Стук в двигателе: различия между версиями

При сжатии поршнем топливовоздушная смесь значительно нагревается ([[Адиабатический процесс|адиабатическое сжатие]]), что и обеспечивает легкость её воспламенения электрическим разрядом на [[Свеча зажигания|свече зажигания]]. При нормальном характере горения в цилиндре фронт воспламенения распространяется в цилиндре за счёт тепловой [[Конвекция|конвекции]]: свежие слои топливовоздушной смеси нагреваютсявоспламеняются фронтомза реакциисчёт черезнагрева конвекциюфронтом реакции, плюскроме того процесс горения инициируется свободными радикалами — продуктами реакции во фронтафронте воспламенения. Это относительно медленный процесс, поэтому фронт спокойного горения стационарной смеси распространяется не быстрее 0,2—0,3 м/сек., то есть, с дозвуковой скоростью.

В работающем двигателе смесь не является стационарной, она очень быстро и турбулентно перемещается со скоростями, имеющими тот же порядок величины, что и скорости движения сопряженных деталей (поршней, или их аналогов). Поэтому, фронт [[горение|горения]] фактически распространяется от свечи к периферии со скоростью порядка единиц-десятков метров в секунду (дозвуковая скорость). При этом, естественно, повышается температура и давление в [[камера сгорания|камере сгорания]], но повышаются равномерно по всему объёму.

При детонации начало распространения фронта горения также повышает температуру и давление в камере сгорания, но этот скачок вызывает воспламенение топливовоздушной смеси уже не теплопроводностью от фронта пламени, а от самого скачка температуры и давления (ударной волны), которая двигается со сверхзвуковой скоростью (относительно скорости звука в воздухе, в цилиндре воспламенение происходит со скоростью звука в сжатом и нагретом газе камеры сгорания), поэтому повышение давления не успевает равномерно распространиться по всему объёму, а концентрируется в зоне фронта ударной волны, где достигает очень больших величин, поддерживающих эту волну далее. Скорость фронта ударной волны составляет порядка сотен и тысяч метров в секунду. Явление сходно со взрывом, близким к [[Бризантность|бризантному]]. Эта ударная волна, натолкнувшись на стенки создает очень большие локальные нагрузки в металле, характерный металлический звук, и при длительном действии может вызвать тяжелые повреждения в двигателе.