что такое угол опережения зажигания
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.
Как определить раннее или позднее зажигание
Неправильный угол зажигания провоцирует хлопки во впускной/выпускной коллектор, потерю мощности, приемистости и увеличение расхода топлива. Эксплуатация авто в таком режиме может обернуться прогаром поршня, клапанов и разрушением катализатора. Рассмотрим, как определить позднее или раннее зажигание установленном на карбюраторном и инжекторном двигателе.
Почему УОЗ не всегда одинаков?
Угол опережения зажигания (УОЗ) — это фактический угол поворота коленчатого вала от момента искрообразования до поднятия поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ) на такте сжатия. Необходимость опережения зажигания обуславливается задержкой реакции окисления топлива кислородом. Поэтому горение смеси делится на 3 фазы:
Практическим путем установлено, что наиболее эффективное преобразование тепловой энергии от горения топлива во вращательное движения коленчатого вала достигается, если пиковое давление в камере сгорания происходит на 10-12° после ВМТ. Характер горения смеси в камере сгорания зависит от многих параметров: температуры, качества и октанового числа бензина, плотности искрового заряда, фактической нагрузки на двигатель и от оборотов коленчатого вала. Поэтому УОЗ в разных режимах работы двигателя не может быть постоянным.
Чем опасно позднее и раннее опережение?
При раннем зажигании пиковое давление в камере сгорания происходит до 10-12° после преодоления поршнем ВМТ. Чем меньше этот угол, тем меньше плечо приложения силы к кривошипу. Нагрузка не трансформируется во вращательное движение коленчатого вала, а лишь оказывает давление на коленчатый вал и его шейки. Это приводит к повышенному износу пар трения, появлению задиров, а слишком раннее зажигание провоцирует детонационное сгорание.
При позднем угле опережения зажигания пиковое давление не выполняет максимум полезной работы из-за неоптимального плеча кривошипа. При этом большая часть энергии выходит в выхлопную систему. Поскольку температура недогоревшей топливной смеси намного выше расчетной, возникает риск перегрева и прогара выпускных клапанов. Позднее зажигание приводит и к перегреву деталей выхлопной системы, что может стать причиной растрескивания выпускного коллектора, оплавления каталитического нейтрализатора. При слишком позднем УОЗ нередко можно услышать характерные хлопки в выпускном тракте.
Симптомы раннего угла зажигания
Электронная система управления двигателем (ЭСУД) мониторит детонационное сгорание по сигналу с датчика детонации. Поэтому при первых ее проявлениях принудительно уменьшает УОЗ до безопасных значений.
Как себя проявляет позднее зажигание?
Какие системы нуждаются в регулировке?
Процесс первичной настройки и коррекции на работающем двигателе во многом зависит от конструкции системы зажигания, среди которых различают 3 основные вида:
Первоначальная установка УОЗ в системах контактного и бесконтактного типа достигается путем правильного позиционирования бегунка распределителя относительно одного из цилиндров в конце такте сжатия.
Видео:Точная установка зажигания без стробоскопа
Проблемы с УОЗ на инжекторном двигателе
Микропроцессорные системы не предусматривают регулировку зажигания в процессе ремонта и технического обслуживания. Проявление описанных симптомов раннего или позднего зажигания возможны в двух случаях:
При обнаружении в процессе самодиагностики неисправности датчика детонации блок управления переводит двигатель в аварийный режим, устанавливая позднее зажигание и ограничивая тем самым максимальную мощность.
Методы проверки
Чаще всего раннее или позднее зажигание определяют на слух. Необходимо разогнать авто с прогретым до рабочей температуры двигателем до 40-50 км/час и включить 4-ю передачу. Если после резкого нажатия педали акселератора до упора вы услышите 1-2 характерные щелчка, значит, первоначальный угол зажигания выставлен правильно и настраивать его не нужно. Суть такой проверки в том, чтобы найти порог детонационного сгорания. Если при нажатии педали раздается более 2 щелчков, корректировать угол зажигания нужно в сторону запаздывания. Соответственно, отсутствие детонации говорит о позднем УОЗ.
Описанный тест позволяет оценить правильность установки начального угла опережения. Но настройки следует проверять во всех режимах работы двигателя.
Описанные методы хоть и помогут определить неправильно установленное зажигание, но не гарантируют точной настройки. Чтобы правильно проверить и выставить зажигание, необходимо воспользоваться стробоскопом. Для корректировки нужно найти карту зажигания под ваш двигатель и подробную инструкцию по настройке от производителя.
Основные моменты настройки контактного и бесконтактного зажигания идентичны для всех авто. Но процесс совмещения меток ГРМ и даже направление вращения трамблера для многих автомобилей индивидуальны. Тонкая настройка УОЗ возможна только при исправной работе топливной системы, центробежного и вакуумного регулятора.
Как отрегулировать зажигание
Зажигание автомобильных бензиновых двигателей — это процесс образования искр на электродах свечей зажигания, поджигающих смесь в камере сгорания. От момента зажигания напрямую зависят эффективность процесса сгорания топлива, да и работоспособность двигателя в целом, поэтому опережение зажигания должно быть выставлено в самое оптимальное для вашего автомобиля положение. Регулировка опережения зажигания производится при помощи стробоскопа и набора ключей — инструментов, имеющихся в любом автомагазине.
Часть 1: Принцип работы системы зажигания
1.Выясните, требуется ли вашему автомобилю регулировка зажигания. Большинство современных машин оборудовано системами электронного управления зажиганием, не имеющими никаких регулировок. Но для эффективной эксплуатации более старых автомобилей с четырехтактными двигателями требуется периодическая подстройка опережения зажигания, гарантирующая своевременное искрообразование.
— Если во время работы двигателя появились признаки неполадок системы зажигания (например, стук пальцев, детонация или слишком раннее/позднее зажигание), то автомобиль необходимо отвезти к мотористу либо выставить зажигание самостоятельно.
2.Что такое рабочий цикл двигателя. Под четырьмя тактами работы двигателя внутреннего сгорания подразумеваются впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Зажигание происходит на границе тактов сжатия и рабочего хода — в этот момент свеча вырабатывает искру, поджигающую топливную смесь. Энергия, высвободившаяся в результате горения, толкает поршень, который, в свою очередь, вращает коленвал двигателя.
— Свеча должна дать искру в момент, когда поршень, двигаясь в процессе такта сжатия, почти достиг положения, называемого «верхней мертвой точкой» (ВМТ). Со временем момент срабатывания свечи может немного сбиться, уменьшив время эффективного действия искры. Промежуток между воспламенением смеси и достижением ВМТ называется опережением зажигания; его значение определяется по нумерованной шкале, нанесенной на маховик двигателя.
3.Разберитесь в обозначениях угла опережения зажигания. Найдите на передней части маховика шкалу меток; ее нумерация представляет собой ряд цифр, убывающий до ноля, а затем снова возрастающий. Как правило, заводские установки таковы, что когда первый цилиндр находится в ВМТ, видна нулевая отметка. По мере увеличения оборотов двигателя угол опережения зажигания меняется; получившийся диапазон требует периодической проверки и регулировки при помощи стробоскопа.
Цифры на шкале слева от ноля обозначают движение поршня вниз, а справа — соответственно, вверх. Перемещение маховика вправо делает зажигание более ранним, а влево — более поздним.
Часть 2. Проверка угла опережения зажигания
1. Подключите стробоскоп. Подсоедините провода питания стробоскопа к клеммам аккумулятора и прикрепите датчик стробоскопа к высоковольтному проводу свечи первого цилиндра. Для получения более точных инструкций по подключению стробоскопа изучите руководство по эксплуатации своего прибора.
Стробоскоп короткими вспышками освещает шкалу на вращающемся маховике, высвечивая конкретную метку, соответствующую углу опережения зажигания, при котором свеча дает искру. В момент вырабатывания искры датчик посылает сигнал в стробоскоп, который включается и освещает цифру, появившуюся в данный конкретный момент времени.
2. Попросите помощника добавить оборотов. Для проверки угла зажигания и наблюдения за процессом вам потребуется ассистент, который бы нажал на педаль газа, пока вы будете разглядывать шкалу при свете стробоскопа. Ну и, конечно же, предварительно вы должны надежно припарковать свой автомобиль, а в процессе работы — держать руки подальше от движущихся частей двигателя.
3. Направьте свет стробоскопа прямо на маховик и найдите цифру. Несмотря на то, что маховик вращается, вспышки стробоскопа должны четко высветить определенную цифру. Это — значение угла опережения зажигания в градусах. Также запомните положение этой цифры — справа или слева от ноля.
— В процессе увеличения оборотов момент появления искры должен немного измениться. Это нормально, ведь зажигание работает нелинейно, и с увеличением скорости в значение угла опережения зажигания вводится поправка.
— Для определения суммарного угла опережения необходимо раскрутить двигатель хотя бы до 3500 об/мин. Только в таком случае вы добьетесь того, что к начальному значению угла опережения зажигания добавится поправка.
4. Не забудьте про вакуумный регулятор опережения зажигания, если он у вас установлен. Во время работы двигателя вакуумный регулятор вносит поправку в значение угла опережения зажигания, поэтому перед запуском двигателя его нужно отключить. Для этого на заглушенной машине сначала ослабьте болт крепления корпуса трамблера, а затем на время проверки и регулировки угла опережения зажигания снимите с вакуумного регулятора трубку и заткните ее куском материи.
— На малых оборотах вакуумный регулятор вносит в угол опережения зажигания лишь незначительные поправки, потому что в таких условиях мембрана внутри регулятора перемещается на небольшое расстояние.
5. При необходимости отрегулируйте угол опережения зажигания. Теперь, когда вы узнали действующую величину угла опережения зажигания, как понять, нужна ли регулировка? Каждой конкретной модели автомобиля соответствует свой угол опережения зажигания; это зависит от типа двигателя, года выпуска, трансмиссии и многих других параметров. Чтобы понять, требуется ли дополнительная регулировка угла опережения зажигания, выясните паспортное значение этого параметра для своего автомобиля и, сравнив это число с полученным значением, при необходимости проведите настройку.
— Если вы не знаете требуемого угла зажигания, то обратитесь за помощью к автомеханику или работнику автомагазина, чтобы они поискали по своим справочникам значение этого параметра для вашего автомобиля.
Часть 3: Регулировка угла опережения зажигания
1 Ослабьте болт крепления корпуса распределителя зажигания (трамблера), чтобы его можно было свободно вращать. Для регулировки угла опережения зажигания вам нужно будет поворачивать трамблер в том или другом направлении, в зависимости от того, потребуется ли вам более раннее или более позднее зажигание.
— Если бегунок вращается по часовой стрелке, то при повороте корпуса трамблера против часовой стрелки вы устанавливаете более раннее зажигание, и наоборот. Возможно, прежде чем вы разберетесь, придется немного повозиться; тут и пригодятся помощники: один будет газовать, другой — проверять метку, а третий — крутить трамблер.
2 Пока двигатель работает на повышенных оборотах, проведите настройку. Плотно возьмитесь за корпус трамблера и начните медленно его вращать в одну или другую сторону. Продолжайте настройку, пока метка не окажется в правильной позиции. Вращая трамблер и периодически перепроверяя положение метки при помощи стробоскопа, добейтесь требуемой настройки. Когда это произойдет, зафиксируйте трамблер, затянув крепежный винт.
3 Если настройка угла вызывает затруднения, то установите трамблер «на глаз», в положение 34°.36°. Характеристики типичного двигателя Шевроле «смол-блок» таковы, что для максимальной производительности при 3500 об/мин зажигание должно быть выставлено в указанных пределах; такой угол опережения зажигания обеспечивает наиболее стабильную работу двигателя.[3]
— После установки угла зажигания «на глаз» нелишним будет затем отпустить газ, дождаться, пока установятся обороты холостого хода и еще раз перепроверить угол опережения зажигания, чтобы узнать, какова метка оптимального угла зажигания на холостом ходу.
4 После успешного окончания регулировки угла опережения зажигания затяните крепежный винт трамблера.
Советы
— При проведении любых работ с автомобилем всегда имеет смысл очищать снятые детали и перед обратной установкой производить их дефектовку.
— Хорошенько очистите шкалу, нанесенную на маховик, и для облегчения считывания наметьте белым или желтым маркером центральную метку, соответствующую ВМТ.
— Не забывайте, что вы работаете под открытым капотом своего автомобиля при включенном (или выключенном) двигателе. Предпримите все необходимые меры безопасности, в том числе наденьте защитные перчатки и закрытую обувь, а также не надевайте свободную одежду, которая может быть затянута движущимися частями двигателя.
Угол опережения зажигания
Дата: january 21, 2021 3:33 pm
Найдите специалиста по чип-тюнингу
Сделайте чип-тюнинг у проверенного специалиста с выдачей сертификата и возможностью манибэка.
АДАКТ против удаления корректно работающего катализатора.
Узнайте про возможные последствия для автомобиля.
При работе на обедненных смесях, используемых все чаще, требуется больший угол опережения зажигания, чтобы компенсировать меньшую скорость горения. Так будет обеспечено снижение потребления топлива и высокий крутящий момент, но смесью нужно управлять очень точно, чтобы добиться лучшего компромисса в отношении экологичности выхлопа.
Эффективность снижения выбросов отработавших газов при смещении УОЗ для бензина АИ-95-К5 Газпромнефть: а) изменение коэффициента Кge (удельный расход топлива), б) изменение коэффициента KCH (углеводорода), в) изменение коэффициента KNOx (оксиды азота)
В современных ДВС УОЗ меняется в зависимости режима работы мотора. При его росте значительно возрастает температура сгорания, что в свою очередь вызывает повышение окислов азота NOx. При уменьшении процесс сгорания смещается на такт расширения. Температура отработавших газов также повышается в конце расширения. Это способствует более полному окислению СН.
УОЗ и работа двигателя
Негативные последствия при раннем зажигании:
Если поджечь смесь позже оптимального момента (позднее зажигание), когда поршень после достижения ВМТ начинает движение вниз, энергия от сгоревших газов уходит в выпуск, снижается эффективность работы мотора.
Неправильно подобранное зажигание негативно влияет на эффективность и ресурс двигателя, а также приводит к увеличению расхода топлива.
Возможные проблемы с неправильно выставленными углами зажигания:
Настройка угла зажигания при чип-тюнинге
На заводах настраивают УОЗ с расчетом на низкокачественное топливо, обычно оставив запас в пару градусов. Это позволяет обеспечить гарантийный ресурс двигателя даже при использовании топлива плохого качества. Но на таком топливе мощность и крутящий момент снижаются. При обычной езде владелец может и не заметить, что с авто что-то не так, но при активном педалировании проблема проявит себя.
Визуализация карты базового УОЗ в программе ChipTuningPRO
При чип-тюнинге калибровщик правит УОЗ, используя запасы, оставленные заводом-производителем. После чиповки повысятся требования к топливу: нужно будет заливать хороший АИ-95 или АИ-98. Из плюсов — автомобиль станет более динамичным и отзывчивым.
Подробнее о возможностях чип-тюнинга читайте в материале сайта.
Провести регулировку углов опережения зажигания и сделать чип-тюнинг можно у наших партнеров в любом городе России. Ближайших из них можно найти на карте ниже.
С каждым годом вопрос об экологичности автомобилей стоит все острей: люди начинают больше заботиться об окружающей среде. Не считая автомобильного производства, основной урон экологии наносят выхлопные газы. Чтобы снизить выбросы ОГ в атмосферу, нужно добиться лучшего и полного сгорания топлива. Но такие смеси, скорее всего, будут бедными, а это увеличивает температуру. Полнота сгорания топлива, в свою очередь, определяется поддержанием стехиометрического состава смеси и моментом ее поджога, а это влияет не только на экологичность, но и на развиваемую мощность. Эта точка воспламенения может обозначается как угол опережения зажигания (УОЗ).
УОЗ — это угол, на который успевает повернуться коленчатый вал от момента возникновения искры до момента достижения поршнем верхней мертвой точки (ВМТ). При нормальном угле опережения зажигания смесь воспламеняется за 10–12ᴼ до попадания поршня в ВМТ.
При корректно выставленном УОЗ, энергия, высвободившаяся при сгорании смеси, должна с силой толкнуть поршень вниз. Для этого воспламенение должно происходить в момент до достижения поршнем ВМТ — на такте сжатия.
Влияние УОЗ на выбросы выхлопных газов
Угол опережения зажигания влияет не только на расход топлива и момент, но и на состав выхлопных газов: с его увеличением возрастает содержание углеводорода (НС) и окислов азота (NOx) в выхлопе. Это связано с ростом температуры сгорания.
При работе на обедненных смесях, используемых все чаще, требуется больший угол опережения зажигания, чтобы компенсировать меньшую скорость горения. Так будет обеспечено снижение потребления топлива и высокий крутящий момент, но смесью нужно управлять очень точно, чтобы добиться лучшего компромисса в отношении экологичности выхлопа.
Эффективность снижения выбросов отработавших газов при смещении УОЗ для бензина АИ-95-К5 Газпромнефть: а) изменение коэффициента Кge (удельный расход топлива), б) изменение коэффициента KCH (углеводорода), в) изменение коэффициента KNOx (оксиды азота)
В современных ДВС УОЗ меняется в зависимости режима работы мотора. При его росте значительно возрастает температура сгорания, что в свою очередь вызывает повышение окислов азота NOx. При уменьшении процесс сгорания смещается на такт расширения. Температура отработавших газов также повышается в конце расширения. Это способствует более полному окислению СН.
УОЗ и работа двигателя
Негативные последствия при раннем зажигании:
Если поджечь смесь позже оптимального момента (позднее зажигание), когда поршень после достижения ВМТ начинает движение вниз, энергия от сгоревших газов уходит в выпуск, снижается эффективность работы мотора.
Неправильно подобранное зажигание негативно влияет на эффективность и ресурс двигателя, а также приводит к увеличению расхода топлива.
Возможные проблемы с неправильно выставленными углами зажигания:
Настройка угла зажигания при чип-тюнинге
На заводах настраивают УОЗ с расчетом на низкокачественное топливо, обычно оставив запас в пару градусов. Это позволяет обеспечить гарантийный ресурс двигателя даже при использовании топлива плохого качества. Но на таком топливе мощность и крутящий момент снижаются. При обычной езде владелец может и не заметить, что с авто что-то не так, но при активном педалировании проблема проявит себя.
Визуализация карты базового УОЗ в программе ChipTuningPRO
При чип-тюнинге калибровщик правит УОЗ, используя запасы, оставленные заводом-производителем. После чиповки повысятся требования к топливу: нужно будет заливать хороший АИ-95 или АИ-98. Из плюсов — автомобиль станет более динамичным и отзывчивым.
Подробнее о возможностях чип-тюнинга читайте в материале сайта.
Провести регулировку углов опережения зажигания и сделать чип-тюнинг можно у наших партнеров в любом городе России. Ближайших из них можно найти на карте ниже.