- Δημοσιεύσεις
- 26.120
- Ηλικία
- 62
- Περιοχή
- Αγρινιο
- Μοτοσυκλέτα
-
KAWASAKI ΖΧR 900 1999
MODENAS X CITE 135 2009
- Όνομα
- ΜΙΧΑΛΗΣ
- Περιοχή
- ΑΓΡΙΝΙΟ
Τι είναι η προανάφλεξη και η αυτανάφλεξη
Πολλές φορές έχουμε ακούσει τους όρους προανάφλεξη, χτύπησε πειράκια, έλιωσε το έμβολο απο την προανάφλεξη και άλλα τέτοια. Τι ακριβώς όμως είναι η προανάφλεξη καυσίμου? Γιατί δεν την θέλουμε? Απο τι προκαλείται? Τι ζημιές μπορεί να επιφέρει στον κινητήρα? Όλα αυτά απαντιούνται στο παρακάτω άρθρο.
Όλοι οι σύγχρονοι κινητήρες υψηλής απόδοσης μπορούν να πέσουν θύματα καταστροφικών συνθηκών λόγω μεγάλης πίεσης υπερπλήρωσης, αστοχία έκχυσης καυσίμου, κακού προγραμματισμού του εγκεφάλου και ανεπαρκούς ψύξης. Εδώ θα αναφερθούμε σε 2 απο αυτές τις συνθήκες, την προανάφλεξη (pre-ignition) και την αυτανάφλεξη (detonation) του καυσίμου, όροι που πολλοί έχουμε ακούσει αλλά δεν έχουμε κατανοήσει τους λόγους που προκαλούνται αλλά και την ζημιά που μπορεί να προκαλέσουν στους κινητήρες μας.
Πρώτα απο όλα, ας κάνουμε μια σύνοψη για τον κύκλο λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Πρόκειται για την κινητήριο δύναμη του κινητήρα, το μείγμα αέρα-καυσίμου. Αυτό πρέπει να είναι ομογενές κι να ξεκινά να αναφλέγεται απο το μπουζί ομοιόμορφα μέχρι το έμβολο σε όλο το μήκος του θαλάμου καύσης. Όπως πετάμε ένα βότσαλο σε μια ήρεμη λίμνη έτσι και το κύμα καύσης πρέπει να διαδίδεται σε όλο τον θάλαμο καύσης. Το κύμα καίγεται σε όλο το μήκος του θαλάμου καύσης και τέλος κρυώνει λίγο πριν φτάσει και ακουμπίσει την επιφάνεια του εμβόλου, γνωστή και ώς κορώνα του πιστονιού. Η καύση πρέπει να είναι τέλεια χωρίς υπολείμματα αέρα ή καυσίμου. Πρέπει να σημειώσουμε οτι το μείγμα δεν εκρήγνυται αλλά παίρνει φωτιά κατά ένα γραμμικό τρόπο.
Ένας άλλος παράγοντας που βοηθά την κατανόηση του φαινομένου απο τους μηχανικούς είναι ο παράγοντας θέσης της μέγιστης πίεσης στον θάλαμο καύσης (location of peak pressure - LPP). Σε ιδανικές συνθήκες, η LPP πρέπει να εμφανίζεται 14 μοίρες μετά την έναυση της καύσης ή αλλιώς 14 μοίρες μετά το Άνω Νεκρό Σημείο (ΑΝΣ). Σε ιδανικές συνθήκες και ανάλογα με τον σχεδιασμό του θαλάμου καύσης, η έναυση πρέπει να ξεκινά περίπου 20 μοίρες πρίν το ΑΝΣ και να έχουμε την μέγιστη πίεση 14 μοίρες μετά το ΑΝΣ. Η LPP είναι ένας μηχανικός συντελεστής όπως ο κινητήρας είναι μια μηχανική συσκευή. Το έμβολο ταξιδεύει πάνω και κάτω σε πολύ μεγάλες ταχύτητες και αν η μέγιστη πίεση είναι πολύ νωρίς ή έχει μεγάλη καθυστέρηση τότε δεν παράγεται το μέγιστο έργο. Για αυτό το λόγο η θέση μέγιστης πίεσης είναι πάντα 14 μοίρες μετά το ΑΝΣ. Κατανοώντας καλύτερα την LPP, πρίν απο αυτή υπάρχει μια αύξηση πίεσης στον θάλαμο καύσης ενώ μετά απο αυτή την θέση η πίεση έχει φθίνουσα πορεία όσο το έμβολο ταξιδεύει προς τα κάτω και ανοίγουν οι βαλβίδες εξόδου. Δηλαδή σε ιδανικές συνθήκες η ανάφλεξη ξεκινά με τον σπινθήρα απο το μπουζί, το κύμα φλόγας διαδίδεται ομοιόμορφα στον θάλαμο καύσης και η μέγιστη πίεση εμφανίζεται 14 μοίρες μετά το ΑΝΣ. Υπάρχει σύγχυση με τους όρους προανάφλεξη και αυτανάφλεξη. Μερικές φορές ακούγονται όροι όπως προ-αυτανάφλεξη καυσίμου. Η αυτανάφλεξη είναι φαινόμενο που οφείλεται στην μή κανονική καύση. Η προανάφλεξη είναι ένα εντελώς διαφορετικό φαινόμενο. Και οι δύο όροι σχετίζονται μεταξύ τους αλλά είναι τελείως διαφορετικά μεταξύ τους και μπορούν να προκαλέσουν τελείως διαφορετικές βλάβες.
Χρήσιμοι όροι:
-- Αυτανάφλεξη: Η αυτανάφλεξη είναι μια αυθόρμητη (χωρίς την ύπαρξη σπινθήρα) ανάφλεξη του υπολειπόμενου μείγματος αέρα καυσίμου στον θάλαμο καύσης. Η ύπαρξη της υπάρχει αφού έχει προκληθεί έναυση απο το μπουζί. Μετά τον σπινθήρα απο το μπουζί ακολουθεί κανονική καύση. Για κάποιο λόγο, όπως η θερμότητα και η πίεση, το υπολειπόμενο μείγμα στον θάλαμο καύσης αναφλέγεται αυθόρμητα. Το κλειδί εδώ είναι οτι η αυτανάφλεξη γίνεται αφού έχει γίνει ανάφλεξη απο το μπουζί.
-- Προανάφλεξη: Η προανάφλεξη είναι φαινόμενο που χαρακτηρίζει την ανάφλεξη του καυσίμου πρίν απο τον σπινθήρα του μπουζί. Τα δύο παραπάνω είναι εντελώς διαφορετικά φαινόμενα!
Αυτανάφλεξη:
Το άκαυτο μείγμα, υπο την επήρεια πίεσης και θερμότητας (απο την κανονική διάδοση του κύματος φλόγας και απο τα καυτά μέταλλα του θαλάμου καύσης) αναφλέγεται αυθόρμητα. Το υπολειπόμενο καύσιμο έχει έλλειψη επαρκούς αριθμού οκτανίου για να αντέξει τον συνδυασμό πίεσης και θερμότητας. Η αυτανάφλεξη προκαλεί μια στιγμιαία αύξηση της πίεσης μέσα στον θάλαμο καύσης για πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Αν μπορούσαμε να δούμε ένα γράφημα της πίεσης στον θάλαμο καύσης θα βλέπαμε μια ομαλή και σχεδόν γραμμική αύξηση της πίεσης ενώ σε κάποιο σημείο θα υπήρχε ένα "καρφί" (spike) όταν θα συνέβαινε η αυτανάφλεξη. Αυτό το καρφί πάντα παρατηρείται αφού έχει επέλθει ο σπινθήρας απο το μπουζί. Η ξαφνική αύξηση της πίεσης προκαλεί μια δύναμη στον θάλαμο καύσης. Έτσι, το μπλόκ της μηχανής μπαίνει σε ταλάντευση και συντονίζεται, σαν να το χτυπούσαμε δυνατά με ένα σφυρί. Η διαπερατότητα, που είναι χαρακτηριστική του θαλάμου καύσης, συμβαίνει στην συχνότητα των 6400 Hz. Έτσι, το κροτάλισμα που ακούμε είναι η αντίδραση της δομής του κινητήρα σε αυτό το φαινόμενο. Αυτός ο ήχος είναι γνωστός και σαν αυτανάφλεξη, ή τον ξέρουμε με τον όρο "χτυπάει πειράκια". Αυτός ο θόρυβος δεν διαφέρει πολύ αν ο κινητήρας είναι φτιαγμένος απο κράμα αλουμινίου ή χυτοχάλυβα. Αυτός ο ήχος ή η δόνηση είναι αυτό που ανιχνεύει ο αισθητήρας για πειράκια. Οι αισθητήρες αυτοί είναι συντονισμένοι στα 6400 Hz για να ανιχνεύουν αυτή την ταλάντωση. Επομένως, ο ήχος που ακούμε απο την αυτανάφλεξη δεν προκαλείται απο την συμβολή των δύο διαφορετικών κυμάτων φλόγας που συγκρούονται. Ο ήχος που ακούμε είναι αποτέλεσμα απο την δόνηση των μηχανικών μερών του κινητήρα απο την στιγμιαία αύξηση της πίεσης.
Ενα πράγμα που πρέπει να κατανοήσουμε είναι οτι η αυτανάφλεξη δεν είναι απαραίτητα καταστροφική. Μερικοί κινητήρες λειτουργούν υπο κανονικές συνθήκες με αυτανάφλεξη σε χαμηλό ή σε μέτριο επίπεδο. Μερικοί κινητήρες μπορούν να υποφέρουν βαριά αυτανάφλεξη για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να προκληθεί κάποια ζημιά σε αυτούς. Αν έχετε οδηγήσει αυτοκίνητο σε σταθερή ταχύτητα στον αυτοκινητόδρομο που έχει μεγάλει επιπορεία ανάφλεξης σίγουρα έχετε ακούσει αυτό τον θόρυβο. Η αυτανάφλεξη δεν είναι ακριβώς ένα φαινόμενο που επιθυμούμε αλλά δεν είναι και υποχρεωτικά καταστροφικό. Όσο πιο μεγάλη είναι η απόδοση ενός κινητήρα (ισχύς/λίτρο) τόσο πιο επιρρεπής είναι στην αυτανάφλεξη. Ένας κινητήρας Που παράγει 30.5 hp/1000 cc μπορεί να αντέξει μέτρια επίπεδα αυτανάφλεξης ενώ ένας κινητήρας με απόδοση πάνω απο 91.5 ίππους/1000 cc το πιθανότερο είναι οτι θα καταστραφεί γρήγορα, σε διάστημα λίγων λεπτών.
Η αυτανάφλεξη προκαλεί τριών ειδών φθορές:
1. Μηχανική αστοχία (σπασμένα ελατήρια εμβόλου):
2) Διάβρωση (αποσάρθρωση της επιφάνειας του εμβόλου):
3). Υπερθέρμανση (τρύπες στην επιφάνεια του εμβόλου και στην φούστα):
5) Άλλες μηχανικές στοχίες (όπως σπάσιμο βαλβίδων ή στράβωμα μπιέλας):
Πηγη www.bmwforum.gr
Συνεχιζεται.......
Πολλές φορές έχουμε ακούσει τους όρους προανάφλεξη, χτύπησε πειράκια, έλιωσε το έμβολο απο την προανάφλεξη και άλλα τέτοια. Τι ακριβώς όμως είναι η προανάφλεξη καυσίμου? Γιατί δεν την θέλουμε? Απο τι προκαλείται? Τι ζημιές μπορεί να επιφέρει στον κινητήρα? Όλα αυτά απαντιούνται στο παρακάτω άρθρο.
Όλοι οι σύγχρονοι κινητήρες υψηλής απόδοσης μπορούν να πέσουν θύματα καταστροφικών συνθηκών λόγω μεγάλης πίεσης υπερπλήρωσης, αστοχία έκχυσης καυσίμου, κακού προγραμματισμού του εγκεφάλου και ανεπαρκούς ψύξης. Εδώ θα αναφερθούμε σε 2 απο αυτές τις συνθήκες, την προανάφλεξη (pre-ignition) και την αυτανάφλεξη (detonation) του καυσίμου, όροι που πολλοί έχουμε ακούσει αλλά δεν έχουμε κατανοήσει τους λόγους που προκαλούνται αλλά και την ζημιά που μπορεί να προκαλέσουν στους κινητήρες μας.
Πρώτα απο όλα, ας κάνουμε μια σύνοψη για τον κύκλο λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Πρόκειται για την κινητήριο δύναμη του κινητήρα, το μείγμα αέρα-καυσίμου. Αυτό πρέπει να είναι ομογενές κι να ξεκινά να αναφλέγεται απο το μπουζί ομοιόμορφα μέχρι το έμβολο σε όλο το μήκος του θαλάμου καύσης. Όπως πετάμε ένα βότσαλο σε μια ήρεμη λίμνη έτσι και το κύμα καύσης πρέπει να διαδίδεται σε όλο τον θάλαμο καύσης. Το κύμα καίγεται σε όλο το μήκος του θαλάμου καύσης και τέλος κρυώνει λίγο πριν φτάσει και ακουμπίσει την επιφάνεια του εμβόλου, γνωστή και ώς κορώνα του πιστονιού. Η καύση πρέπει να είναι τέλεια χωρίς υπολείμματα αέρα ή καυσίμου. Πρέπει να σημειώσουμε οτι το μείγμα δεν εκρήγνυται αλλά παίρνει φωτιά κατά ένα γραμμικό τρόπο.
Ένας άλλος παράγοντας που βοηθά την κατανόηση του φαινομένου απο τους μηχανικούς είναι ο παράγοντας θέσης της μέγιστης πίεσης στον θάλαμο καύσης (location of peak pressure - LPP). Σε ιδανικές συνθήκες, η LPP πρέπει να εμφανίζεται 14 μοίρες μετά την έναυση της καύσης ή αλλιώς 14 μοίρες μετά το Άνω Νεκρό Σημείο (ΑΝΣ). Σε ιδανικές συνθήκες και ανάλογα με τον σχεδιασμό του θαλάμου καύσης, η έναυση πρέπει να ξεκινά περίπου 20 μοίρες πρίν το ΑΝΣ και να έχουμε την μέγιστη πίεση 14 μοίρες μετά το ΑΝΣ. Η LPP είναι ένας μηχανικός συντελεστής όπως ο κινητήρας είναι μια μηχανική συσκευή. Το έμβολο ταξιδεύει πάνω και κάτω σε πολύ μεγάλες ταχύτητες και αν η μέγιστη πίεση είναι πολύ νωρίς ή έχει μεγάλη καθυστέρηση τότε δεν παράγεται το μέγιστο έργο. Για αυτό το λόγο η θέση μέγιστης πίεσης είναι πάντα 14 μοίρες μετά το ΑΝΣ. Κατανοώντας καλύτερα την LPP, πρίν απο αυτή υπάρχει μια αύξηση πίεσης στον θάλαμο καύσης ενώ μετά απο αυτή την θέση η πίεση έχει φθίνουσα πορεία όσο το έμβολο ταξιδεύει προς τα κάτω και ανοίγουν οι βαλβίδες εξόδου. Δηλαδή σε ιδανικές συνθήκες η ανάφλεξη ξεκινά με τον σπινθήρα απο το μπουζί, το κύμα φλόγας διαδίδεται ομοιόμορφα στον θάλαμο καύσης και η μέγιστη πίεση εμφανίζεται 14 μοίρες μετά το ΑΝΣ. Υπάρχει σύγχυση με τους όρους προανάφλεξη και αυτανάφλεξη. Μερικές φορές ακούγονται όροι όπως προ-αυτανάφλεξη καυσίμου. Η αυτανάφλεξη είναι φαινόμενο που οφείλεται στην μή κανονική καύση. Η προανάφλεξη είναι ένα εντελώς διαφορετικό φαινόμενο. Και οι δύο όροι σχετίζονται μεταξύ τους αλλά είναι τελείως διαφορετικά μεταξύ τους και μπορούν να προκαλέσουν τελείως διαφορετικές βλάβες.
Χρήσιμοι όροι:
-- Αυτανάφλεξη: Η αυτανάφλεξη είναι μια αυθόρμητη (χωρίς την ύπαρξη σπινθήρα) ανάφλεξη του υπολειπόμενου μείγματος αέρα καυσίμου στον θάλαμο καύσης. Η ύπαρξη της υπάρχει αφού έχει προκληθεί έναυση απο το μπουζί. Μετά τον σπινθήρα απο το μπουζί ακολουθεί κανονική καύση. Για κάποιο λόγο, όπως η θερμότητα και η πίεση, το υπολειπόμενο μείγμα στον θάλαμο καύσης αναφλέγεται αυθόρμητα. Το κλειδί εδώ είναι οτι η αυτανάφλεξη γίνεται αφού έχει γίνει ανάφλεξη απο το μπουζί.
-- Προανάφλεξη: Η προανάφλεξη είναι φαινόμενο που χαρακτηρίζει την ανάφλεξη του καυσίμου πρίν απο τον σπινθήρα του μπουζί. Τα δύο παραπάνω είναι εντελώς διαφορετικά φαινόμενα!
Αυτανάφλεξη:
Το άκαυτο μείγμα, υπο την επήρεια πίεσης και θερμότητας (απο την κανονική διάδοση του κύματος φλόγας και απο τα καυτά μέταλλα του θαλάμου καύσης) αναφλέγεται αυθόρμητα. Το υπολειπόμενο καύσιμο έχει έλλειψη επαρκούς αριθμού οκτανίου για να αντέξει τον συνδυασμό πίεσης και θερμότητας. Η αυτανάφλεξη προκαλεί μια στιγμιαία αύξηση της πίεσης μέσα στον θάλαμο καύσης για πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Αν μπορούσαμε να δούμε ένα γράφημα της πίεσης στον θάλαμο καύσης θα βλέπαμε μια ομαλή και σχεδόν γραμμική αύξηση της πίεσης ενώ σε κάποιο σημείο θα υπήρχε ένα "καρφί" (spike) όταν θα συνέβαινε η αυτανάφλεξη. Αυτό το καρφί πάντα παρατηρείται αφού έχει επέλθει ο σπινθήρας απο το μπουζί. Η ξαφνική αύξηση της πίεσης προκαλεί μια δύναμη στον θάλαμο καύσης. Έτσι, το μπλόκ της μηχανής μπαίνει σε ταλάντευση και συντονίζεται, σαν να το χτυπούσαμε δυνατά με ένα σφυρί. Η διαπερατότητα, που είναι χαρακτηριστική του θαλάμου καύσης, συμβαίνει στην συχνότητα των 6400 Hz. Έτσι, το κροτάλισμα που ακούμε είναι η αντίδραση της δομής του κινητήρα σε αυτό το φαινόμενο. Αυτός ο ήχος είναι γνωστός και σαν αυτανάφλεξη, ή τον ξέρουμε με τον όρο "χτυπάει πειράκια". Αυτός ο θόρυβος δεν διαφέρει πολύ αν ο κινητήρας είναι φτιαγμένος απο κράμα αλουμινίου ή χυτοχάλυβα. Αυτός ο ήχος ή η δόνηση είναι αυτό που ανιχνεύει ο αισθητήρας για πειράκια. Οι αισθητήρες αυτοί είναι συντονισμένοι στα 6400 Hz για να ανιχνεύουν αυτή την ταλάντωση. Επομένως, ο ήχος που ακούμε απο την αυτανάφλεξη δεν προκαλείται απο την συμβολή των δύο διαφορετικών κυμάτων φλόγας που συγκρούονται. Ο ήχος που ακούμε είναι αποτέλεσμα απο την δόνηση των μηχανικών μερών του κινητήρα απο την στιγμιαία αύξηση της πίεσης.
Ενα πράγμα που πρέπει να κατανοήσουμε είναι οτι η αυτανάφλεξη δεν είναι απαραίτητα καταστροφική. Μερικοί κινητήρες λειτουργούν υπο κανονικές συνθήκες με αυτανάφλεξη σε χαμηλό ή σε μέτριο επίπεδο. Μερικοί κινητήρες μπορούν να υποφέρουν βαριά αυτανάφλεξη για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να προκληθεί κάποια ζημιά σε αυτούς. Αν έχετε οδηγήσει αυτοκίνητο σε σταθερή ταχύτητα στον αυτοκινητόδρομο που έχει μεγάλει επιπορεία ανάφλεξης σίγουρα έχετε ακούσει αυτό τον θόρυβο. Η αυτανάφλεξη δεν είναι ακριβώς ένα φαινόμενο που επιθυμούμε αλλά δεν είναι και υποχρεωτικά καταστροφικό. Όσο πιο μεγάλη είναι η απόδοση ενός κινητήρα (ισχύς/λίτρο) τόσο πιο επιρρεπής είναι στην αυτανάφλεξη. Ένας κινητήρας Που παράγει 30.5 hp/1000 cc μπορεί να αντέξει μέτρια επίπεδα αυτανάφλεξης ενώ ένας κινητήρας με απόδοση πάνω απο 91.5 ίππους/1000 cc το πιθανότερο είναι οτι θα καταστραφεί γρήγορα, σε διάστημα λίγων λεπτών.
Η αυτανάφλεξη προκαλεί τριών ειδών φθορές:
1. Μηχανική αστοχία (σπασμένα ελατήρια εμβόλου):
2) Διάβρωση (αποσάρθρωση της επιφάνειας του εμβόλου):
3). Υπερθέρμανση (τρύπες στην επιφάνεια του εμβόλου και στην φούστα):
4) Καταστροφή των μπουζί (διάβρωση ακίδας ή σπάσιμο της πορσελάνης):5) Άλλες μηχανικές στοχίες (όπως σπάσιμο βαλβίδων ή στράβωμα μπιέλας):
Πηγη www.bmwforum.gr
Συνεχιζεται.......