация и похожее на нее самовоспламенение смеси вредно отражаются на двигателе, поэтому полезно знать сущность, условия возникновения и способы предупреждения этих явлений. О них применительно к мотоциклу идет речь в предлагаемой статье инженера А. В. НАДЕЛЯЕВА.

 

Детонация

 

 

Детонацией специалисты называют такой процесс сгорания смеси, когда фронт пламени в цилиндре распространяется со взрывоподобной скоростью (1500—2000 м/сек). В камере сгорания при этом образуются ударные волны, распространяющиеся с такой же скоростью, и резко повышается давление. Удары волн о стенки цилиндра вызывают характерный металлический стук и интенсивное повышение температуры двигателя.

Детонацию часто путают с воспламенением смеси, которое возникает не от искры на Свече, а от расположенного в камере сгорания источника (например, прокладки, корпуса свечи и т. п.), нагревшегося выше температуры самовоспламенения смеси. Явление самовоспламенения называют также калильным зажиганием. Нужно отметить, что при определенных условиях в камере сгорания оно может вызывать и детонацию.

На практике детонацию и самовоспламенение легко различить. Если выключить зажигание на не очень перегретого детонирующем двигателе, то он остановится сразу. Если же это калильное зажигание, то мотор будет продолжать работать рывками еще некоторое время.

В результате работы двигателя с детонацией у свечей выгорают электроды, раскрашиваются и разрушаются изоляторы. Поршни сначала покрываются рядом точек, затем их кромки, а при длительной детонации и вся поверхность днища становятся рыхлыми и пористыми, а затем идет выкрашивание и прогар. Поршневые кольца закоксовываются в канавках, ломаются и задирают зеркало цилиндра. Детонация не щадит ни шатунов, ни коленчатого вала, ни подшипников. У четырехтактных моторов от нее страдают еще и выпускные клапаны — выгорают их фаски и седла.

Двигатель, работающий с самовоспламенением, также доставляет мало радости. При «позднем» самовоспламенении происходит сильное расширение поршня, в результате которого его заклинивает в цилиндре со всеми вытекающими последствиями. При «раннем» самовоспламенении может возникнуть та же детонация.

Какие конструктивные решения влияют на ход событий? Опыт показывает, что уменьшение диаметра цилиндра, приближение формы камеры сгорания к сферической, переход от бокового расположения свечи к центральному отдаляют детонацию. В подтверждение можно сказать, что при установке на мотоцикл «Паннония» вместо головки с боковым расположением свечи другой, от двигателя Ява-250 с центральным расположением удалось повысить степень сжатия с 7,6 до 8,5 и применять бензин А-72 или А-76; при этом детонации не возникало.

В свою очередь, самовоспламенение зависит от наличия выступающих частей в камере сгорания (чем их больше, тем вероятнее местный нагрев), формы камеры сгорания и днища поршня. При повышении степени сжатия вероятность его возникновения растет и снижается при уменьшении диаметра цилиндра.

Но не только конструктивные параметры влияют на детонацию и самовоспламенение. Так, обогащение смеси, понижение атмосферного давления и увеличение влажности воздуха дополнительно охлаждают детали двигателя.

Важно отметить, что возникновению детонации благоприятствует очень раннее зажигание: уже горящая смесь дополнительно поджимается идущим к верхней мертвой точке поршнем. Увеличение числа оборотов уменьшает возможность детонации, но способствует самовозгоранию. Для предотвращения его очень важно правильно подобрать свечи по тепловым характеристикам и процентное содержание масла в бензине.

Каким образом можно хотя бы частично избавить двигатель от вредных явлений, а владельца машины от переживаний? При эксплуатации следует применять бензин той марки, которая указана в инструкции, или с большим октановым числом. Если же вы задумали форсировать двигатель по степени сжатия (подрезкой головки), придется наверняка использовать высокооктановое топливо. Обеднять смесь в этом случае не рекомендуется, так как это ведет к перегреву двигателя.

Наличие масла в топливе у двухтактных двигателей способствует калильному зажиганию из-за низкой (относительно бензина) температуры его самовозгорания. Поэтому желательно применять сорта с возможно большей температурой самовозгорания. К ним относятся авиационные МС-20, МК-22. Они меньше разлагаются и обладают лучшей смазывающей способностью при высоких температурах. Правда, отложение нагара на днище будет несколько больше, чем при АС-8, и его чаще придется удалять. Молено и ослабить образование нагара, для чего надо отполировать днище поршня и стенки камеры сгорания.

Избежать калильного зажигания помогает скругление всех острых кромок деталей, которые выступают в камеру сгорания и наиболее сильно нагреваются. Что касается расположения свечи, то она должна быть ввернута в головку так, чтобы корпус ее был заподлицо с поверхностью камеры сгорания. Утопленная в гнезде свеча хуже охлаждается и вызывает самовоспламенение смеси.

При движении на мотоцикле с исправным, правильно отрегулированным мотором детонация может возникать из-за резкого открытия дроссельной заслонки, слишком большой нагрузки (на низких оборотах).

Резкое открытие дросселя ведет к временному обеднению смеси из-за уменьшения разрежения в диффузоре карбюратора. Когда двигатель набирает обороты, скорость воздуха в диффузоре возрастает и разрежение увеличивается. Особенно это заметно у двигателя малой кубатуры, если на нем стоит карбюратор с диффузором большого диаметра. Детонация в этом случае зависит и от типа ручки управления дроссельным золотником. При конструкции ползункового типа (такой, как на мотоциклах ИЖ, ЯВА, ЧЗ, «Ковровец») детонация менее вероятна, чем при катушечной (как на М—106, «Паннонии», «Урале»), поскольку в последнем случае дроссель поднимается гораздо резче. Для устранения детонации надо обеспечить более богатую смесь на переходном режиме, или поставить карбюратор с меньшим сечением диффузора, или же установить более «длинноходную» ручку управления газом. Легкая детонация в момент резкого открытия дросселя — нормальное явление.

При движении под нагрузкой на малых оборотах с полностью открытым дросселем смесь переобедняется из-за недостаточного разрежения в диффузоре карбюратора. Кроме того, на малых оборотах уменьшается коэффициент наполнения из-за увеличения обратного выброса. Все это ведет к появлению детонации. Чтобы устранить ее, следует прикрыть дроссельный золотник и перейти на низшую передачу.

Отложение нагара на днище поршня и стенках камеры сгорания уменьшает ее объем, и соответственно увеличивается степень сжатия. Когда это увеличение превысит определенную границу, возникает детонация. Избавиться от нее можно только очисткой камеры сгорания и днища поршня от нагара во время обслуживания. Заодно следует снять нагар с выпускного окна.

Если водитель уверен, что в камере сгорания нет острых выступающих частей, свеча зажигания соответствует инструкции и тепловой характеристике двигателя, камера сгорания и поршень чисты от нагара, он может задаться вопросом: избавлен ли двигатель от калильного зажигания? К сожалению, нет. И вот по какой причине. Практика эксплуатации мотоциклов показывает, что они преимущественно работают на переменных нагрузках, то есть на переходных режимах. Известно также, что особенно сильно нагар отлагается при работе двигателя на режимах, когда используется мощность меньше средней, иными словами, на холостом ходу и в условиях города, при движении на четвертой передаче со скоростью до 60 км/час. Поэтому в городе рекомендуем на первой, второй и третьей передачах чаще давать двигателю максимальные обороты. В процессе перехода от средней мощности к максимальной выгорают отложения, причем вначале температура отскакивающих чешуек ниже температуры самовоспламенения смеси, и выдержка двигателя на таком переходном режиме способствует самоочистке. Если двигатель сразу заставить работать с максимальной мощностью, то температура отлетающих частичек будет выше температуры вспышки топливо-воздушной смеси. Двигатель начнет работать от самовоспламенения, в результате станут перегреваться детали, и в конце концов заклинит поршень. При постепенном же переходе к режиму максимальной мощности температура поршня и стенок камеры сгорания возрастает также постепенно. Рыхлый нагар выгорает, отслаивается и уносится отработавшими газами. За городом на скорости 90—100 км/час в течение первых 10—30 минут может возникнуть калильное зажигание из-за выгорания отложений, образовавшихся за неделю в городе. Поэтому на загородной трассе поначалу предпочтителен более легкий режим. Если на мотоцикле есть топливный корректор, не помешает слегка обогатить смесь. После «самоочистки» можно двигаться с максимальными скоростями, не опасаясь калильного зажигания.

В общем, не так страшны детонация и калильное зажигание, когда знаешь, как с ними бороться!



 

1975N09P36-37

Пять случайных мотоциклов:

Пять случайных статей о мотоциклах:

Карбюратор Явы 638

Прошло уже четыре года с начала производства ЯВЫ-638. Эта модель, как уже не раз отмечалось в журнале, по всем техническим параметрам превосходит прежнюю ЯВУ-634. Новый двигатель мощнее и в то же время не уступает прежнему по экономичности и легкости пуска. И в этом немалая роль принадлежит карбюратору 2928СЕ. Он совершеннее, но в то же время намного сложнее по устройству. Да и в эксплуатации заметно отличается от карбюраторов предшествующих моделей ЯВ. И не удивляет, что многие относятся к новому прибору с недоверием. В ответ на запросы читателей мы предложили нашему постоянному автору В. СЕКРЕТОВУ рассказать об устройстве карбюратора ЯВЫ-638 и особенностях его регулировки. Многие "явисты" задаются вопросом: а зачем надо было менять карбюратор? Почему бы на новую ЯВУ не поставить столь хорошо зарекомендовавший себя от ЯВЫ-634? Дело вот в чем. Чтобы поднять мощность двигателя ЯВЫ, пришлось увеличить диаметр диффузора на 2 мм, и у карбюратора 2928СЕ он составляет 28 мм. Однако обойти...

Читать далее >>

Три совета владельцам Явы 634

На мотоциклах Ява 634-01, 634-08 трубка, по которой отводятся пары электролита из батареи, заканчивается у заднего колеса. Во время движения, особенно летом, электролит попадает на колесо, глушитель, другие детали и повреждает их покрытие. Фото 1. Установка пузырька для сбора электролита. Я избавился от этой неприятности, укоротив трубку и опустив ее в пузырек с пробкой, который установил в правом инструментальном ящике, как показано на фото 1. Чтобы пузырек не разбился, сделал для него рамку из пенопласта. Скопившийся в пузырьке электролит можно использовать, доливая его в батарею. * * * Снять поршень с шатуна, имеющего игольчатый подшипник в верхней головке, — дело простое (нужно лишь следить, чтобы иглы не попали в картер). А вот без специальных приспособлений, описанных в февральском номере «За рулем» за 1978 год. установить его трудно. Если это приходится делать в дороге, можно воспользоваться простейшей втулкой внутренним диаметром 16 мм, длиной 21 мм, ко...

Читать далее >>

Яве 60 лет !

Яве шестьдесят!   Много это или мало для мотоциклетной марки? Если сравнивать с первым чешским мотоциклом «Лаурин и Клемент», который появился на тридцать лет раньше, у ЯВЫ не столь уж солидный возраст. Но в данном случае следует принимать во внимание не дату рождения. Из более чем 2500 различных марок мотоциклов, производившихся когда-либо в мире и занесенных в «Иллюстрированную энциклопедию мотоциклов» (есть такая на Западе), едва наберется десяток таких, как ЯВА, — со столь богатой историей.Началась она в 1929 году, когда владелец оружейного завода Франтишек Янечек представил в Пражском автосалоне свой первый мотоцикл, построенный по лицензии немецкой фирмы «Вандерер» (из начальных слогов этих фамилий, как известно, родилось название ЯВА). То была довольно дорогая и тяжелая машина массой 175 кг, оснащенная одноцилиндровым четырехтактным двигателем рабочим объемом 498,7 см3 и мощностью 18 л. с./13 кВт, не имевшая коммерческого успеха. Э...

Читать далее >>

После расточки цилиндра и установки новых поршня и колец в двигателе мотоцикла ИЖ появились стуки

 «. причина которых мне непонятна. В чем может быть дело?» — спрашивает К. Симаков из Хабаровска.Наиболее вероятно, что стук издают кольца при встрече с кромками окон, в которые они немного западают во время движения поршня. Это явление, характерное для двухтактных двигателей, приводит и интенсивному износу цилиндра в месте расположения окон, а иногда и к поломке колец.Чтобы устранить их задевание, демонтируйте цилиндр и кольца. Снимите с нижних и верхних кромок окон при помощи надфиля и шкурки фаски, нак показано на рисунке, и тщательно удалите продукты обработки. Притупите наружные ребра колец на токарном станке (в оправке) или вручную напильником и шкуркой. После сборки двигателя, если работа выполнена правильно, вместо стуков вы должны услышать легкий шелест, издаваемый кольцами при перемещении в канавках поршня и переходе через окна, свидетельствующий о нормальной работе этих деталей.1974N03P18

Читать далее >>

ИЖ Планета 5, 5К ( ИЖ 7.107, 7.108 )

Улучшены параметры двигателя и трансмиссии, повышена экономичность, обновлен внешний вид мотоцикла     Во втором квартале объединение «Ижмаш» переходит к массовому производству мотоциклов «ИЖ-Планета—5», первая партия которых была изготовлена в конце прошлого года. Изменения, внесенные в конструкцию по сравнению с «Планетой—4», прежде всего имели целью удовлетворить запросы сельских мотоциклистов — основных потребителей мототехники. Улучшены параметры двигателя и трансмиссии, повышена экономичность, обновлен внешний вид мотоцикла.Цилиндр двигателя и его головка — новой конструкции. Это позволило снизить расход топлива примерно на 10%: у «Планеты— 5» он равен 5,0 л/100 км при скорости 90 км/ч, в варианте с боковым прицепом «ИЖ-Планета—5К»> — 7,0 л/100 км при 60 км/ч (соответствующие показатели для «Планеты— 4» — 5,5 и 7,2 л/100 км). В то же время н...

Читать далее >>