Система зажигания

Система зажигания

Основной задачей системы зажигания является генерация скачка высокого напряжения до 40 000 V, чтобы создать искру на свече зажигания, начинающую процесс горения топливовоздушной смеси, которая попала в цилиндры. При этом должен быть соблюден порядок зажигания, а также необходимый момент для того, чтобы должным образом воспламенить сжатую топливовоздушную смесь. К тому же, в современных двигателях свечи должны иметь соответствующий номинал и обладать необходимой длительностью искрового заряда, чтобы воспламенять даже обедненную топливовоздушную смесь, чтобы снизить токсичность и количество выбросов отработавших газов и уменьшить расход топлива.

В некоторых современных двигателях используется прерыватель зажигания с механическим управлением для установки опережения и распределения зажигания. Я предлагаю рассмотреть данный тип распределителя, прежде всего, чтобы потом легче было разобраться в принципах работы распределителей с электронным и бесконтактным управлением.

Система с механическим управлением состоит из 12 V батареи, которая обеспечивает начальную электрическую энергию, коммутатора для установки распределения зажигания и катушки для усиления электрической энергии батареи, чтобы преодолеть зазор свечи зажигания и во время воспламенить топливовоздушную смесь.

Как показано на рисунке, активация первичной обмотки или цепи низкого напряжения выполняется контактами прерывателя, которые замыкаются и размыкаются посредством вала распределителя. Когда контакты замкнуты, электрический ток будет проходить через первичную обмотку катушки, затем через контакты на «массу». Данный поток, проходя через цепь низкого напряжения, производит магнитное поле, которое окружает вторичную обмотку, когда движение вала распределителя приводит к размыканию контактов, движение тока через первичную обмотку прекращается, магнитное поле разрушается, вследствие чего электрический ток под высоким напряжением проходит через вторичную катушку. Затем электрический ток высокого напряжения проходит через катушку к центру крышки распределителя зажигания, после этого через угольную щетку к токосъемнику ротора. Пластина ротора по очереди направляет ток обратно на крышку распределителя зажигания, а затем снова на каждую свечу зажигания, где он преодолевает зазор, чтобы начать процесс горения.

Контактная система зажигания состоит из контактов распределителя для создания и разрушения цепи низкого напряжения, чтобы затем создать искру высокого напряжения, подающуюся на каждую свечу зажигания.

В современных двигателях используются бесконтактные системы зажигания для создания и установки опережения зажигания. Простейший распределитель современного двигателя использует зубчатый ротор импульсного генератора и электронные схемы для управления током, проходящим через катушку зажигания.

При использовании контактной системы зажигания могут возникнуть серьезные проблемы, что привело, в свою очередь, к переходу на электронные системы зажигания. Со временем контакты изнашиваются и коррозируют, что приводит к изменению опережения зажигания, ухудшению технических характеристик и проблемам в работе системы выпуска отработавших газов. Коррозия снижает проводимость контактов, уменьшая электрический ток на первичной обмотке. В свою очередь, это приводит к уменьшению напряжения на вторичной обмотке, поэтому свечи зажигания не могут воспламениться.

Другая проблема может появиться на высоких оборотах. При увеличении частоты вращения двигателя период замыкания контактов между размыканиями уменьшается. Это значит, что время на создание электромагнитного поля в катушке уменьшается, снижая напряжение для воспламенения свечей зажигания. В современных двигателях, где используется более обедненная топливовоздушная смесь и свечи зажигания с большим зазором, напряжение должно быть выше, чтобы начать процесс зажигания, поэтому при использовании стандартной контактной системы зажигания могут происходить пропуски зажигания на высоких оборотах.

Чтобы справиться с этими трудностями, электронные системы зажигания используют электромагнитные импульсы и электрические схемы, чтобы замыкать и размыкать цепь низкого напряжения, однако основной принцип их работы такой же. Вал распределителя вращает ротор импульсного генератора внутри постоянного магнита. Работая как минигенератор, он посылает сигнал на следящую катушку, расположенную около распределителя. Этот электрический сигнал замыкает и размыкает электрическую цепь. Если цепь замкнута, ток проходит через первичную обмотку катушки зажигания, а когда цепь размыкается, электромагнитное поле разрушается, подавая ток высокого напряжения на вторичную катушку. Как и в контактных системах зажигания, ток высокого напряжения затем проходит к центру крышки распределителя, через угольную щетку к токосъемнику ротора и после этого к каждой свече зажигания. Так как система не содержит вольфрамовых контактов, которые перегорают и коррозируют, можно использовать значительно более высокое напряжение на первичной обмотке, чтобы обеспечить достаточное магнитное насыщение катушки, даже если период замыкания очень короткий, например, на высоких оборотах. Поэтому рекомендуется использовать свечи зажигания с высокой интенсивностью искры. Некоторые производители называют это системой зажигания с катушкой, встроенной в распределитель зажигания.

Системы зажигания с компьютеризированным управлением некоторые производители также называют системами с электронным управлением зажигания, она работает по тому же принципу, что и система зажигания с катушкой, встроенной в распределитель зажигания, при этом на высоких оборотах обеспечивается большая интенсивность искры зажигания. Однако основным отличием данных систем является то, что опережение зажигания регулируется электронным блоком управления для различной частоты вращения двигателя и нагрузок. Электронный блок управления получает сигналы от различных датчиков, затем в соответствии с запрограммированными данными выбирает подходящее опережение зажигания, обеспечивающее оптимальные технические характеристики. Распределитель может включать импульсный генератор, который посылает базовый сигнал зажигания на электронный блок управления, однако иногда распределитель будет содержать только токосъемник ротора для направления тока высокого напряжения на свечи зажигания. В таком случае, источник управляющего сигнала может быть расположен в задней части двигателя вместе с выступами, которые находятся на маховике. Так как каждый выступ проходит через датчик с магнитной шкалой, импульс будет передаваться на электронный блок управления, который в свою очередь рассчитывает подходящий угол опережения, а затем размыкает и замыкает цепь первичной обмотки. При использовании последней системы корпус распределителя не изменит первоначальное опережение зажигания. При использовании любого типа системы зажигания, можно выполнить некоторые настройки, чтобы изменить опережение зажигания в соответствии с различными рабочими условиями. Например, на холостых оборотах опережение зажигания может быть изменено от 5° до 18° до момента, когда поршень достигнет верхней мертвой точки во время такта сжатия. Однако на высоких оборотах и при широко открытой дроссельной заслонке опережение зажигания для получения оптимальных технических характеристик будет составлять около 25°-35° перед верхней мертвой точкой, а при движении на средней эксплуатационной скорости, понадобится дополнительное опережение 10°-15° для уменьшения расхода топлива.

В большинстве современных двигателей используется электронное управление опережением зажигания. На рисунке изображен блок системы зажигания с электронным управлением из двигателя, оснащенного карбюратором, где технические характеристики улучшаются посредством использования электронного регулировки угла зажигания нелинейным способом для различной частоты вращения и нагрузок на двигатель.

Дополнительное опережение зажигания требуется для того, чтобы обеспечить сгорание необходимого количества топливовоздушной смеси. Естественно, при частоте вращения 3000 об/мин интенсивность горения должна изменяться по сравнению с горением при частоте вращения 700 об/мин, поэтому максимальное выделение энергии будет вырабатываться после достижения поршнем верхней мертвой точки, чтобы опустить его вниз. Единственный способ исправить недостаток времени, это установить опережение зажигания, чтобы свечи воспламенялись на несколько градусов раньше установленного угла зажигания на холостых оборотах.

Кроме этого фактора, существует много причин, по которым угол зажигания может быть различным в разных двигателях. Состав топливовоздушной смеси влияет на интенсивность горения. Слишком обедненная или обогащенная смесь будет гореть медленно, поэтому опережение зажигания должно быть большим. Состав смеси для максимальной мощности будет сгорать быстрее, поэтому опережение зажигания должно быть уменьшено. При движении на средней эксплуатационной скорости, например, с целью снижения расхода топлива смесь будет слегка обедненной, поэтому необходимо выбрать большее опережение зажигания. однако, существует также другая причина, по которой время срабатывания свечи должно быть смещено в сторону опережения в данном рабочем режиме. Это плотность смеси. Непосредственно после открытия дроссельной заслонки цилиндры не сразу наполняются топливовоздушной смесью, поэтому, даже при сжатии связь между молекулами кислорода и топлива слабая, что в свою очередь замедляет скорость горения и распространения пламени по камере сгорания. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что увеличение степени сжатия ведет к увеличению плотности и, следовательно, уменьшению опережения зажигания. Замена распредвала также влияет на плотность топливовоздушной смеси. При увеличении фазы открытия, плотность топливовоздушной смеси уменьшится на низких оборотах, в то время как на средних и максимальных оборотах плотность возрастет. Поэтому необходимо увеличить опережение зажигания на низких оборотах, и понизить на средних и высоких оборотах. Модификации системы выпуска отработавших газов или в системе рециркуляции отработавших газов влияют на плотность топливовоздушной смеси по-другому. Уменьшение количества отработавших газов в цилиндре или выключение системы рециркуляции отработавших газов позволяет увеличить количество топливовоздушной смеси в цилиндре и, следовательно, ее плотность. К тому же, так как в цилиндре останется меньше инертных молекул отработавших газов, связь между молекулами кислорода и топлива будет более прочной, поэтому скорость распространения пламени возрастет.

Конструкция двигателя также влияет на опережение зажигания, необходимое для эффективного сгорания смеси. Размер камеры сгорания и положение свечи зажигания влияет на выбор нужного угла опережения зажигания. Чем дальше должно распространяться пламя, например в большой камере сгорания, тем больше понадобится времени для полного сгорания топливовоздушной смеси. И наоборот, чем ближе находится свеча зажигания к центру камеры сгорания, тем меньше времени понадобится для сгорания. Некоторые головки блока специально оснащены впускными каналами и камерами сгорания, способствующими созданию горизонтальных завихрений во впускном заряде. Таким образом достигается однородность топливовоздушной смеси и ускоряется распространение пламени. Создание вертикальных завихрений будет иметь тот же эффект. Ход коленчатого вала и отношение длины соединительной штанги к длине хода будут влиять на градус опережения, так как эти два фактора будут влиять на время, которое понадобится поршню, чтобы подняться до верхней мертвой точки.

В действительности в модифицированном двигателе, необходимо будет изменить многие из указанных факторов. Следовательно, необходимое опережение при различных рабочих условиях двигателя может отличаться.

В шатровой камере сгорания с четырьмя клапанами свеча зажигания расположена в центре, поэтому необходимо меньшее опережение зажигания.

Системы с электронным управлением опережения зажигания регулируют его, опираясь на данные, запрограммированные в электронном блоке управления, которые были получены в результате предварительных настроек опережения зажигания. Например, в памяти электронного блока управления могут быть сохранены 4 графика опережения зажигания, и электронный блок управления будет переключаться от одной схемы к другой в зависимости от сигналов, получаемых от других датчиков. Если автомобиль движется накатом, электронный блок управления получит сигнал о том, что дроссельная заслонка закрыта, поэтому выберет режим кривой закрытой заслонки/холостого хода. Затем, как только дроссельная заслонка начнет открываться, электронный блок управления выберет другой режим. При нажатии педали акселератора до упора электронный блок управления немедленно переключится в режим кривой максимальной нагрузки. Однако при плавном нажатии педали акселератора, блок управления должен выбрать режим кривой, при котором опережение зажигания будет большим, чем при максимальной нагрузке на двигатель. Если двигатель не прогрет, электронный блок управления выберет кривую экономичного режима не зависимо от частоты вращения двигателя, чтобы обеспечить оптимальные технические характеристики. Однако, если различные датчики указывают на то, что двигатель прогрелся до рабочей температуры, а скорость автомобиля менее 64 км/ч, будет выбрана кривая экологичного режима. Как можно заметить при сравнении кривой экономичного и экологичного режимов (частичное открытие дроссельной заслонки), в экологичном режиме опережение зажигания уменьшается на несколько градусов при частоте вращения от 1000 до 3000 об/мин, чтобы снизить количество выбросов отработавших газов.

Системы зажигания с электронным управлением довольно сложно модифицировать, чтобы изменить степень опережения и общее опережение. Однако при установке распредвала с кулачками закругленного профиля, придется лишь слегка увеличить опережение зажигания, однако будьте очень осторожны, это может стать причиной слишком большого опережения зажигания при частоте вращения более 2000 об/мин.

В двигателях с распределителем импульсного типа начальный угол опережения можно легко увеличить, однако в некоторых случаях даже при снятии распределителя и его настройке это не приведет к необходимому результату, так как значение начального опережения зафиксировано в памяти электронного блока управления. Прежде всего, необходимо отсоединить разъем, который связывает распределитель с электронным блоком управления. Провода низкого напряжения должны быть подключены. Запустите двигатель и стандартным способом при помощи стробоскопа настройте опережение зажигания, поворачивая распределитель. Затем остановите двигатель и отключите положительный кабель аккумуляторной батареи (+) на одну-две минуты, чтобы данные о предыдущем опережении зажигания были удалены из памяти электронного блока управления. Подключите аккумуляторную батарею и разъем, соединяющий распределитель и электронный блок управления. Запустите двигатель и проверьте опережение зажигания. Электронный блок управления должен был установить новое опережение, в противном случае, повторите процедуру еще раз. будьте внимательны, не подключайте и не отключайте распределитель от электронного блока управления при запущенном двигателе, так как это может привести к повреждению системы. Учтите, что после отключения аккумуляторной батареи двигатель может работать с некоторыми отклонениями, так как потребуется некоторое время, чтобы электронный блок управления настроился. Это не свидетельствует о наличии неполадок. При этом может загореться сигнальный индикатор проверки двигателя. Не переживайте, это не означает, что электрическая система автомобиля неисправна, значит, электронный блок управления получает сигналы, несоответствующие внутренним параметрам, и считает, что появились неисправности.

Системы зажигания с компьютеризированным управлением, которые получают основной сигнал от выступов на маховике, балансире или коленчатом валу, также не расположены к модификациям. По возможности, наилучшим решением будет переместить индуктивный датчик в положение опережения. Если это не может быть выполнено, все выступы необходимо установить на опережение. После указанных выше модификаций, возможно, придется отключить аккумуляторную батарею, а затем через несколько минут повторно подключить и запустить двигатель, чтобы электронный блок управления сохранил новый угол опережения зажигания.

Естественно, изменение начального угла опережения при использовании стандартных кривых не сможет обеспечить оптимальное опережение зажигания при различной частоте вращения и нагрузке на двигатель. С этой проблемой можно справиться настройкой системы зажигания индивидуально для вашего автомобиля. Многие считают, что новый контроллер поможет обеспечить подходящую кривую опережения зажигания для получения оптимальных технических характеристик и уменьшения расхода топлива. Однако на самом деле, картина не настолько идеальна.

Если только процессор не был запрограммирован по результатам настроек опережения зажигания на двигателе с подобными модификациями, настройки могут быть неверными. Даже если модификации двигателя были идентичными, настройки все равно могут быть неточными. Я видел процессоры, которые увеличивали опережение зажигания скажем на 6° на всех точках стандартной кривой, полагаясь на датчик детонации. Если бы все было так просто, производитель мог бы просто запрограммировать электронный блок управления, например, на 10° опережения при частоте прокручивания коленчатого вала для запуска двигателя, при этом положившись на датчик детонации, чтобы избежать повреждения двигателя.

Нужно заметить, что опережение зажигания может быть слишком большим, что приведет к потере мощности, при этом детонация не будет наблюдаться. Датчик детонации действительно будет использовать отставание зажигания, чтобы избежать повреждения двигателя, однако, это скорее всего будет не оптимальный угол опережения для обеспечения максимальной мощности. Во время тестирования на динамометрическом стенде стандартного двигателя гоночного автомобиля Suzuki Swift GTi было обнаружено, что увеличение опережения зажигания на 2° привело к снижению мощности при частоте вращения двигателя 7000-7500 об/мин. в действительности, отставание зажигания на 2° увеличило пиковую мощность за счет некоторого снижения при частоте вращения 5000 об/мин.

Таблица 9.1. Сравнение опережения зажигания свечей зажигания автомобиля Suzuki GTi.

Тестирование № 1 – стандартный начальный угол опережения.

Тестирование № 2 – стандартный начальный угол опережения плюс 2°.

Тестирование № 3 – стандартный начальный угол опережения минус 2°.

Следует отметить, что лишь незначительное количество двигателей настолько же чувствительны к изменению опережения, как этот. Однако результаты тестирования все же демонстрируют насколько может снизиться мощность еще до начала детонации. В общем, в двигателях со стандартной степенью сжатия и давлением наддува можно увеличить опережение зажигания на 1°-2° при этом не теряя мощность. Следовательно, вполне возможно, что мощность при частоте вращения 6500 об/мин не изменится при опережении зажигания от 32° до 34° до верхней мертвой точки, однако при возврате к 30° скорее всего мощность снизится. И наоборот, если установлено пограничное значение отставания по отношению к степени сжатия и давлению наддува, мощность будет снижаться при установке опережения зажигания на 2°, при этом отставание зажигания приведет лишь к незначительной потере мощности.

Другая проблема постоянно возникающая при использовании перепрограммируемых процессоров состоит в том, что слишком мало внимания уделяется составлению кривой режима без нагрузки для системы зажигания. Программисты считают, что автолюбители больше заботятся о том, как двигатель будет работать при полностью открытой дроссельной заслонке, поэтому большую часть времени они проводят, составляя кривые опережения зажигания для двигателя, работающего на полной мощности. К тому же, составление кривой опережения зажигания для режима без нагрузки занимает много времени и может привести к изменениям заводских настроек электронного блока. Именно поэтому многие программисты не занимаются созданием данного типа кривых опережения зажигания. В конечном результате, мы получаем двигатель, который не использует свой потенциал при движении на средней эксплуатационной скорости и незначительном ускорении. Двигатель будет работать нормально, однако мощность, экономичность и плавная работа будут далеки от идеала.

Я не говорю, что вам не стоит приобретать высококачественный процессор для электронного блока управления, а затем настраивать его с использованием тестирования на динамометрическом стенде. Я просто пытаюсь объяснить вам, что существует большое количество нюансов, которые необходимо учитывать при покупке и установке процессоров. Поэтому сначала обдумайте все тщательным образом.

Очень часто программисты гарантируют возврат денег в течение 30 дней, если процессор не подходит. Это значит, что производитель уверен в своей продукции, однако можете ли вы разобраться в том, что процессор не подходит для вашего автомобиля в течение 30 дней? К тому же, я не советую делать выводы на основании того, насколько хорошо данный процессор работает в двигателе гоночного автомобиля. Создание кривой опережения зажигания для двигателя гоночного автомобиля является более простой задачей, так как двигатель большую часть времени должен работать в условиях полностью открытой дроссельной заслонки при маленьком диапазоне частоту вращения. Программирование процессора, использующегося в стандартных дорожных условиях, представляет собой более сложное задание.

Кроме установки перепрограммируемого процессора или электронного блока управления, можно установить дополнительный электронный блок управления. В основном, данные устройства перехватывают сигналы стандартного опережения зажигания, затем изменяют его в соответствии с определенной частотой вращения и нагрузкой на двигатель. Чаще всего, эти блоки управления могут перепрограммировать кривую опережения зажигания на максимальной нагрузке, затем происходит изменение опережения кривой в режиме без нагрузки. Например, производителем было установлено начальное опережения зажигания 10° и электронное опережение зажигания 22° (в общем 32°) на частоте вращения 4400 об/мин, однако вследствие модификации двигателя необходимое опережение зажигания должно составлять всего 28°. Использование дополнительного электронного блока управления, чтобы «убрать» 4° на кривой опережения максимальной нагрузки при частоте вращения 4000 об/мин, приведет также к уменьшению опережения зажигания на 4° на кривой режима без нагрузки. Следовательно, если общее опережение зажигания кривой средней эксплуатационной скорости составляло 47° при частоте вращения 4000 об/мин, оно изменится до 43°. Дополнительный электронный блок управления обычно позволяет отрегулировать угол опережения зажигания на 20° при частоте вращения от 800 до 8000 об/мин с шагом 400 об/мин. Поэтому при замене распредвала дополнительный электронный блок управления может быть запрограммирован на увеличение опережения скажем на 6° при частоте вращения 1200 об/мин, на 4° при 1600 об/мин, на 2° при 2000 об/мин, на 0° при 2800 об/мин, затем на отставание зажигания на 1° при 3200 об/мин, 3° при 3600 об/мин и на 4° при 4000 об/мин.

К тому же, заводской электронный блок управления не может быть настроен на изменение опережения зажигания при частоте вращения выше 4000 об/мин (опережение зажигания может быть уставлено например на 32° начиная с 4000 об/мин до предела выключения зажигания), однако на практике в модифицированном двигателе с дополнительным электронным блоком управления опережение зажигания можно отрегулировать в «пустой» области выше 4000 об/мин. Следовательно, пик кривой может затем продолжаться: уменьшение опережения на 4° при 4400 об/мин, на 3° при 4800 об/мин, на 2° при 5200 об/мин, 0° при 5600 об/мин, 1° при 6000 об/мин, на 3° при 6800 об/мин и 5° на 7600 об/мин. Многие двигатели реагируют на изменение опережения зажигания на максимальной частоте вращения, так как наполняемость цилиндров не настолько хорошая, как при максимальной мощности. Так как связи между молекулами кислорода и топлива ослаблены, необходимо большее опережение зажигания, чтобы обеспечить оптимальные технические характеристики. Однако, чаще всего опережение не должно превышать 4°, так как увеличение скорости воздушного потока во впускном канале на максимальной частоте вращения увеличивает завихрение в камере сгорания. Благодаря этому качественно улучшается состав топливовоздушной смеси, так как капли топлива будут лучше распылаться и смешиваться с топливом в однородную топливовоздушную смесь. Улучшенное качество топливовоздушной смеси значит что даже при ослабленных связях молекул воздуха и топлива скорость распространения пламени будет достаточно хорошей. Следовательно, если необходимо опережение зажигания 28° при частоте вращения 4000 об/мин для обеспечения максимальной мощности, в таком случае, необходимое опережение при частоте вращения 5600 об/мин и 6000 об/мин будет составлять 32°, однако при частоте вращения 6800 об/мин опережение зажигания может уменьшиться до 30°.

В действительности, дополнительный электронный блок управления не может предугадать, какой именно сигнал пошлет главный блок управления. он может только изменить сигнал. Следовательно, дополнительный электронный блок управления будет отставать от основного на пару свечей.

Некоторые системы зажигания все еще используют механизм опережения в распределителе, который управляется механически. Электронные бесконтактные и контактные механические распределители с механизмом распределения могут быть модифицированы с целью увеличения степени и градуса опережения.

В некомпьютеризированных системах зажигания существует три типа опережения зажигания: начальное или статическое опережение, центробежное или механическое опережение и вакуумное опережение. Начальное опережение представляет собой опережение зажигания, которое обеспечивается во время начала движения при частоте вращения от 450 об/мин до 1000 об/мин. оно измеряется в градусах поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки и определяет положением распределителя в двигателе. Поворот распределителя в направлении вращения токосъемника ротора уменьшает начальное опережение зажигания, а поворот распределителя в противоположном направлении вращения токосъемника ротора соответственно увеличивает опережение зажигания.

Центробежное опережение добавляет опережение к начальному в зависимости от предварительных настроек частоты вращения двигателя в распределителе, обычно около 800-1000 об/мин, однако иногда данное опережение начинает работать на 450 об/мин. степень и градус центробежного опережения регулируется относительно частоты вращения двигателя вращающимися грузиками на пружинах. Увеличение массы грузиков или уменьшение жесткости пружины позволяет распределителю увеличивать опережение зажигания быстрее. Количество центробежного опережения, которое может обеспечить распределитель, ограничивается фиксатором, что позволяет валу распределителя или импульсному генератору ротора (система зажигания с электронным управлением) смещать зажигания на определенное значение. Уменьшение хода снижает степень центробежного ускорения.

Вакуумное опережение добавляется к начальному и центробежному опережению, чтобы увеличить опережение при движении на средней эксплуатационной скорости. Система состоит из вакуумного контейнера, соединенного с коллектором и/или карбюратором при помощи вакуумного шланга или нескольких каналов с клапанами. В свою очередь контейнер реагирует на разрежение в двигателе, перемещая магнитный блок распределителя или контакты в соответствии с уровнем разрежения. При увеличении разрежения происходит соответственное увеличение опережения зажигания.

Системы зажигания с механическим управлением (и некоторые системы с электронным управлением) используют вакуумный контейнер для увеличения опережения зажигания при движении на средней эксплуатационной скорости. В свободной продаже имеется большое количество контейнеров, предназначенных для изменения степени и угла опережения зажигания. Выбрав подходящий тип вакуумного контейнера поможет обеспечить максимальную мощность и экономичность на средней эксплуатационной скорости.

Если, например, в двигателе было установлено начальное опережение зажигания 10° перед верхней мертвой точкой, а максимальное центробежное опережение составляет 20° при частоте вращения 3000 об/мин, измеренное на коленчатом валу, это значит, что при частоте вращения более 3000 об/мин при нулевом разрежении общее опережение будет составлять 30° (20°+10°=30°). Однако, если вакуумный контейнер может увеличить опережение на 15° при разрежении в двигателе более 305 мм рт. ст. (в действительности разрежение составило 355 мм рт. ст.) опережение зажигания на средней эксплуатационной скорости при частоте вращения 3000 об/мин составит 45° (10°+20°+15°=45°).

В модифицированных мощных и экономичных двигателях необходимо меньшее общее опережение зажигания, чем в стандартных, вследствие улучшения плотности топливовоздушной смеси на высоких оборотах двигателя. Однако, скорее всего, начальное опережение зажигания придется увеличить при установке распредвала с кулачками закругленного профиля. Если степень сжатия была увеличена, необходимо увеличить и опережение зажигания. Естественно, если начальное опережение было увеличено, а значение общего опережения не должно изменяться, центробежное опережение придется уменьшить. Также возможно центробежное опережение придется изменить, так как некоторые двигатели должны достигать центробежного опережения быстрее, другие – медленнее.

Все распределители ограничивают центробежное зажигание, используя перфорированную пластину или рычаг, который блокирует фиксатор и предотвращает движение вала распределителя, который движется вперед по отношению к вращению ротора. Чтобы понять принцип работы механизма опережения зажигания в распределителе, придется, скорее всего, снять пластину с контактами или катушку открытия форсунки в электронном распределителе. Теперь, когда вы можете рассмотреть внутреннюю часть распределитель, удерживайте ведущую шестерню, чтобы избежать вращения вала и проверните токосъемник ротора вперед. В большинстве случаев, ротор и внешний вал повернутся на несколько градусов, пока фиксатор не ограничит дальнейшее движение.

Если вы не можете осуществить движение, возможно вал застрял в шестерне вследствие недостаточной смазки. В таком случае, придется извлечь вал из шестерни. Для этого необходимо снять токосъемник ротора и смазывающий элемент, затем винт или стопорное кольцо находящиеся внизу. После этого, необходимо отсоединить все пружины и извлечь вал из ведущей шестерни распределителя. Удалите ржавчину с валов, затем снова соедините их, предварительно смазав. Разобрав механизм опережения, вы сможете понять каким способом ограничивается центробежное опережение, а также разобраться в том, что необходимо сделать, чтобы уменьшить угол опережения в распределителе.

В распределителях с механическим управлением распределения зажигания используется система грузиков на пружинах для регулировки степени центробежного опережения, а также некий фиксатор, который ограничивает степень центробежного опережения.

Предположим, что в заводском двигателе установлено начальное опережение 6°, и согласно руководству по эксплуатации, центробежное опережение, измеренное на коленчатом валу, составляет от 23° до 27° при частоте вращения 4000 об/мин с учетом производственных допусков. Это значит, что производитель изготовил распределитель с центробежным опережением 12,5°, однако в некоторых случаях оно ограничено до 11,5°, а в иногда может составлять 13,5°. Следовательно, если опережение зажигания установлено на 6° до верхней мертвой точки, общее опережение при частоте вращения 4000 об/мин будет составлять примерно 29° - 33°. После модификации двигателя, в результате тестирования может выясниться, что оптимальные технические характеристики можно получить при установке начального опережения на 11°, а общее опережение должно составлять 28° при частоте вращения двигателя 3000 об/мин. В действительности распределитель придется модифицировать, чтобы ограничить центробежное опережение до 17°, при измерении на коленчатом валу (28° - 11°=17°), и до 8,5° при измерении на распределителе. К тому же, пружины возможно придется заменить, чтобы достичь максимального опережения при частоте вращения 3000 об/мин и обеспечить достаточное опережение на малых оборотах.

Уменьшение центробежного опережения можно выполнить довольно просто. В некоторых случаях, достаточно просто установить нейлоновую или металлическую щетку подходящего диаметра на фиксатор. Иногда, потребуется установка паза-ограничителя. Расчет ограничения центробежного опережения, в нашем случае 8,5°, довольно прост. Однако необходимо запомнить, что на распределителе угол опережения составляет половину от угла опережения на распредвале. Ниже приведена необходимая формула:

где D = расстояние ограничения опережения; π = 3,1416; r = радиус от центра вала распределителя до центра фиксатора; СА = угол центробежного опережения на распределителе.

Если в нашем примере расстояние r составляет 19 мм, движение опережения должно быть ограничено до 2,8 мм, чтобы обеспечить угол центробежного опережения 8,5°.

Так как опережение может быть ограничено одним из двух фиксаторов, необходимо отметить один фиксатор краской, как фиксатор на основании которого делаются все вычисления. При сборке распределителя, механизм ограничения опережения всегда должен быть настроен в соответствии с положением помеченного фиксатора. В противном случае, опережение зажигания может отличаться на несколько градусов от рассчитанного значения.

Чтобы обеспечить точный угол опережения зажигания распределитель должен быть в отличном состоянии, если вы заметили свободный ход подшипника, вал распределителя может прогибаться и тем самым помешать установке точного угла опережения. Также, если вал распределителя оснащен спиральной шестерней, последний осевой зазор должен быть не более 0,15 мм. Чрезмерный осевой зазор приведет к тому, что вал распределителя будет смещаться вверх и вниз, при этом угол опережения зажигания будет неверным, поэтому необходимо установить прокладку необходимой толщины между ведущей шестерней и корпусом распределителя. Если шестерня будет двигаться на валу, это также приведет к неточному опережению зажигания.

Самым простым способом проверки того, является ли кривая опережения подходящей, становится динамометрический стенд, во время которого можно проверить мощность при различной частоте вращения двигателя. Если при любой частоте вращения установлено опережение или отставание свечи зажигания, на это укажет падение мощности при определенной частоте вращения двигателя. Если необходимая степень опережения на график, как показано на рисунке, необходимо извлечь распределитель из двигателя и установить его на специальный проверочный стенд. Затем можно проверить и нанести на график стандартное опережение зажигания. В данном примере можно увидеть, что стандартные пружины допускали опережение слишком быстро. Затем были установлены две более жесткие пружины для замедления опережения, однако вследствие этого опережение было слишком замедленно. Затем одна жестких пружин была заменена стандартной, и только эта комбинация помогла получить кривую опережения для оптимальных технических характеристик.

Кривые центробежного опережения зажигания. Кривая А – необходимое опережение зажигания по результатам тестирования на динамометрическом стенде. Кривая В – стандартное центробежное опережение. Кривая С – центробежное опережение при использовании двух более жестких пружин.

Создание графика кривой опережения зажигания без тестирования на динамометрическом стенде может занять много времени, к тому же результаты могут быть неточными, однако терпение и практика помогут вам улучшить технические характеристики автомобиля, при условии, что стандартная кривая распределения зажигания была сохранена. Начните тестирование, заблокировав вакуумное опережение и увеличив стандартное начальное опережение на 5°, до 20° перед верхней мертвой точкой. Если двигатель начнет работать с детонацией при резком ускорении с 1000 об/мин до 1500 об/мин на 4 передаче, сбросьте начальное опережение, пока детонация не прекратится, и запишите угол зажигания. С другой стороны, если при увеличении начального опережения на 5° детонация не наблюдается, вы можете увеличить опережение еще на 3°. Лишь немногие двигатели нуждаются в опережении на 8° больше стандартного. Затем снова проверьте на наличие детонации при ускорении на 4 передаче с 1700 об/мин до 2300 об/мин и снова, если двигатель начал работать с детонацией, сбросьте опережение , пока детонация не прекратится, затем сбросьте опережение еще на 2°. И наоборот, если детонация не наблюдается, увеличивайте опережение, пока двигатель не начнет работать с детонацией, затем сбросьте его на 2°. Не изменяя опережение, запишите угол зажигания при частоте вращения двигателя 1500 об/мин, 1750 об/мин, 2000 об/мин и наконец 2250 об/мин. Чтобы с точностью определить угол зажигания, необходимо сделать отметки на балансире, также вам понадобится помощник, чтобы поддерживать постоянную частоту вращения. После этого, включите 4 передачу и проверьте двигатель на наличие детонации, используя ускорение с 2500 об/мин до 3000 об/мин. Затем сбросьте опережение на 2° от угла, где была замечена детонация, затем при помощи ассистента зарегистрируйте угол зажигания при 2500 об/мин, 2750 об/мин и 3000 об/мин. Выполнив все это, вы сможете составить график кривой опережения зажигания, однако перед извлечением распределителя для замены пружин, необходимо выполнить еще один тест – определить необходимое общее опережение зажигания.

Общее опережение зажигания для оптимальных технических характеристик определяется опережением при ускорении с 50 до 100 об/мин на 4 передаче. Опережение, которое позволит обеспечить самое быстрое ускорения, является наиболее подходящим для оптимальных технических характеристик. Начните тестирование, используя отставание 5° от начального угла опережения, затем повторите тестирование, сбросив опережение на 2°. Если показатели времени улучшаются, продолжайте сбрасывать отставание на 2°, пока скорость не начнет снижаться. И наоборот, если при отставании 7° от стандартного значения автомобиль разгоняется медленнее чем при 5° отставания, выполните тестирование по-другому: 3° отставания, 1° отставания, 1° опережения и т.д.

Многие автолюбители стараются чрезмерно увеличить опережение, однако я советую использовать наименьшее опережение для получения максимальной мощности. Обычно, получится, что в определенный момент технические характеристики двигателя не будут улучшаться, даже при увеличении опережения на несколько градусов. Вместо этого, ситуация может измениться только при увеличении опережения на 4°-5°. Если вы достигли того уровня, когда двигатель становится «нечувствительным» к незначительному увеличению опережения, пора сбрасывать опережение на несколько градусов.

Определив общее опережение, начертите график угла опережения при 3500 об/мин, 4000 об/мин и 4500 об/мин. Как показано на графике, распределитель может иметь довольно плавную кривую угла опережения зажигания, которая все еще будет возрастать после 3500 об/мин. многие любители тюнинга хотят, чтобы распределитель достигал максимального опережения при частоте вращения от 2800 об/мин до 3200 об/мин, однако я считаю, что максимальное опережение при частоте вращения от 3800 об/мин до 4000 об/мин также не снижает технические характеристики двигателя. Более того, чаще всего это позволяет увеличить вакуумное опережение на средней эксплуатационной скорости, что значительно сокращает расход топлива.

Чтобы определить, какие модификации распределителя следует предпринять, необходимо начертить стандартную кривую опережения, для этого установите начальное опережение на значении, которое препятствовало детонации при ускорении на 4 передаче с 1000 об/мин до 1500 об/мин. запустите двигатель и зафиксируйте угол зажигания на графике с шагом 500 об/мин с 1500 об/мин до 4500 об/мин. сравнив две кривые опережения, можно увидеть, что стандартный распределитель достигает опережения слишком быстро, и так как начальное опережение было увеличено с 6° до 12° перед верхней мертвой точкой, общее опережение превышает необходимое значение. Скорее всего, если бы двигатель работал со стандартным распределителем, необходимо было бы уменьшить начальное опережение, чтобы предотвратить детонацию при ускорении на средней эксплуатационной скорости. В свою очередь, это привело бы к снижению мощности при другой частоте вращения двигателя. Чтобы справиться с этой проблемой, необходимо установить более жесткие пружины, а центробежное опережение необходимо уменьшить до 8°.

Кривая общего опережения зажигания, измеренная на коленчатом валу. Кривая А – необходимая степень опережения зажигания, полученная в результате дорожных испытаний. Кривая В – опережение зажигания стандартного распределителя, увеличенная до 12°.

После того, как кривая распределителя была изменена, а опережение ограничено, можно определить вакуумное опережение. Если системы контроля за выпуском отработавших газов, особенно система рециркуляции отработавших газов, не отключены, заводской вакуумный контейнер, скорее всего, будет обеспечивать необходимый угол опережения при движении на средней эксплуатационной скорости. Однако, если система рециркуляции отработавших газов была отключена, стандартный вакуумный контейнер будет обеспечивать слишком большое опережение при определенной частоте вращения двигателя. Данную проблему можно определить по детонации двигателя при легком ускорении. Чтобы исправить это, необходимо установить вакуумный контейнер с меньшей степенью опережения зажигания.

Тестирование на определение необходимого вакуумного опережения достаточно прост, однако это может занять некоторое время, так как необходимо подобрать вакуумный контейнер, который будет обеспечивать необходимое опережение при различном уровне разрежения. Лучше всего использовать тестирование на динамометрическом стенде, при этом необходимо обеспечить нагрузку на двигатель, чтобы получить разрежение в 330 мм рт. ст.,254 мм рт. ст. и 177 мм рт. ст. при частоте вращения 1500 об/мин, 2000 об/мин, 2500 об/мин, 3000 об/мин. При каждом тестировании вакуумный шланг должен быть отключен от распределителя. Например, при частоте вращения 1500 об/мин, двигатель подвергнется нагрузке необходимой для разрежения 330 мм рт. ст. Затем распределитель необходимо отсоединить и отрегулировать опережение вручную, чтобы получить наилучшие показания, которые необходимо проверить при помощи стробоскопа и зафиксировать. Затем тестирование необходимо повторить при разрежении 254 мм рт. ст и 177 мм рт. ст. После этого, необходимо увеличить частоту вращения до 2000 об/мин и провести тестирование при разрежении в 330 мм рт. ст., 254 мм рт. ст. и 177 мм рт. ст. В конце концов, после тестирования при частоте вращения двигателя 3500 об/мин, станет ясно, какое вакуумное опережение необходимо, чтобы обеспечить оптимальную мощность и экономичность при движении на средней эксплуатационной скорости при различных уровнях разрежения.

Например, если двигатель реагировал таким же образом, как указано в таблице 9.2, понадобится вакуумный контейнер, обеспечивающий 12° или 13° опережения при разрежении 330 мм рт. ст., 5° или 6° при разрежении 254 мм рт. ст. и 2° или 3° при разрежении 177 мм рт. ст. дополнительное опережение понадобится при частоте вращения двигателя 3000 об/мин и 3500 об/мин. Не нужно увеличивать опережение при разрежении 254 мм рт. ст и 177 мм рт. ст, чтобы избежать чрезмерного опережения на низких оборотах. График показывает кривую вакуумного разрежения для трех различных вакуумных контейнеров, подходящих для данного двигателя. Естественно, контейнеры А и В обеспечивают чрезмерное опережение при разрежении 254 мм рт. ст. и 177 мм рт. ст., а значения контейнера С соответствуют норме.

Таблица 9.2. Тестирование вакуумного опережения.

Тестирование на определение необходимого вакуумного разрежения без динамометрического стенда не будет столь точным, однако это способ намного быстрее. Кроме стробоскопа вам понадобятся точный вакуумметр и резиновый вакуумный шланг 15-20 см длинной. Поместите вакуумметр в месте, где вы или ваш помощник сможете наблюдать за его показаниями. Пропустите вакуумный шланг через свободное отверстие теплового экрана и подключите его к штуцеру распределителя, отключив предварительно вакуумный шланг распределителя. Для первого тестирования начальное опережение необходимо увеличить на 12°-15°, затем увеличить частоту вращения двигателя с 1500 об/мин до 2500 об/мин, поддерживая уровень разрежения на 330 мм рт. ст – 380 мм рт. ст. Если двигатель не будет работать с детонацией, необходимо начать движение вверх по склону, поддерживая уровень разрежения на 330 мм рт. ст – 380 мм рт. ст. наличие детонации будет указывать на то, что необходимо уменьшить опережение на 2° или 3° при данном уровне разрежения. С другой стороны, если детонация не наблюдается, повторите тестирование, увеличив начальное опережение на 18°-20°. Второе тестирование проводится так же, как и первое, однако на этот раз, начальное опережение больше стандартного на 8°-10°, а ускорение и движение по склону осуществляется при 228-278 мм рт.ст. и снова, наличие детонации будет указывать на то, что опережение необходимо уменьшить на 2°-3°. Затем, когда все признаки детонации будут устранены, зафиксируйте необходимое опережение при данном уровне разрежения. Третье тестирование проводится при разрежении 127-177 мм рт. ст. и увеличении начального опережения на 3°-5°.

Кривая вакуумного опережения для трех различных контейнеров.

Вакуумный контейнер, который согласно спецификациям, указанным производителем начинает опережение при 102-152 мм рт. ст., с общим опережением 14°-16° при разрежении 381 мм рт. ст., будет иметь степень разрежения, отмеченную на графике.

Если в результате трех тестов стало ясно, что двигатель работал нормально при увеличении опережения до 3° при разрежении 177 мм рт. ст., дополнительного опережения в 8° при разрежении 254 мм рт. ст. и 15° при разрежении 330 мм рт. ст., необходимо установить вакуумный контейнер с указанной на графике кривой опережения. Возможно, найти подходящий вакуумный контейнер будет не так и просто.

Когда вы подберете подходящий вакуумный контейнер, установите его, однако не надейтесь, что опережение зажигания будет точным, так как необходимо учитывать производственные допуски. Если в наличии имеется вакуумный насос, проверить точность опережения довольно просто. Подключите вакуумный насос к распределителю и, запустив двигатель на холостых оборотах, зафиксируйте данные опережения зажигания при разрежении 177 мм рт. ст., 254 мм рт. ст. и 330 мм рт. ст. Если данные совпадают с графиком, контейнер подходит, в противном случае, необходимо заменить его, убедившись, что график составлен верно.

Если у вас нет вакуумного насоса, не отчаивайтесь. При помощи вакуумметра, тройника, короткого вакуумного шланга и 25 куб. шприца, можно выполнить проверку. Подключите вакуумметр и контейнер распределителя к двум выводам тройника, а третий вывод соедините со шприцом, поместив плунжер на место. Затем извлекайте плунжер, чтобы достичь разрежения 177 мм рт. ст, перекройте шланг, чтобы избежать изменения уровня разрежения, затем проверьте на сколько увеличивается опережение при холостых оборотах. Повторите тестирование при разрежении 254 мм рт. ст. и 330 мм рт. ст.

С точки зрения уменьшения расхода топлива определение точного значения вакуумного разрежения очень важно. Я видел двигатели, в которых расход топлива удавалось сократить на 25% при настройке необходимого вакуумного контейнера. С другой стороны, при использовании неподходящего вакуумного контейнера, технические характеристики могут ухудшиться и двигатель будет работать с детонацией даже при легких нагрузках. Если вы заметили детонацию при легком ускорении или при движении на средней эксплуатационной скорости по холмистой местности, не стоит делать вывод, что необходимо отставание зажигания, чтобы уменьшить начальное опережение. Проблема может быть в слишком большом вакуумном опережении, поэтому нужно отключить вакуумный шланг от распределителя и проверить, исчезнет ли после этого детонация. Если признаки детонации пропали, возможно вакуумное опережение происходит слишком быстро или оно слишком большое. В таком случае, установите вакуумный контейнер с меньшим значением общего опережения. Однако, если детонация не прекращается после отключения вакуумного шланга, возможно значение центробежного опережения слишком большое, что требует замены пружин.

Так как в наше время используется топливо с более низким октановым числом, повреждения вследствие детонации и раннего зажигания довольно часто встречаются в модифицированных двигателях. Детонация происходит, когда порция топливовоздушной смеси, чаще всего «остаточные газы», возгораются самопроизвольно после воспламенения смеси. Фронт пламени, созданный вследствие этого горения вместе с воспламенением свечи вызывает активное и быстрое горение, почти взрыв всего оставшегося топлива, что приводит к повреждению внутренних компонентов двигателя, при этом поршни и цилиндры начинают вибрировать, создавая эффект детонации. Ранее зажигание – это воспламенение топливовоздушной смеси, вызванное «раскаленными деталями» перед тем, как свеча зажигания должна воспламенить смесь. Обычно, на начальных этапах это может стать причиной ухудшения технических характеристик, как и чрезмерное опережение зажигания. Если ранее зажигание не будет устранено, двигатель может быть серьезно поврежден.

Если причиной повреждения двигателя стало нестандартное горение, причину чаще всего можно определить после проверки поршней и свечей зажигания. Повреждения вследствие раннего зажигания вызваны слишком высокой температурой, что, в свою очередь, при водит к деформации поршня. Если в днище поршня есть отверстие, оно будет выглядеть так, как будто сделанное сварочной горелкой. Металл около отверстия будет выглядеть деформированным. Центральный электрод свечи зажигания в этом же цилиндре будет расплавлен, как и боковой электрод.

Поршень, поврежденный вследствие детонации, будет иметь следы точечных повреждений на днище. Край поршня будет подвержен коррозии и выглядеть как после обработки пескоструйным аппаратом. На начальном этапе возможны пепельно-серые отложения на днище поршня. Иногда в поршне может появиться отверстие. Свеча зажигания вследствие сильной детонации будет иметь поврежденный изолятор.

Ранее зажигание можно также определить по отложениям в камере сгорания или на днище поршня или выпускной клапан будет раскален до бела. Так как эти отложения не проводят тепло достаточно хорошо, температуры могут быть очень высокими. Тепловой коэффициент свечи зажигания также может влиять на ранее зажигание. Если электроды сохраняют слишком много тепла после прошлого горения, они могут стать причиной раннего воспламенения топливовоздушной смеси.

Условия, которые приводят к детонации, это высокая плотность топливовоздушной смеси, высокая степень сжатия, высокое давление наддува, высокая температура впускного заряда и чрезмерное опережение зажигания. К тому же, днище поршня и камера сгорания, перегретые вследствие раннего зажигания, могут привести к детонации, вследствие высокой температуры «остаточных газов». Стиль вождения также может стать причиной детонации, например, резкое ускорение на высокой передаче.

Так как температура горения в модифицированном двигателе слишком высокая, необходимо правильно подобрать свечи зажигания. Горячая свеча зажигания с низкой теплопередачей используется для предотвращения образования нагара в двигателях с достаточно низкими температурами горения или в двигателях которые используются в условиях городского движения. С другой стороны, холодные свечи зажигания с высокой теплопередачей помогают избежать перегрева изолятора и электродов при высоких температурах, например, в двигателях гоночных автомобилей.

Длина верхней части изолятора и состав сплава электрода являются основными факторами в определении теплопередачи свечи зажигания. Как показано на рисунке, горячие свечи зажигания имеют более длинную верхнюю часть изолятора, и следовательно теплопередача будет ниже. Холодные свечи зажигания имеют более короткую верхнюю часть изолятора, поэтому теплопередача будет выше. В двигателях, использующихся в стандартных дорожных условиях, рекомендуется устанавливать свечи зажигания со стандартным тепловым коэффициентом. Чтобы подобрать свечи зажигания подходящего теплового коэффициента, необходимо провести тестирование и проверить верхнюю часть изолятора, электроды и корпус свечи зажигания используя данные, приведенные в таблице 9.3. Как указывалось ранее в данной книге, наиболее точный способ определения показаний свечей зажигания состоит в том, чтобы установить новые свечи зажигания и выполнить проверку после 1600 км пробега. Затем после проверки, необходимо проехать на автомобиле еще 8-10 км, чтобы избавиться от нагара.

Необходимо также выяснить, насколько хорошо свечи зажигания предотвращают образование нагара на малых оборотах в условиях городского движения. При этом свечи зажигания должны обеспечивать оптимальные технические характеристики при движении на высокой скорости по шоссе. Ответ найти непросто, особенно если двигатель оснащен системой контроля за выпуском отработавших газов.

Тепловой коэффициент свечи зажигания зависит от длины верхней части изолятора и сплава электродов. В основном, горячая свеча зажигания имеет низкую теплопередачу, а холодная свеча зажигания – высокую теплопередачу.

Таблица 9.3. Спецификации свечи зажигания для подбора подходящего теплового коэффициента.

В атмосферных двигателях я предпочитаю использовать свечи зажигания с выступающим омедненным стержнем центрального электрода. Тепловой коэффициент данного типа свечей имеет достаточно широкий диапазон, поэтому они способствуют предотвращению образования нагара на малых оборотах и раннему зажигания на высоких оборотах. На низких оборотах длинный изолятор, длиннее чем стандартный выступающий изолятор свечи зажигания с таким же тепловым коэффициентом, способствует сгоранию всех отложений и нагара. Затем, на высоких оборотах, удлиненная верхняя часть изолятора будет охлаждаться под воздействием проходящей топливовоздушной смеси, а омедненный центральный электрод будет, таким образом, иметь более высокую теплопередачу.

Для турбированных двигателей можно использовать стандартные свечи зажигания с омедненным стержнем центрального электрода. Более короткая верхняя часть изолятора необходима для того, чтобы избежать растрескивания и расплавления изолятора. К сожалению, свечи зажигания данного типа не обеспечивают защиту от образования нагара на низких оборотах. Существует большое количество решений данной проблемы: прежде всего, необходимо устранить пропуски зажигания при ускорении на загрязненных свечах зажигания. Во-вторых, вы можете рискнуть и использовать свечи зажигания с выступающей верхней частью изолятора, при этом, пока вы не проверите их, рекомендуется ограничить длительность полного открытия дроссельной заслонки до 60 секунд. В-третьих, вы можете использовать свечи зажигания с выступающей верхней частью изолятора в условиях городского движения и заменять их на свечи с короткой верхней частью изолятора при движении на высокой скорости по шоссе.

Свечи зажигания с выступающим омедненным стержнем используются в атмосферных мощных и экономичных двигателях. Для турбированных двигателе рекомендуется использовать свечи зажигания со стандартным зазором и омедненным стержнем центрального электрода, так как это поможет предотвратить прогорание свечи зажигания и детонацию.

Зазор свечи зажигания, необходимый для оптимальных технических характеристик, зависит, прежде всего, от давления сжатия топливовоздушной смеси, частоты вращения двигателя и повышенной частоты срабатывания катушки. В действительности, изменение первых двух факторов без изменения третьего приведет к уменьшению зазора. Поэтому будет точнее сказать, что во многих модифицированных двигателях зазор свечи зажигания должен быть меньше, чем указано в спецификациях, рекомендованных производителем.

Обычно, производитель обеспечивает довольно большой зазор 1-1,5 мм, так как это способствует улучшению технических характеристик на низких оборотах. Так как на низких оборотах завихрения в камере сгорания уменьшаются, между электродами свечи зажигания могут скапливаться углерод или топливо, сокращая таким образом зазор. Если зазор свечи зажигания больше, это снижает вероятность скопления углерода или топлива между электродами. Позже, при увеличении частоты вращения двигателя, завихрения будут способствовать очищению электродов. Следует также учесть, что искра, вырабатывающаяся при большем зазоре будет больше, чем при маленьком зазоре. Это способствует быстрому распространения пламени и полному сгоранию смеси.

По мере увеличения давления сжатия и частоты вращения двигателя, обмотка не сможет производить электрическую энергию достаточной мощности или длительности, чтобы преодолеть большой зазор и поддерживать ионизированный воздух между электродами в течение промежутка времени, достаточного для начала горения. Дело в том, что катушка имеет в резерве достаточно электрической энергии, чтобы соединить электроды свечи зажигания, однако до того, как свеча выработает искру, чтобы воспламенить смесь, завихрения в камере сгорания могут «погасить» свечу. Это было большой проблемой в ранних электронных системах зажигания, так как искра вырабатывалась лишь на короткий промежуток времени. При использовании маленького зазора, магнитное поле становится более интенсивным. Следовательно, длительность искры будет достаточной для начала горения.

Из собственного опыта я знаю, что в модифицированных двигателях при использовании стандартной контактной системы зажигания, зазор свечи зажигания не должен превышать 0,7 мм. В бесконтактных системах зажигания зазор не должен превышать 1 мм. Больший зазор свечи зажигания приведет к пропускам зажигания на высоких оборотах, или к повышенной вибрации двигателя особенно в двигателях V8. В некоторых двигателях с мощными системами зажигания эта проблема может привести к разрушению механизма опережения.

К тому же, использование свечей зажигания с меньшим зазором предполагает также другие меры, которые должны быть приняты, чтобы обеспечить достаточную интенсивность и длительность искры, даже при высоком давлении в цилиндре и частоте вращения. Срок эксплуатации свечи зажигания составляет примерно 32000 км пробега, однако необходимо проверять зазор свечи и проверять ее форму каждые 9 000 км пробега. Проверка формы электрода способствует снижению напряжения, необходимого для воспламенения свечи, к тому же проводимость электродов при этом будет улучшаться. Тепло от горения и давления повреждает и окисляет поверхность электродов, что увеличивает электрическое сопротивление. Очистка поверхности электрода помогает избавиться от «использованного материала», при этом проводимость увеличится. Чтобы избежать повреждения свечей, отогните боковой электрод ровно настолько, чтобы вы могли должным образом очистить поверхность центрального электрода от отложений.

Свечи зажигания ни в коем случае нельзя очищать при помощи щетки с металлическим ворсом, так как частицы металла могут повредить свечу зажигания. Я также не рекомендую использовать абразивные устройства для очистки свечи зажигания.

Необходимо отшлифовать центральный и боковой электрод, чтобы новый металл и острые углы снизили напряжение, необходимое для воспламенения свечи зажигания.

Из-за особенностей конструкции электронные системы зажигания требуют повышенного внимания, чтобы обеспечить нормальную работу и высокую эффективность свечей зажигания. Чтобы избежать перегрузки любого из электрических компонентов, нельзя проворачивать двигатель стартером, если вывод свечи зажигания и катушки отключен. Например, при проверке давления степени сжатия, положительный вывод системы зажигания на катушке должен быть отключен.

В любой системе зажигания полярность катушки зажигания должна быть правильной, чтобы обеспечить оптимальное воспламенение. Катушка с обратной полярностью приводит к 40%-й потере мощности, так как при подобном подключении искра должна будет преодолеть зазор от бокового до центрального электрода. Боковой электрод намного холоднее, чем центральный, поэтому на его поверхности активность электронов будет меньше. Это приведет к резкому увеличению напряжения, необходимого для того, чтобы электроны переместились с одного электрода на другой, таким образом ионизируя зазор и создавая искру. Поэтому холодный двигатель намного сложнее запустить. Электроды свечи зажигания холодные, поэтому необходимо высокое напряжение. Как показано на рисунке, выработанный боковой электрод свидетельствует об обратной полярности катушки. Причиной выработки является то, часть материала «выбивается» каждый раз, когда искра преодолевает зазор.

Полярность будет правильной, когда провод от катушки до распределителя будет подключен к выводу катушки с той же полярностью, что и «масса» аккумуляторной батареи. Поэтому, если отрицательный вывод аккумуляторной батареи является «массой», провод между катушкой и распределителем должен быть подключен к отрицательному выводу катушки. Чтобы избежать неверного подключения проводов, необходимо помечать провода перед отключением.

Обратная полярность увеличивает напряжение, необходимое для воспламенения свечи зажигания и начала горения. Выработанный боковой электрод свидетельствует об обратной полярности.

Большая часть катушек заводских электронных систем зажигания работают достаточно эффективно на двигателях автомобилей, использующихся в стандартных дорожных условиях, даже при высокой частоте вращения двигателя, при условии, что зазор не слишком большой. Однако есть и исключения, когда стандартная катушка не подходит. Например, эффективность системы зажигания с катушкой, встроенной в распределитель зажигания General Motors Delco снижается при частоте вращения 5000 об/мин в двигателях V8. При этом с той же системой зажигания шестицилиндровые двигатели будут работать нормально при зазоре 1 мм примерно до 7000 об/мин. поэтому, если необходимо обеспечить высокую мощность при частоте вращения более 5000 об/мин в двигателе V8 GM, понадобится усилитель силы тока системы зажигания, или можно уменьшить зазор свечи зажигания до 0,8 мм. Если вы хотите модифицировать электронную систему зажигания, необходимо использовать только компоненты одного комплекта, которые были разработаны специально для стандартных систем зажигания. При установке катушки неподходящего типа, электронные устройства могут быть повреждены, к тому же технические характеристики замененной катушки будут хуже, чем при использовании стандартной катушки. Никогда не устанавливайте катушки, которые кажутся вам такими же, обязательно проверяйте номера детали, так как катушки одного и того же производителя могут быть внешне очень похожими, но при этом будут иметь ряд принципиальных различий.

Провода высокого напряжения обеспечивают электрическое соединение между катушкой, крышкой распределителя и свечами зажигания. В автомобилях, использующихся в стандартных дорожных условиях устанавливаются экранированные провода с тканевой обмоткой, пропитанная карбоновым напылением, способные проводить ток высокого напряжения. Со временем, сопротивление в проводах увеличивается, что приводит к уменьшению интенсивности искры и увеличивает вероятность пропусков зажигания при нагрузке и высоких оборотах. Поэтому рекомендуется использовать провода с силиконовой обмоткой, которые должны заменяться каждые три года. При отключении проводов от свечей зажигания или крышки распределителя не совершайте резких движений, это может негативно повлиять на проводимость проводов.

Блок зажигания и катушка должны составлять комплект. Установка модифицированной катушки при стандартном блоке зажигания может привести к перегреву и прогоранию блока зажигания.

Осторожно возьмитесь за резиновый кожух и поверните его на пол оборота, затем удерживая чехол и металлический разъем, извлеките провод. В качестве альтернативы проводам с карбоновым напылением можно использовать провода с металлическим напылением. Срок службы этих проводов намного больше, если изолятор не будет поврежден.

Провода системы зажигания должны иметь прочные колпачки, без видимых трещин и отверстий, и должны быть установлены на каждый провод, чтобы избежать искрения или разрыва цепи.

Кроме того, крышка распределителя и токосъемник ротора могут быть источниками утечки тока. Эти области не должны содержать загрязнений, пыли, влаги или повреждений. Периодически проверяйте состояние данных элементов на наличие вышеперечисленных условий. Если используется система зажигания с катушкой, встроенной в распределитель зажигания, необходимо обратить особое внимание на то, чтобы все изолирующие среды были чистыми, в противном случае, технические характеристики системы значительно снизятся, вследствие разрыва электрической цепи. При использовании данных систем необходимо устанавливать только высококачественные крышки распределителя и ротор, изготовленные из алкидной смолы.

Иногда, любители тюнинга своими действиями приводят к неисправностям в работе системы зажигания, снимая отложения на выводах крышки распределителя или контактах токосъемника ротора. Очень часто нож или отвертка, использующиеся для удаления отложений, могут поцарапать и повредить внутреннюю часть крышки. Это приводит к резкому снижению электрической прочности и образованию углеродного налета. Также, при использовании наждачной бумаги для полировки контактов токосъемника ротора, изолирующий слой будет нарушен, что приведет к утечке тока на «массу» через вал распределителя.

В двигателях V8 с высокой степенью сжатия может произойти биение двигателя вследствие пропусков зажигания, если высоковольтные провода системы зажигания расположены слишком близко друг к другу, или расположены параллельно на определенном промежутке. Это может привести к раннему зажиганию или детонации при сильных нагрузках на высоких оборотах. Причиной проблемы является не слабая изоляция, а скорее электромагнитная индукция. Магнитное поле окружает любой проводник, а провод под высоким напряжением в любом случае передает напряжение на прилегающий провод. Биение двигателя вследствие пропусков зажигания может происходить при последовательном зажигании в цилиндрах, когда они расположены друг напротив друга. Следовательно, если двигатель имеет общий порядок зажигания 1 – 8 – 4 – 3 – 6 – 5 – 7 – 2, цилиндры 5 и 7 будут подвержены данной проблеме. Самым простым способом решения проблемы будет расположение проводов таким образом, чтобы провода, являющиеся причиной неполадок, пересекались только один раз. Следовательно провода цилиндров 5 и 7 будут пересекаться только один раз, чтобы инвертировать магнитное поле и избежать индуктивности. Ни в коем случае не соединяйте провода зажигания при помощи металлических зажимов или других элементов крепления.