Что такое угол опережения зажигания

Угол опережения зажигания. Зачем он и как им управлять

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

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.

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.

Выставление угла опережения зажигания своими руками

Опережение зажигания топливно-воздушной смеси на бензиновом и дизельном двигателе является воспламенением рабочей смеси в цилиндре в строго заданный момент. Под таким моментом следует понимать нахождение поршня в ВМТ.

Правильно выставленный момент зажигания сильно влияет на исправную работу мотора. Отклонения приводят к потере мощности и неустойчивой работе ДВС. В четырехтактном двигателе смесь воспламеняется в конце такта сжатия, а также перед тем моментом, когда поршень окажется в верхней мертвой точке.

Что такое угол опережения зажигания

В бензиновых агрегатах смесь поджигается от искры, которую создает свеча зажигания. Перед началом рабочего хода поршня происходит расширение газов и воспламенение. Стоит отметить, что смесь в цилиндре сгорает не моментально. После образования искры процесс сгорания и максимальное расширение газов в рабочей камере занимает определенный промежуток времени. Указанный временной отрезок небольшой, но с учетом высокой частоты вращения коленвала поршень успевает дополнительно пройти определенное расстояние от той точки своего нахождения в тот момент, когда топливно-воздушная смесь только загорелась.

Перед началом рассмотрения УОЗ (угол опережения зажигания) давайте подробнее рассмотрим схему работы системы зажигания. Как уже было сказано выше, момент зажигания оказывает огромное влияние на исправность работы ДВС. Поджиг смеси реализуется в тот момент, когда поршень на такте сжатия подходит к ВМТ. Далее происходит сгорание смеси воздуха и бензина, результатом чего становится расширение газов. Эти газы толкают поршень вниз (рабочий ход), благодаря чему энергия сгорания преобразуется в механическую полезную работу на коленвале.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое разминусовка двигателя. Из этой статьи вы узнаете о положительных аспектах установки дополнительной массы.

Вполне очевидно, что если воспламенение произойдет в момент нахождения поршня в ВМТ, тогда топливо еще будет догорать уже в начале его рабочего хода (позднее зажигание). Это приведет к тому, что давление газов частично будет приходиться на двигающийся вниз поршень. Закономерно наблюдается потеря мощности двигателя.

Если подать искру и поджечь рабочую смесь заметно раньше достижения поршнем ВМТ (раннее зажигание), тогда максимум давления расширившихся газов не толкнет его вниз, а будет препятствовать его поднятию в ВМТ. Получается, энергия газов в такой ситуации не выполняет полезной работы. Более того, сопротивление газов по отношению к движущемуся поршню оказывает запредельные нагрузки на сам поршень и КШМ. Такое неправильно выставленное зажигание буквально разрушает двигатель. Чтобы избежать подобных отклонений зажигание необходимо регулировать.

Самостоятельная регулировка УОЗ

Правильно выставленный угол опережения зажигания предполагает воспламенение топливно-воздушной смеси и ее сгорание до момента, когда поршень окажется в верхней мертвой точке. Такой момент определяется по положению коленчатого вала двигателя и обозначается в градусах. Получается, моментом зажигания является угол между ВМТ и коленвалом. Если сдвигать угол к ВМТ, тогда получается позднее зажигание, а если сдвинуть угол в противоположном направлении, тогда такой угол станет ранним.

Давайте рассмотрим на примере «классики» ВАЗ, как выставить УОЗ на карбюраторном двигателе. Настройку необходимо осуществлять при помощи следующего минимального набора инструментов:

• гаечный ключ;
• ключ маховика для проворачивания коленвала;
• свеча зажигания;

Порядок действий следующий:

1. Двигатель необходимо заглушить, а сам автомобиль нельзя ставить на передачу (используется стояночный тормоз) Ключ также необходимо вынуть из замка зажигания.
2. Далее потребуется обнаружить метки, которые находятся рядом с шестерней ГРМ (длинная 0 градусов, средней длины метка 5 градусов, короткая 10 градусов). После этого также понадобиться выявить метку на маховике.
3. Затем нужно отсоединить высоковольтный провод со свечи зажигания 1-го цилиндра (ближний к радиатору). В этот провод вставляется заготовленная ранее свеча, после чего она крепится на массу (для удобства можно воспользоваться держателем топливного шланга на клапанной крышке).
4. После этого необходимо снять крышку трамблера, подойти с левой стороны машины и надеть ключ коленвала на гайку маховика. Далее коленвал нужно крутить строго на себя, так как попытка вращения в противоположную сторону приведет к откручиванию маховика.
5. В процессе вращения коленвала нужно следить за бегунком трамблера и подгонять положение так, чтобы бегунок находился в области контакта 1-го цилиндра.
6. Что касается меток на шестерне ГРМ и клапанной крышке, для моторов ВАЗ 2103-2106, выставляется 0 или 1 градус, для мотора ВАЗ 2101 ставится 1-3 градуса.
7. После выставления меток ГРМ и проверив нахождение бегунка трамблера в области контакта 1 цилиндра, ключ с маховика коленвала убирается, крышка трамблера возвращается на место.
8. Далее зажигание можно включить, но двигатель не запускается. Затем гайку крепления трамблера можно отпустить, после чего трамблер проворачивается против часовой стрелки.
9. Следующим шагом становится проворачивание трамблера по часовой стрелке до того момента, пока не появится искра. Данную процедуру лучше повторить несколько раз.
10. После этого трамблер необходимо зафиксировать в том положении, когда проскакивает искра. Затем провод можно вернуть на вкрученную свечу 1-го цилиндра.

Далее автомобиль потребуется разогнать на ровной дороге до 40-50 км/час, после чего включается 4-я скорость и осуществляется резкое нажатие на педаль газа. Появление «звона пальцев» (детонация) и быстрое его исчезновение (около 2 секунд) при разгоне до 60-65 км/час укажет на то, что угол опережения зажигания выставлен правильно.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое датчик распредвала ДПРВ. Из этой статьи вы узнаете о назначении данного устройства и неисправностях, которые возникают в результате его выхода из строя.

Постоянный детонационный стук будет означать, что зажигание раннее. В этом случае процедуру настройки необходимо повторить, проворачивая трамблер в «минус» на одно деление. Отсутствие детонации позволяет осуществлять проворот в «плюс». Другими словами, трамблер сдвигают на несколько миллиметров по часовой стрелке или против часовой стрелки, что будет зависеть от того, какое зажигание нужно выставить в конкретной ситуации.

Стоит добавить, что подстройку угла опережения зажигания на карбюраторных моторах также можно автоматизировать при помощи вакуумного регулятора. Указанное решение служит для коррекции угла опережения зажигания с учетом нагрузок на ДВС в том или ином режиме.

Угол опережения зажигания на моторах с электронным впрыском

Работа современного бензинового и дизельного двигателя с электронным впрыском контролируется при помощи прошивок, которые зашиты в ЭБУ. Вся система основана на взаимодействии контроллера, электронных датчиков и исполнительных устройств. По этой причине зажигание на таких автомобилях не выставляют.

Для нормальной работы систем топливоподачи и зажигания ЭБУ получает сигнал от датчиков, после чего полученная информация проходит обработку и сопоставляется со специальными топливными картами, которые находятся в прошивке блока управления. Основные сигналы поступают от датчиков коленвала и распредвала. С учетом положения коленвала и распредвала ЭБУ рассчитывает момент топливного впрыска инжекторной форсункой, а также момент поджига топливно-воздушной смеси (только для бензиновых ДВС) в цилиндре с поправкой на обороты и нагрузку на двигатель.

Электронное управление зажиганием означает то, что изменить угол зажигания (угол опережения топливного впрыска для дизеля) и топливные карты на таких системах можно только при помощи компьютера, к которому осуществляется подключение ЭБУ. Делается это в случае необходимости программного чип-тюнинга ДВС, а также после внесения различных изменений в устройство двигателя.

Дополнительно следует обратить внимание на то, чтобы все метки на маховике и шкивах ГРМ точно совпадали. В дизеле также необходимо отдельно проверить состояние привода ТНВД. Неправильно выставленные метки приведут к тому, что на ЭБУ будут подаваться ошибочные сигналы, в результате чего появятся сбои зажигания и нарушится синхронность работы устройств и механизмов.

Угол опережения зажигания на двигателях с ГБО

Установка газобаллонного оборудования означает, что ряд характеристик будет отличаться при работе мотора на газу. Хотя в современных автомобилях регулировка параметров осуществляется посредством ЭБУ, в случае с газом систему необходимо дорабатывать.

Дело в том, что на инжекторных двигателях угол опережения зажигания блок управления выставляет с учетом детонации бензина. Что касается газа, то детонация данному виду топлива не свойственна. По этой причине для правильного выставления угла опережения зажигания на двигателях, которые работают на газе, дополнительно устанавливается вариатор угла опережения зажигания для ГБО. Устройство способно изменять УОЗ автоматически зависимо от режима работы двигателя.

Признаки для определения правильности выставленного угла опережения зажигания. Последствия некорректно настроенного УОЗ, способы выставления зажигания.

Почему двигатель простреливает в карбюратор, в выхлопную систему. Причины появления хлопков в карбюратор, дополнительные симптомы, устранение неисправности.

По каким причинам возникает стук поршневых пальцев во время разгона автомобиля и работы под нагрузкой: качество топлива, зажигание, состав смеси и другие.

Назначение и устройство датчика детонации. Главные причины возникновения детонации, виды и принцип работы датчика.

Как выставить начало момента впрыска топлива на дизельном двигателе. Различные способы настройки УОВ. Советы и рекомендации при самостоятельной настройке.

Стоит ли делать чип-тюнинг двигателя серийного автомобиля: преимущества и недостатки таких доработок. Ресурс и обслуживание двигателя после чиповки, советы.

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.

Угол опережения зажигания: особенности, правила и рекомендации

Опережение зажигания – это очень важный параметр, от которого непосредственно зависит стабильность и правильность работы инжекторных и карбюраторных двигателей, функционирующих на бензине или газу. Давайте рассмотрим, что представляет собой угол опережения зажигания, на что он влияет, как его определить и настроить, в том числе на газовом оборудовании.

Что такое УОЗ

Это момент воспламенения топливно-воздушной смеси внутри камер сгорания в тот момент, когда поршень приближается к своей верхней мертвой точке.

Угол опережения зажигания должен быть выставлен правильно. Ведь он прямым образом влияет на работу мотора. Все дело в том, что от этого угла напрямую зависит эффективность и КПД мотора. В зависимости от того, раннее или позднее зажигание, давление газов внутри системы разное.

Газы давят на поршень. А сила их давления должна достичь своего максимума тогда, когда элемент начнет движение вниз после прохождения верхней мертвой точки.

Если зажигание раннее, то топливо-воздушная смесь воспламенится, когда поршень будет в начале или середине своего пути к ВМТ. В результате, КПД двигателя значительно снижается. Давление газов будет направлять поршень вниз. Последний при этом старается двигаться к ВМТ.

Если зажигание позднее, то искра подается в тот момент, когда поршень будет двигаться вниз. В этом случае также теряется эффективность, снижается мощность мотора.

Доктрина о сгорании смеси

Воспламенение и горение ее – это больше, чем просто химический процесс. Это целый раздел теории. К примеру, если углубиться немного в это направление науки, то станет известно, что от небольшого искрового разряда на свече начинается фронт пламени и распространяется в камер сгорания. Известно, что длительность искры составляет не более одного метра в секунду. За это время температуры могут доходить до десяти тысяч градусов. Объем смеси, который воспламеняется, уничтожается в один миг.

Доказано, что скорость горения на самом деле мала. Однако по мере того, как увеличивается пламя, скорость горения также увеличивается в 70-80 раз. Остатки смеси, которые не удаляются полностью по причине того, что находятся возле достаточно холодных стенок цилиндра, горят медленнее. При этом угол поворота коленчатого вала составляет 30 градусов.

При различных положениях угла опережения зажигания, горение существенно отличается. При правильном УОЗ оптимальный напор подается туда, где поршень только-только проходит ВМТ. Это примерно 10-12 градусов.

Если УОЗ сбит, установлен в более позднюю сторону, то наиболее оптимальное давление газов имеется в зоне 45 градусов – поршень здесь в еще более низком положении. Газы давят уже опускающийся элемент. Эффективность такого двигателя сводится к нулю.

При позднем угле опережения зажигания топливо может догорать уже после открытия выпускных клапанов. Газы, образующиеся после взрыва, имеют очень высокую температуру. Они могут легко спровоцировать воспламенение новой порции смеси, которая поступает в цилиндры. В этот момент можно услышать характерные хлопки в глушителе.

Раннее зажигание — не всего хорошо. В этом случае максимальное давление приходится уже на положение поршня в ВМТ или раньше. Продукты сгорания давят на поршень, который еще не дошел до самой верхней точки. В результате падает мощность, появляется детонация и другие неприятные моменты.

Признаки сбитого УОЗ

Процесс воспламенения смеси топлива и воздуха в камерах двигателя (опаздывающий или проходящий с опережением) может приводить к различным сбоям в работе двигателя. Определить, что установка угла опережения зажигания сделана неверно, помогут следующие признаки:

• Наблюдаются трудности с запуском двигателя.
• Ощутимо увеличиваются аппетиты автомобиля.
• Мотор теряет приемистость, снижается мощность двигателя.
• Можно наблюдать неустойчивую работу на холостом ходу.
• При нажатии на газ теряется отзывчивость агрегата, наблюдается перегрев, а также детонация.
• Также можно слышать хлопки – в карбюратор или впускной коллектор или в выхлопную систему.

Последствия неправильного УОЗ

Как запаздывающее, так и раннее зажигание, не лучшим образом влияет на ресурс силового агрегата и его работу. Нужно добавить, что от правильного угла опережения зажигания двигателя зависят не только такие характеристики, как мощность двигателя или расход топлива. Если искра появляется раньше, чем нужно, тогда давление газов, которые расширяются, будет мешать поршню. Воспламенение после того, как элемент начал двигаться вниз, приведет к тому, что энергия догонит поршень и затем попадет в выпускной тракт, а не сделает полезную работу.

При раннем зажигании поднимающийся элемент должен приложить значительные усилия, чтобы сжать газы, которые образуются от раннего сгорания смеси. В данном случае значительно растет нагрузка на цилиндропоршневую группу и коленчатый вал.

Ранее зажигание определяется по следующим характерным признакам – можно слышать металлические звенящие звуки в процессе работы двигателя. Также будут плавать обороты на холостом ходу. После нажатия на газ будет наблюдаться провал.

Позднее зажигание тоже вредит двигателю. Смесь горит при пониженном давлении и повышенном объеме в цилиндре. Нарушается время горения, за счет чего смесь догорает в процессе рабочего хода поршня. Двигатель теряет мощность. Чтобы разогнаться, необходимо усиленно надавить на педаль газа. Также отмечается высокий расход топлива. Внутри мотора образуется кокс, нагар и различные отложения. Неверное сгорание приводит к перегревам.

Поэтому необходимо знать, как выставить угол опережения зажигания. Это позволит улучшить работу мотора, снизить расход топлива и защитить его от преждевременного износа.

Как определить УОЗ

Для того, что определить УОЗ, следует знать несколько важных понятий:

• Угол имеет зависимость от частоты вращения коленчатого вала. Чем выше обороты двигателя, тем более ранним должен быть УОЗ. Также на него влияет температура двигателя и горючей смеси. Чем ниже температура мотора, тем более медленным будет горение. Поэтому в данном случае регулировка угла опережения зажигания делается в более раннюю сторону. На горячем моторе все наоборот.
• Также на УОЗ существенно влияет нагрузка на двигатель. Чем больше обороты, тем более ранний угол нужен. Это делается, чтобы исключить детонацию, так как при высоких нагрузках в цилиндры подаются увеличенные порции топливной смеси.

Почему УОЗ сбивается

Подобные ситуации довольно распространены. Параметры, рекомендованные изготовителем, сбиваются. Ведь они просто не предназначены для конкретных условий, в которых эксплуатируется автомобиль. Тут необходимо знать, какой должен быть угол опережения зажигания для конкретных условий – он выставляется вручную.

Но вначале нужно удостоверится, а точно ли нужно вмешиваться и что-то менять. Проверить УОЗ можно на слух, ориентируясь на свои ощущения. Для этого машину разгоняют на прямом участке до 40 км/ч и затем резко давят на газ. Должна быть включена четвертая передача.

Если кратковременно будут слышны детонационные звуки, но при этом разгон будет вполне уверенный, с углом можно не делать ровным счетом ничего. Детонация должна полностью исчезнуть за пару секунд, после отметки на спидометре в 60 км/ч.

Когда звуки не прекращаются, а автомобиль не ускоряется, то это говорит о том, что зажигание сбито. Если детонация не пропадает, то УОЗ слишком ранний. Во втором случае зажигание позднее.

Настройка УОЗ

Давайте узнаем, как выставить угол опережения зажигания. Для этого понадобится специальный прибор – стробоскоп для зажигания. Но если этого прибора нет, то ничего страшного. Если зажигание контактное, то оно настраивается с помощью обыкновенной лампочки. Если система бесконтактная, то настройка осуществляется на слух, а правильность регулировок проверяется вышеописанным методом на дороге.

Бесконтактное зажигание

Если имеется стробоскоп, то его подключают по инструкции к прибору. Обычно у большинства устройств три провода питающих, которые подключаются к аккумулятору, и сигнальный. Последний подсоединяют к свече на первом цилиндре.

Выставляют угол опережения зажигания на холостом ходу, но на хорошо прогретом моторе. Делается это следующим образом. Подключают стробоскоп, а его лампу направляют на маховик – на нем имеются отметки. Лучше заранее найти эти отметки, покрутив двигатель за колесо при включенной пятой передаче. Нужную метку помечают канцелярским корректором. Стробоскоп будет мигать, а метка будет казаться неподвижной, если на нее светить. Вращением трамблера добиваются, чтобы метка была на одном месте напротив отлива на корпусе маховика. Угол опережения зажигания ВАЗа по паспорту – плюс-минус один градус.

Нередко после такой настройки двигатель работает стабильно и хорошо. Расход топлива падает, улучшается динамика. Но так бывает далеко не всегда. В таком случае необходимо настраивать зажигание по детонации.

УОЗ и инжектор

Здесь все гораздо проще. В данном случае включают зажигание и наблюдают за приборной панелью. Если горит лампа, говорящая о неисправностях, то берут ноутбук и проводят диагностику. Далее осматривают дроссельную заслонку. Затем проверяют напряжение в бортовой сети. Заслонку открывают на один процент. Далее резко нажимают на педаль газа. В результате заслонка откроется на 90 процентов. Напряжение на датчике положения дроссельной заслонки должно упасть до 0,45 В. Если это не так, регулируют УОЗ.

С инжекторным двигателем будет достаточно установки заводского начального угла. Здесь электроника решает, какой угол опережения зажигания будет в процессе работы мотора в разных режимах. Начальный угол выставляют аналогично бесконтактному зажиганию. Регулировка осуществляется вращением гаек, крепящих распределитель маховика.

Вариаторы УОЗ

С появлением ГБО автовладельцы столкнулись с тем, что даже самое раннее зажигание, которое можно выставить на трамблере, недостаточно ранее для газового топлива. Дело в том, что в отличии от бензинов, пропан-бутан горит дольше, а значит появляются проблемы. Так как трамблер не позволяет получить очень раннее зажигание, чтобы смесь могла сгорать в камере сгорания, то появились вариаторы угла опережения зажигания.

Это электронные устройство, задача которого – сместить кривую УОЗ. Данное смещение проводится по определенным алгоритмам на конкретные значения. Если не использовать вариатор, то зажигание будет недостаточно ранним. Горючая смесь будет догорать в выпускном коллекторе, а это чревато различными бедами.

В заключение

Вот таким образом можно настроить и проверить углы опережения зажигания. Когда появляются провалы при движении, когда двигатель троит или просто наблюдается нестабильная работа, многие начинают проверять что-угодно, только не УОЗ. А ведь зря. Данный параметр напрямую влияет на стабильность работы двигателя внутреннего сгорания. Автомобиль с правильно выставленным углом зажигания будет радовать своей надежной и бесперебойной работой.