Момент образования искры между электро­дами свечи зажигания называется момен­том зажигания. Величина момента зажига­ния определяется в градусах угла поворота кривошипа (шатунной шейки) коленчатого вала по отношению к верхней мертвой точке поршня. Эта величина именуется угол опе­режения зажигания — угол поворота кри­вошипа от момента, при котором на свече зажигания происходит искрообразование, до занятия поршнем верхней мертвой точки.

Величина угла опережения зажигания зави­сит от режима работы двигателя, который, с учетом задержки воспламенения рабочей смеси, должен обеспечивать оптимальное изменение давления в цилиндре во время сгорания смеси. Следовательно, момент за­жигания должен быть выбран так, чтобы основной процесс сгорания и, соответствен­но, пик давления в цилиндре, происходили вскоре после прохождения поршнем верх­ней мертвой точки. Соответственно, воспла­менение сжатой рабочей смеси в цилиндре осуществляется непосредственно перед верхней мертвой точкой поршня. При максимально возможном крутящем моменте и незначительном содержании вредных примесей в отработавших газах не­обходимо обеспечить минимальный расход топлива. При этом не должно происходить детонационное сгорание.

 

 

В индуктивной (контактной) системе зажигания регулировка угла опережения зажигания осуществляется механически в распределителе зажигания (рис. «Распределитель зажигания «). Так как при увеличении частоты вращения ко­ленчатого вала увеличивается задержка вос­пламенения рабочей смеси, угол опереже­ния зажигания настраивается как «ранний» с помощью центробежного регулятора. Это необходимо, так как при одинаковом соста­ве горючей смеси задержка воспламенения остается постоянной, и вследствие этого, при росте частоты вращения всегда необ­ходим более «ранний» момент зажигания.

В двигателях с непосредственным впры­ском бензина и послойным образованием рабочей смеси диапазон изменений момен­та зажигания посредством окончания впры­скивания и времени, необходимого для подготовки смеси, сильно ограничен. Одно­временно время задержки воспламенения увеличивается, если смесь в районе свечи зажигания является бедной. Для решения подобной проблемы иногда используют установку второй свечи зажигания в камере сгорания. Кроме того, необходимо соблю­дать оптимальный температурный режим работы свечи зажигания, что достигается точной регулировкой зазора между цен­тральным и боковым электродами свечи.

В прерывателе-распределителе контакт­ной системы зажигания, кроме регулировки угла опережения зажигания с помощью цен­тробежного регулятора, то есть в зависимо­сти от частоты вращения коленчатого вала, необходимо обеспечить аналогичную регу­лировку в зависимости от нагрузки на дви­гатель. Для этого в распределитель встроен вакуумный регулятор угла опережения за­жигания (вакуумный корректор), соединен­ный с впускным коллектором и реагирую­щий на изменение разрежения воздуха, то есть на изменение нагрузки.

В диапазоне частичных нагрузок воспла­менение рабочей смеси должно происхо­дить раньше, чем при полной нагрузке с бо­гатой горючей смесью. В режиме холостого хода и при движении накатом, как правило, происходит увеличение задержки воспламе­нения рабочей смеси.

Графическое изображение изменения угла опережения зажигания представлено на рис. «Изменение момента зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель, кривые изменения угла опережения зажигания».

При использовании системы электронно­го зажигания возможен более гибкий выбор момента зажигания. При этом обеспечивает­ся лучшая регулировка режимов работы дви­гателя. Подбор данных для такой регулиров­ки (рис. «Диаграмма зависимости угла опережения зажигания от частоты вращения коленчатого вала и расхода воздуха»), которая может состоять более чем из 4000 отдельных значений, происходит с помощью испытаний двигателя в различных режимах работы с изменениями параметров (частота вращения коленчатого вала, угол опережения зажигания и др.). При испытани­ях меняется также нагрузка на двигатель, под которой в данном случае понимается отноше­ние фактического расхода воздуха на каждый цилиндр к теоретическому расходу воздуха.

 

 

По результатам испытаний создается программа для работы электронных блоков управления двигателем. В эксплуатации угол опережения зажигания корректируется в за­висимости не только от нагрузки на двига­тель и дорожных условий. Учитываются так­же температуры двигателя и воздуха, работа дополнительного оборудования автомобиля и многие другие параметры.

 

Влияние зажигания на состав отработавших газов

 

При работе двигателя происходит выделе­ние воды (Н₂O) и диоксида углерода (СO₂), которые являются продуктами полного сго­рания рабочей смеси. Но на практике полно­го сгорания рабочей смеси не происходит, поэтому в отработавших газах присутствуют также оксиды углерода (СО), оксиды азота (NO_x), углеводороды (НС), сажа и тому по­добные вредные для дыхания примеси. Ко­личество токсичных примесей в отработав­ших газах во всех странах ограничивается законодательным образом.

Для уменьшения содержания токсичных примесей используют топливо высокого качества, системы его впрыска для более точного дозирования подачи топлива в камеру сгорания, а также каталитические нейтрализаторы в системе выпуска. Кроме того, с той же целью совер­шенствуется непосредственный процесс сгорания рабочей смеси в цилиндрах двига­теля. В частности, на бензиновых двигателях можно оптимально выбрать угол опереже­ния (момент) зажигания и достаточно длин­ный промежуток искрового разряда.

На рис. «Влияние продолжительности искрового разряда на содержание углеводородов в отработавших газах (одноцилиндровый двигатель, n = 3900)» можно увидеть, что — неза­висимо от коэффициента избытка воздуха — большая продолжительность искрового разряда приводит к снижению содержания углеводородов в отработавших газах. При этом индуктивная система зажигания имеет преимущество по сравнению с системой за­жигания с высоковольтным конденсатором.

 

 

Из рис. Влияние момента зажигания на содержание углеводородов и оксида азота в отработавших газах» видно, что «поздний» момент зажигания снижает содержание углеводо­родов и оксидов азота в отработавших га­зах. Кроме того, необходимо учитывать, что слишком «позднее» зажигание вновь при­ведет к увеличению содержания углеводо­родов в отработавших газах. Образование угарного газа (СО) лишь незначительно зави­сит от выбора момента зажигания.