Zoals uit de naam al blijkt, wordt de brandstof in de verbrandingsmotor ontstoken en verbrandt deze. Maar dit is geen chaotisch proces, maar een nauwkeurig gecontroleerd proces. En als het misgaat, maakt de motor vreemde geluiden. Het meest kritieke geluid is het metaalachtige “rinkelen” dat kenmerkend is voor detonatie. Wij vertellen je wat detonatie in een automotor is en waarom je het niet moet negeren.
Wat is detonatie in een automotor
In een verbrandingsmotor vindt de ontsteking van het brandstof-luchtmengsel in de cilinder plaats op een strikt bepaald moment, wanneer er een noodzakelijke hoeveelheid lucht in de verbrandingskamer is, een overeenkomstige hoeveelheid brandstof wordt toegevoegd, de zuiger het resulterende mengsel samendrukt en de bougie wordt geactiveerd.
Het mengsel verbrandt verder – het verbrandingsfront verspreidt zich vanaf de bougie-elektrode gelijkmatig in alle richtingen met subsonische snelheid. Hierdoor nemen de temperatuur en de druk in de verbrandingskamer toe, relatief gelijkmatig en zonder plotselinge sprongen. Dit is de normale modus van de motor, waarin hij heel lang kan werken.
Maar soms is er sprake van detonatie in de motor, maar wat dat is, begrijpen niet alle autobezitters. In feite is benzinedetonatie geen verbranding, maar een bijna ogenblikkelijke explosie. Als gevolg hiervan wordt een golf gevormd, een drukgolf, die zich met supersonische snelheid door de verbrandingskamer verspreidt. Het weerkaatst tegen de wanden en veroorzaakt een metaalachtig geluid, waarover ze zeggen: “vingers kloppen”. Hoewel de vingers van de zuigers in feite geen directe relatie hebben met wat er gebeurt.
De efficiëntie van de motor daalt sterk, terwijl de belasting juist toeneemt. Net als de temperatuur van de onderdelen rondom de verbrandingskamer. Bij zeer extreme detonatie kan de motor al na een paar minuten uitvallen.
Moderne motoren kunnen zelf detonatie bestrijden. Hiervoor worden speciale sensoren gebruikt die op het cilinderblok zijn gemonteerd. Door hun werkingsprincipe lijken ze op microfoons, dat wil zeggen dat ze de “vingerklop” horen en de trillingen voelen die door detonatie worden veroorzaakt.
De sensor (of sensoren) geeft (geven) commando’s door aan de elektronische motorsturing en deze corrigeert de ontstekingsvervroegingshoek om detonatie te elimineren. De optimale ontstekingsvervroegingshoek wordt geselecteerd op basis van het octaangetal van de gebruikte brandstof, de huidige motorbelasting en de omstandigheden waaronder detonatie optreedt.
Het is belangrijk om detonatie niet te verwarren met twee andere verschijnselen. Het eerste is de zogenaamde calicheontsteking, die optreedt wanneer de motor lange tijd in de hitte draait, met een hoge belasting en op benzine van lage kwaliteit. In dit geval veroorzaken gloeiende delen in de verbrandingskamer een spontane ontsteking van brandstof zonder vonk – in de regel is de elektrode van de bougie zelf het heetst. Dit probleem wordt verholpen door meer geschikte “koude” bougies met een hoog kaliber te installeren. Bij een sterke detonatie warmt de hele verbrandingskamer echter op – en calicheontsteking kan doorgaan, zelfs als de explosieve verbranding is gestopt.
De tweede is de “dithering” eigenschap van carburatormotoren. Dit is de naam voor zelfontbranding van brandstof nadat de ontsteking is uitgeschakeld bij een laag toerental van de krukas. Op dit punt komt er bijna geen lucht meer in de verbrandingskamer, de temperatuur in de verbrandingskamer stijgt – en dit lokt opnieuw een calicheontsteking uit. Maar dit duurt slechts 2-3 seconden, zodat het geen kritieke schade veroorzaakt.
Hoe herkent u een motorontsteking
Het meest voor de hand liggende symptoom dat wijst op het verschijnen van detonatie is een karakteristieke metalen tik van onder de motorkap, behoorlijk rinkelend en vaak herhaald. Het geluid van een motordetonatie is moeilijk te verwarren met andere geluiden: stel je voor dat iemand met een metalen voorwerp op het cilinderblok slaat. In feite is dit hoe de schokgolf zich manifesteert, die optreedt in de verbrandingskamer en wordt doorgegeven aan de wanden, en zij “melden” het probleem al aan de buitenkant. Vaak gaat de klop gepaard met verhoogde trillingen, die ook worden toegeschreven aan de karakteristieke tekenen van detonatie van de motor. In moderne auto’s kan detonatie echter moeilijk te onderscheiden zijn vanuit de cabine: de geluidsisolatie van de cabine en de motor zelf is beter geworden. Je moet dus luisteren. Door de muziek uit de stereo “vingerklop” mag niet doordringen.
Het is de moeite waard om aandacht te besteden aan problemen met het starten van de motor, verhoogd brandstofverbruik en vermogensvermindering, wat zich op zijn beurt kan manifesteren als een gebrek aan tractie onder belasting en een algemene verslechtering van de acceleratiedynamiek. Het is duidelijk dat dergelijke verschijnselen kunnen duiden op andere motorstoringen, maar als dit alles gepaard gaat met metaalgekletter van onder de motorkap, is het probleem duidelijk.
Wat is het gevaar van motorontsteking
Wanneer de motor detoneert, nemen de mechanische en thermische belastingen tegelijkertijd toe en werken ze in op bijna alle onderdelen. Zuigers worden als eerste geraakt – ze brokkelen letterlijk af door drukpieken en breken de zuigerveerschotten. Tegelijkertijd hebben de kleppen te lijden, waarvan de platen niet bestand zijn tegen grote hitte. De cilinderkoppakking brandt door, drijfstangvoeringen slijten snel en in bijzonder verwaarloosde gevallen kan zelfs het cilinderblok of de cilinderkop gerepareerd moeten worden.
In deze modus is een paar minuten gebruik van de krachtbron genoeg om het falen ervan te garanderen, en de eigenaar van de auto – dure reparaties. Moderne motoren van lichte legeringen zijn bijzonder kwetsbaar voor detonatie, omdat ze niet bestand zijn tegen drukken en temperaturen die meerdere keren de normen overschrijden. Het kan zelfs gebeuren dat door het kaliber ontsteking het krukasmechanisme in de tegenovergestelde richting van de werkrichting draait – en de motor zal zeker gerepareerd moeten worden.
Voornaamste oorzaken van detonatie
Er zijn niet zo veel oorzaken van detonatie, dus je kunt zonder de hulp van specialisten begrijpen wat detonatie in de motor van je auto veroorzaakt. Hier zijn de belangrijkste opties.
Brandstof met ongeschikt octaangetal
De meest voorkomende oorzaak van detonatie in verbrandingsmotoren. Elke motor is ontworpen voor een bepaald type brandstof, waarbij rekening wordt gehouden met de parameters die de compressieverhouding bepalen. Daarom staat het minimaal toegestane octaangetal van de benzine die geschikt is om te tanken verplicht vermeld op het luik van de brandstoftank. Als er ongeschikte of ondermaatse brandstof in de tank wordt gegoten, kan deze simpelweg niet goed verbranden met de compressie van het brandstofmengsel die inherent is aan het motorontwerp. In moderne auto’s kan de elektronica de motor aanpassen aan dergelijke benzine, maar alleen binnen bepaalde grenzen. Tegelijkertijd daalt het vermogen en stijgt de motortemperatuur licht. Meestal treedt zo’n detonatie op na het tanken.
Ontstekingsproblemen
Detonatie kan ook worden veroorzaakt door een verkeerd afgestelde ontsteking. Een te grote vervroegingshoek leidt ertoe dat de vonk verschijnt voordat de zuiger het bovenste dode punt heeft bereikt, wat betekent dat de ontsteking van het brandstof-luchtmengsel plaatsvindt voordat het in de verbrandingskamer is verdeeld. Soortgelijke problemen treden op als er verkeerde bougies zijn gemonteerd.
Onregelmatige samenstelling van het brandstofmengsel
Detonatie bij stationair toerental treedt meestal niet op: de belasting is te laag. Vaker wordt detonatie van de motor gevoeld tijdens het accelereren, wanneer de brandstof-luchtverhouding in de cilinders bijzonder kritisch is. Een te arm mengsel (veel lucht, weinig benzine) verhoogt de temperatuur van de uitlaatgassen en in feite van de verbrandingskamer. Dat veroorzaakt explosieve verbranding.
Een andere bron van problemen kan het binnendringen van te veel motorolie in de verbrandingskamer zijn, waardoor de detonatieweerstand van het brandstof-luchtmengsel afneemt.
Cilindervervuiling
Als afzettingen zich hebben opgehoopt in de cilinders van de motor, veroorzaken ze detonatie. Ten eerste verkleinen afzettingen op het binnenoppervlak van de verbrandingskamer het volume en verhogen daardoor de compressieverhouding. Dus zelfs brandstof met het juiste octaangetal wordt verkeerd ontstoken. Ten tweede belemmeren afzettingen de koeling van de cilinder en tijdens de werking van de motor worden ze zo heet dat ze het brandstofmengsel doen ontbranden voordat het door de vonk van de bougie wordt ontstoken. Als je last hebt van gloeibougieontsteking, is dat waarschijnlijk ook het gevolg van aangroei.
Storing in koelsysteem
Als detonatie optreedt bij het accelereren, is dat een duidelijk teken van problemen met het koelsysteem van de motor. De motor raakt oververhit, de verbrandingskamer warmt op en het brandstof-luchtmengsel verbrandt onvoorspelbaar. De redenen voor motordetonatie onder belasting moeten worden gezocht in het koelsysteem.
Hoe detonatie van de motor voorkomen
Elke oorzaak van motordetonatie vereist zijn eigen oplossing, maar in het algemeen hebben we het over niet de meest ingewikkelde en vrij voor de hand liggende manieren om problemen te elimineren.
Kwaliteit brandstof
In een situatie waarin detonatie wordt veroorzaakt door benzine met een laag octaangetal, is het gemakkelijk genoeg om te kiezen voor beproefde benzinestations die brandstof van goede kwaliteit garanderen. Als je brandstof tankt die niet van goede kwaliteit is en er geen mogelijkheid is om deze uit de tank te laten lopen, kun je een additief met octaancorrector gebruiken, waarmee je met minimale verliezen bij de bron van kwaliteitsbenzine kunt komen. Op zijn minst is het de moeite waard om de brandstof in de tank te verdunnen met benzine met het hoogst mogelijke octaangehalte.
Fabrieksontsteking en geschikte bougies
In dit geval is er maar één ding aan te raden: ga naar een garage om de ontstekingshoek te controleren en zet hem zo nodig terug op de fabrieksinstellingen. Hetzelfde geldt voor de bougies: controleer of ze in goede staat verkeren en voldoen aan de eisen van de autofabrikant en zo niet, vervang ze dan door geschikte exemplaren.
Regelmatige belasting van de motor
We raden je aan om niet uitsluitend met lage snelheden te rijden en wees niet bang om de motor af en toe aan te zwengelen tot hoge toerentallen. Bij deze toerentallen worden de koolstofafzettingen die zich tijdens het rangeren in de file hebben opgehoopt, warm en verbranden ze, waardoor de motor zichzelf effectief reinigt. Wanneer het vermoeden bestaat dat er zich binnenin massieve afzettingen hebben gevormd, kan een kraakprocedure worden gebruikt.
Controleer het koelvloeistofpeil en de werking van het systeem
Als detonatie wordt veroorzaakt door oververhitting van de motor, moet eerst het koelvloeistofpeil worden gecontroleerd. Als het peil normaal is, moet worden gecontroleerd of de thermostaat en de ventilator goed werken en moet de radiateur worden doorgespoeld. Meestal is dit voldoende.
Beknopte informatie
- Detonatie is het proces van explosieve ontsteking van het brandstof-luchtmengsel in de verbrandingskamer van de motor.
- Detonatie van de motor manifesteert zich allereerst door een karakteristieke metalen “rinkel”.
- Detonatie van de motor gaat gepaard met storingen als gevolg van verhoogde mechanische en thermische belastingen.
- De belangrijkste oorzaken van motordetonatie zijn ongeschikte brandstof (van lage kwaliteit of niet conform de eisen van de fabrikant), onjuiste afstelling van het ontstekingssysteem, inwendige vervuiling van de cilinders, storingen in het koelsysteem.