Угол опережения зажигания

В этой статье рассмотрим такое важное понятие для бензинового двигателя внутреннего сгорания как угол опережения зажигания. Опережение зажигания – это воспламенение искрой свечи топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя до достижения поршнем верхней мертвой точки.

Для чего собственно надо делать опережение зажигания

Очень рекомендую, если вы еще не видели, посмотреть как работает двигатель внутреннего сгорания. Дело в том, что для получения максимальной мощности и крутящего момента от двигателя нужно чтобы давление газов, после сгорания рабочей смеси, достигало максимальной величины в точке 10-12° после верхней мертвой точки. Тогда сила давления газов на поршень будет максимально эффективно преобразована в механическую энергию вращения коленчатого вала. Вопреки расхожему мнению, топливно-воздушная смесь (далее ТВС) не сгорает мгновенно и уж тем более не взрывается в цилиндрах. Реакция окисления, а именно это происходит при сгорании топлива, имеет некую скорость. Так вот, чтобы получить максимум давления газов в нужной нам точке нужно согласовать скорость движения поршня (читай оборотов двигателя) и скорость сгорания ТВС. Далее позволю себе немного углубится в теорию сгорания ТВС. Фронт распространения пламени начинается с маленького очага, когда искра проскакивает между электродами свечи. Средняя длительность горения искры 1 – 1,5 миллисекунды (одна тысячная секунды). Температура в шнуре пробоя в этот ничтожно малый промежуток времени достигает отметки 10000° С. Тот маленький объем ТВС, что находится в этом промежутке пробоя, сгорает практически мгновенно. Далее, от тепла, которое выделилось при сгорании, происходит дальнейшее распространение фронта пламени по камере сгорания. Первоначальная скорость горения совсем не велика – около 1 м/с. Далее по мере распространения фронта скорость горения достигает 50-80 м/с. Последние порции ТВС, находящиеся около относительно холодных стенок камеры сгорания догорают с гораздо меньшей скоростью. Таким образом, весь процесс горения занимает около 30° угла поворота коленчатого вала. А теперь рассмотрим повнимательней, что происходит в цилиндре двигателя при различных углах опережения зажигания. Ниже приведена индикаторная диаграмма зависимости давления в цилиндре от угла поворота коленчатого вала при нормальном угле опережения зажигания (далее УОЗ).
нормальный угол опережения зажигания
Здесь максимум давления газов приходится почти сразу (10 — 15°), как только поршень пройдет верхнюю мертвую точку. Мощность и крутящий момент такого двигателя на максимуме. А теперь посмотрим, что произойдет, если сдвинуть УОЗ в более позднюю сторону.
Поздний угол опережения зажигания
Как видно пик максимального давления газов сместился также в более позднюю сторону и сам по себе он гораздо ниже, чем при нормальном УОЗ. То есть получается, что ТВС сгорая, как бы догоняет уходящий поршень вниз. КПД такого двигателя оставляет желать лучшего. Иногда смесь может продолжить гореть и после открытия выпускных клапанов, тогда раскаленные выпускные газы могут раньше времени поджечь поступающий свежий заряд ТВС. В таком случае, при позднем зажигании, могут наблюдаться хлопки во впускной коллектор. И противоположный случай, когда слишком раннее зажигание.
Ранний угол опережения зажигания
Пик максимального давления газов приходится на верхнюю мертвую точку движения поршня или даже раньше. То есть на начальном этапе сгорания ТВС газы давят на поршень в противоход, что естественно тоже снижает мощность двигателя и может стать причиной такого нежелательного явления как детонация.

От чего зависит угол опережения зажигания

1. Прежде всего УОЗ зависит от скорости вращения коленчатого вала двигателя. Чем больше количество оборотов в минуту делает коленчатый вал, тем раньше надо воспламенять ТВС, чтобы пик максимального давления был в нужной нам точке.
Зависимость угла опережения зажигания от оборотов двигателя
Зависимость угла опережения зажигания от оборотов двигателя
2. От температуры. Чем ниже температура двигателя и ТВС, тем ниже скорость реакции окисления (сгорания), соответственно УОЗ должен быть более ранним. И соответственно наоборот. 3. От нагрузки на двигатель. Чем больше нагрузка на двигатель, тем больше цикловое наполнение цилиндра ТВС, соответственно тем меньше должен быть УОЗ для того чтобы избежать детонации.
Зависимость угла опережения зажигания от нагрузки на двигатель
Зависимость угла опережения зажигания от нагрузки на двигатель
В эпоху карбюраторных двигателей настройка начального УОЗ делалось просто на слух. На 4й передаче при скорости 50 км/ч резко надавить педаль газа, должна кратковременно быть слышна детонация. Если детонации нет, крутим трамблер на опережение, пока не будет слышно. Если детонация слышна более 1-2 секунд, то крутим трамблер на более поздний угол. На СТО для настройки УОЗ использовался стробоскоп. В любом случае в системах зажигания, где используется трамблер, настройке подлежит только начальный УОЗ. С появлением микропроцессорных систем управления двигателем появилась возможность более точно настраивать УОЗ для различных режимов работы двигателя. Если в трамблерах за изменение УОЗ отвечал вакуумный и центробежный регулятор, то умная электроника на основании данных с датчиков системы управления двигателем сама высчитает необходимый оптимальный угол согласно картам калибровок, заложенных в прошивке контроллера. Вот типичный пример трехмерной карты калибровок УОЗ для одного режима работы двигателя (ВАЗ, блок М73).
Калибровка угла опережения зажигания на программе Chip Tuning PRO
Калибровка угла опережения зажигания на программе Chip Tuning PRO
Управление углом опережения зажигания производится в два этапа. При начальном управлении используется фиксированный угол опережения зажигания при запуске двигателя. При последующем управлении угол опережения зажигания определяется коррекцией угла опережения зажигания по сигналам датчиков, которая применяется к базовому значению угла опережения зажигания, рассчитанному по сигналу нагрузки двигателя (давление во впускном коллекторе и расход воздуха) и сигналу частоты вращения коленчатого вала двигателя. Настройка оптимальных углов опережения зажигания является одной из самых сложных и приоритетных задач при чип-тюнинге ВАЗ, поскольку от этого зависит динамика и мощность двигателя, расход топлива и в целом удобство управления автомобилем.

Признаки сбитого УОЗ

Процесс воспламенения смеси топлива и воздуха в камерах двигателя (опаздывающий или проходящий с опережением) может приводить к различным сбоям в работе двигателя. Определить, что установка угла опережения зажигания сделана неверно, помогут следующие признаки: • Наблюдаются трудности с запуском двигателя. • Ощутимо увеличиваются аппетиты автомобиля. • Мотор теряет приемистость, снижается мощность двигателя. • Можно наблюдать неустойчивую работу на холостом ходу. • При нажатии на газ теряется отзывчивость агрегата, наблюдается перегрев, а также детонация. • Также можно слышать хлопки – в карбюратор или впускной коллектор или в выхлопную систему.

Последствия неправильного УОЗ

Как запаздывающее, так и раннее зажигание, не лучшим образом влияет на ресурс силового агрегата и его работу. Нужно добавить, что от правильного угла опережения зажигания двигателя зависят не только такие характеристики, как мощность двигателя или расход топлива. Если искра появляется раньше, чем нужно, тогда давление газов, которые расширяются, будет мешать поршню. Воспламенение после того, как элемент начал двигаться вниз, приведет к тому, что энергия догонит поршень и затем попадет в выпускной тракт, а не сделает полезную работу. При раннем зажигании поднимающийся элемент должен приложить значительные усилия, чтобы сжать газы, которые образуются от раннего сгорания смеси. В данном случае значительно растет нагрузка на цилиндропоршневую группу и коленчатый вал. Ранее зажигание определяется по следующим характерным признакам – можно слышать металлические звенящие звуки в процессе работы двигателя. Также будут плавать обороты на холостом ходу. После нажатия на газ будет наблюдаться провал. Позднее зажигание тоже вредит двигателю. Смесь горит при пониженном давлении и повышенном объеме в цилиндре. Нарушается время горения, за счет чего смесь догорает в процессе рабочего хода поршня. Двигатель теряет мощность. Чтобы разогнаться, необходимо усиленно надавить на педаль газа. Также отмечается высокий расход топлива. Внутри мотора образуется кокс, нагар и различные отложения. Неверное сгорание приводит к перегревам. Поэтому необходимо знать, как выставить угол опережения зажигания. Это позволит улучшить работу мотора, снизить расход топлива и защитить его от преждевременного износа.

УГОЛ ОПЕРЕЖЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ (УОЗ) - видео


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ НА САЙТЕ


Схема электропроводки ВАЗ 2114 инжектор

Четырнадцатая модель Жигулей является модификацией «девятки». Следовательно, и схема электропроводки ВАЗ 2114 схожа со схемой ВАЗ 21093. Однако в более поздней модели появились стеклоподъёмники, улучшения приборной панели и прочие факторы, что не мог...

Что такое вариатор и как он работает

Вариатор или CVT (Continuously Variable Transmission – бесступенчатая трансмиссия), достаточно много автомобилей выпускается именно с такой трансмиссией. Когда вы выбираете новую машину (или даже Б/У) перед вами обязательно встанет такой выбор что бр...

ТНВД МТЗ-80, 82 / Д-240 устройство, ремонт, настройка

ТНВД МТЗ-80, 82 - это четырехплунжерный топливный насос двигателя Д-240 устанавливается в одном агрегате с подкачивающим насосом и центробежным регулятором на левой стороне двигателя (по ходу движения трактора) и крепится болтами к крышке расп...

Схема коробки передач т-150

На трактор Т-150 устанавливается механическая коробка передач, с персональными гидроподжимными муфтами и шестернями постоянного зацепления, обеспечивающая восемь скоростных режимов для движения трактора вперед, четыре режима для движения задним ходом...

Двигатель танка Т-34 дизель В-2

Под термином «оружие Победы» обычно понимают самолеты, танки, артиллерийские установки, иногда стрелковое вооружение, дошедшее до Берлина. Менее значимые разработки упоминают реже, а ведь они тоже прошли всю войну и внесли свой важный вклад. Например...

Схема КПП ВАЗ 2107

КПП ВАЗ-2107 (5-ступка) состоит из нескольких деталей: Передней крышки. Привода переключения и вилки включения передач. Задней крышки. Валов (первичного, промежуточного и вторичного). Сама трансмиссия заключена в алюминиевый корпус и соединена с двиг...

Схема коробки передач ГАЗ 66

Коробка передач ГАЗ 66 четырехступенчатая, с синхронизатором на 3—4-й передачах. Передаточные отношения коробки: на первой передаче 6,55; на второй 3,09; на третьей 1,71; на четвертой 1,0; на передаче заднего хода 7,77. Коробка передач крепится к кар...

Шлифовка коленвала

Коленчатый шкив представляет собой довольно сложный по конструкции и функционированию элемент двигателя. Его предназначение заключается в преобразовании возвратно-поступательных движений поршней в крутящий момент. Если объяснить в двух словах, то кол...