Nakutus
Nakutuksella voidaan tarkoittaa joko dieselmoottorin ominaiskäyntiääntä tai ottomoottorin epäsuotuisaa nakutusta.
Nakutusta esiintyy kahdenlaista: normaalia, jossa liekkirintama etenee tasaisesti, maksimipaine 10–20 astetta jälkeen yläkuolokohdan, sekä haitallista nakutusta, jolloin tapahtuu ennenaikainen räjähdyksenomainen syttyminen (paineisku).
Haitallinen nakutus syntyy, kun liekki syttyy kipinästä, mutta kauempana sytytystulpasta (esimerkiksi palotilan reunalla) tapahtuu itsesyttyminen (paineen ja lämpötilan vaikutuksesta esimerkiksi hehkuvien karstanokareiden aikaansaama syttyminen) ja nämä kaksi paineaaltoa kohtaavat. Seurauksena on tehon laskua sekä moottorin termisten ja mekaanisten rasitusten lisääntymistä. Mikäli haitallista nakutusta tapahtuu vain hetkellisesti (esimerkiksi kiihdytyksessä), ei se yleensä ole moottorille vaarallista. Jos nakutusta kuitenkin ilmenee raskaalla kuormalla, on vakavan moottorivaurion vaara ilmeinen.
Nakutuksen syntyyn vaikuttavat käytetty polttoaine, kuormitusaste, moottorin ja imuilman lämpötila sekä palotilan muoto ja puhtaus. Nakutusta voidaan vähentää esimerkiksi kuormitusta vähentämällä, sytytystä myöhäistämällä, korkeaoktaanisemmalla bensiinillä sekä pitämällä palotila karstattomana. Nykymoottoreissa käytetään nakutuksen tunnistinta, jonka tehtävänä on tunnistaa haitallinen nakutus ja säätää sen mukaan muun muassa sytytystä sekä ahtopainetta.
Aikainen sytytys tarkoittaa seoksen syttymistä ennen sytytystulpan kipinää. Sen voi aiheuttaa paikallinen seoksen ylikuumeneminen, esimerkiksi palotilan sisäisen kuuman kohdan aiheuttamana. Sellaisia kohtia voivat olla esimerkiksi pakoventtiili, metallisärmät, kannen tiivisteen reuna ja sytytystulpan elektrodi. Liekki etenee aaltona, kuten sytytystulpan kipinänkin aiheuttamana, mutta oleellinen ero näillä on syttymishetki, joka kipinän tapauksessa on täsmällisesti määritelty ja aikaisen sytytyksen tapauksessa epätäsmällinen, ennustamaton ja ennenaikainen.
Aikainen sytytys lisää kuumien palokaasujen läsnäoloaikaa männän yläkuolokohdassa, mikä lisää palotilan seinien kuumenemista ja lämpöhäviöitä. Tämä kuumeneminen edelleen siirtää hallitsematonta aikaista sytytystä varhaisemmaksi, mikä pahentaa ilmiötä. Pahimmillaan aikainen sytytys tapahtuu monisylinterisen moottorin yhdessä tai useammassa sylinterissä, jolloin nämä aikaisesta sytytyksestä kärsivät sylinterit alkavat työskennellä huonommin, jarruttaen moottoria, jolloin moottorin loput sylinterit enimmäkseen pyörittävät moottoria, jonka käynti hidastuu ja heikkenee. Kasvanut lämpötila voi vahingoittaa mäntää ja männän renkaita. Kova rasitus voi myös rikkoa kiertokangen. Sytytystulpan tai pakoventtiilin ylikuumeneminen ovat tavallisimpia aikaisen sytytyksen aiheuttajia.
Detonaatio on eri asia kuin aikainen sytytys, vaikkakin aikainen sytytys voi olla yksi detonaation aiheuttaja. Detonaatio tapahtuu joko normaalin kipinäsytytyksen tai aikaisen sytytyksen seurauksena. Sytytyksen aiheuttama palorintama kulkee aiheuttamansa paineaallon jäljessä. Paineaalto itsessään aiheuttaa jo valmiiksi puristuksessa kuumenneessa seoksessa hetkellisen lämpötilan nousun, joka voi aiheuttaa seoksessa spontaanin syttymisen, joka vuorostaan aiheuttaa paineaallon mukana nopeasti etenevän ja seoksen palamisesta vahvistuvan palorintaman. Ilmiön havitsi ensimmäisen kerran Harry Ricardo tutkiessaan vuosien 1914–1918 aikana tapahtuneita lentokoneiden moottoreiden hajoamisia.
Mitä aikaisemmin detonaatio tapahtuu, sitä suurempi määrä palamatonta seosta antaa sille energiaa. Niinkin vähän kuin 5 % seoksen määrästä riittää tuottamaan kovan nakutuksen.
Nakutukseen vaikuttavia tekijöitä