Il fenomeno della detonazione, o knock, è una forma anomala di combustione che può causare gravi danni a un motore in pochissimo tempo. È considerato il principale nemico dei motori ad alte prestazioni. Knock e detonazione sono termini intercambiabili, ma è importante non confonderli con il pre-ignition (preaccensione), un fenomeno differente che avviene prima dell’accensione della candela.
Durante una combustione normale, la candela accende la miscela aria-carburante, creando un fronte di fiamma che si propaga in modo controllato e con velocità comprese tra 50 e 100 metri al secondo, portando a un aumento graduale della pressione nel cilindro.
Se invece si verifica il knock, si hanno esplosioni incontrollate all’interno del cilindro. Questo avviene quando il calore e la pressione diventano eccessivi, causando l’autoaccensione della miscela incombusta. Il fronte di fiamma risultante può raggiungere velocità tra 200 e 25.000 metri al secondo, generando picchi di pressione estremamente violenti. Il knock è riconoscibile da un suono metallico simile a monete che sbattono in una scatola di lamiera.
I danni causati dalla detonazione si manifestano in due modi principali:
- Danneggiamento termico: il knock rimuove lo strato di gas protettivo che isola il pistone e la testata dal calore della combustione. Poiché l’alluminio fonde a circa 700°C, il pistone può subire danni da fusione, con segni di erosione o addirittura la distruzione completa in pochi secondi.
- Danneggiamento meccanico: i picchi di pressione improvvisi generano impatti violenti sulle componenti del motore, simili a colpi di martello sul pistone. Questo può portare alla rottura di cuscinetti, albero motore, bielle e segmenti del pistone.
Le cause principali del knock includono:
- Carburante con un numero di ottano troppo basso
- Rapporto di compressione troppo elevato
- Pressione di sovralimentazione eccessiva
- Anticipo di accensione troppo spinto
Poiché la detonazione è estremamente dannosa per il motore, è fondamentale monitorarla attentamente durante la messa a punto del motore.