Калильное зажигание и детонация
Калильное зажигание
Система калильного зажигания появилась еще в 19 веке. Это была примитивная металлическая трубка, которая нагревалась до высокой температуры. У такого метода были свои преимущества — устойчивая работа и стабильное сгорание горючего. Но один недостаток перевешивал все плюсы: невозможно было просто завести машину и тронуться с места. Этому предшествовал долгий процесс розжига. Позже такую искровую систему заменили на свечи.
Что такое калильное зажигание?
Это воспламенение горючего раньше срока — от нагара в камере сгорания в результате сильного перегрева деталей (клапанов, свечей, головок). Это основная причина, почему топливно-воздушная смесь сгорает неправильно. Процесс напрямую связан с возникновением детонации. Сгорание сильно похоже на обычное, но происходит на гораздо большей площади, протекает стремительнее, начинается раньше. Процесс постепенно развивается, самовоспламенение происходит все раньше.
В результате в камере сгорания значительно повышается температура, растет давление. Их наибольшие значения достигаются, прежде чем поршень занимает положение ВТМ. Нагрузки на узлы цилиндропоршневой системы и коленчатый вал возрастают, мотор издаёт неприятные звуки. Самая большая неприятность в том, что повышается температура внутри камеры сгорания. Это становится причиной оплавления свечей или поршня. Двигательная система тоже начинает сильно нагреваться.
Почему возникает
Причина возникновения «неправильного» зажигания — в пониженном калильном числе свечей. Автолюбители это явление называют «горячие свечи». Во время работы мотора происходит их нагревание до высоких температур. Если они разогреваются до 400 градусов — это нормально, но более сильный разогрев приведёт к самовоспламенению горючего.
Производители регулируют величины, характеризующие калильное число. Делается это путем изменения параметров изолятора свечи и ее юбки. Во избежание проблем нужно в точности следовать рекомендациям производителя по поводу эксплуатации ТС.
Для разных видов моторов есть таблицы совместимости свечей. По ним выбирают детали, характеристики которых оптимальны для конкретной модели авто. Владельцам машин с устаревшей конструкцией можно посоветовать усовершенствовать авто — например, установить бесконтактную систему.
Еще одна причина — сильный перегрев клапанов. Происходит из-за:
- пониженного октанового числа горючего;
- некорректного выставления зазоров клапанной системы;
- дефекта одного из поршней.
Причиной калильного зажигания может стать нарушение работы двигательной системы. Если некорректно выставлено опережение момента зажигания, из-за больших нагрузок мотор начнёт перегреваться. Отсюда и нестабильная работа.
Признаки появления калильного зажигания
Возгорание горючего при калильном зажигании происходит как обычно, но еще до момента образования искры. Это влияет на работу двигательной системы: в районе мотора слышны неприятные шумы, напоминающие хлопки, обороты «плавают». Все это происходит на фоне сильной вибрации.
«Неправильное» зажигание очень вредно для мотора. Оно свидетельствует о его износе и появлении сажевых отложений в камере сгорания и цилиндрах. Температура двигателя повышается, теплоотвод ухудшается. Если перегреется ГБЦ, дорогого ремонта не избежать.
Как устранить калильное зажигание и уберечь двигатель?
Проблему можно решить путем задержки выключения зажигания. Придется обесточить клапан ХХ. Питание на него должно подаваться прямо от замка, минуя реле. Вместе с реле подключается мощный конденсатор, ток на реле подается через диод. Когда ключ будет повернут в положение «Выкл.», произойдет обесточивание клапана ХХ. Через некоторое время (зависит от конденсатора) зажигание включится, мотор остановится как положено.
Чтобы проблема не возникла, нужно правильно подбирать свечи. Летом и зимой они должны быть разными. Нужно время от времени чистить радиатор и проверять охлаждающую систему. Также необходимо следить за чистотой двигателя, ведь загрязнение нарушает теплообмен. Не стоит подвергать двигательную систему повышенным нагрузкам, если в том нет особой нужды.
Правила эксплуатации автомобиля не слишком сложны — их соблюдение позволит избежать серьёзных проблем в дальнейшем. Регулярно проходите ТО, и с двигателем вашего авто не будет проблем.
Что такое трамблер в автомобиле?
За распределение зажигания и искрообразование в нужный момент в бензиновых двигателях старого поколения отвечает трамблер. Его еще называют прерыватель-распределитель зажигания.
Скачут обороты двигателя на холостом ходу: что делать?
Причины скачков оборотов на холостом ходу на инжекторном и дизельном моторах разные. В статье мы рассмотрим, почему прыгают обороты на двигателях различных типов.
Почему закоксовывается масло и как выполнить раскоксовку?
Для того чтобы произвести раскоксовку двигателя, автомобилисту лучше обратиться к специальным составам.
Как устранить вспышки горючей смеси в двигателе
Причины и способы устранения вспышек горючего в двигателе.
Свечи зажигания. Как выбрать и проверить?
Особенности подбора свеч зажигания основываясь на их конструктивные и функциональные возможности.
Как происходит смена сечей зажигания на Peugeot 308?
Методология замены свечей на Пежо 308: когда следует производить, какова схема операции.
Калильное зажигание и самовоспламенение
Причины, признаки и выбор свечей
В предыдущем номере нашего журнала было дано описание признаков и причин появления детонации. Но наиболее опасным аномальным процессом сгорания является калильное зажигание, возникающее еще до появления искры от перегретого источника воспламенения. Так начинается неуправляемый процесс сгорания. Преждевременное воспламенение приводит к увеличению давления и температуры в цилиндре. Из-за этого воспламенение в следующих циклах начинается все раньше и раньше и так до тех пор, пока что-то не выйдет из строя. В лучшем случае сгорит электрод свечи или расколется изолятор (при этом на короткий промежуток времени может появиться стук в двигателе, затем поршень раздробит осколок изолятора и стук прекратится). В худшем случае произойдет «задир» поршня или прогорит его днище (рис.1 и 2).
Вероятность появления калильного зажигания, так же как и других видов аномального сгорания, зависит от химического состава бензина, наличия в нем ароматических углеводородов, его фактического октанового числа (ФОЧ), степени сжатия конкретного двигателя, угла опережения зажигания, температурного режима двигателя, температуры и состава рабочей смеси. В отличие от детонации калильное зажигание возникает при высокой частоте вращения (конечно при большой нагрузке) и сопровождается глухими стуками, которые даже опытный водитель обычно не слышит из-за общего высокого уровня шума при движении с высокими скоростями. При этом на 10–15% снижается мощность. По падению мощности установить появление калильного зажигания можно только при движении с полностью открытой дроссельной заслонкой (при подъеме, движении с максимальной скоростью, когда скорость автомобиля неожиданно уменьшается). Но при движении по ровной дороге установить начало калильного зажигания сразу не удается.
К числу аномальных процессов сгорания в бензиновых двигателях относится и работа двигателя с самовоспламенением всего заряда рабочей смеси при выключении зажигании (процесс аналогичен дизельному). Его часто неправильно называют калильным зажиганием (калилкой). Из-за низкой частоты вращения коленчатого вала (100-200 об/мин) работа происходит с резкими рывками и стуками. Появление такого рода воспламенения может косвенно свидетельствовать об ухудшении теплоотдачи, например из-за чрезмерного отложения нагара в камере сгорания или повышенной склонности топлива к самовоспламенению. Для устранения этого явления большинство зарубежных карбюраторов и некоторые отечественные (ДААЗ-2103, 2106) снабжены специальными электромагнитными клапанами (Антидизель), отключающими подачу топлива через систему холостого хода при выключении зажигания. Большинство отечественных карбюраторов, таких как К-131, К-151 ( малотоннажные автомобили ГАЗ и УАЗ), ДААЗ-2105, 2107, 2108 и их модификации оснащены экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ) для отключения подачи смеси при торможении двигателем. При выключении зажигания клапан ЭПХХ также отключает подачу смеси, предотвращая работу двигателя с самовоспламенением. Если двигатель, оснащенный этой системой, все же работает с самовоспламенением, необходимо ее проверить (обычно заедает клапан ЭПХХ или бывает прорвана мембрана). В двигателях без клапана ЭПХХ или Антидизеля самовоспламенение иногда удается устранить путем регулирования карбюратора. Необходимо уменьшить частоту вращения на холостом ходу. За счет уменьшения количества подаваемой смеси ее температура и давление в цилиндре падают и самовоспламенения при работе на нормальном бензине не происходит.
Ну а теперь вернемся к калильному зажиганию. Чтобы предотвратить появление калильного зажигания, важно не допускать работы на топливе с октановым числом ниже рекомендованного инструкцией, систематически проверять, правильно ли установлено зажигание, устанавливать свечи, соответствующие только данному двигателю.
При слишком раннем зажигании во время разгона на низкой частоте работы двигателя появляется детонация, которую водитель хорошо слышит и переходит на понижающую передачу. Но это является одновременно предупреждением о низком качестве бензина, перегреве двигателя или неправильно установленном зажигании, что при высоких числах оборотов может привести к появлению калильного зажигания. Поэтому необходимо установить более позднее зажигание. Бывают случаи неожиданного перехода на слишком раннее зажигание, например, если отваливается контактная пластина у прерывателя, угол опережения зажигания увеличивается на 10–15 градусов, а двигатель может продолжать работать некоторое время, достаточное для сгорания свечи или прогара поршня.
Определение появления калильного зажигания в лабораторных условиях производится специальным прибором, фиксирующим изменение сопротивления искрового промежутка свечи за счет ионизации при воспламенении смеси еще до появления искры от катушки зажигания. Но в отличие от датчика детонации таких приборов в эксплуатации еще нет.
Одной из наиболее вероятных причин появления калильного зажигания является слишком высокая температура центрального электрода свечи или ее изолятора. Их температура зависит прежде всего от поверхности (длины) юбки изолятора — чем больше поверхность, тем «горячее» свеча. В двигателях с высокой литровой мощностью, особенно с турбонаддувом, а также в двигателях с воздушным охлаждением и в двухтактных двигателях приходится ставить более «холодные» свечи.
Для надежной работы двигателя необходимо устанавливать свечи в соответствии с рекомендацией завода-изготовителя двигателя. Но при эксплуатации автомобиля часто возникают ситуации, требующие квалифицированного подбора ее марки. Прежде всего – это желание поставить более надежные свечи специализированных зарубежных фирм. Второе – это вынужденная необходимость использовать время от времени бензин с пониженным против рекомендованного октановым числом. Наконец, нельзя не учитывать эксплуатационные условия, приводящие к работе двигателей длительное время на повышенных оборотах.
Причиной появления калильного зажигания может быть производственный разнобой в фактических степенях сжатия. Степень сжатия часто увеличивается в процессе капитального ремонта двигателей, например, при расточке цилиндров, при фрезеровании нижней плоскости головки цилиндров. Кроме того, за счет появления накипи в системе охлаждения повышается температурный режим поверхности камеры сгорания. Все это приводит к увеличению вероятности появления не только детонации, но и калильного зажигания. А следовательно, необходимо установить и более «холодные» свечи.
Как же разобраться во всем многообразии свечей, появившихся последнее время в продаже? Для выбора свечи следует воспользоваться каталогом ведущих фирм, в котором приводятся марки свечей для всех основных моделей автомобилей (включая и отечественные), мотоциклов, двигателей для сельхозтехники и даже для снегоходов и моторных лодок. Ну а если каталога нет, можно воспользоваться приведенной ниже таблицей 1 и расшифровкой обозначений свечей отечественного и зарубежного производства, приведенной в конце статьи.
Основным параметром, характеризующим тепловой режим работы свечи, а, следовательно, и склонность к калильному зажиганию, является ее калильное число. Наиболее удобное обозначение калильного числа, которое раньше было принято большинством европейских фирм, по времени в секундах, после которого начинается калильное зажигание при испытании свечи на специальной одноцилиндровой установке. Чем больше калильное число, тем свеча «холоднее» и может устанавливаться на форсированные двигатели. Последние годы большинство фирм все запутало, перейдя на условные обозначения свечей. Калильное число отечественных свечей маркируется по среднему индикаторному давлению в цилиндре специальной установки, при котором начинается калильное зажигание (от 9 до 26 кгс/см 2 ). Это число примерно в 10 раз меньше, чем старое обозначение в секундах.
Как проверить, соответствует ли поставленная свеча вашему двигателю? После пробега примерно 1000 километров, следует вывернуть свечи, пометив, из какого цилиндра каждая из них. Они много расскажут вам о состоянии двигателя. Когда изолятор светло-коричневый, бурый или светло-серый – значит калильное число выбрано правильно (рис.5). Черный матовый нагар на изоляторе и корпусе (рис.6) – признак работы на переобогащенной смеси или калильное число свечи слишком высокое. В этом случае необходимо проверить регулировку карбюратора или системы впрыска (например по газоанализатору). Если с регулировкой все в порядке – вашему двигателю требуется более «горячая» свеча. Блестящий маслянистый черный нагар (рис.7) свидетельствует о попадании в цилиндр смазки через поршневые кольца, направляющие втулки впускного клапана или систему вентиляции картера. Увы! Двигателю необходим ремонт. Изолятор снежно-белой окраски (рис.8) – признак работы свечи на предельно допустимом тепловом режиме. Причина: слишком раннее зажигание, очень горячая свеча или переобеднение смеси. Проверьте регулировки системы питания, характеристики автомата опережения зажигания и, если они в норме, подберите более холодную свечу.
