Что такое угол опережения зажигания

Момент зажигания (угол опережения зажигания)

Существенное влияние на мощность, экономичность и токсичность двигателя оказывает момент зажигания (появление искрового разряда в свече). Для каждого режима работы двигателя имеется оптимальный момент зажигания, обеспечивающий наилучшие показатели работы двигателя.

Угол опережения зажигания, при котором двигатель внутреннего сгорания развивает максимальную мощность на данном скоростном и нагрузочном режимах, называют оптимальным.

При раннем зажигании (угол опережения больше оптимального) максимальное давление в цилиндре создается до прихода поршня в верхнюю мертвую точку. В результате поршень принимает сильные встречные удары, что приводит к потере мощности с характерными металлическими стуками и форсированным износом деталей двигателя.

При позднем зажигании после перехода поршня через верхнюю мертвую точку (угол опережения зажигания меньше оптимального) топливо–воздушная смесь горит в такте расширения и в процессе выпуска. Давление газов не достигает своей максимальной величины, мощность и экономичность двигателя снижаются. Происходит также повышение токсичности выхлопных газов и температуры, так как двигатель перегревается из–за увеличения отдачи тепла в охлаждающую жидкость.

С повышением частоты вращения коленчатый вал проходит больший угловой путь за время горения топливо–воздушной смеси, и угол опережения зажигания необходимо увеличивать. При непрерывно изменяющейся частоте вращения коленчатого вала, угол опережения зажигания автоматически корректирует центробежный регулятор.

С уменьшением нагрузки двигателя (прикрытием дроссельной заслонки), при постоянной частоте вращения наполнение цилиндров свежей топливо–воздушной смесью уменьшается, а процентное содержание остаточных газов в рабочей смеси увеличивается, она горит медленнее и требует увеличения угла опережения зажигания. Автоматическое изменение угла опережения зажигания при изменении нагрузки осуществляет вакуумный регулятор опережения зажигания.

При переходе на топливо, имеющее меньшее октановое число, угол опережения уменьшают в ручную, с помощью октан–корректора.

На рис. 4.5 показано изменение давления в цилиндре двигателя в зависимости от угла опережения зажигания.

Оптимальное протекание процесса сгорания происходит в том случае, когда угол опережения зажигания является наиболее выгодным (кривая 2). Максимум мощности двигатель развивает в том случае, если наибольшее давление в цилиндре создается после верхней мертвой точки через 10 – 15° угла поворота коленчатого вала двигателя, т. е. когда процесс сгорания заканчивается несколько позднее верхней мертвой точки. Оптимальный угол опережения зажигания определяется временем, которое отводится на сгорание топливо–воздушной смеси и скоростью ее сгорания. В свою очередь, время, отводимое на сгорание, зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, а скорость сгорания определяется составом рабочей смеси и степенью сжатия.

Рис. 4.5. Изменение давления в цилиндре двигателя

в зависимости от момента зажигания:

1 – раннее зажигание; 2 – нормальное зажигание;
3 – позднее зажигание; а – момент зажигания;
б – детонация; Pz – максимум давления в цилиндре

По современным представлениям, угол опережения зажигания должен выбираться с учетом частоты вращения коленчатого вала, нагрузки двигателя, температуры охлаждающей жидкости и всасываемого (забортного) воздуха, атмосферного давления, состава выхлопных газов, скорости изменения положения дроссельной заслонки (разгон, торможение).

На рис. 4.6 и 4.7 приведены зависимости оптимального угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя.

Кроме обеспечения оптимального угла опережения зажигания, система зажигания также должна обеспечивать очередность подачи импульсов высокого напряжения на свечи соответствующих цилиндров

двигателя в соответствии с порядком его работы.

Рис. 4.6. Зависимость угла опережения зажигания от частоты вращения коленчатого вала двигателя

Рис. 4.7. Зависимость угла опережения зажигания от нагрузки при различной частоте вращения коленчатого вала ДВС

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 9197 – | 7802 – или читать все.

Как определить, раннее или позднее зажигание

Если конструкция автомобиля позволяет делать регулировку зажигания своими руками, то водители часто пытаются поймать золотую середину между ранним и поздним зажиганием. Если зажигание позднее, то образование искр на свечах происходит позже, соответственно, топливно-воздушная смесь поджигается позже. Чтобы двигатель вырабатывал максимальную мощность, стабильность и частоту работы, зажигание должно быть отрегулировано и настроено на оптимальный режим.

Раннее или позднее зажигание

Слишком ранний поджиг смеси в рабочих камерах цилиндров или слишком поздний является причиной плохой работой ДВС. Двигатель может не тянуть в гору, медленно разгоняться, сильно вибрировать и т.д.

Признаки не верно выставленного зажигания:

• мотор заводится с трудом;
• повышенный уровень расхода топлива;
• мотор не может развить мощность;
• в режиме холостого хода (ХХ) ДВС то глохнет, то перегазовывает;
• мотор слабо реагирует на нажатие педали газа;
• ДВС перегревается;
• мотор детонирует.

Легко можно определить, что зажигание надо настраивать, если слышны хлопки из глушителя, автомобиль «чихает». В таком режиме рекомендуется не эксплуатировать машину, а сразу отрегулировать. Тем более, одним из признаков является детонация, которая может разрушить клапана, поршни и цилиндры.

Если зажигание выставлено неправильно

Если зажигание раннее, то из-за того, что искра появляется рано. В тот момент, когда поршень только начал подниматься, топливно-воздушная смесь воспламенилась и этот взрыв идет против поднимающегося поршня, в следствие чего происходит пустая потеря энергии.

Из-за того, что бензиновая смесь воспламенилась рано, поршень испытывает большую силу против его движения. Это уменьшает ресурс коленвала, поршней, шатуна и пальцев.

По признакам раннее зажигания можно определить по следующим пунктам:

1. Во время работы ДВС появляется металлический шум, как-будто что-то ударяется в цилиндре.
2. Обороты холостого хода плавают, наблюдается нестабильность работы.
3. Если нажать резко на газ, мотор как бы захлебывается, не реагирует сразу на подачу большего количества топлива.

Что касается установленного позднего зажигания, то оно также негативно влияет на работоспособность мотора и ресурс его составляющих деталей.

В этом случает, смесь поджигается поздно, то есть когда поршень уже идет вниз. Топливо догорает, если успевает, при обратном движении поршня (вверх).

Признаки позднего зажигания:

1. ДВС не может развить скорость. Плохо реагирует на нажатие педали акселератора.
2. Расход топлива выше нормы.
3. На поршне и стенках цилиндра образуется нагар, кокс, который потом, уже даже при правильно настроенном зажигании, создает помехи в работе.
4. Из-за неравномерного сгорания топливно-воздушной смеси, ДВС быстро перегревается.

Как выставить угол опережения зажигания своими руками

Выставить правильно зажигание — это значит, что нужно найти нужный угол опережения зажигания (УОЗ). Настройка производится на холостом ходу, хотя это и так понятно, но вдруг кто-то задумал поставить авто на домкрат и настраивать на скорости.

Для настройки зажигания, надо знать, что оптимальные хорошие обороты коленчатого вала двигателя на холостом ходу — это от 850 до 900 об/мин. Угол наклона момента зажигания должен находиться от -1 до +1 градуса. Это градус по отношению к верхней мертвой точке (ВМТ).

Популярный прибор, с помощью которого выставляют зажигание — это стробоскоп. Со стробоскопом настройка получается точнее. Но, если его нет, то настраивают с помощью контрольной лампочки.

Если используется лампочка для настройки, то ее подсоединяют к плюсовой клемме на распределителе зажигания (трамблер), а цоколь лампочки — с «массой». Разберем по отдельности варианты настройки.

Сейчас мы начали разбирать силовые автомобильные агрегаты. Напишите, пожалуйста, в комментариях, какой у автомобиль и с каким двигателем. Позже будут выходить материалы по таким двигателям с полезной информацией, например, если порвется ремень ГРМ, погнутся ли клапана, также технические характеристики, устройство, на каких машинах ставятся такие моторы и т.д. Мы уже рассмотрели двигатели ZC завода Honda, 3UZ-FE, 3S-FE, 1AZ-FE.

Настройка стробоскопом

1. Запустить мотор, нагреть его до рабочей температуры и заглушить.
2. Подключить стробоскоп к сети автомобиля.
3. Выкрутить гайку фиксации крышки распределителя — прерывателя зажигания.
4. Надеть на высоковольтный провод первого цилиндра сигнальный датчик срабатывания.
5. Если на трамблере есть шланчик вакуум-корректора, то его надо отсоединить и заглушить.
6. Свет стробоскопа направить на шкив коленвала ДВС.
7. Теперь завести двигатель и оставить работать на холостых оборотах.
8. Теперь надо повернуть корпус трамблера и зафиксировать так, чтобы метка на шкиве коленвала совпала с меткой газораспределительного механизма (ГРМ).
9. При совпадении меток, затянуть гайку.

Как выставить зажигание контрольной лампочкой

1. Вращать коленвал мотора до тех пор, пока метка на его шкиве не совпадет с меткой ГРМ.
2. При этом, бегунок трамблера зажигания должен быть направлен на первый цилиндр.
3. Теперь надо ослабить гайку трамблера.
4. Один провод соединяется с сердцевиной контрольной лампы (контролка) и с проводом катушки зажигания (бобина).
5. Второй провод соединяет массу и цоколь лампочки. Лампочка должна загореться.
6. После этого, надо включить зажигание поворотом ключа замка зажигания и поворачивать корпус распределителя (трамблера) по часовой стрелке. При вращении трамблера, в каком-то положении лампочка погаснет. В этом положении надо затянуть прижимную гайку распределителя.

Другие методы выставления зажигания

Метод на слух

Некоторые настраивают зажигание на слух. Вращают трамблер и определяют, как работает двигатель. Этот метод самый простой:

1. Завести мотор.
2. Ослабить гайку трамблера.
3. Вращать трамблер и определять самостоятельно, как работает ДВС. Работать в найденном положении двигатель должен ровно, без вибраций. При этом, двигатель должен развивать самые высокие обороты холостого хода.
4. После того, как этот положение было найдено, теперь надо повернуть трамблер на пару градусов по часовой стрелке и зафиксировать гайкой.

Метод искры

Еще один метод настройки — это с помощью искры. Для этого надо совместить метки на шкиве коленчатого вала с меткой ГРМ. Метка бегунка при этом показывает на первый цилиндр. После этого надо ослабить гайку трамблера и вытащить центральный высоковольтный провод из крышки трамблера.

После, этот провод приблизить к «массе», чтобы между ними осталось 5 мм, и включить зажигание. Повернуть корпус трамблера на 20 градусов по часовой. 20 градусов — это на 1-1,5 см. Теперь следует медленно крутить трамблер против часовой стрелки, то того, момента, пока не появится искра между отсоединенным проводом трамблера и массой. В каком положении появилась искра, в таком и оставляем положение распределителя, и затягиваем его.

После применения одного из способов по настройке зажигания отечественных карбюраторных автомобилей (ВАЗ, УАЗ, Волга, НИВА и т.д.), поездить и проверить, как повлияла настройка на работу ДВС.

Для точности диагностики, надо:

1. Сначала прогреть мотор.
2. Затем разогнаться до скорости 45 км/час.
3. Включить 4 скорость и до конца нажать на педаль газа.
4. При этом, оцениваем как ведет себя двигатель, детонирует или нет.
5. Если хорошо выставлен угол опережения зажигания, после переключения на 4 передачу на скорости 45 км/ч, появится кратковременная детонация, на секунд 2-3 и исчезнет после нажатия педали газа.

• Если детонация быстро не исчезает, то получилось раннее зажигание.
• Если детонации вообще не было, то получилось позднее зажигание, придется выставлять «пораньше».

Если не получилось с первого раза настроить зажигания на оптимальный режим, то повторять еще и еще, пока не появится правильный результата. Многократной настройкой можно добиться автоматизма и научиться настраивать зажигание своими руками без приборов, на слух.

Видео

В этом видео: настройка зажигания на дороге.

Обучающее видео по установке зажигания.

Как отрегулировать холостой ход на дороге.

Установка зажигания по лампочке.

Формирователь оптимального угла опережения зажигания

Проблема получения от двигателя внутреннего сгорания максимальной мощности интересует многих автолюбителей. Для повышения мощности двигателя можно произвести расточку и полировку топливопроводов, подгонку их стыков с камерой сгорания, форсирование и т. д. Но, кроме этого, существует и другой способ повышения мощности двигателя – минимизация потерь за счет поддержания оптимального угла опережения зажигания во всем диапазоне скорости вращения коленчатого вала (KB).

Большинство “западных” фирм этот вопрос решило давно – бортовой компьютер контролирует все процессы в работе двигателя и управляет ими. В отечественном автомобилестроении этому вопросу не уделяли должного внимания и, как следствие, характеристика угла опережения зажигания, формируемая центробежным регулятором, установленным почти на всех отечественных автомобилях, совпадает с оптимальной характеристикой в лучшем случае в 2-3 точках (рис. 1) На некоторых участках она может отличаться от оптимальной более чем на 30%, и при длительной эксплуатации автомобиля эта величина растет.

Pис.1

Первыми на это среагировали авто-, радиолюбители. Благодаря им появились довольно простые схемы корректоров опережения зажигания. В основу их работы заложен принцип формирования регулируемого интервала времени, на который задерживается искрообразование. Поскольку угол опережения зажигания и указанный интервал времени при различной скорости вращения KB – величины не пропорциональные, то при такой коррекции на больших оборотах KB двигателя угол опережения зажигания возрастает настолько, что вреда от нее больше, чем пользы. Поэтому некоторые авторы отключают коррекцию при оборотах KB выше 2000 – 2500 об/мин.

Следующим этапом было создание корректоров, в принцип работы которых было заложено формирование непосредственно регулируемого угла опережения зажигания. Несмотря на то, что этот способ более прогрессивный, в нем, как и в предыдущем, есть один недостаток – оба они формируют задержки, которые добавляются к изначально неправильной характеристике, сформированной центробежным регулятором. Поэтому следующим этапом является отказ от использования центробежного регулятора и создание формирователей оптимального угла опережения зажигания на базе ПЗУ содержащего коды оптимального распределения угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения KB. Одно из таких устройств описано ниже.

В работу устройства заложен принцип, по которому оптимальная характеристика угла опережения зажигания во всем диапазоне работы двигателя (от 600 до 6000 об/мин) разбивается на 256 участков. На каждом участке фиксируется величина угла опережения зажигания, кодируется в диапазоне от 0 до 256 и записывается в ПЗУ емкостью 256 байт. Предусмотрено оперативное смещение указанной характеристики по вертикальной (плавное) и горизонтальной (ступенчатое) осям, что дает возможность адаптировать ее под разные типы двигателей и разные марки бензина.

Схема формирователя показана на рис. 2. Его работу можно раз делить на три этапа:
– этап измерения угловой частоты вращения KB
– этап формирования регулируемого угла опережения зажигания (регулировка по вертикали)
– этап формирования оптимального угла опережения зажигания.

Первый этап начинается при поступлении высокого логического уровня от магнитного датчика на вход устройства При этом интегрирующей цепочкой С4 R6 формируется импульс по переднему фронту которого начинает работать генератор(Г1) собранный на DD1 3

Импульсы частотой f1 через D3 3 поступают на вход каскадносоединенных счетчиков DD4, DD5, работающих на увеличение счета и накапливающих информацию о длительности входного импульса. По завершении входного импульса информация о его длительности (т. е. о значении оборотов KB) с выходов DD4 DD5 в двоичном коде поступает на адресные входы ПЗУ. В ПЗУ в соответствии с поступившим адресом формируется код временной задержки, соответствующей оптимальному углу опережения зажигания (для измеренной величины оборотов KB). Этот код в двоичном виде параллельно записывается в регистры счетчиков DD7, DD8 импульсом сформированным цепочкой С7 R9. Одновременно с этим генератор Г1 блокируется генератор Г2, собранный на DD1 4 начинает вырабатывать импульсы частотой f2, а счетчики DD4 DD5 начинают работать на уменьшение счета т. е. начинается второй этап.

Следует отметить, что на первом этапе в режиме пуска двигателя (при оборотах KB ниже 600 об/мин) происходит переполнение счетчиков DD4 DD5. При этом на выводе 7 счетчика DD5 формируется короткий отрицательный импульс, переключающий триггер DD2 3, DD3 2 (Т1), который в свою очередь блокирует работу счетчиков DD4, DD5 с записанной в них максимальной информацией (код 255). В этом состоянии схема находится до окончания входного импульса по спаду которого через интегрирующую цепочку С7 R9 формируется отрицательный импульс, записывающий код 255 в DD7 DD8. Одновременно через цепочку С5 R5 происходит обратное переключение триггера Т1 и разрешается работа на вычитание счетчиков DD4 DD5.

Когда счетчики D4, D5 досчитают до нулевого значения, на выводе 7 счетчика DD5 формируется короткий отрицательный импульс, переключающий триггер Т1, который в свою очередь блокирует работу счетчиков DD4, DD5 и разрешает работу DD7, DD8. На этом второй этап заканчивается и начинается третий.

Счетчики DD7, DD8 с записанной в конце первого этапа информацией работают на вычитание. По сигналу разрешения триггера Т1, поступающему через элемент DD2.1, они начинают воспринимать импульсы, вырабатываемые генератором ГЗ, собранным на DD1.1, и при достижении нулевого значения вырабатывают отрицательный импульс (на выводе 7 DD8), переключающий триггер на DD3.1, DD3.4 (Т2), который в свою очередь через DD2.1 блокирует работу счетчиков DD7, DD8, а через VT1 формирует задержанный выходной сигнал.

Временные диаграммы работы схемы приведены на рис.3.

Pис.3

Характерные точки диаграмм:
0 – начало положительного входного импульса, разрешение работы счетчиков DD4, DD5 на приращение до окончания входного импульса или до их переполнения;
1 – (только для режима запуска двигателя) – содержимое счетчиков DD4, DD5 достигло максимума (255); блокировка DD4, DD5 до окончания входного импульса;
2 – запись содержимого DD4, DD6 через преобразователь кода DD6 в DD7, DD8; конец работы Г1; сброс блокировки DD4, DD5 и начало их работы от Г2 на вычитание;
3 – содержимое DD4, DD5 достигло нуля, и их работа блокируется; разрешение работы DD7, DD8;
4 – содержимое DD7, DD8 достигло нуля, и их работа блокируется; на коллекторе VT1 формируется сигнал, по переднему фронту которого происходит зажигание;
5 – верхняя мертвая точка соответствующего поршня;
6 – сброс блокировки DD4, DD5; начало следующего цикла.

Для наладки устройства необходимо знать два параметра: -длину импульса, выдаваемого магнитным датчиком, выраженную в угловых величинах (градусах) относительно периода вращения KB – оптимальную характеристику угла опережения зажигания (зависимость от оборотов KB). Поскольку указанная характеристика специфична для разных автомобилей, можно поступить двумя способами.

Используя свободные адресные разряды применяемого ПЗУ (А8, А9, А10), коммутируемые переключателями S1 . S3 (рис.2), записываем в него 8 вариантов характеристик, получаемых смещением по горизонтальной оси через каждые 50. 100 об/ мин исходной характеристики 2 (рис.1), которая характерна для многих автомобилей. После этого, оперируя переключателями S1. S3 и регулятором R2, в ходе многочисленных проб, по субъективным признакам, определяем наиболее подходящую. Следует заметить, что при переходе на бензин с меньшим октановым числом необходимо переходить на характеристику, которая находится левее от исходной, и наоборот. Найдя наиболее подходящую характеристику, целесообразно переписать ПЗУ, снова смещая полученную характеристику, но с меньшим шагом, например через 20. 30 об/мин, при этом выбор необходимой марки бензина производится переключателями S1. S3.

К недостаткам данной схемы относится низкая стабильность генераторов. Для ее увеличения и генераторах нужно применять резисторы с минимальным ТКС и конденсаторы с нулевым ТКЕ (группы МПО). По этой же причине устройство лучше разместить в салоне автомобиля, где перепады температур меньше, чем под капотом.

Для уменьшения помех на выводы питания каждой микросхемы целесообразно установить керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкФ, а при длинных коммутационных связях на входе микросхемы DD1.2 – простейший фильтр НЧ с постоянной времени порядка 0,01 мс (например R=30 кОм, С=300 пФ). Кроме того, в некоторых экземплярах счетчиков при совпадении фронтов счетных и управляющих сигналов, а также при переходе счета из одного каскада в другой возникают сбои в работе. Для устранения указанного явления необходимо установить конденсаторы емкостью 100. 200 пФ между выводами 6 DD2, 7 DD8 и общим проводом питания.

Формирователь устанавливается в разрыв между магнитным датчиком оборотов распредвала и системой электронного зажигания. При установке формирователя шторку штатного центробежного регулятора необходимо застопорить в положении, соответствующем максимальной скорости вращения КВ.

Дополнительно, для организации противоугонной функции, удобно применить резистор R2 с выключателем, который включается последовательно с регулятором. При размыкании контактов выключателя в крайнем положении R2 двигатель не запустится. Для этих целей можно также применить кодовый замок, выход которого необходимо подключить к выводам 9 счетчиков DD4, DD5. При наборе правильного кода на указанные выводы должен поступать низкий логический уровень.