/Y

Угол опережения зажигания двигателя: виды, способы и устройства регулирования

Данный параметр настройки зажигания неразрывно связан с понятиями раннего или позднего зажигания и влияет на максимально эффективную реализацию сгораемого топлива в механическую энергию, как карбюраторного бензинового, так и дизельного двигателей внутреннего сгорания. Применительно к дизельным двигателям этот параметр называют углом опережения впрыска. Этот материал раскрывает само техническое понятие опережения зажигания и принципы его регулирования в работе поршневых двигателей.

Опережение зажигания

Для чего нужен угол опережения

Понимая, что в поршневом агрегате выделение энергии происходит при сгорании топлива в среде максимального давления с достижением положения поршня в его мёртвой точки, то для обеспечения высокого КПД термодинамической реакции, подача искры, обеспечивающая воспламенение, должна осуществляться с неким углом опережения поворота коленчатого вала до подхода поршня к В.М.Т. Такое опережение обеспечивает время на осуществление воспламенения в динамике работы поршневой группы двигателя с обеспечением максимально комфортных условий для сгорания топлива в пике давления созданного поршнем в камере сгорания.

Диаграмма угла опережения зажигания
Логика расчета угла опережения подачи искры в двигателе

Подача искры без опережения будет приводить к неполному сгоранию топлива, что в итоге выразится:

  • падением мощности
  • повышенным расходом горючего
  • детонацией в работе механизма
  • перегревом двигателя
  • появлением нагара на деталях цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма
  • общим падением ресурса агрегата

В зависимости от направления регулирования, или того насколько корректно установлен угол опережения подачи искры зажигания (впрыска топлива) в среде практикующих механиков завышенный угол опережения называют ранним зажиганием, при слишком малом установленном угле опережения – зажигание называют поздним.

Позднее и раннее зажигание

https://youtu.be/3mQBW7NaLCs

Виды углов опережения зажигания

Изначально под углом опережения понимают начальный установочный угол опережения подачи искры или впрыска дизельного топлива в цилиндр, который устанавливают по умолчанию при настройке зажигания двигателя. Данное значение указывается в характеристиках конкретной марки двигателя и обеспечивает корректную его работу в режиме запуска и холостого хода, что дает отправную точку для автоматических систем регулирования угла опережения в составе систем зажигания или топливных систем с учетом всех внешних факторов и режимов работы силового агрегата.

Поэтому в работе двигателей угол опережения делится на два типа:

  • Установочный или стартовый – устанавливаемый по умолчанию при настройке зажигания на неработающем двигателе смещением момента подачи искры или впрыска в градусах поворота коленчатого вала до подхода поршня к верхней мертвой точке в такте сжатия
  • Переменный – автоматически регулируемый системами обеспечения зажигания или подачей топлива на всех режимах работы силового агрегата

Пример установки начального угла опережения впрыска дизельного двигателя

Факторы влияющие на угол опережения

Если не брать во внимание установочный угол опережения, то в динамике работы поршневого силового агрегата и с учетом ряда факторов угол опережения зажигания не есть постоянной величиной, и корректируется автоматически в процессе работы системой зажигания или системой подачи топлива, в случае с дизельным двигателем.

Влияние угла опережения зажигания на показатели работы двигателя
Диаграмма влияния угла опережения зажигания на показатели работы двигателя

На значение угла опережения зажигания влияют ряд технических параметров самого силового агрегата и ряд внешних факторов, в которых работает двигатель:

  • динамические характеристики мотора и режимы его работы
  • степень сжатия в цилиндрах
  • скорость наполнения горючей смесью цилиндров
  • плотность поступающего воздуха в цилиндры
  • температура воздуха окружающей среды
  • октановое число и тип топлива

Все выше перечисленные факторы напрямую влияют на процесс горения горючего его энергоотдачу в динамике работающего двигателя, а эффективность выделения энергии будет зависеть от момента начала воспламенения в цилиндрах агрегата.

Можно сказать, что переменных, которые влияют на необходимость коррекции зажигания гораздо больше и передовые производители, используя электронные системы управления двигателем стараются максимально учитывать все возможные факторы. Именно с развитием технологий, основанных на цифровых программах, появилась возможность осуществлять автоматическую коррекцию зажигания с обеспечением максимального КПД и экономичности двигателя.

Способы автоматической коррекции зажигания

В составе систем зажигания бензиновых двигателей и систем питания дизельных двигателей существуют следующие способы и типы регулирования:

  • Центробежное
  • Пневматическое
  • Электромагнитное
  • Электронное
  • Программное цифровое регулирование
Вакуумное регулирование зажигания
Работа вакуумного регулятора опережения зажигания
Регулятор зажигания центробежного типа
Пример работы центробежного регулятора опережения зажигания

Все выше указанные принципы регулирования реализованы в конструкции систем зажигания и подачи топлива. Естественно самыми передовыми способами являются электронное и цифровое поскольку в данных системах отсутствует цепочка механических элементов, приводящих в процессе своего рабочего износа в конструкции к погрешности срабатывания. Кроме этого электронное и цифровое автоматическое регулирование опережения зажигания обеспечивает самую высокую скорость реагирования в отличии от всех остальных, имеющих механический тип срабатывания. На сегодня такое регулирование широко применяется в инжекторных системах питания типа Common Rail в составе с компьютерной бортовой системой электронного управления двигателем.

Common rail

Центробежный, пневматический (вакуумный) типы регулирования являются устаревшими и применялись в составе бензиновых и дизельных двигателей машин и техники, выпущенной ещё в прошлом веке. Однако в практике ещё довольно часто можно встретить старую технику с такими типами регулирования опережения зажигания или впрыска дизельного топлива.

Ссылка на основную публикацию