Что такое 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.

Угол опережения зажигания
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).

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.

Как настроить зажигание? Что такое УОЗ? Куда вращались бегунки в отечественных машинах? Что значит выражение «выставить по искре»? — много интересных вопросов, на которые владельцы современных авто могут и не дать правильных ответов.

Что такое угол опережения зажигания — он же УОЗ? Это некая атрибутика древних автомобилей или же нечто незыблемое, сродни всемирному тяготению? Большинству современных автовладельцев это неведомо. Всеми системами автомобиля управляют многочисленные контроллеры, а потому своевременное искрообразование в цилиндрах двигателей целиком на их совести. Между тем по стране бегает огромное количество древних машинок, незнакомых с процессорами и прочими чипами. Поэтому вопросы типа «Как отрегулировать УОЗ?» звучат по сей день.

На технические вопросы отвечать всегда приятно. Но сначала придется вспомнить некоторые «зажигательные» термины.

Терминология

Прерыватель-распределитель зажигания — электромеханическое устройство, обеспечивающее своевременную подачу импульсов высокого напряжения на свечи зажигания. Часто его называют трамблером.

Опережение зажигания — воспламенение рабочей смеси в цилиндре раньше, чем закончится такт сжатия.

Угол опережения зажигания (УОЗ) — угол поворота коленчатого вала двигателя от положения, соответствующего появлению искры на свече до прихода поршня в верхнюю мертвую точку.

Контактная система зажигания — система, в которой коммутация катушки зажигания обеспечивается механическим прерывателем.

Бесконтактная система зажигания — система, в которой коммутация катушки зажигания обеспечивается электронным модулем, управляемым электронным датчиком положения коленчатого вала — например, датчиком Холла (ВАЗ-2108) или магнитоэлектрическим (ГАЗ-2410).

Прерыватель системы зажигания — механический выключатель в трамблере, непосредственно соединенный с первичной цепью катушки зажигания.

Бегунок — элемент трамблера, поочередно передающий высокое напряжение от катушки зажигания на высоковольтные провода, соединенные со свечами зажигания двигателя.

Угол замкнутого состояния контактов (УЗСК) — величина, показывающая, как долго контакты механического прерывателя должны оставаться замкнутыми. Для классических Жигулей УЗСК составляет примерно 55 градусов. Правильно выбранный УЗСК дает катушке зажигания возможность набирать нужную энергию и полностью отдавать ее на свечи зажигания.

Когда и зачем нужно настраивать зажигание?

Сначала немножко теории. Если бы рабочая смесь в цилиндрах сгорала мгновенно, то проблем с опережением не было бы в принципе. Поджигай ее в верхней мертвой точке — и все окей. Но смесь сгорает не мгновенно: ей требуются миллисекунды. При этом реальная частота вращения коленчатого вала, конечно же, непостоянна. Поэтому нельзя тупо поджигать смесь в одно и то же время при разных режимах работы мотора: она будет сгорать либо слишком рано, либо чересчур поздно. Итог всегда будет неутешительный — двигатель плохо тянет, греется, неустойчиво работает, детонирует и т.п.

Читайте также:  Масло в кпп приора рекомендации

В частности, если начать «искрить» слишком рано (большой УОЗ), то давление газов станет резко возрастать до прихода поршня в верхнюю мертвую точку, препятствуя его движению. Из-за этого уменьшится мощность и ухудшится экономичность мотора, он утратит приемистость и будет дергаться на малых оборотах. При позднем искрообразовании (малый УОЗ) смесь будет долго гореть при расширяющемся объеме, а потому давление газов будет значительно ниже расчетного. Мощность и экономичность понизятся, а мотор сильно перегреется, поскольку догорание смеси будет идти на протяжении всего такта расширения.

Способ лечения один — поджигать рабочую смесь согласно частоте вращения и нагрузке на двигатель. Кроме того, корректировка УОЗ может потребоваться при переходе на бензин с другим октановым числом. Кстати, на очень древних автомобилях (в начале прошлого века) момент зажигания регулировал водитель: была предусмотрена специальная рукоятка. Но вскоре она исчезла, поскольку мотор обзавелся трамблером с центробежным механизмом внутри.

Центробежный регулятор содержал, как правило, пару грузиков, уравновешенных пружинами. При увеличении частоты вращения грузики расходились в стороны и поворачивали опорную пластину, на которой находился прерыватель. Чем выше частота вращения, тем сильнее расходятся грузики и тем выше становится УОЗ.

Дальнейшая погоня за экономичностью добавила в помощники к центробежному регулятору его вакуумного коллегу. Дело в том, что с увеличением нагрузки увеличивается и наполнение цилиндров горючей смесью, поскольку водитель сильнее давит на акселератор. При этом процентное содержание остаточных газов в рабочей смеси снижается, что способствует увеличению скорости сгорания. Следовательно, УОЗ надо снижать.

Напротив, при снижении нагрузки на мотор уменьшается наполнение цилиндров, растет содержание остаточных газов, а потому рабочая смесь будет гореть медленнее. УОЗ в этом случае нужно увеличивать. Эту задачу и решает вакуумный регулятор, отслеживающий разрежение во впускном трубопроводе двигателя. Чем выше нагрузка, тем ниже разрежение, и наоборот. В большинстве классических моторов центробежный и вакуумный регуляторы работают совместно.

Если октановое число топлива не соответствует тому, которым руководствовался конструктор при проектировании мотора, то даже при оптимальной работе упомянутых регуляторов нормальной работы мотора ждать не стоит. Самое неприятное явление, которое может при этом возникнуть, — детонация. Грубо говоря, это взрывообразное сгорание смеси, чреватое капремонтом. Для предотвращения детонации в классических моторах былой эпохи нужно было открыть капот и вручную повернуть корпус трамблера в нужную сторону. Залил низкооктановый бензин — изволь сделать зажигание более поздним…

Само собой, что в современных двигателях оптимальный УОЗ выставляет управляющий контроллер. Он следит за оборотами, нагрузкой, октановым числом, температурой и т.п.

Как регулировать УОЗ?

На слух? По искре? По лампочке? По стробоскопу? Сейчас разберемся.

Сразу скажем, что про стробоскоп говорить не будем. Во-первых, у рядового водителя под рукой его попросту нет. А, во-вторых, с ним лучше не связываться. Дело в том, что стробоскоп показывает момент зажигания только при работающем моторе, но при этом за счет центробежного регулятора УОЗ смещается в сторону опережения даже на минимальных оборотах холостого хода. Поэтому точной регулировки ждать, вообще говоря, не стоит.

Правильные рекомендации по регулировке всегда содержатся в профильной литературе по конкретной модели автомобиля — их и следует придерживаться. Возьмем для примера автомобиль АЗЛК-2141 с двигателем УЗАМ и контактной системой зажигания. Обратите внимание, что бегунок у уфимских моторов вращается ПРОТИВ часовой стрелки.

Последовательность операций для москвичевского мотора должна быть следующая.

  • Ослабляем крепление трамблера.
  • Определяем начало хода сжатия в первом цилиндре. Для этого выворачиваем свечу этого цилиндра, затыкаем отверстие подходящей пробкой (хоть из смятой бумаги) и проворачиваем пусковой рукояткой коленвал до выскакивания пробки наружу.
  • Продолжаем проворачивать коленвал до совмещения первой риски на его шкиве с острием штифта установки зажигания, запрессованным в нижнюю крышку картера.
  • Убеждаемся, что бегунок смотрит своей токоведущей пластиной на контакт крышки трамблера, соответствующий проводу первого цилиндра.
  • Подсоединяем любую маломощную лампочку (например, в отвертке-пробнике) одним концом к массе, а другим — к клемме низкого напряжения катушки, соединенным с прерывателем.
  • Включаем зажигание и поворачиваем корпус трамблера против часовой стрелки до замыкания контактов прерывателя. Лампа, закороченная прерывателем, должна погаснуть.
  • Взявшись за бегунок, прикладываем небольшое усилие по часовой стрелке для устранения зазоров механизме привода, после чего медленно поворачиваем трамблер по часовой стрелке до загорания лампочки.
  • Затягиваем крепление трамблера. Не забываем вернуть свечу на место!

На автомобилях типа ВАЗ-2108, перешедших на электронное зажигание, но при этом сохранивших как центробежный, так и вакуумный регуляторы, процедура полностью аналогичная — с точностью до иного расположения штатных меток. Бегунок при этом вращается против часовой стрелки. Однако подключать лампочку-пробник при этом нужно между коммутатором и катушкой зажигания, а ни в коем случае не к датчику Холла.

А что означает выражение «выставить по искре»? Грубо говоря, то же самое, что и по лампочке. В этом случае вместо лампочки используют вывернутую заранее свечу зажигания, резьбовую часть которой нужно постараться соединить с массой двигателя. Вместо загорания лампочки ловим момент проскакивания искры — вот и всё.

Читайте также:  Компрессия иж юпитер 5

А как же регулировка на слух? Ее проводят так: при движении на прогретом моторе со скоростью примерно 50 км/ч на 4-й передаче следует резко нажать на правую педаль. Если УОЗ выставлен верно, то при этом должна прослушиваться кратковременная исчезающая детонация. Если детонация слишком сильная, следует повернуть трамблер по направлению вращения бегунка. Если детонации нет вообще — против вращения бегунка. Вы же еще помните, что в отечественном автопроме бегунки вращались и туда, и обратно?

Тем, кому интересна зажигательная тема былых времен, рекомендуем посмотреть вот сюда. Про свечи можно почитать вот тут, а также вот тут.

Опережение зажигания – довольно важный момент, от которого напрямую зависит работа двигателя карбюраторного и инжекторного двигателя, функционирующего на бензиновом топливе или ГБО. Зная, как определить угол опережения зажигания ОЗ на автомобиле самостоятельно, можно будет грамотно всё настроить.

ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год! Читать дальше»

Итак, что собой представляет ОЗ? Говоря теоретическим языком – это вспыхивание ТВС (обогащенного состава горючего) внутри силовой установки в момент, когда поршень достигает своего апогея или ВМТ.

Опережение зажигания или УОЗ выставлять следует умело, так как он непосредственно влияет на функционирование двигателя. Дело в том, что именно давление газов внутри системы мотора влияет на КПД силовой установки, на эффективность её работы. Газы образуются после сгорания ТВС, а их давление обязано достигать максимума в точке после ВМТ, названной инженерами 10-м градусом. Таким образом, по всем теоретическим расчётам (что доказано не раз на практике), обеспечивается предельное газовое давление, которое воздействует на поршень и толкает его вниз.

Доктрина о сгорании ТВС

Как известно многим, ТВС после воспламенения полностью не сгорает. Вернее, она сгорает, но не сразу. Тем паче, она не детонирует в полостях двигателя, как считают некоторые дилетанты. Горение бензина — химическая реакция, имеющая собственную скорость. И её нужно суметь согласовать со стремительностью поршневого хода. Это и есть метод получения наиболее оптимального давления газов в требуемой точке.

Сгорание ТВС – это не просто химический процесс, а целая теория. Например, если углубиться в дебри этого направления науки, то становится ясно, что с маленькой искорки от свечи начинается фронт распространения пламени. Искра горит примерно не более 1 миллисекунды, и за это ничтожное время температура достигает высочайшей отметки по Цельсию – 10 тысяч градусов. Тот объём горючего состава, который получает иску первым, по сути дела вмиг уничтожается. И от этого тепла фронт пламени передаётся по всей камере (КС).

Доказано, что исходная быстрота горения ничтожно мала. Но по мере увеличения пламени скорость увеличивается в 70-80 раз. Остатки ТВС, которые не исчезают полностью из-за того что находятся возле более менее охлаждённых стенок КС, догорают с заметно медленнее. Тем самым, процесс горения целиком занимает примерно 30 градусов УПКВ (угол поворота кривошипного вала).

При разных положениях УОЗ внутри двигателя проистекают соответственно разные течения. Если угол выставлен правильно, зажигание не сбито, то самое оптимальный напор газов отдаёт в место, где поршень проходит ВМТ. По схеме градусов – 10-12°.

Если УОЗ сбивается, например, в сторону опоздания, то наиболее оптимальная газовая сила выдерживает зону 45 градуса, которая подразумевает уже более низкое положение поршня. Получается, как видим из схемы, что газы как будто посылаются вдогонку поршню, идущему вниз. Эффективность такой работы поршня сводится практически к нулю.

Именно в таких случаях, в процессе позднего зажигания, ТВС догорает после открывания клапанов выпуска. А газы выпускной системы, раскалённые – способны легко поджечь только подступающий заряд смеси. Вот и возникают от этого хлопки, отдающие в распределитель потоков воздуха.

Неблагоприятная ситуация возникает и при раннем зажигании. В данном случае апогейный уровень давления приходится на ВМТ или раньше. Газы начинают давить на поршень, который ещё не дошёл до своего апогея. Очевидно, что и такой вариант ни к чему хорошему не приведёт – мощность ДВС заметно снизится, возникнет детонация и другие неприятности.

Определение УОЗ

Чтобы суметь определить опережение, следует ознакомиться вначале со следующими понятиями:

  • УОЗ зависит непосредственно от амплитуды вращения кривошипного вала ДВС. Чем сильнее обороты мотора, тем раньше воспламеняется ТВС и тем ближе пик оптимального давления к нужной точке
  • Также на УОЗ влияет температура силовой установки и смеси горючего вместе взятые. Чем холоднее мотор, тем медленнее реакция (быстрота химического превращения). Следовательно, УОЗ в этом случае должен быть выставлен на ранний момент. И наоборот, если температура высокая – то на более поздний.
  • Кроме того, на него влияет нагрузка, оказываемая на мотор. Чем быстрее вращается мотор, тем меньше должен быть выставлен УОЗ, чтобы не возникло детонации (это вызвано тем, что при оптимальной нагрузке мотора в цилиндры начинает поступать намного больше ТВС).

Настройка УОЗ

Раньше многие опытные владельцы отечественных машин регулировали исходный УОЗ «дедовским» способом, на слух. На четвёртой передаче на средней скорости при движении, если внезапно задействовать педаль акселератора, то должны быть явно слышны хлопки, а после этого автомобиль обязан уверенно набрать скорость.

Читайте также:  Зависит ли расход топлива от диаметра колеса

В случае отсутствия детонации распределитель зажигания вращают на момент опережения, пока не появятся хлопки и уверенное ускорение. И наоборот, ставится позднее зажигание, когда детонация продолжается более двух секунд, а ускорения не происходит.

В автосервисах для регулирования УОЗ используется специальный прибор – стробоскоп. Как правило, во всех СЗ, оснащённых трамблёром, регулируется лишь исходный УОЗ.

Новая возможность точной настройки УОЗ появляется уже с появлением микропроцессоров. Таким образом, угол опережения выставляется для различных режимов функционирования ДВС. Если в распределителях за изменение угла опережения отвечают ВУ и ЦР (датчики вакуумного и центробежного типа), то умная электроника сама высчитывает требуемый угол. Делается это согласно прошивке в контроллёре.

Итак, приступать к настройке УОЗ следует обязательно с подготовки. Нужно вооружиться стробоскопом или контрольной лампой, а также ключом гаек. Также не обойтись в этом случае без специального инструмента, предназначенного для прокручивания кривошипного вала. Именно положение этого вала предопределяет значение УОЗ.

Примечание. В последнее время стало модно использовать спецкорректор, предназначенный для изменения УОЗ. Это устройство определяет УОЗ в автоматическом режиме.

Вот как проводится данная операция:

  • Машина ставится на «нейтралку»;
  • Задействуется ручной тормоз;
  • С трамблёра снимается колпак-крышка;
  • Специальным инструментом проворачивается кривошипный вал до момента, пока бегунок не совместится с меткой на ГРМ.

Без индикатора или контрольной лампы определить УОЗ будет невозможно. Лампу следует подсоединить одним выводом к бобине, а другим – к поверхности двигателя.

  • Ослабляется фиксатор привода трамблёра (теперь распределитель можно вращать в любую из сторон);
  • Включается зажигание автомобиля;
  • Бегунок зажимается, а трамблёр вращается против его хода.

Внимание. Определить направление хода бегунка можно так. Во время проворачивания кривошипного вала смотреть на бегунок (будет заметно, в какую сторону он вращается).

Итак, вращать распределить против хода бегунка следует до тех пор, пока лампа-индикатор не погаснет. Затем трамблёр проворачивается не несколько делений назад (очень аккуратно) и делается отметка – это зафиксированный момент зажигания. Корпус трамблёра фиксируется, колпак-крышка возвращается на своё место.

Для того чтобы регулировку УОЗ как-то автоматизировать, ставится ВР (регулятор-вакуум). Это дополнительное приспособление даёт возможность трансформировать угол в авторежиме и в зависимости от той или иной нагрузки.

Например, когда мотор функционирует в режиме ХХ, ВР поворачивает УОЗ в сторону позднего зажигания, а когда нагрузка на двигатель возрастает, увеличиваются обороты, ВР отключается и задействуется другой регулятор (ЦР), который ставит угол опережения на ранее зажигание.

Почему сбивается УОЗ

Такие ситуации встречаются довольно часто. Сбиваются штатные параметры, так как не подходят для конкретных условий эксплуатации. И тут УОЗ надо регулировать самостоятельными силами, вручную.

Однако следует вначале проверить, а точно ли процедура вмешательства так необходима. Как и было написано выше, для тестирования правильного УОЗ, автомобиль нужно разогнать на трассе до 35-45 км/ч, затем резко нажать на педаль акселератора.

При возникновении кратковременного детонационного шума и уверенного ускорения, можно ничего с УОЗ не делать. Угол выставлен правильно, всё чётко. Также в этом можно убедиться, если детонация пропадает после отметки скорости в 60 км/ч.

В противном случае, если детонационный звук не прекращается или машина не ускоряется, то это свидетельствует о сбитом зажигании. Первый вариант – УОЗ выставлен на ранний момент, во втором – на поздний. И соответственно: надо вращать трамблёр против хода бегунка или по ходу его вращения.

Определение УОЗ на автомобилях с ГБО

Широкое распространение в последнее время получили газовые баллоны. Их устанавливают на автомобили, оснащённые бензиновыми моторами. В результате этого удаётся неплохо сэкономить на топливе. Газ стоит намного дешевле бензина.

Однако установка ГБО приносит владельцу автомобиля одновременно и проблемы, связанные с установкой опережения зажигания. Априори увеличивается расход топлива (у газа он на порядок выше), а догорание ТВС происходит на фазе выпуска газов и длится значительно дольше.

Если учитывать все эти нюансы, то выставить УОЗ будет проще простого. Газ в таком случае будет превращён в энергию до того, как начнёт свою работу система выпуска, и общий КПД в разы повысится.

Чтобы настроить УОЗ на автомобилях с ГБО принято устанавливать автоматические регуляторы типа вариатора. Они приобретаются в комплекте с газовым оборудованием.

Надеемся, что у вас более не возникнет вопроса о том, как определить угол опережения зажигания и установить определенный УОЗ.

Забудьте о штрафах с камер! Абсолютно легальная новинка — Глушилка камер ГИБДД, скрывает ваши номера от камер, которые стоят по всем городам. Подробнее по ссылке.

  • Абсолютно легально (статья 12.2);
  • Скрывает от фото-видеофиксации;
  • Подходит для всех автомобилей;
  • Работает через разъем прикуривателя;
  • Не вызывает помех в радиоприемнике и сотовых телефонах.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *