Co to jest spalanie stukowe, detonacyjne?

Prawidłową nazwą niepożądanego zjawiska, które tu opiszę jest spalanie detonacyjne. Jednak określenie stukowe świetnie obrazuje jego objawy. Podczas przyspieszania, czyli wzrostu obciążenia silnika, słychać spod maski charakterystyczne, metaliczne stukanie. Dziś w zasadzie nie występujące albo pojawiające się bardzo rzadko, ale dawniej był to niemal oczywisty objaw źle ustawionego zapłonu.

By pojąć skąd bierze się spalanie stukowe, należy zrozumieć, że proces spalania mieszanki zależy w dużej mierze od liczby oktanowej paliwa. Im jest ona większa, tym proces spalania trwa dłużej i przebiega łagodniej. Im niższa, tym spalanie mieszanki trwa krócej.

Oczywiście za zapłon benzyny i powietrza w silniku z zapłonem iskrowym odpowiada świeca zapłonowa, a w dalszej części cały układ zapłonowy. Wystarczy, że iskra pojawi się zbyt późno lub zbyt wcześnie, a do wybuchu mieszanki dojdzie w nieodpowiednim momencie.

Kąt wyprzedzenia zapłonu, czyli moment wytworzenia iskry w świecy zapłonowej, powinien być ustawiony w taki sposób, by maksymalne ciśnienie spalania miało miejsce ok. 10 stopni za górnym martwym położeniem tłoka. Jeżeli silnik jest zasilany paliwem o niższej liczbie oktanowej, wówczas kąt wyprzedzenia zapłonu powinien być nieco większy.

Jeżeli się go nie zmieni, wówczas do zapłonu mieszanki dojdzie zbyt wcześnie, przy zbyt dużym ciśnieniu w cylindrze, co objawi się charakterystycznym stukiem. Co ciekawe, do spalania detonacyjnego może dojść również wtedy, gdy mieszanka zapala się za późno i dochodzi do samozapłonu resztek niespalonego paliwa w odległych częściach cylindra, gdy tłok jest już na dole. Wówczas charakterystyczne stukanie wywołuje fala uderzeniowa odbijająca się od ścianek cylindra.

Zbyt wysokie ciśnienie i spalanie detonacyjne to również typowy objaw nadmiernego stopnia sprężania w cylindrze. Dlatego silniki o wysokim stopniu sprężania powinny być zasilane paliwem o wyższej liczbie oktanowej. Proces spalania przebiega wówczas łagodniej i wolniej. Niepożądana detonacja może pojawić się również wtedy, gdy silnik osiąga zbyt wysoką temperaturę pracy (przegrzanie).

Zatem przyczyny spalania stukowego w niemodyfikowanym i sprawnym silniku wynikają tylko i wyłącznie z dwóch rzeczy: złej liczby oktanowej paliwa lub ze źle wyregulowanego zapłonu. Bywa również, że przestawiony wałek rozrządu jest przyczyną detonacji w cylindrze.

Natomiast w nowoczesnych silnikach z czujnikiem spalania stukowego teoretycznie nie powinny występować takie anomalie, ponieważ to czujnik odpowiada za eliminację tego zjawiska.

Podsumowując, oto najczęstsze przyczyny spalania stukowego:

• uszkodzony czujnik spalania stukowego,
• źle wyregulowany kąt wyprzedzenia zapłonu,
• przestawiony wałek rozrządu w wyniku nieprawidłowej wymiany napędu rozrządu,
• za niska liczba oktanowa paliwa,
• zbyt wysoki stopnień sprężania,
• wysoka temperatura panująca w cylindrze (zły skład mieszanki lub przegrzanie silnika).

Niestety spalanie stukowe jest zjawiskiem bardzo niebezpiecznym i może szybko zniszczyć silnik. Typowym skutkiem spalania stukowego jest wypalenie denka tłoków. Dochodzi również do przegrzania silnika oraz zniszczenia świec zapłonowych.