Фактори, що впливають на появу детонації Конструктивні фактори

Ступінь стискання. Чим вищий ступінь стискання, тим вищі тиск і температура робочої суміші у кінці стискання і тим сприятливіші умови для виникнення детонації. Тому межею підвищення ступеню стискання є виникнення детонації. Але ця межа суттєво залежить від октанового числа вживаного палива, яке використовується, розмірів та форми ка­мери згоряння, матеріалу поршня та головки циліндра, а також швид­кохідності двигуна та способу його охолодження.

Розмір та число циліндрів. Із збільшенням діаметра циліндра збільшується шлях фронту полум'я, що сприяє виникненню детонації. Тому в двигунах із циліндрами більшого діаметру встановлюють по дві свічки запалювання на протилежних боках камери згоряння. З цієї ж причини двигуни з іскровим запалюванням із циліндрами великого діаметра не одержали розповсюдження на автомобілях. Підвищення потужності забезпечується збільшенням кількості циліндрів.

Форма камери згоряння і розміщення свічки запалювання. Для зменшення схильності до детонаційного згоряння потрібно, щоб камера згоряння була компактною, щоб було забезпечене достатнє завихрення свіжого заряду, а свічка розміщувалась так, щоб шлях фронту полум'я у всіх напрямках був приблизно однаковим. Краще всього ці умови вико­нуються в камерах згоряння, розміщених у днищі поршня. Задовільні показники у напівсферичних камер, у яких забезпечений найкоротший шлях розповсюдження фронту полум'я. Інтенсивна турбулентність ро­бочої суміші забезпечується у клинових та плоскоовальних камерах зго­ряння.

Матеріал поршня і головки циліндра. Схильність до детонації залежить від інтенсивності відводу теплоти від деталей, що утворюють камеру згоряння. Тому використання алюмінієвих сплавів для виготов­лення поршнів та головок циліндрів дозволяє на тому ж двигуні декілька підвищити ступінь стискання.

Експлуатаційні фактори

Сорт уживаного палива суттєво впливає на виникнення детонації. Стійкість палива до детонації оцінюється октановим числом. При ек­сплуатації автомобіля треба використовувати той бензин, який реко­мендовано в інструкції щодо його експлуатації.

Склад робочої суміші. Найбільшу схильність до детонації має ро­боча суміш із коефіцієнтом надміру повітря а = 0,85...0,95, при якому забезпечуються найбільші температура і тиск у циліндрі, що сприяє ви­никненню детонації. При роботі на більш збагачених або збіднених сумішах схильність до детонації зменшується внаслідок різкого знижен­ня температури й тиску в основній фазі згоряння.

Кут випередження запалювання. Виникненню детонації сприяє ранній кут випередження запалювання, тому що у цьому випадку частка теплоти виділяється у кінці стискання до приходу поршня у в.м.т., внаслідок чого різко підвищується тиск у другій фазі згоряння і виника­ють вогнища самозапалювання перед фронтом полум'я. Пізніше запа­лювання переборює детонаційне згоряння.

Навантаження двигуна. При зменшенні потужності двигуна шля­хом прикривання дросельної заслінки збільшується коефіцієнт залиш­кових газів, а тиск і температура у кінці стискання знижуються в зв'язку із зменшенням кількості палива, що вводиться. Тому можливість виник­нення детонаційного згоряння різко зменшується. З підвищенням на­вантаження схильність двигуна до детонації зростає.

Частота обертання колінчастого валу. При збільшенні частоти обертання підсилюється турбулізація свіжого заряду, підвищенням опо­ру у впускній системі зростає коефіцієнт залишкових газів. Унаслідок цього температура та тиск у процесі згоряння зменшуються. Крім того, скорочується час для хімічної підготовки палива до самозапалювання. У зв'язку з цим імовірність появи детонації при збільшенні частоти обер­тання знижується.

Тепловий стан двигуна. Із підвищенням температури деталей ка­мери згоряння двигуна зростає схильність до детонації. Особливо впли­ває температура найбільш нагрітих деталей у камері, до яких, у першу чергу, можна віднести випускний клапан. Тому застосовування натрієвого охолодження випускних клапанів не тільки підвищує строк їх служби, але й помітно покращує антидетонаційні властивості двигуна. Ефективне застосування роздільного охолодження головок циліндрів, що дозволяє організувати більш раціональне відведення теплоти від стінок камери згоряння.

Нагароутворення. При відкладенні нагару на стінках камери зго­ряння погіршується відведення теплоти від них, а також декілька збільшується ступінь стискання. Це призводить до підвищення темпера­тури і тиску робочої суміші, що сприяє появі детонації. У цьому випадку треба зменшити кут випередження запалювання та очистити камеру згоряння від нагару.

Стан навколишнього середовища. Стан атмосферного повітря характеризується трьома параметрами: тиском, температурою, воло­гістю. Змінення цих параметрів впливає на виникнення детонації. Чим вищі тиск та температура повітря, тим більша схильність двигуна до де­тонації. Підвищення вологості повітря, навпаки, знижує схильність до детонації, тому що на випаровування вологи у циліндрах двигуна ви­трачається частка теплоти і температура в них зменшується.