Регистрация Войти
Вопрос

Каковы различные причины преждевременного воспламенения/детонации?

Поиск по запросу «детонация» выдал несколько причин детонации, но во всех найденных источниках говорится, что есть и другие причины, но они не перечислены.



Наиболее распространённой причиной является перегрев топливно-воздушной смеси из-за сжатия в турбокомпрессоре. Когда смесь нагревается до определённой температуры, происходит самопроизвольная детонация. Как ни странно, я не нашёл упоминаний о том, что нагнетатели воздуха оказывают такое же воздействие. Итак, несколько вопросов:




  • Каковы другие причины детонации?

  • Какие существуют методы борьбы с детонацией? Для турбированных двигателей обычным способом охлаждения топливно-воздушной смеси является интеркулер. Какие ещё методы применялись?

  • Оказывают ли нагнетатели такое же воздействие на нагрев топливно-воздушной смеси? А если нет, то почему? Согласно закону идеального газа (PV = nRT), я думал, что увеличение только давления неизбежно приведёт к повышению температуры.
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/27913/what-are-the-various-causes-of-preignition-detonation
1
+ Читать

9 Комментариев

  1. Большая часть моих знаний связана с турбодвигателями.



    Детонация или преждевременное воспламенение возникают из-за того, что топливно-воздушная смесь воспламеняется до того, как срабатывает свеча зажигания. Смесь обычно воспламеняется из-за горячей точки в головке блока цилиндров или нагара.



    Турбокомпрессоры и нагнетатели с большей вероятностью могут вызвать детонацию из-за более высокого давления. В цилиндре находится больший объём топливно-воздушной смеси, которая при воспламенении создаёт большее давление и нагрев.



    Способы предотвращения детонации:

    Двигатели с турбонаддувом работают на обогащённой смеси при повышенном давлении, примерно 11:1. Несгоревшее топливо помогает поглощать часть тепла.

    Топливо с более высоким октановым числом более устойчиво к детонации.

    Впрыск спирта — по сути, повышает октановое число.

    Подача воды — вода помогает поглощать тепло.

    Охладите всасываемый заряд — холодный воздух на впуске, интеркулер, закись азота. Это позволит увеличить плотность воздушного заряда и потребует больше топлива.

    Более холодные свечи зажигания

    Измените форму камеры сгорания — убедитесь, что все поверхности ровные. Мелкие детали (углы, края) нагреваются легче.



    В двигателях с турбонаддувом или нагнетателем обычно отслеживают два параметра, чтобы определить, есть ли риск детонации: степень сжатия и температуру выхлопных газов (ТХГ). ТХГ более точен, но для его измерения требуется датчик в выпускном коллекторе.


  1. Датчик EGT практически бесполезен, если не считать того, что с его помощью можно настроить двигатель так, чтобы он не перегревался. Но даже в этом случае его нужно использовать только во время работы на холостом ходу или при повышенном давлении наддува. Если вы неправильно настроили синхронизацию, датчик будет показывать более высокую температуру, так как топливо сгорает в коллекторе. Я помню, как кто-то копался в ЭБУ SRT4 и настраивал датчик EGT. Он показывал температуру на 100*F выше, чем датчик, но всегда на 100*. Двигатель, скорее всего, был модифицирован, что могло привести к его поломке. Интересно наблюдать за данными. Однажды мне придётся запустить свой турбомотор и снова начать собирать данные. Так весело наблюдать за графиками.
  1. Я думаю, что датчик EGT был бы очень полезен в качестве диагностического инструмента. Он мог бы выявить проблемы раньше, чем появятся другие симптомы. Или я просто инженер, который любит данные. Возможно и то, и другое. :)
  1. Таким образом, впрыск воды может регулироваться модулем ECM. В этом есть смысл. Ещё одна вещь, которую можно настроить на динамометрическом стенде. Очень круто. (пришлось)
  1. ECM использует впрыск воды только тогда, когда это может принести пользу. Например, двигатели с высоким наддувом при работе на пиковом наддуве в основном будут ограничены детонацией и, следовательно, замедлят время включения и наддува. При том же наддуве впрыск воды позволил бы вам намного увеличить время до того, как вы достигнете детонационного барьера
  1. Приятно осознавать, что я не сумасшедший и что нагнетатели тоже так делают. Что касается впрыска воды, не будет ли это также подавлять часть энергии при желаемом взрыве, снижая преимущество в мощности за счёт большего количества воздуха/топлива в цилиндре?
  1. Это должно быть интересно. zhome.com/ZCMnL/PICS/detonation/detonation.html
  1. То же самое относится и к нагнетателям! Температура зависит от октанового числа топлива. Для охлаждения сжатого воздуха можно использовать впрыск воды, который применяется в дополнение к промежуточным охладителям.
  1. Что ж, наоборот, это повышает эффективность. Это охлаждает всасываемый заряд, действуя как промежуточный охладитель и тем самым повышая плотность. Теперь большая часть капель воды будет поглощать тепло во время такта сжатия, тем самым повышая октановое число топлива. Любое испарение во время рабочего такта также способствует повышению давления (чистый объёмный КПД). Некоторое испарение во время такта впуска компенсирует всасываемый заряд.
Вы уже ответили на этот вопрос