Mikä on moottorin detonaatio: miksi se tapahtuu ja mikä on vaarallista?

Polttomoottorin toimintaprosessissa, kuten nimestä käy ilmi, polttoaine syttyy ja palaa. Tämä ei kuitenkaan ole kaoottinen prosessi, vaan tarkasti ohjattu. Ja kun se menee pieleen, moottori päästää vieraita ääniä. Kriittisin niistä on detonaatiolle ominainen metallinen “soittoääni”. Kerromme, mitä auton moottorin räjähtäminen on ja miksi sitä ei pidä jättää huomiotta.

Mitä on räjähtäminen auton moottorissa

Polttomoottorissa polttoaine-ilmaseoksen syttyminen sylinterissä tapahtuu tarkkaan määriteltynä ajankohtana, kun palotilassa on tarvittava määrä ilmaa, polttoainetta lisätään vastaava määrä, mäntä puristaa syntyneen seoksen ja sytytystulppa laukeaa.

Seos palaa edelleen – palamisrintama leviää sytytystulpan elektrodista tasaisesti kaikkiin suuntiin aliääninopeudella. Tämän vuoksi lämpötila ja paine palotilassa nousevat suhteellisen tasaisesti ja ilman äkillisiä hyppäyksiä. Tämä on moottorin normaalitila, jossa se voi toimia hyvin pitkään.

Mutta joskus moottorissa on detonaatio, mutta mitä se on – kaikki auton omistajat eivät ymmärrä. Itse asiassa bensiinin detonaatio ei ole palaminen, vaan sen räjähdys, lähes hetkellinen. Tämän seurauksena muodostuu aalto, paineisku, joka leviää palotilan läpi yliääninopeudella. Se heijastuu seinistä ja aiheuttaa metallisen äänen, josta sanotaan: “sormet koputtavat”. Vaikka itse asiassa männän sormilla ei ole mitään suoraa yhteyttä siihen, mitä tapahtuu.

Moottorin hyötysuhde laskee jyrkästi, kun taas kuormitukset päinvastoin kasvavat. Kuten myös palotilaa ympäröivien osien lämpötila. Aivan äärimmäisissä detonaatiotapauksissa moottori voi pettää jo muutaman minuutin kuluttua tällaisesta toiminnasta.

Nykyaikaiset moottorit pystyvät torjumaan detonaation itse. Tätä varten käytetään erityisiä antureita, jotka asennetaan sylinterilohkoon. Toimintaperiaatteensa puolesta ne ovat lähellä mikrofoneja, eli ne kuulevat hyvin “sormen koputuksen” ja tuntevat detonaation aiheuttamat värähtelyt.

Anturi (tai anturit) välittää käskyjä elektroniselle moottorinohjausyksikölle, ja tämä korjaa sytytyksen etukulmaa detonaation poistamiseksi. Optimaalinen sytytyksen etukulma valitaan käytetyn polttoaineen oktaaniluvun, moottorin nykyisen kuormituksen ja niiden olosuhteiden perusteella, joissa nakutusta esiintyy.

On tärkeää, ettei detonaatiota sekoiteta kahteen muuhun ilmiöön. Ensimmäinen on niin sanottu kalmisytytys, joka ilmenee, kun moottori käy pitkään kuumuudessa, suurella kuormituksella ja huonolaatuisella bensiinillä. Tällöin palotilassa olevat hehkuvat osat aiheuttavat polttoaineen spontaanin syttymisen ilman kipinää – yleensä kuumin on itse tulpan elektrodi. Tämä ongelma korjataan asentamalla sopivammat “kylmät” tulpat, joiden kaliiperinumero on korkea. Voimakkaassa räjähdyksessä koko palotila kuitenkin kuumenee – ja kaliiperin syttyminen voi jatkua, vaikka räjähdysmäinen palaminen on loppunut.

Toinen on kaasutinmoottoreille ominainen “dithering”. Sillä tarkoitetaan polttoaineen itsesyttymistä sen jälkeen, kun sytytysvirta on sammutettu alhaisella kampiakselin kierrosluvulla. Tällöin ilmaa ei enää juuri pääse palotilaan, sen lämpötila nousee – ja tämä aiheuttaa jälleen kalibrointisytytyksen. Tässä tapauksessa se kestää kuitenkin vain 2-3 sekuntia, joten se ei aiheuta kriittisiä vaurioita.

Miten tunnistaa moottorin syttymisen

Ilmeisin oire, joka osoittaa detonaation ilmaantumisen, on konepellin alta kuuluva tyypillinen metallinen kolahdus, joka on varsin soiva ja usein toistuva. Moottorin räjähtämisen ääntä on vaikea sekoittaa muihin: kuvittele, että joku lyö sylinterilohkoa metalliesineellä. Itse asiassa näin ilmenee iskuaalto, joka tapahtuu palotilassa ja välittyy sen seinämiin, ja ne jo “ilmoittavat” ongelmasta ulospäin. Usein kolahdukseen liittyy lisääntynyttä tärinää, ne johtuvat myös moottorin räjähtämisen tunnusmerkeistä. Nykyaikaisissa autoissa nakutusta voi kuitenkin olla melko vaikea erottaa matkustamosta: matkustamon ja itse moottorin äänieristys on parantunut. Sinun on siis kuunneltava. Stereoista tulevan musiikin läpi “sormen koputus” ei välttämättä pääse läpi.

Kannattaa kiinnittää huomiota moottorin käynnistysongelmiin, lisääntyneeseen polttoaineen kulutukseen ja tehon vähenemiseen, mikä puolestaan voi ilmetä vetokyvyn heikkenemisenä kuormituksessa ja kiihdytysdynamiikan yleisenä heikkenemisenä. On selvää, että tällaiset ilmiöt voivat viitata muihin moottorin toimintahäiriöihin, mutta jos kaikkeen tähän liittyy konepellin alta tuleva metallinen klinkkaus, ongelma on ilmeinen.

Missä piilee moottorin räjähtämisen vaara

Kun moottori räjähtää, mekaaniset ja lämpökuormat kasvavat samanaikaisesti, ja ne vaikuttavat lähes kaikkiin osiin. Männät kärsivät ensimmäisinä – ne kirjaimellisesti murenevat paineiskuista ja murtuvat männänrenkaiden väliseinistä. Samalla kärsivät venttiilit, joiden levyt eivät kestä suurta kuumuutta. Sylinterikannen tiiviste palaa läpi, yhdystankojen vaipat kuluvat nopeasti, ja erityisen laiminlyötyissä tapauksissa jopa sylinterilohko tai sylinterin pää voi vaatia korjausta.

Tässä tilassa muutama minuutti voimayksikön käyttöä riittää varmistamaan sen vikaantumisen ja auton omistajalle – kalliit korjaukset. Nykyaikaiset kevytmetalleista valmistetut moottorit ovat erityisen alttiita räjähtämiselle, sillä ne eivät kestä paineita ja lämpötiloja, jotka ylittävät normit moninkertaisesti. Saattaa jopa käydä niin, että kaliiperin sytytyksen takia kampimekanismi pyörii vastakkaiseen suuntaan kuin työsuuntaan – ja moottori on ehdottomasti korjattava.

Räjähdyksen pääasialliset syyt

Detonaation syitä ei ole niin paljon, joten voit ymmärtää ilman asiantuntijoiden apua, mikä aiheuttaa detonaation autosi moottorissa. Tässä ovat tärkeimmät vaihtoehdot.

Polttoaine, jonka oktaaniluku ei ole sopiva

Yleisin polttomoottorin detonaation syy. Jokainen moottori on suunniteltu tietyntyyppiselle polttoaineelle, ottaen huomioon parametrit, joiden parametrit asettaa puristussuhteen. Siksi tankkaukseen soveltuvan bensiinin pienin sallittu oktaaniluku on välttämättä merkitty polttoainesäiliön luukun kanteen. Jos säiliöön kaadetaan sopimatonta tai huonompaa polttoainetta, se ei yksinkertaisesti voi palaa kunnolla moottorin rakenteeseen kuuluvan polttoaineseoksen puristuksessa. Nykyaikaisissa autoissa elektroniikka pystyy säätämään moottorin tällaiselle bensiinille, mutta vain tietyissä rajoissa. Ja samalla sen teho silti laskee ja moottorin lämpötila nousee hieman. Yleensä tällainen räjähdys ilmenee tankkauksen jälkeen.

Sytytysongelmat

Detonaatio voi johtua myös vääränlaisista sytytysasetuksista. Liian suuri etukulma johtaa siihen, että kipinä syntyy ennen kuin mäntä tulee ylimpään kuollutta pistettä, mikä tarkoittaa, että polttoaine-ilmaseoksen syttyminen tapahtuu ennen kuin se on jakautunut palotilaan. Samanlaisia ongelmia syntyy, jos asennetaan vääränlaiset sytytystulpat.

Polttoaineseoksen epäsäännöllinen koostumus

Detonaatiota tyhjäkäynnillä ei yleensä tapahdu: kuormitukset ovat liian pieniä. Useammin moottorin detonaatio tuntuu kiihdytyksen aikana, jolloin polttoaineen ja ilman suhde sylintereissä on erityisen kriittinen. Liian huono seos (paljon ilmaa, vähän bensiiniä) nostaa pakokaasujen ja itse asiassa palotilan lämpötilaa. Tämä aiheuttaa räjähdysmäisen palamisen.

Toinen ongelmien aiheuttaja voi olla liian suuren moottoriöljyn pääsy palotilaan, mikä heikentää polttoaine-ilmaseoksen detonaatiovastusta.

Sylinterin likaantuminen

Jos moottorin sylintereihin on kertynyt saostumia, ne aiheuttavat detonaatiota. Ensinnäkin palotilan sisäpinnalla olevat saostumat pienentävät sen tilavuutta ja lisäävät siten puristussuhdetta. Niinpä jopa oktaaniluvultaan oikea polttoaine syttyy väärin. Toiseksi kerrostumat heikentävät sylinterin jäähdytystä, ja moottorin käydessä ne kuumenevat niin paljon, että ne sytyttävät polttoaineseoksen ennen kuin se syttyy sytytystulpan kipinästä. Jos hehkutulppa syttyy, se johtuu todennäköisesti myös likaantumisesta.

Jäähdytysjärjestelmän vikaantuminen

Kun nakutus ilmenee kiihdytettäessä, se on varma merkki moottorin jäähdytysjärjestelmän ongelmista. Moottori ylikuumenee, palotila kuumenee ja polttoaine-ilmaseos palaa arvaamattomasti. Syitä moottorin räjähtämiseen kuormituksessa on etsittävä jäähdytysjärjestelmästä.

Miten moottorin nakutuksen voi poistaa

Jokainen moottorin räjähtämisen syy vaatii oman ratkaisunsa, mutta yleisesti ottaen kyse ei ole kaikkein monimutkaisimmista ja melko ilmeisistä tavoista poistaa ongelmat.

Laadukas polttoaine

Tilanteessa, jossa detonaation aiheuttaa bensiini, jonka oktaaniluku on alhainen, on helppoa valita hyväksi todetut huoltoasemat, jotka takaavat laadukkaan polttoaineen. Jos tankkaat huonolaatuista polttoainetta eikä sitä ole mahdollista tyhjentää säiliöstä, voit käyttää oktaanikorjainta sisältävää lisäainetta, jonka avulla pääset laadukkaan bensiinin lähteelle mahdollisimman pienin tappioin. Vähintäänkin kannattaa laimentaa tankissa oleva polttoaine mahdollisimman korkeaoktaanisella bensiinillä.

Tehtaan sytytysasetukset ja sopivat tulpat

Tässä tapauksessa voi suositella vain yhtä asiaa: mene huoltoon tarkistuttamaan sytytyskulma ja palauta se tarvittaessa tehdasasetuksiin. Sama koskee tulppia: varmista, että ne ovat kunnossa ja täyttävät auton valmistajan vaatimukset, ja jos eivät ole, vaihda ne sopiviin.

Moottorin säännöllinen kuormitus

Suosittelemme, ettet aja pelkästään alhaisilla nopeuksilla äläkä pelkää ajoittain kiihdyttää moottoria korkeille kierroksille. Näillä nopeuksilla ruuhkissa töyssytellessä kertyneet hiilikerrostumat kuumenevat ja palavat – näin moottori puhdistaa tehokkaasti itseään. Kun epäillään massiivisia kertymiä sisällä, voidaan käyttää säröilyä.

Tarkista jäähdytysnesteen taso ja järjestelmän huollettavuus

Jos moottorin ylikuumeneminen aiheuttaa räjähtämisen, on ensimmäiseksi tarkistettava jäähdytysnesteen taso. Jos sen taso on normaali, on varmistettava, että termostaatti ja tuuletin toimivat oikein, huuhtele jäähdytin. Yleensä tämä riittää.

Lyhyet tiedot

• Räjähdys on polttoaine-ilmaseoksen räjähdysmäinen syttymisprosessi moottorin palotilassa.
• Moottorin räjähtäminen ilmenee ensinnäkin tyypillisenä metallisena “helinänä”.
• Moottorin räjähtämiseen liittyy sen rikkoutuminen lisääntyneen mekaanisen ja termisen kuormituksen vuoksi.
• Moottorin detonaation pääasiallisia syitä ovat sopimaton (heikkolaatuinen tai valmistajan vaatimusten vastainen) polttoaine, sytytysjärjestelmän väärät asetukset, sylinterien sisäinen saastuminen, jäähdytysjärjestelmän toimintahäiriöt.