Как исправить 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.

Угол опережения зажигания
Как видно пик максимального давления газов сместился также в более позднюю сторону и сам по себе он гораздо ниже, чем при нормальном УОЗ. То есть получается, что ТВС сгорая, как бы догоняет уходящий поршень вниз. КПД такого двигателя оставляет желать лучшего.
Иногда смесь может продолжить гореть и после открытия выпускных клапанов, тогда раскаленные выпускные газы могут раньше времени поджечь поступающий свежий заряд ТВС. В таком случае, при позднем зажигании, могут наблюдаться хлопки во впускной коллектор.
И противоположный случай, когда слишком раннее зажигание.

Угол опережения зажигания
Пик максимального давления газов приходится на верхнюю мертвую точку движения поршня или даже раньше. То есть на начальном этапе сгорания ТВС газы давят на поршень в противоход, что естественно тоже снижает мощность двигателя и может стать причиной такого нежелательного явления как детонация.,

От чего зависит угол опережения зажигания.
1.Прежде всего УОЗ зависит от скорости вращения коленчатого вала двигателя. Чем больше количество оборотов в минуту делает коленчатый вал, тем раньше надо воспламенять ТВС, чтобы пик максимального давления был в нужной нам точке.

Угол опережения зажигания

2. От температуры. Чем ниже температура двигателя и ТВС, тем ниже скорость реакции окисления (сгорания), соответственно УОЗ должен быть более ранним. И соответственно наоборот.

3. От нагрузки на двигатель. Чем больше нагрузка на двигатель, тем больше цикловое наполнение цилиндра ТВС, соответственно тем меньше должен быть УОЗ для того чтобы избежать детонации.

Оптимальная настройка УОЗ.
В эпоху карбюраторных Жигулей настройка начального УОЗ делалось просто на слух. На 4й передаче при скорости 50 км/ч резко надавить педаль газа, должна кратковременно быть слышна детонация. Если детонации нет, крутим трамблер на опережение, пока не будет слышно. Если детонация слышна более 1-2 секунд, то крутим трамблер на более поздний угол.
На СТО для настройки УОЗ использовался стробоскоп. В любом случае в системах зажигания, где используется трамблер, настройке подлежит только начальный УОЗ.
С появлением микропроцессорных систем управления двигателем появилась возможность более точно настраивать УОЗ для различных режимов работы двигателя. Если в трамблерах за изменение УОЗ отвечал вакуумный и центробежный регулятор, то умная электроника на основании данных с датчиков системы управления двигателем сама высчитает необходимый оптимальный угол согласно картам калибровок, заложенных в прошивке контроллера. Вот типичный пример трехмерной карты калибровок УОЗ для одного режима работы двигателя (ВАЗ, блок М73).

Управление углом опережения зажигания производится в два этапа. При начальном управлении используется фиксированный угол опережения зажигания при запуске двигателя. При последующем управлении угол опережения зажигания определяется коррекцией угла опережения зажигания по сигналам датчиков, которая применяется к базовому значению угла опережения зажигания, рассчитанному по сигналу нагрузки двигателя (давление во впускном коллекторе и расход воздуха) и сигналу частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Настройка оптимальных углов опережения зажигания является одной из самых сложных и приоритетных задач при чип-тюнинге, поскольку от этого зависит динамика и мощность двигателя, расход топлива и в целом удобство управления автомобилем.

статья взята отсюда ТЫК

Зажигание топливной смеси в цилиндрах производится искровым разрядом между электродами свечи. Происходит это в строго определенный момент, причем корректируемый в процессе работы автоматически в зависимости от режима работы. В небольших, но очень важных пределах. От этого зависит общая эффективность и даже сохранность двигателя.

Что такое Угол Опережения Зажигания (УОЗ)

Поджигание готовой и уже сжатой до высокого давления смеси бензина с воздухом должно происходить чуть раньше, чем поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ). Это связано с конечной скоростью горения, а значит и нарастания давления на днище поршня.

Процесс растянут во времени. Измерять его в долях секунды особого смысла не имеет из-за переменной частоты вращения. Зато всё чётко связано с ходом поршня, то есть углом поворота коленчатого вала.

Прочитай: Какой должен быть зазор на свечах зажигания и как его выставить

Эта величина и принята для измерения и определения момента подачи импульса на свечу. Поскольку искра подается почти всегда раньше ВМТ, то регламентируется только опережение зажигания.

Каким должен быть УОЗ

Как правило, УОЗ положителен, то есть искра приходит раньше ВМТ. Но в определенных условиях он смещается корректором практически до нуля.

В зависимости от многих параметров режима работы двигателя угол увеличивается, достигая нескольких десятков градусов.

Рост УОЗ определяется:

• скоростью вращения коленвала;
• составом смеси;
• расходом воздуха;
• степенью открытия дросселя;
• температурой на впуске;
• прогревом двигателя;
• давлением наддува;
• отсутствием сигналов о детонации в цилиндрах.

Практически можно говорить о начальном угле опережения, а также его зависимости от текущих и управляющих составляющих режима работы мотора.

Влияние угла зажигания на работу ДВС

УОЗ – один из основных факторов, влияющих на отдачу мотора и его экономичность. Чем он больше, тем эффективность использования энергии заряда выше.

Стремление увеличить угол ограничивается возникающей детонацией, то есть скачком скорости горения смеси до недопустимой из-за превышения давления и температуры величины.

В этом случае его надо немедленно уменьшить, иначе не просто упадет мощность, но и наступят ударные разрушения поршневой группы и прочих деталей.

Признаки сбитого УОЗ

Сбиваться, то есть нештатно изменяться, угол может по разным причинам. Но направлений всего два – это слишком раннее или излишне позднее зажигание. Первое означает увеличение УОЗ относительно оптимального в данных условиях, и наоборот.

Признак раннего зажигания – сильная детонация и падение мощности. Горящая со скоростью взрыва бризантных ВВ смесь уже не в состоянии толкать поршень, зато прекрасно дробит и разрушает металл.

Детонацию хорошо слышно по характерному звону. Известны байки про «стук пальцев», хотя они тут не при чем. Звук порождается ударной волной по днищу поршня.

Позднее воспламенение аналогично снижает мощность, но уже по другим причинам. Смесь сгорает неэффективно, остатки энергии выталкиваются на выхлоп, попутно препятствуя поршню совершать такт выпуска. Мотор не тянет, увеличивает расход и греется, хотя работает мягко и стабильно.

Причины, из-за которых сбивает угол зажигания

В современных моторах, где регулировка УОЗ производится электронной системой управления двигателем (ЭСУД), сбиться он не может.

Разве что произойдет общая потеря точной синхронизации при смещении датчика коленвала относительно задающего диска. Но тогда в работе мотора возникнет масса других проблем, он перейдет в аварийный режим и высветится лампа проверки двигателя.

Продолжение: Как проверить катушку зажигания, признаки неисправностей

Моторы с батарейным контактным зажиганием больше подвержены изменениям момента искры. Изнашивается контактная группа, её упор в вал трамблера, а также сам вал прерывателя.

Гораздо реже такое происходит в системах с бесконтактным датчиком. Там виной может стать плохо затянутый крепеж, нарушение синхронизации в передаче вращения на трамблер, неисправный модуль зажигания.

Во всех системах с трамблером может уходить не начальный УОЗ, а текущий. Это произойдет при неисправности вакуумных и центробежных регуляторов опережения.

Как самому отрегулировать УОЗ на старых двигателях

Согласно инструкции, начальный угол устанавливается поворотом корпуса трамблера с контролем момента появления искры пробником низковольтной цепи (лампочкой или светодиодным индикатором). Используются метки ВМТ и опережения на шкиве коленвала.

Грубая установка проверяется и корректируется при помощи стробоскопа. Его лампа вспыхивает в момент прохождения импульса на свечу, высвечивая относительное положение меток.

Это делается на холостых оборотах с отключением всех корректоров. Можно подрегулировать положение поворотом корпуса, совместив подсвеченные метки.

Процесс регулировки УОЗ на современных моторах

Трамблеры давно ушли в прошлое, УОЗ заложен конструктивно и не регулируется. Это не означает, что он неизменен.

Начальная установка производится при монтаже задающего шкива ДПКВ, при правильной сборке этого достаточно. Далее в дело включаются так называемые карты режимов.

ЭСУД анализирует данные всех датчиков двигателя, заносит их в программную модель мотора, которая и вырабатывает численное значения мгновенного угла опережения. С учетом данной переменной подается своевременная команда на драйвер катушки зажигания, который и формирует искру на свече.

Карта представляет собой многомерную структуру, которая включает данные по температуре, оборотам и прочим ранее перечисленным мгновенным показателям режима.

Выходное значение просчитываемой функции и даст необходимое опережение относительно ВМТ, а если будет отмечена детонация, то программа моментально отреагирует «отскоком» угла в сторону позднего зажигания, сохраняя двигатель.

После чего будет постепенно вновь увеличивать УОЗ, добиваясь максимальной эффективности сгорания.

Позднее зажигание характеризуется целым рядом негативных последствий в работе двигателя автомобиля.

Например, возникает проблема запуска двигателя, снижается мощность и приемистость, двигатель постоянно перегревается, появляются хлопки в карбюратор и т.д.

По большому счету с некоторыми из этих неисправностей можно смириться и ездить так дальше, но некоторые из них требуют немедленного устранения.

На примере двигателя 21083 (1,5 л) автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 попробуем самостоятельно устранить позднее зажигание используя проверенные временем и массой автовладельцев способы.

Как устранить позднее зажигание при работе двигателя автомобиля?

1. Выставляем начальный угол опережения зажигания.

Для обеспечения нормальной работы системы зажигания в частности и двигателя автомобиля в целом, необходимо как можно точнее выставить начальный угол опережения зажигания.

Он будет использоваться при запуске двигателя, для его работы на холостом ходу и как отправная точка для увеличения или уменьшения угла во время работы центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания на разных режимах.

Начальный угол опережения для двигателя 21083 (1,5 л) автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 под 92-й бензин составляет 1°±1°.

Начальный угол опережения для двигателя 21083 (1,5 л) под 95-й бензин составляет 4°±1°.

Для проверки — какой у вас угол опережения зажигания, поздний или нет, а так же для его регулировки нужно иметь стробоскоп. Без него точно выставить начальный угол не получится.

Подключаем стробоскоп.

Подключение осуществляем по инструкции к вашему стробоскопу, так как модели их бывают разные и способы присоединения их могут различаться в деталях. В основном подключение стробоскопа выглядит так – красный провод к выводу «В» (+) катушки зажигания, черный к «минусу» АКБ, или любой детали корпуса, металлический зажим на высоковольтный провод четвертого цилиндра (ближнего к трамблеру).

Ослабляем затяжку крепления трамблера.

Запускаем двигатель, еще раз убеждаемся по тахометру, что обороты холостого хода минимальны.

Направляем мигающий луч стробоскопа в лючок со шкалой.

В свете луча стробоскопа длинная, выделенная метка на маховике должна находиться напротив нужного деления на шкале.

Каждое деление на ней соответствует одному градусу опережения зажигания.
Дно ее среднего треугольного выреза это ноль градусов.

Понемногу вращаем трамблер чтобы метка в луче стробоскопа встала напротив нужного градуса на шкале.

Добившись нужного угла опережения зажигания глушим двигатель, отсоединяем стробоскоп, закрепляем трамблер.

Подробности и особенности установки угла опережения зажигания на двигателе 21083 автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 см. в статье на сайте: «Установка угла опережения зажигания (момента зажигания) на двигателях автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099».

2. Проверяем и настраиваем работу центробежного регулятора опережения зажигания.

Центробежный регулятор делает зажигание более ранним при увеличении оборотов двигателя за счет расхождения грузиков, удерживаемых пружинами. В случае заедания грузиков или поломки пружин угол опережения останется прежним (слишком поздним), а для набора мощности и приемистости двигателю автомобиля нужны более ранние углы. Соответственно какого-либо улучшения динамики от автомобиля ждать не приходится.

Проверить центробежный регулятор можно только в ходе осмотра.

Чтобы его увидеть придется снять с трамблера крышку, отвернув два винта ее крепления, снять бегунок и защитный экран. Снять датчик Холла. Отвернув еще два винта отсоединить корпус вакуумного регулятора (предварительно сняв стопорную шайбу со шплинта крепления его тяги).

В ходе осмотра удерживая вал трамблера поворачиваем рукой экран с прорезями против часовой стрелки. Экран должен с небольшим сопротивлением повернуться на некоторый угол (преодолевая сопротивление пружин), грузики при этом слегка расходятся на приблизительно одинаковое расстояние. Если расхождение грузиков происходит без заедания, сопротивление пружин хорошо ощущается, то скорее всего с центробежным регулятором все в порядке. Если имеется заедание, необходимо установить его причину.

Помимо этого убеждаемся, что грузики не разрушены, пружины не растянуты (в исходном положении грузики поджаты ими к ведомой пластине), опорная пластина к которой они крепятся не разрушена.

В случае обнаружения неисправности хотя бы одной детали регулятора  придется полностью снимать трамблер, извлекать центробежный регулятор и менять грузики и пружины на новые. В ряде случаев можно обойтись простой чисткой деталей. Точную настройку и регулировку центробежного регулятора производят на специальных стендах. Производить ее в домашних условиях нецелесообразно. См. «Центробежный регулятор опережения зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099».

3. Проверяем и настраиваем работу вакуумного регулятора опережения зажигания.

Вакуумный регулятор опережения зажигания срабатывает за счет роста разрежения при повышении оборотов во впускном коллекторе двигателя. Он оттягивает опорную пластину в трамблере и за счет этого делает угол опережения зажигания более ранним. Так как чем выше обороты коленчатого вала тем момент поджига топливной смеси должен происходить раньше. Если вакуумный регулятор неисправен, то угол опережения зажигания при нажатии на педаль газа останется прежним, то есть слишком поздним для такого режима работы двигателя автомобиля.

Работу и исправность вакуумного регулятора можно для начала проверить. Для этого на работающем двигателе, снимаем трубку регулятора со штуцера на карбюраторе и ртом создаем в ней разрежение (втягиваем воздух на себя). Обороты двигателя должны сразу же увеличиться, так как за счет создаваемого разрежения диафрагма в корпусе выгибается, перемещает тягу, а та в свою очередь сдвигает опорную пластину против часовой стрелки, делая угол более ранним. Подробнее о способах проверки исправности вакуумного регулятора опережения зажигания на странице: «Проверка вакуумного регулятора опережения зажигания».

Если этого не произошло, проверяем состояние трубки, плотность ее посадки на штуцера. Снимаем крышку трамблера и проверяем состояние и легкость перемещения тяги и опорной пластины. Корпус и диафрагму регулятора можно проверить, лишь заменив новым или заведомо исправным.

Поврежденные детали заменяем и проводим проверку заново.

4. Проверяем правильность установки зажигания.

После проведения настройки момента зажигания и его автоматической регулировки необходимо проверить ее правильность.

Основной проверкой наличия раннего или наоборот позднего зажигания при работе двигателя, на автомобилях ВАЗ 21083, 21093, 21099, является проверка в движении. Когда, двигаясь со скоростью 40-50 км/ч, на ровном участке дороги, резко нажимаем на педаль «газа». Должна возникнуть небольшая кратковременная детонация (дробный, стрекочущий звук со стороны моторного отсека). Если она появилась и пропала, хорошо, зажигание выставлено верно. Появилась и не пропадает, зажигание слишком раннее. Нет никакой детонации — позднее зажигание.

Таким образом проведя всего лишь три приведенные выше настройки можно самостоятельно устранить позднее зажигание при работе двигателя автомобиля.

Примечания и дополнения

— Для быстрой корректировки угла опережения зажигания (момента зажигания) в системе зажигания двигателя 21083 имеется октан-корректор. Он включает в себя шкалу градусов на трамблере и выступ на корпусе вспомогательных агрегатов. Цена одного деления шкалы трамблера: 8 градусов поворота коленчатого вала. Для увеличения угла опережения зажигания (более раннее) необходимо ослабить крепление трамблера и вращать его по часовой стрелки в сторону минуса на шкале. Для уменьшения (более позднее зажигание) поворачиваем против часовой стрелки в сторону плюса.

— При позднем зажигании воспламенение рабочей смеси происходит когда поршень уже практически достиг верхней мертвой точки (ВМТ). Или даже когда перешел через нее. Топливо слишком поздно загорается и расширяется вслед за уходящим вниз поршнем. Как результат — давление газов на поршень недостаточное для бодрого проворачивания коленчатого вала.

В качестве бонуса нарушается сама эффективность горения так как оно должно происходить при высоком давлении в конце такта сжатия. А при позднем зажигании оно небольшое. Отсюда и целый «букет» неисправностей в работе двигателя автомобиля. См. «Симптомы (признаки) позднего зажигания при работе двигателя».

Еще статьи по системе зажигания карбюраторного двигателя 21083 автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099

— Как понять, что сбилось зажигание?

— Раннее зажигание, признаки и причины

— Признаки неисправности датчика Холла

— Белый (серый) налет на свечах зажигания, причины появления

— Потеря мощности и приемистости двигателя, причины связанные с системой зажигания

Подписывайтесь на нас!

Термин «угол опережения зажигания» современный автовладелец, да и механик, слышит не так уж часто. А опережение зажигания, несмотря на это, по-прежнему есть и играет важную роль в работе двигателя. Какую именно — разбираемся ниже с помощью Motordata OBD и знаний об устройстве двигателей внутреннего сгорания.

Физический смысл

Для начала проговорим процесс работы двигателя. На такте сжатия, когда поршень подходит к верхней мертвой точке (ВМТ), свеча зажигания формирует искру, от которой воспламеняется топливовоздушная смесь. Смесь, однако, сгорает не моментально, а относительно медленно, поэтому если воспламенить ее непосредственно в ВМТ, основное давление газов будет достигнуто, когда поршень уйдет уже довольно далеко вниз. При этом от сгорания заряда смеси будет получено очень немного полезной работы.

А вот если поджечь смесь немного заранее, то можно сделать это так, чтобы к ВМТ газы создали максимальное давление и с максимальным усилием направили поршень вниз. В этом случае полезная работа будет максимальной.

Возможна и обратная ситуация, когда воспламенение произойдет слишком рано. В этом случае давление газов при сгорании смеси разовьется еще до подхода поршня к ВМТ. Тогда тоже не выйдет получить от двигателя полную мощность.

Временной промежуток между достижением ВМТ и воспламенением называется опережением зажигания. Измеряется он, однако, не в единицах времени, а в градусах угла поворота коленчатого вала, поэтому и сам параметр называется «угол опережения зажигания» (или УОЗ).

Современные технологии позволили нам «заглянуть» внутрь камеры сгорания прямо во время работы двигателя, и теперь любой может собственными глазами увидеть опережение зажигания. Если попытаться зафиксировать это картинкой, то это будет выглядеть примерно так:

Красным выделено положение поршня в момент воспламенения, а синим — положение ВМТ. В динамике это можно увидеть на видео внизу.

На любом бензиновом двигателе угол опережения зажигания должен быть правильно выставлен. На самых первых автомобилях опережение зажигания выставлялось водителем прямо во время движения — для этого на руле был отдельный рычажок, наряду с рычагом акселератора. В документации тех лет особо подчеркивался этот аспект водительского мастерства — правильно выбрать режим работы двигателя. В некоторых документах (например, на автомобили Buick периода 1910-1920 годов) использовался термин «чувство лошади».

Времена показали, что водителю и без того хватает забот, поэтому со временем это бремя с него сняли. Если переместиться в советский автопром семидесятых годов, мы увидим, что опережение зажигания регулировалось уже механиком, с помощью поворота трамблера (прерывателя-распределителя) на определенный угол. В то время умение выбрать УОЗ уже не было обязательным для водителя, однако хорошим тоном считалось, когда автовладелец сам умел настроить этот угол правильно, а также снять, почистить, собрать, поставить и настроить карбюратор. Тем не менее, уже тогда в составе системы зажигания был механический и/или вакуумный корректор, сдвигающий УОЗ в зависимости от нагрузки на двигатель (фактически — от разрежения в задроссельном пространстве или от оборотов двигателя).

Совершим еще один скачок во времени. В наши дни управление УОЗ полностью отдано электронному блоку управления (ЭБУ) двигателем. На него не может влиять ни водитель, ни механик — автопроизводители не дают штатных средств управлять этим параметром. От этого, однако, данный параметр не стал менее важен для работы двигателя. А значит, и при диагностике нужно понимать, что означает этот параметр и как им управляет ЭБУ.

Принципы управления

УОЗ является одним из параметров, влияющих на экологичность выхлопа, поэтому он обязательно присутствует в наборе параметров, выдаваемых по стандартному протоколу OBD/EOBD. Зачастую его выдача выглядит очень упрощенной, так как ЭБУ нередко вычисляет его отдельно для каждого цилиндра, но и существущего параметра часто достаточно, чтобы оценить работу двигателя. Тем более ее достаточно, чтобы оценить зависимости.

Подключимся к автомобилю Opel Astra H (он выбран, потому что есть под рукой, а не из каких-то глубоких соображений) и посмотрим, как выглядит зависимость УОЗ от оборотов двигателя:

Видно, что на холостых оборотах УОЗ находится где-то в диапазоне 18-20 градусов. Это в наших условиях. При более холодной погоде, например, он будет сдвигаться, т. к. температура воздуха во впуске будет отличаться. На непрогретом двигателе УОЗ тоже будет отличаться, например, сразу после старта зажигание будет максимально поздним. Дело в том, что особых мощностных характеристики сразу после старта от мотора не требуется, а вот прогревать катализатор и лямбда-зонд как раз нужно скорее. Позднее зажигание приводит к тому, что в выпуск уходят максимально горячие отработавшие газы, что и способствует максимально быстрому разогреву датчика кислорода и катализатор.

При нарастании оборотов УОЗ увеличивается. Здесь очень простой физический смысл: на повышенных оборотах поршень движется быстрее, а скорость сгорания смеси не меняется. Значит, смесь надо поджигать раньше. Эта зависимость сохраняется как на холостом ходу, так и во время движения.

На автомобилях с трамблером и корректором зажигания зависимость УОЗ была только от одного параметра. Однако с ужесточением экологических требований появились более жесткие требования — стало необходимо учитывать гораздо больше факторов. Это и явилось одной из основных причин перехода на электронное управление зажиганием.

Поэтому, если нужно выразить зависимость УОЗ от внешних условий, она будет выглядеть как набор сложных трехмерных графиков типа таких:

Кстати, при чип-тюнинге, как правило, эти зависимости также затрагиваются. В зависимости от целей чип-тюнинга, прошивка может сдвигать эту зависимость либо в более экономичный режим, либо в более динамичный.

Нештатные режимы

Детонация

В штатном режиме смесь сгорает медленно, а при детонации — на порядок, а то и на два порядка быстрее. Это фактически взрыв смеси. Проблема этого режима в том, что давление тоже нарастает гораздо быстрее, чем при штатном сгорании. Это приводит к ударным нагрузкам на детали двигателя, в первую очередь — на поршень. Такие нагрузки могут привести к разрушению двигателя, поэтому детонации надо избегать.

Штатно работающая система с трамблером на тех же «Жигулях» и «Волгах», вообще говоря, допускала детонацию в определенных режимах, более того, ее наличие в этих режимах было признаком правильно настроенного УОЗ. Руководства по ремонту содержали рекомендацию разогнаться до скорости 50 км/ч и на прямой передаче и резко нажать педаль акселератора в пол. При правильно настроенном УОЗ должна была проявиться кратковременная детонация.

В современных системах ЭБУ тоже отслеживает детонацию, и чаще всего тем же «дедовским» способом, в буквальном смысле на слух. В состав системы входит датчик детонации, представляющий собой практически микрофон. Датчик этот крепится на блок цилиндров.

<

  Датчик детонации и его характерное расположение на блоке цилиндров

В случае возникновения характерных стуков в двигателе ЭБУ «слышит» их и принимает меры. На некоторых системах отдельного датчика детонации нет, и детонация отслеживается не «на слух», а посредством отслеживания тока, протекающего через свечи зажигания. Детальнее эту методику мы рассматривать не будем, обмолвимся лишь, что так сделано, например, на системе Trionic на автомобилях Saab 9000.

Так или иначе, после обнаружения детонации ЭБУ должен сделать так, чтобы детонации больше не было. Как правило, ЭБУ сдвигает зажигание позднее, то есть уменьшает УОЗ, до тех пор, пока не поймет, что детонации прекратились. Излишне позднее зажигание приведет к снижению мощности, о чем мы уже говорили в начале статьи, но снижение мощности гораздо лучше, чем механическое повреждение мотора. Именно таким образом современный двигатель принципиально способен работать хоть на «восьмидесятом» бензине. Он будет заводиться и работать, и скорее всего не развалится тут же. Однако нормальной мощности он развить не сможет, и будет «затыкаться» при попытках активно ехать.

Поэтому же являются несостоятельными все утверждения о том, что современный мотор способен «адаптироваться» под любой бензин и якобы можно лить АИ-92 в любой двигатель. Никакой адаптации нет. Случается примерно следующее: ЭБУ «слышит» детонацию и сдвигает УОЗ до ее пропадания, потом постепенно возвращает УОЗ обратно, снова «слышит» детонацию, и так по замкнутому кругу, пока в мотор не попадет бензин с правильным октановым числом. Основная проблема этого режима — детонация все равно происходит, только не постоянно, а с перерывами. Конечно, это позволяет мотору не развалиться сразу, но и пользы от этого никакой. К тому же позднее зажигание приводит к тому, что на выпуск попадают более горячие отработавшие газы, а то и еще горящая смесь, что может приводить и к прогару клапанов, и к перегреву катализатора, а перегрев катализатора — это почти гарантированное его разрушение.

На ряде двигателей с турбонаддувом ЭБУ также имеет возможность управлять давлением наддува. Конечно, не напрямую, а через управление электромагнитным клапаном в пневмомагистрали до актуатора вастгейта (wastegate) турбины. Как правило, это сделано в тех двигателях, где давление наддува достигает тех величин, которые при определенных ситуациях могут провоцировать детонацию. В этих системах при возникновении детонации при наличии высокого давления наддува помимо сдвига УОЗ будет открываться упомянутый электромагнитный клапан, приводя к открытию вастгейта и снижению давления наддува. Так сделано на уже упомянутых автомобилях Saab, а клапан этот называется APC.

Поэтому настоятельно рекомендуется использовать топливо с тем октановым числом, под которое двигатель спроектирован. В исправном двигателе с правильным топливом детонаций возникать не будет.

Калильное зажигание

Бывают ситуации, когда топливовоздушная смесь воспламеняется не от искры, а из-за того, что в камере сгорания присутствует место, нагретое выше допустимой температуры. Это может быть, например, нагар в камере сгорания, или свеча с неправильным калильным числом — как правило, это следствие ошибки при подборе свечей.

Эта ситуация называется «калильное зажигание» и плоха в первую очередь тем, что воспламенение происходит раньше, чем запланировано. Это плохо тем же, чем и излишне ранний УОЗ — фактически, часть работы газов будет направлена «против» полезной работы. Кроме того, такое воспламенение смеси может стать причиной детонации, а о связанных с этим проблемах мы уже говорили довольно много.

Проблема с калильными зажиганием, впрочем, является проблемой чисто «механической» — блок управления не имеет возможности как-то повлиять на этот процесс, поэтому и диагностический сканер тут не очень поможет.

Выводы

Получается, рано пока автомеханику и автовладельцу выкидывать знание об УОЗ на задворки сознания. Например, понимание этого параметра запросто поможет даже при наличии только стандартного протокола «поймать» факт детонации, а по заводскому протоколу на многих автомобилях доступны и такие параметры, как сдвиг УОЗ по детонации для каждого цилиндра. А понимание процессов, происходящих в двигателе и системе управления — главное условие для скорейшего понимания причин неисправности и ее устранения. А о других процессах мы продолжим рассказывать в следующих статьях.

Бочканов Евгений Александрович 

© Легион-Автодата
Москва, г. Зеленоград
service-193@mail.ru

Владельцу автомобиля, самостоятельно обслуживающему технику, необходимо знать, как определить раннее или позднее зажигание на двигателе. При неправильной регулировке силовой агрегат теряет мощность и расходует больше топлива. Следует учесть, что регулировка возможна только на некоторых типах моторов, оснащенных механическим распределителем импульсов.

Водителю автомобиля необходимо уметь определять позднее и раннее зажигание.

Раннее или позднее зажигание: что это такое

При работе бензинового мотора искра между электродами должна проскочить до момента достижения верхней мертвой точки. Опережение выставляется вручную или программируется в блоке управления.

Идентичная проблема возможна и на дизельном двигателе из-за неправильной настройки момента впрыска топлива.

Принцип работы системы зажигания

Вне зависимости от типа системы питания для воспламенения смеси используют свечи, высоковольтный разряд пробивает воздушный промежуток. В автодизелях воздух предварительно сжимается, что позволяет получить температуру до +600°С. Впрыскиваемое форсункой горючее воспламеняется, и начинается такт расширения, сопровождаемый движением поршня вниз.

На инжекторе

На двигателях с инжектором раннего образца встречается бесконтактная система с распределителем и датчиком Холла. Позднее стали использовать блок управления, который определяет положение валов и автоматически регулирует угол опережения. Однозначно сказать, какое зажигание лучше, невозможно, поскольку каждая из систем имеет свои преимущества и недостатки.

На карбюраторе

На моторах с карбюратором применяется механический трамблер, распределяющий импульсы тока по цилиндрам. Вместо контактной группы может использоваться коммутатор, работающий с датчиком Холла и управляющий работой катушки. Но распределение высоковольтных импульсов осуществляет механический прибор. Искровые разряды появляются после того, как стартер начнет крутить вал двигателя. После последовательных вспышек смеси силовой агрегат заработает.

На моторах с карбюратором используется трамблер для регулировки раннего или позднего зажигания

Как определить раннее и позднее зажигание

Ниже приведены признаки неправильной установки угла опережения зажигания на моторах:

• с принудительным воспламенением (на жидком и газообразном топливе);
• с воспламенением горючего от сжатия.

На бензине

Признаки раннего воспламенения смеси:

• затрудненный пуск с попытками коленчатого вала начать вращаться в противоположную сторону;
• нестабильная работа в режиме холостого хода;
• падение динамики и детонационное сгорание топлива (при корректном октановом числе).

Признаком раннего воспламенения смеси является падение динамики.

При позднем зажигании владелец машины замечает увеличение расхода топлива при сохранении стандартного стиля управления. Двигатель быстро прогревается, вентилятор системы охлаждения срабатывает чаще. Многие водители отмечают снижение мощности, негативно влияющее на динамику.

На дизеле

Дизельные моторы отличаются от бензиновых только способом воспламенения смеси. При неправильной регулировке момента начала впрыска топлива появляются неисправности, идентичные проблемам при неправильной настройке системы зажигания на бензиновых двигателях.

На авто с ГБО

При использовании газообразного топлива необходимо выставить раннее зажигание, позволяющее снизить выбросы горящей смеси в выхлопной коллектор. Признаки нарушения настройки не отличаются от симптомов на бензиновых моторах.

Последствия неверно выставленного зажигания

При раннем или позднем зажигании наблюдаются симптомы:

• падение мощности мотора и динамики разгона автомобиля;
• затрудненный запуск двигателя (проблема прогрессирует по мере падения температуры воздуха);
• увеличение расхода топлива;
• нестабильная работа в режиме холостого хода;
• перегрев и сгорание рабочей смеси в коллекторах;
• появление детонации двигателя при сгорании топлива , разрушающей поршни и кольца.

При позднем или раннем зажигании увеличивается расход топлива.

Способы установки угла опережения зажигания на авто

Для настройки используют методики:

• при помощи специального прибора;
• подключения лампы накаливания;
• по звуку работы;
• по искре.

По стробоскопу

Стробоскоп представляет собой оптический прибор, позволяющий контролировать момент подачи искры.

Затем следует подключить приспособление к батарее (с соблюдением полярности) и установить датчик на провод 1 цилиндра. Перед тем как проверить корректность угла, необходимо подсоединить дополнительный кабель к выводу катушки зажигания, соединенному с прерывателем или коммутатором.

Алгоритм корректировки раннего или позднего зажигания при использовании стробоскопа:

1. Очистить поверхности шкива и картера двигателя от грязи, закрывающей насечки для настройки зажигания. Положение меток зависит от модели автомобиля.
2. Запустить и прогреть мотор до рабочей температуры.
3. Снять крышку распределителя и убедиться в корректном положении бегунка.
4. Нажать на кнопку на боковой стороне прибора и направить световую метку на шкив, нанесенная метка не должна скакать и восприниматься неподвижной. Оценить положение светового пятна относительно насечки на лобовой крышке.
5. Произвести корректировку угла (в случае необходимости) и повторно проверить настройки.

Стробоскоп контролирует момент подачи искры при определении раннего или позднего зажигания

По контрольной лампочке

При отсутствии специального оборудования владелец может выставить зажигание по лампочке. Методика отличается пониженной точностью и используется при ремонте в пути. Для выполнения работ понадобится лампа накаливания, рассчитанная на 12 В, патрон с проводами длиной 400-500 мм и набор гаечных ключей.

Чтобы узнать момент подачи искры, необходимо:

1. Выставить поршень в 1 цилиндре в верхнее положение (например, по меткам на приводе газораспределительного механизма или по насечками на шкиве коленчатого вала либо маховика).
2. Подключить лампочку к выводу на катушке, соединенному с прерывателем или коммутатором.
3. Подсоединить противоположный провод к отрицательному полюсу батареи или кузову.
4. Ослабить крепление распределителя, включить зажигание и вращать узел до момента включения лампы.
5. Затянуть крепление и проверить корректность настройки.

На слух

При регулировке мастер улавливает признаки раннего или позднего зажигания путем вращения распределителя относительно основания на запущенном и прогретом моторе. Необходимо добиться максимальных оборотов холостого хода без провалов, а затем затянуть крепежный болт трамблера.

По искре

Технология идентична регулировке при помощи лампы, но предусматривает снятие свечи из 1 цилиндра (поршень находится в верхней точке). Затем необходимо включить зажигание и вращать распределитель, определяя момент появления искры. Потом следует затянуть крепление, установить свечу в колодец и проверить корректность работы.

Проверка правильности установки

После того как выставление угла закончено, необходимо провести проверку:

1. Прогреть силовой агрегат до рабочей температуры и выехать на ровный прямолинейный участок шоссе.
2. Разогнаться с переключениями передач вверх до скорости 50 км/ч.
3. Стабилизировать движение, а затем резко нажать на педаль управления дроссельной заслонкой.

При корректной настройке появится кратковременный стук, указывающий на детонационное сгорание смеси. Отсутствие звука свидетельствует о запаздывании импульсов, а длительная детонация сигнализирует о ранней подаче искры. В этом случае необходимо провести дополнительную регулировку и заново проверить результат.