Регуляторы зажигания

Для каждого двигателя при определенной частоте вращения коленчатого вала и нагрузке можно подобрать оптимальные углы опережения зажигания, соответствующие наибольшей мощности или наименьшему расходу топлива.

При повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя сокращается время совершения каждого такта и возрастает доля времени (угол поворота коленчатого вала), в течение которого происходит развитие начальной стадии процесса сгорания (возникновение очага горения и форсирование фронта пламени). Поэтому угол опережения зажигания необходимо увеличивать.

С увеличением нагрузки угол опережения зажигания необходимо уменьшать, так как возрастает скорость сгорания смеси. Таким образом, угол опережения зажигания должен увеличиваться с повышением частоты вращения коленчатого вала двигателя и уменьшением нагрузки, а также уменьшаться при понижении частоты вращения коленчатого вала и увеличении нагрузки.

Механически изменить момент зажигания можно только при условии, если между валиком распределителя и кулачком нет жесткой связи и кулачок имеет возможность поворачиваться относительно валика. Если прерыватель закреплен на подвижной пластине — относительно кулачка поворачивается весь прерыватель или только корпус распределителя (подвижная пластина прерывателя поворачивается вместе с корпусом).

Отсутствие жесткой связи между пластинами валика и кулачка позволяет кулачку поворачиваться относительно валика. Если поворот будет происходить так же, как и вращение валика — по часовой стрелке, тогда кулачок будет набегать на текстолитовый упор раньше, т.е. размыкание контактов будет происходить с опережением.

При повороте подвижной пластины прерывателя против часовой стрелки (навстречу выступу кулачка) размыкание контактов прерывателя будет происходить также с опережением.

По рассмотренной схеме работают все распределители и датчики-распределители, при этом центробежный регулятор осуществляет поворот кулачка относительно валика, а вакуумный — поворот подвижной пластины с контактами прерывателя или с бесконтактным датчиком. При отсутствии вакуумного регулятора (распределители Р125, 30.3706-83) поворот пластины прерывателя используется как ручной октан-корректор (диапазон по коленчатому валу ±5°, «+» — опережение, «-» — запаздывание).

Центробежный регулятор опережения зажигания автоматически изменяет угол опережения зажигания, поворачивая кулачок относительно валика в зависимости от частоты вращения. Поворот осуществляется специальными грузиками, поворачивающимися вокруг своих осей под действием центробежных сил. Оси грузиков запрессованы в пластину кулачка.

Кулачок может поворачиваться грузиками (у автомобилей «Жигули») на 15°-15,5° относительно валика (соответствующее опережение зажигания по коленчатому валу — на 30°-31°).

При вращении валика грузики под действием центробежных сил расходятся, упираются своими выступами в пластину валика и, преодолевая сопротивление пружин, поворачивают пластину (а, следовательно, кулачок) по часовой стрелке относительно валика распределителя, увеличивая угол опережения зажигания. Чем выше частота вращения валика, тем сильнее грузики расходятся в стороны, поворачивая кулачок на больший угол.

Пружины, стягивающие пластины валика и кулачка, своими отогнутыми крайними витками зацеплены за верхние части осей грузиков и штифтов, запрессованных в пластину валика. Пружины отличаются числом витков, диаметром проволоки и длиной. Пружина, имеющая большую упругость, установлена с некоторым натяжением и не дает грузикам расходиться при низких частотах вращения коленчатого вала двигателя. Регулятор вступает в работу при частоте вращения около 1000 мин^-1, когда центробежная сила грузиков начинает преодолевать сопротивление этой пружины. При более высокой частоте вращения вступает в действие вторая пружина, более жесткая, установленная на штифте и оси свободно. Это обеспечивает необходимое изменение угла опережения зажигания на разных частотах вращения коленчатого вала двигателя.

При работе двигателя во впускном коллекторе всегда возникает разрежение (давление меньше атмосферного), величина которого зависит от сопротивления всего всасывающего тракта (воздушный фильтр, положение заслонок карбюратора, сечение, конфигурация, протяженность каналов впуска). При этом максимальная величина разрежения у впускных клапанов, а минимальная — за воздушным фильтром.

Вакуумный регулятор опережения зажигания закрепляется на корпусе распределителя и представляет собой камеру, разделенную диафрагмой. С одной стороны диафрагмы в камеру подводится вакуум (разрежение) из впускного коллектора, с другой стороны — атмосферное давление. В центре диафрагмы крепится тяга, которая соединена с подвижной пластиной прерывателя. Подвижная пластина устанавливается на шариковом подшипнике, который обеспечивает необходимую чувствительность вакуумного регулятора к небольшим изменениям разрежения.

Главным фактором, определяющим величину разрежения во впускном коллекторе, является положение дроссельной заслонки.

Опережение зажигания «начинается», как правило, с первичного установочного угла и при работе двигателя изменяется двумя регуляторами одновременно.

Простейшая характеристика центробежного регулятора состоит из двух отрезков — наклонного и горизонтального. На двигателях иномарок встречаются подобные характеристики, но наклонный участок, как правило, выпуклостью вверх, а горизонтальный участок часто отсутствует (вместо него — наклонная прямая или кривая в сторону уменьшения угла опережения зажигания).

У вакуумных регуляторов привлекают внимание более сложные схемы регулирования. Если у нас вакуумный (как и центробежный) регулятор «работают» только на опережение, то на иномарках встречаются вакуумные регуляторы, работающие и на опережение, на запаздывание.

Как правило, автоматические центробежный и вакуумный регуляторы применяются совместно. Известны и исключения. Например, одно время на «Жигулях» применялся только центробежный автомат. На некоторых автомобилях «Ford» применялись, наоборот, только вакуумные регуляторы, заодно совмещавшие и функции центробежных. Это обеспечивалось тем, что второе место отбора вакуума было в диффузоре карбюратора, где величина вакуума зависит от массы засасываемого двигателем воздуха, т.е. от частоты вращения коленчатого вала.