Детонация как последствие повышенного расхода масла в двигателе!

[BOSS]

Все нам хорошо известны классические признаки повреждения двигателя от детонации — это всегда разрушение перемычек поршня с явно выраженным конусом, который расширяется от днища в сторону юбки. Непременные спутники этого процесса — локальные оплавления тела поршня и термическая деформация колец из-за появления сопутствующего калильного зажигания в поврежденных зонах. Фотография одного такого поршня прямо из сервисной зоны представлена вашему вниманию ниже:

Согласитесь, что характер повреждений на поршне – классический для повреждений от воздействия детонации… И всё же — в чём именно причина? Если вы хоть немного знакомы с производственным процессом автосервисной станции, то наверняка знаете — при таком разрушении в гарантийный период владельцу будет отказано в безвозмездном устранении недостатка; технические специалисты из гарантийного отдела сразу будут ссылаться на использование владельцем некачественного топлива для заправки автомобиля. Можно считать удачным стечение обстоятельств для такого сервиса, если после отбора образца из топливного бака независимая испытательная лаборатория выявит занижение октанового числа топлива относительно нормы. Но на сегодняшний день с уже упомянутыми ранее типами моторов далеко не всегда получается «поймать» владельца на использовании откровенно некондиционного топлива.

Что же получается? Двигатель разрушен в результате детонации; в баке остаток топлива, октановое число которого выше 95 единиц — а код неисправности о нарушении процесса сгорания возник в диапазоне последних 100 км пути! При таких обстоятельствах доказать, что автомобиль был заправлен кондиционным топливом после повреждения поршневой группы — не то что бы очень сложно, а практически невозможно!

Предлагаю провести краткий экскурс в теорию для реального понимания того, что представляет собой детонация как физический процесс и какие основные причины её появления. Детонация — сверхзвуковой комплекс, состоящий из ударной волны и экзотермической химической реакции за ней. Механизм превращения энергии на фронте детонационной волны существенно отличается от механизма дефлаграции — волны медленного горения, сопровождающейся дозвуковыми течениями. Принципиальная возможность явления детонации следует из того, что при прохождении через фронт ударной волны топливно-воздушная смесь нагревается. Если ударная волна достаточно сильна, то это нагревание может привести к самовоспламенению горючей смеси и ее взрывообразному горению, что и приводит к детонации. Возникающая при этом поверхность нормального разрыва называется детонационной волной. Изменение термодинамических параметров среды при прохождении через фронт детонационной волны описывается детонационной адиабатой.

Быстрое детонационное сгорание, резко повышающее давление в камере сгорания, приводит к быстрому выходу из строя деталей двигателя в результате работы с повышенными термическими и механическими нагрузками.

Причинами детонации являются:

— обеднение рабочей смеси;
— большой угол опережения зажигания;
— низкое октановое число топлива;
— повышенное количество нагара на поверхности свечей зажигания, стенках камер сгорания головок блока и днищах поршней

Детонация может быть вызвана как эксплуатационными (наиболее яркий пример — некачественное топливо), так и производственно – технологическими факторами, связанными с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта автомобиля.

В данном случае мы хотим обратить ваше внимание на октановое число конкретно той смеси, которая поступает в камеру сгорания или уже возникает в ней посредством прямого впрыска. Даже при использовании топлива с соответствующим октановым числом фактическое значение детонационной стойкости смеси в камере сгорания может измениться; как неоднократно было установлено в ходе проведения автотехнических экспертиз — причиной тому является попадание моторного масла во впускной коллектор и цилиндры двигателя.

Самым интересным примером стал случай обращения владельца автомобиля среднего класса, оснащённого двухлитровым двигателем с турбонаддувом. Расход моторного масла на угар для таких двигателей находится в пределах 200 — 500 грамм / 1000 км пути и уже давно считается нормой. Владелец неоднократно обращал внимание специалиста СТО, что при динамичном разгоне с установившейся скорости в 120 км/ч из моторного отсека доносился отчётливо слышимый металлический стук «поршневых пальцев». Звуком «поршневых пальцев» уже давно в народе называют проявление детонации. Но, как ни странно звучит этот факт — при разгоне с малых скоростей, где нагрузка на мотор всегда значительно выше — детонация не прослушивается. Получается забавный казус: при «тест-драйве» на территории СТО проявлений детонации не слышно, а вот ездить по городу со скоростью более 120 км/ч — не желает ни один инженер!

В результате в один прекрасный день этот автомобиль прибыл на СТО на эвакуаторе с повреждением поршня, которое характерно при воздействии детонации. После анализа остатков топлива из бака произошло чудо – октановое число исследуемого образца составило 95,6 единиц…И тут «следствие зашло в тупик»…

В ходе проведения автотехнической экспертизы было установлено объёмное накопление моторного масла в турбине, интеркулере и в впускном коллекторе. Моторное масло в процессе эксплуатации накапливалось в уловителе перед зоной всасывания турбокомпрессора и по мере увеличения расхода воздуха поступало в цилиндры двигателя.

Моторное масло по своим свойствам очень похоже на дизельное топливо, цетановое число которого стремится занять противоположный «угол ринга» по отношению к октановому числу бензина. Условия движения автомобиля, которые заявлял владелец перед тем, как слышал признаки детонации — указывают на повышенный расход воздуха во впускной системе и попадание моторного масла в топливовоздушную смесь.

Теперь осталось лишь проверить факт снижения октанового числа при прямом смешении моторного масла и бензинового топлива.

Для чистоты эксперимента был взят бензин марки АИ-95 и проверен на соответствие октанового числа. Образец из топливораздаточной колонки «нефтяного гиганта» показал значение 95,4 единицы. В данный образец топлива было добавлено 20% синтетического моторного масла, которое использовалось в поврежденных двигателях. В ходе испытаний приготовленный образец показал октановое число 91.2, что является фактически несоответствием эталону требований к моторному топливу марки АИ-92. Далее гадать бессмысленно – с таким октановым числом в условиях высоких нагрузок происходит детонационное сгорание и повреждение двигателя, несмотря на соответствие всем предписанным производителем автомобиля нормам к заправленному образцу топлива в баке автомобиля.



Вторым важным вопросом, который возникает после осмысления причины попадания моторного масла во впускной коллектор — становятся условия для возникновения расхода его (масла) через систему вентиляции картерных газов. И тут начинается совсем другая история, начало которой может возникать как в производственной, так и в эксплуатационной плоскостях

P.S Думаю для нас это повод задуматься!, в стоке влияние может и не велико! Но надо учитывать, поднимая характеристики мотора, и погоней за низким расходом топлива.