ПАМЯТКА АРТИЛЛЕРИСТУ
ПАМЯТКА АРТИЛЛЕРИСТУ
ДЕТОНАЦИЯ
Пришедшее из латыни прекрасное слово «детонация» (по-нашему – взрыв) обхватывает огромное количество явлений, без которых население земли и сейчас помаленьку вело войну бы разве что прохладным орудием. А мы, просвещенные, вон как продвинулись… Хоть какой взрыв, даже мирный, в базе собственной разрушительный процесс. Чуть появились движки внутреннего сгорания, инженеры здесь же столкнулись с грустным фактом: в неких случаях заместо обыденного сгорания в цилиндрах происходят аномальные явления: он работает с резкими, высочайшего тона металлическими стуками, теряет мощность, перегревается. Такое отклонение от нормы окрестили детонацией – ниже вы удостоверьтесь, что непопросту.
ИЛЛЮЗИЯМ ВОПРЕКИ
Кто не встречал ярких описаний того, как в цилиндре от искры «взрывается» рабочая смесь! Не веруйте любителям красноватого словца – при обычной работе мотора никаких взрывов нет.
Когда сгорание идет «как по писаному» (в учебниках для студентов), давление газов на поршень изменяется плавненько, мягко – это показано зеленоватой кривой на рис. 1. Пламя от искры свечки разбегается типичным фронтом, равномерно захватывая весь объем камеры сгорания. Скорость движения фронта пламени в современных движках при насыщенной турбулизации (завихрении) рабочей консистенции – до 50–80 м/с.
У размеренного сгорания свои плюсы: оно отлично поддается расчету, с ним легче улучшить передачу энергии газов поршням, шатунам, коленвалу, коробки, исключив перегрузку деталей, нарушение их смазки, резвый износ, поломку, небезопасные колебания и т. д.
«Жесткость» процесса (отношение скорости нарастания давления к углу поворота коленвала) обычно не выше 1,5–2 бар/градус. На графике (рис. 1) об этом можно судить по наклону кривых к горизонтали.
Фактически весь заряд в камере сгорания должен сгореть до этого, чем раскроется выпускной клапан, а от того, как соотносится этот процесс с углом поворота коленвала, зависят мощность, вращающий момент, экономичность мотора, поле температур и т. д. Потому искра меж электродами свечки должна показаться несколько ранее, чем поршень достигнет верхней мертвой точки, – это именуют опережением зажигания (см. рис. 1). Оно не может быть схожим для совсем разных режимов работы мотора и должно изменяться в широких границах. Лучший угол опережения зажигания устанавливает автоматика – от простейшей механической до современной электрической.
А сейчас об аномальном процессе – детонации. Для острастки начнем с последствий. Они достаточно разнообразны, но больше всего достается поршням. Примеры – на фото. Механические и термические нагрузки, хотя и действуют локально, большие. Кромки поршней часто оплавляются, перемычки меж кольцами ломаются, достается и кольцам. Детонация повреждает и другие Ремонт и эксплуатация: поршневые пальцы, шатунные вкладыши и т. д.
Одна из обстоятельств неудачи – недостающая детонационная стойкость горючего. К примеру, бензин АИ-80 (А-76) даже прежним моторам ВАЗа со степенью сжатия всего 8,5 противопоказан. Вы это, естественно, понимаете – и на АЗС зальете АИ-92. Для моторов с еще большей степенью сжатия (9,8–10,5) нужен АИ-95. Но кто гарантирует, что вас не надули? Иногда в бензобак попадает тот еще коктейль!
Как мы уже отметили, смесь, воспламенившись от искры, сгорает не одномоментно. Фронт пламени равномерно приближается к далекому углу камеры сгорания (зона 2 на рис. 2), и хотя там еще ничего не пылает, давление и температура за счет «поджатия» уже спаленной частью заряда становятся выше, что ускоряет ход окислительных реакций. Если горючее не обладает достаточной детонационной стойкостью, в сжатой консистенции образуются неуравновешенные хим соединения, способные самовоспламениться от мельчайшего дополнительного «толчка». Но концентрация этих соединений по объему зоны 2 неодинакова: в точке, где они менее устойчивы, происходит 1-ый локальный взрыв, вокруг которого с большой скоростью (до 2500 м/с) разбежится ударная волна, скачком поднимающая давление и температуру. Пробегая через другие части заряда, близкие к самовоспламенению, ударная волна просто «поджигает» их, рождая новые волны. За фронтом каждой ударной волны, как за локомотивом, движется детонационная волна, но процесс сгорания не мгновенен, после прохождения волн смесь какое-то время догорает. Все же скорость детонационного сгорания в 10-ки раз больше обыденного (его нередко так и именуют – «быстрым»).
Кстати, «частокол» на красноватой кривой (см. рис. 1) – это только итог реакции датчика давления на ударные волны и отражения их от стен. Высочайшие значения давления действуют локально, а среднее действенное давление в камере меньше, чем при обычном сгорании. Итог приблизительно таковой, как при очень резких ударах ювелирным молоточком по головке блока и поршню – следы останутся, а двинуть с места мощные Ремонт и эксплуатация тяжело. Вот эти стуки ударных волн и слышны при детонации. При работе с высочайшей нагрузкой для неких движков допускается краткосрочная (одна-две секунды) детонация. Долгая же приводит к такому перегреву поверхностей, образующих камеру сгорания, что поршень начинает оплавляться. Также вследствие перегрева может начаться самовоспламенение консистенции до возникновения искры – так называемое калильное зажигание, еще более подхлестывающее детонацию. В выхлопных газах вы заметите черно-зеленый дым (вылетают частички металла) – движку конец! В наилучшем случае его ожидает очень дорогостоящий ремонт.
Детонационная стойкость бензина обозначена в его октановом числе. В то же время возможность возникновения детонации находится в зависимости от конструкции мотора, так что советы завода-изготовителя по части используемого горючего игнорировать не стоит. К примеру, для мотора ЗМЗ-24-01 («Волга») со степенью сжатия 6,7 хорошим оказывается бензин АИ-80. Но для мотора 24Д со степенью сжатия 8,2 он уже неприемлем. Нужен, как минимум, АИ-92.
Да и оборотная подмена недопустима! При низкой степени сжатия сгорание высокооктанового горючего затягивается, это ведет к перегреву выпускных клапанов и даже их обгоранию. Щедрость тут неуместна – мотору 24-01 бензины с октановым числом 91 и выше только в ущерб.
ПОМОГИ МОТОРУ
Как быть, если после заправки в пути началась мощная детонация, поменять плохой бензин нечем, а доехать необходимо?
Вспомним, что еще провоцирует детонацию. Во-1-х, увеличенная нагрузка на движок: чем посильнее открыт дроссель, тем лучше заполнение цилиндров, больше масса консистенции, сжатой в камере сгорания, выше ее давление и температура. Отсюда завышенный риск детонации. К тому же система питания устроена так (ЗР, 2004, № 2), что при огромных нагрузках несколько обогащает смесь для получения максимума вращающего момента либо мощности – такая пылает резвее и жарче, тоже содействуя детонации.
Каждому необходимо знать об особенностях мотора. Неопытный шофер «Жигулей» атакует подъемы «внатяг» и, даже заслышав стуки, не сбавляет газ. Это верный метод вызвать сильную детонацию и на неплохом бензине: у нее возникает больше времени для развития. Создадим напротив: прикроем дроссель, а обороты повысим, перейдя на пониженную передачу.
Но это правильно, только если исправен центробежный регулятор распределителя зажигания, по другому детонация вероятна и на завышенных оборотах! У моторов переднеприводных ВАЗов с высочайшей степенью сжатия (9,8–10,5) это бывает и при наибольшей мощности – в реве мотора не каждый выделит посторонние стуки. Если услышал – сбавь нагрузку, мощность. По другому говоря, поезжай медленней.
Последующий фактор – угол опережения зажигания. Уменьшив его, сдвинем максимум давления (голубая кривая на рис. 1) правее, не давая чрезвычайно вырасти поблизости ВМТ. Часть мощности потеряем, но побережем движок! Электрические системы современных автомобилей по сигналу датчика детонации сами корректируют УОЗ. Естественно, пока исправны. И – в ограниченных границах. Так, на VAZ 2110 многие сознательно употребляют АИ-92 заместо АИ-95. Но от опытов с АИ-80 лучше воздержаться.
А вот прием необыкновенный, испытанный «бывалым» на 1,5-литровом моторе VAZ 21083: сдвинуть зубчатый ремень относительно шкива распредвала на один зуб в сторону запаздывания газораспределения. Заполнение цилиндров усугубляется – и детонации нет.
Что еще ей содействует? Естественно, завышенная температура в камере сгорания. А она находится в зависимости от теплоотвода: малость перенагрелся мотор – и уже отвечает гулом на открытие дросселя. Вывод: пора привести в порядок систему остывания.
Возможность детонации выше, когда на поверхностях, образующих камеру сгорания, много нагара; он тоже усугубляет теплоотвод и несколько увеличивает степень сжатия. Обыденный источник нагара – дешевенькие масла с высочайшей зольностью, а иногда и бензин туманного происхождения. Накрепко избавиться от нагара, не разобрав движок, тяжело – выходит, ездить на качественном масле и бензине часто дешевле!
ДЕТОНАЦИЯ
Пришедшее из латыни прекрасное слово «детонация» (по-нашему – взрыв) обхватывает огромное количество явлений, без которых население земли и сейчас помаленьку вело войну бы разве что прохладным орудием. А мы, просвещенные, вон как продвинулись… Хоть какой взрыв, даже мирный, в базе собственной разрушительный процесс. Чуть появились движки внутреннего сгорания, инженеры здесь же столкнулись с грустным фактом: в неких случаях заместо обыденного сгорания в цилиндрах происходят аномальные явления: он работает с резкими, высочайшего тона металлическими стуками, теряет мощность, перегревается. Такое отклонение от нормы окрестили детонацией – ниже вы удостоверьтесь, что непопросту.
ИЛЛЮЗИЯМ ВОПРЕКИ
Кто не встречал ярких описаний того, как в цилиндре от искры «взрывается» рабочая смесь! Не веруйте любителям красноватого словца – при обычной работе мотора никаких взрывов нет.
Когда сгорание идет «как по писаному» (в учебниках для студентов), давление газов на поршень изменяется плавненько, мягко – это показано зеленоватой кривой на рис. 1. Пламя от искры свечки разбегается типичным фронтом, равномерно захватывая весь объем камеры сгорания. Скорость движения фронта пламени в современных движках при насыщенной турбулизации (завихрении) рабочей консистенции – до 50–80 м/с.У размеренного сгорания свои плюсы: оно отлично поддается расчету, с ним легче улучшить передачу энергии газов поршням, шатунам, коленвалу, коробки, исключив перегрузку деталей, нарушение их смазки, резвый износ, поломку, небезопасные колебания и т. д.
«Жесткость» процесса (отношение скорости нарастания давления к углу поворота коленвала) обычно не выше 1,5–2 бар/градус. На графике (рис. 1) об этом можно судить по наклону кривых к горизонтали.
Фактически весь заряд в камере сгорания должен сгореть до этого, чем раскроется выпускной клапан, а от того, как соотносится этот процесс с углом поворота коленвала, зависят мощность, вращающий момент, экономичность мотора, поле температур и т. д. Потому искра меж электродами свечки должна показаться несколько ранее, чем поршень достигнет верхней мертвой точки, – это именуют опережением зажигания (см. рис. 1). Оно не может быть схожим для совсем разных режимов работы мотора и должно изменяться в широких границах. Лучший угол опережения зажигания устанавливает автоматика – от простейшей механической до современной электрической.
А сейчас об аномальном процессе – детонации. Для острастки начнем с последствий. Они достаточно разнообразны, но больше всего достается поршням. Примеры – на фото. Механические и термические нагрузки, хотя и действуют локально, большие. Кромки поршней часто оплавляются, перемычки меж кольцами ломаются, достается и кольцам. Детонация повреждает и другие Ремонт и эксплуатация: поршневые пальцы, шатунные вкладыши и т. д.
Одна из обстоятельств неудачи – недостающая детонационная стойкость горючего. К примеру, бензин АИ-80 (А-76) даже прежним моторам ВАЗа со степенью сжатия всего 8,5 противопоказан. Вы это, естественно, понимаете – и на АЗС зальете АИ-92. Для моторов с еще большей степенью сжатия (9,8–10,5) нужен АИ-95. Но кто гарантирует, что вас не надули? Иногда в бензобак попадает тот еще коктейль!
Как мы уже отметили, смесь, воспламенившись от искры, сгорает не одномоментно. Фронт пламени равномерно приближается к далекому углу камеры сгорания (зона 2 на рис. 2), и хотя там еще ничего не пылает, давление и температура за счет «поджатия» уже спаленной частью заряда становятся выше, что ускоряет ход окислительных реакций. Если горючее не обладает достаточной детонационной стойкостью, в сжатой консистенции образуются неуравновешенные хим соединения, способные самовоспламениться от мельчайшего дополнительного «толчка». Но концентрация этих соединений по объему зоны 2 неодинакова: в точке, где они менее устойчивы, происходит 1-ый локальный взрыв, вокруг которого с большой скоростью (до 2500 м/с) разбежится ударная волна, скачком поднимающая давление и температуру. Пробегая через другие части заряда, близкие к самовоспламенению, ударная волна просто «поджигает» их, рождая новые волны. За фронтом каждой ударной волны, как за локомотивом, движется детонационная волна, но процесс сгорания не мгновенен, после прохождения волн смесь какое-то время догорает. Все же скорость детонационного сгорания в 10-ки раз больше обыденного (его нередко так и именуют – «быстрым»).Кстати, «частокол» на красноватой кривой (см. рис. 1) – это только итог реакции датчика давления на ударные волны и отражения их от стен. Высочайшие значения давления действуют локально, а среднее действенное давление в камере меньше, чем при обычном сгорании. Итог приблизительно таковой, как при очень резких ударах ювелирным молоточком по головке блока и поршню – следы останутся, а двинуть с места мощные Ремонт и эксплуатация тяжело. Вот эти стуки ударных волн и слышны при детонации. При работе с высочайшей нагрузкой для неких движков допускается краткосрочная (одна-две секунды) детонация. Долгая же приводит к такому перегреву поверхностей, образующих камеру сгорания, что поршень начинает оплавляться. Также вследствие перегрева может начаться самовоспламенение консистенции до возникновения искры – так называемое калильное зажигание, еще более подхлестывающее детонацию. В выхлопных газах вы заметите черно-зеленый дым (вылетают частички металла) – движку конец! В наилучшем случае его ожидает очень дорогостоящий ремонт.
Детонационная стойкость бензина обозначена в его октановом числе. В то же время возможность возникновения детонации находится в зависимости от конструкции мотора, так что советы завода-изготовителя по части используемого горючего игнорировать не стоит. К примеру, для мотора ЗМЗ-24-01 («Волга») со степенью сжатия 6,7 хорошим оказывается бензин АИ-80. Но для мотора 24Д со степенью сжатия 8,2 он уже неприемлем. Нужен, как минимум, АИ-92.
Да и оборотная подмена недопустима! При низкой степени сжатия сгорание высокооктанового горючего затягивается, это ведет к перегреву выпускных клапанов и даже их обгоранию. Щедрость тут неуместна – мотору 24-01 бензины с октановым числом 91 и выше только в ущерб.
ПОМОГИ МОТОРУ
Как быть, если после заправки в пути началась мощная детонация, поменять плохой бензин нечем, а доехать необходимо?
Вспомним, что еще провоцирует детонацию. Во-1-х, увеличенная нагрузка на движок: чем посильнее открыт дроссель, тем лучше заполнение цилиндров, больше масса консистенции, сжатой в камере сгорания, выше ее давление и температура. Отсюда завышенный риск детонации. К тому же система питания устроена так (ЗР, 2004, № 2), что при огромных нагрузках несколько обогащает смесь для получения максимума вращающего момента либо мощности – такая пылает резвее и жарче, тоже содействуя детонации.
Каждому необходимо знать об особенностях мотора. Неопытный шофер «Жигулей» атакует подъемы «внатяг» и, даже заслышав стуки, не сбавляет газ. Это верный метод вызвать сильную детонацию и на неплохом бензине: у нее возникает больше времени для развития. Создадим напротив: прикроем дроссель, а обороты повысим, перейдя на пониженную передачу.
Но это правильно, только если исправен центробежный регулятор распределителя зажигания, по другому детонация вероятна и на завышенных оборотах! У моторов переднеприводных ВАЗов с высочайшей степенью сжатия (9,8–10,5) это бывает и при наибольшей мощности – в реве мотора не каждый выделит посторонние стуки. Если услышал – сбавь нагрузку, мощность. По другому говоря, поезжай медленней.
Последующий фактор – угол опережения зажигания. Уменьшив его, сдвинем максимум давления (голубая кривая на рис. 1) правее, не давая чрезвычайно вырасти поблизости ВМТ. Часть мощности потеряем, но побережем движок! Электрические системы современных автомобилей по сигналу датчика детонации сами корректируют УОЗ. Естественно, пока исправны. И – в ограниченных границах. Так, на VAZ 2110 многие сознательно употребляют АИ-92 заместо АИ-95. Но от опытов с АИ-80 лучше воздержаться.
А вот прием необыкновенный, испытанный «бывалым» на 1,5-литровом моторе VAZ 21083: сдвинуть зубчатый ремень относительно шкива распредвала на один зуб в сторону запаздывания газораспределения. Заполнение цилиндров усугубляется – и детонации нет.
Что еще ей содействует? Естественно, завышенная температура в камере сгорания. А она находится в зависимости от теплоотвода: малость перенагрелся мотор – и уже отвечает гулом на открытие дросселя. Вывод: пора привести в порядок систему остывания.
Возможность детонации выше, когда на поверхностях, образующих камеру сгорания, много нагара; он тоже усугубляет теплоотвод и несколько увеличивает степень сжатия. Обыденный источник нагара – дешевенькие масла с высочайшей зольностью, а иногда и бензин туманного происхождения. Накрепко избавиться от нагара, не разобрав движок, тяжело – выходит, ездить на качественном масле и бензине часто дешевле!