Момент зажигания рабочей смеси и регулирование угла опережения зажигания

(рис. 1, Зависимость давления в цилиндре двигателя от угла опережения зажигания: 1 — раннее зажигание; 2 — нормальное зажигание; 3 — позднее зажигание; А — момент воспламенения смеси)

Момент зажигания рабочей смеси (см.рис.1 точка "А") характеризуется углом опережения зажигания, который определяется по углу ф поворота коленчатого вала от момента возникновения электрической искры до положения, при котором поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ). Момент зажигания оказывает большое влияние на мощность и тепловой режим двигателя, удельный расход топлива и токсичность отработавших газов.

Оптимальному углу опережения зажигания на рис.1 соответствует кривая 2 и угол опережения зажигания 27° до верхней мертвой точке. Если угол опережения зажигания больше оптимального, то зажигание раннее, а если меньше — позднее.

При позднем зажигании процесс сгорания смеси происходит по кривой 3, что приводит к перегреву двигателя, так как температура отработавших газов повышается и продолжительность процесса сгорания возрастает. При раннем зажигании давление в цилиндрах двигателя достигает максимума до верхней мертвой точке и оказывает противодействие на поршень. Раннее зажигание способствует появлению и усилению детонации (см. рис. 1, зубцы на кривой 1).

Закономерность изменения оптимального угла опережения зажигания различна для двигателей разных типов, зависит от многих факторов и определяется экспериментально.

Для сгораний рабочей смеси требуется определенное время (в пределах 2 мс). С повышением частоты вращения коленчатого вала двигателя продолжительность сгорания смеси (по углу поворота коленчатого вала) будет больше, что требует увеличения угла опережения зажигания. Зависимость угла опережения зажигания от частоты вращения не прямо пропорциональна, так как скорость сгорания смеси не остается неизменной. С возрастанием частоты вращения коленчатого вала давление, температура и турбулентность смеси повышаются, что способствует повышению скорости сгорания смеси. Наибольшая скорость сгорания смеси наблюдается при коэффициенте избытка воздуха, равном 0,85-0,90.

Угол опережения зажигания Θ изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя центробежным регулятором. Максимальное значение угла опережения зажигания равно 30-40° по углу поворота коленчатого вала.

(Рис. 2. Центробежный регулятор: 1 — кулачок; 2 — грузик; 3 — ведущий валик; 4 — пластина кулачка; 5 — штифт; 6 — ось грузика; 7 — пружина)

На рис. 2 показано устройство центробежного регулятора опережения зажигания. Работает регулятор следующим образом. На ведущем валике 3 регулятора закреплена пластина 4 с осями 6 грузиков. Грузики 2 связаны между собой пружинами 7. На каждом грузике имеется штифт 5, входящий в прорези пластины 4, закрепленной на втулке кулачка 1. Привод кулачка осуществляется от валика 3 через грузики 2. С увеличением частоты вращения коленчатого вала грузики под действием центробежной силы расходятся. При этом штифты 5, перемещаясь в пазах пластины 4, поворачивают ее и связанный с ней кулачок в направлении вращения ведущего валика, Останавливая необходимый угол опережения зажигания. Жесткость пружин различна, что обеспечивает требуемую закономерность изменения угла опеежения зажигания при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Изменение угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя (степени открытия дроссельной заслонки) осуществляется вакуумным регулятором опережения зажигания. Максимальный угол опережения составляет 20-24° по углу пововорота коленчатого вала.

Вакуумный регулятор показан на рис. 3. Полость Б регулятора, в которой размещена пружина 6, соединяется трубкой 5 со смесительной камерой карбюратора, расположенной над дроссельной заслонкой. Полость регулятора А сообщается с атмосферой.

К мембране 7 прикреплена тяга 9. Она связана шарниром с подвижной пластиной 11, на которой установлен прерыватель. При уменьшении нагрузки двигателя дроссельная заслонка прикрывается и разрежение в смесительной камере карбюратора, а следовательно, и в полости Б увеличивается. Под действием разряжения мембрана 7, преодолевая усилие пружины б, перемещается и тяга 9 поворачивает подвижную пластину 11 вместе с прерывателем против направления вращения кулачка. Угол опережения зажигания увеличивается.

С увеличением нагрузки двигателя дроссельная заслонка открывается, разрежение в полости Б регулятора уменьшается, и пружина 6 перемещает влево мембрану 7 и связанную с ней тягу 9. Тяга поворачивает подвижную пластину и прерыватель в направлении вращения кулачка, уменьшая таким образом угол опережения зажигания.

Отверстие для подсоединения трубки регулятора расположено таким образом, что на режиме холостого хода двигателя заслонка карбюратора перекрывает отверстие. Разрежение в полости Б регулятора при этом будет небольшим и регулятор не работает.

Допуск на величину угла опережения зажигания обычно принимают в пределах ±2° угла поворота коленчатого вала.

С увеличением угла опережения появляется или усиливается детонация. При применении топлива с меньшим октановым числом угол опережения необходимо уменьшать.

При изменении применяемого сорта топлива необходимо менять угол опережения зажигания. Октановое число топлива характеризует его антидетонационные качества. Чем меньше октановое число, тем топливо более склонно к детонации.

Угол опережения зажигания в зависимости от октанового числа топлива изменяется рычагом октан-корректора (рис. 4а), который поворачивает корпус прерывателя-распределителя в ту или другую сторону. Предварительно следует ослабить болт и регулировочные гайки октан-корректора. Одно деление шкалы 5 октан-корректора соответствует изменению угла опережения зажигания на 2° по углу поворота коленчатого вала. После регулировки нужно затянуть крепящие болт и регулировочные гайки.

Таким образом, три рассмотренные устройства для регулировки угла опережения зажигания действуют независимо одно от другого на различные элементы прерывателя-распределителя: центробежный регулятор поворачивает кулачок прерывателя, вакуумный регулятор-прерыватель, а октан-корректор — корпус прерывателя-распределителя.

Реальный угол опережения зажигания складывается из угла начальной установки Θ₀ и углов, устанавливаемых октан-коррек-тором, центробежным (Θ₁) и вакуумным (Θ₂) регуляторами (рис. 4б).

Изменение зазора в контактах прерывателя и износ подушечки рычажка прерывателя приводят к уменьшению или увеличению угла опережения зажигания. Поэтому перед установкой момента зажигания на двигателе, а также при проверке и регулировке центробежного и вакуумного регуляторов необходимо предварительно проверить зазор между контактами прерывателя (щупом) и износ подушечки его рычажка.

Зазор между контактами 7 и 8 прерывателя имеет большое значение для обеспечения надежной работы системы зажигания, так как от величины зазора зависит угол α ₃ замкнутого состояния контактов (см. рис. 4а) или время, в течение которого нарастает сила тока цепи первичной обмотки катушки зажигания.

В процессе эксплуатации необходимо проверять зазор между контактами прерывателя на специальных стендах или с помощью переносных приборов — угол замкнутого состояния контактов.

Углы α ₃ замкнутого состояния контактов и зазор между контактами (если нет указаний завода-изготовителя) в зависимости от числа цилиндров двигателя приведены ниже:

• Число цилиндров ........ 4 6 8
• Угол замкнутого состояния контактов,° ........ 43±3 39±3 30±3
• Зазор между контактами, мм ........ 0,4±0,05 0,4±0,05 0,З5±0,05

Технические характеристики некоторых типов прерывателей-распределителей даны в таблицах на рис. см. ниже: