Внешние признаки детонации. Последствия детонанионпого сгорания

Детонационное сгорание сопровождается возникновением сильных ударных волн большой амплитуды, распространяющихся по массе газа в объеме цилиндра.

Когда фронт ударной волны со сверхзвуковой скоростью набегает на внутреннюю поверхность цилиндра и отражается от нее, давление в месте отражения увеличивается примерно вдвое вследствие торможения потока газов. Взаимодействие ударной волны с внутренними поверхностями цилиндра возбуждает сильную вибрацию в деталях, образующих рабочее пространство цилиндра, в результате чего происходит излучение колебаний в окружающее пространство, воспринимаемое человеком как звонкий металлический стук высокого тона - характерный внешний признак детонации.

Следствием общего перегрева двигателя является уменьшение плотности свежего заряда, и как результат - снижение массового наполнения цилиндра и уменьшение мощности двигателя.

Повышение температуры поршня, выполненного из алюминиевого сплава, приводит к снижению прочности, появлению местных механических разрушений на поверхности поршня (мелкие выщербины, каверны, обгорание кромок поршня, прогорание днища поршня).

Мгновенное местное повышение температуры газов во фронте детонационной волны усиливает диссоциацию газов в процессе сгорания, наблюдается появление частиц сажи в отработавших газах двигателя и сильное дымление.

При взаимодействии детонационной волны со стенкой цилиндра разрушается тонкая масляная пленка, защищающая гильзу цилиндра от контакта с агрессивные газами, вследствие чего усиливается химическая коррозия металла гильзы. Отсутствие защитного слоя в виде масляной пленки приводит к возникновению сухого трения между гильзой цилиндра и поршневыми кольцами, что приводит к усиленному износу верхнего пояса гильзы и поршневых колец.

Возникающие при детонации резкие колебания давления газов возбуждают в кривошипно-шатунном механизме вибрацию, которая может разрушить антифрикционный слой в подшипниках коленчатого вала.

Таким образом, при детонационном сгорании энергоэкономические показатели двигателя снижаются, а износ и вероятность быстрого появления крупной неисправности в двигателе увеличиваются. Длительная работа двигателя с сильной детонацией недопустима.

На вероятность появления детонационного сгорания оказывают влияние конструктивные и эксплуатационные факторы. Все факторы, связанные с повышением температуры и давления свежего заряда к концу такта сжатия, а также факторы, увеличивающие время воздействия высоких температуры и давления на несгоревшую часть свежего заряда, повышают вероятность возникновения детонационного сгорания.

Необходимо учитывать влияние целого ряда дополнительных факторов: температурную и кинетическую неоднородность свежего заряда, наличие в массе свежего заряда мелких сажевых частиц, интенсивность и характер турбулизации и др.

Все факторы, действуя одновременно и случайным образом, по-разному оказывают влияние на склонность двигателя к детонации.

Рассмотрим влияние отдельных факторов на вероятность появления детонационного сгорания, имея в виду, что воздействие того или иного фактора рассматривается при прочих равных условиях (е, Ф, С, у,п,а,%Др.З.,в°0П,)·