Detonačné spaľovanie: Čo to je a čo ho spôsobuje?

Detonačné spaľovanie
Pod kapotou
Publikoval Denis  —  Aktualizované

Detonačné spaľovanie alebo taktiež neodborne povedané "klepanie motora" je negatívny jav pri spaľovaní v zážihových spaľovacích motoroch, ktorý sa akusticky prejavuje klepotavým zvukom.

O čo však ide? V skratke ide o nesprávne horenie zmesi v nesprávnom momente. V tomto článku si posvietime na to, ako sa detonačné spaľovanie prejavuje a ako mu predchádzať.

Obsah

Čo je to detonačné spaľovanie?

Od chvíle, kedy sa zmes dostane do valca dochádza k jej zahrievaniu prostredníctvom kompresie a v okamihu, keď má dôjsť k zapáleniu, je jej teplota na hranici samovznietenia. V tejto chvíli sa zmes zapáli pomocou iskry zapaľovacej sviečky.

Pokiaľ sa však zmes zapáli sama od seba, je jej prehorenie nehomogénne a teda nekvalitné. V taktomto prípade sa v priestore valca začnú šíriť rázové vlny, ktoré sa odrážajú od vnútorných stien spaľovacieho priestoru, čo sa akusticky prejavuje už spomínaným klepotavým zvukom.

Práve kvôli tomuto prejavu detonačného spaľovania sa tento jav často neodborne nazýva klepanie motora.

Ako sa prejavuje detonačné spaľovanie?

  • stratou výkonu

  • prehrievaním motora

  • zvýšenou spotrebou paliva

Pokiaľ sa však tento problém nerieši, dochádza z dlhodobého hľadiska k tvorbe sadzí, zapekaniu piestnych krúžkov, prepáleniu piestov, ventilov či tesnenia pod hlavou valcov, no okrem toho sa aj rapídne znižuje životnosť katalyzátora.

Ako predchádzať detonačnému spaľovaniu?

3D model pracujúceho motora V8. Piesty a iné mechanické časti sú v pohybe.
  • použitím paliva s vyšším oktánovým číslom (čím je vyššie, tým vyššia teplota a teda aj tlak je potrebný k samovznieteniu paliva)

  • znížením zaťaženia motora (napríklad preradením na nižší prevodový stupeň alebo uvoľnením plynového pedálu)

  • znížením predstihu zapaľovania (moderné motory majú snímače detonačného spaľovania a predstih zapaľovania prispôsobujú automaticky)

Detonačné spaľovanie: Ako s ním súvisí kompresný pomer?

Ďalším dôležitým parametrom je kompresný pomer motora. Je to pomer objemu valca medzi piestom v dolnej a piestom v hornej úvrati, respektíve pomer celého pracovného objemu valca k objemu kompresného priestoru.

Inými slovami, ide o pomer medzi objemom zmesi nasatej do valca k objemu zmesi stlačenej vo valci. Čím väčší je kompresný pomer, tým dochádza k väčšiemu stlačeniu zmesi pred zapálením.

Aby sa zabránilo detonačnému spaľovaniu, kompresný pomer pri zážihových motoroch nie je väčší ako 10:1. Avšak motory, ktoré sú vybavené snímačom detonačného spaľovania, elektronickou riadiacou jednotkou a ďalšími zariadeniami, dokážu dosahovať kompresný pomer až na úrovni 14:1.

Pri preplňovaných zážihových motoroch je kompresný pomer okolo 8.5:1, pretože časť kompresie pracovnej látky sa vykoná v turbodúchadle.

Vznetové motory majú kompresný pomer na úrovni 20:1 alebo aj vyšší, pretože fungujú na princípe, že sa vstreknuté palivo vznieti od kompresného tepla. Práve z tohoto dôvodu musí byť kompresný pomer pri vznetových motoroch vyšší ako pri zážihových motorov. Kompresný pomer vznetového motora je limitovaný zaťažením od tlakov vo valci motora.

Prečo pri dieselových motoroch nehrozí detonačné spaľovanie?

Pri vznetových motoroch detonačné spaľovanie nehrozí, pretože palivo je vstreknuté do valca až keď je vzduch plne stlačený. Explózia tak nastáva vtedy, keď to je optimálne, a preto nemôže dôjsť k samovznieteniu narastajúcim tlakom.

Pozri si krátku videoukážku ako prebieha detonačné spaľovanie: