Příčiny, důsledky a optimální hodnoty časování zážehu pro spalovací motory

V tomto článku se budeme zabývat tak důležitým konceptem pro benzínový spalovací motor, jako je časování zapalování.
Předstih zážehu je zapálení směsi paliva a vzduchu ve válci motoru zapalovací svíčkou předtím, než píst dosáhne horní úvrati.
Proč vlastně potřebujete předstihnout zapalování?
Vřele doporučuji, pokud jste to ještě neviděli, podívat se, jak funguje spalovací motor.
Faktem je, že pro získání maximálního výkonu a točivého momentu z motoru je nutné, aby tlak plynu po spálení pracovní směsi dosáhl maximální hodnoty v bodě 10-12° za horní úvratí. Pak bude síla tlaku plynu na píst nejúčinněji přeměněna na mechanickou energii otáčení klikového hřídele. Na rozdíl od všeobecného mínění směs paliva a vzduchu (dále jen FA) nehoří okamžitě a rozhodně neexploduje ve válcích. Oxidační reakce, ke které dochází při spalování paliva, má určitou rychlost. Abychom tedy získali maximální tlak plynu v bodě, který potřebujeme, musíme koordinovat rychlost pístu (přečtěte si otáčky motoru) a rychlost spalování palivového souboru.
Dále mi dovolte ponořit se trochu hlouběji do teorie spalování palivové sestavy. Čelo šíření plamene začíná malým zdrojem, když mezi elektrodami zapalovací svíčky přeskakuje jiskra.

Průměrná doba hoření jiskry je 1 – 1,5 milisekundy (jedna tisícina sekundy). Teplota v průrazné šňůře za tuto zanedbatelně krátkou dobu dosáhne 10000 1 °C. Malý objem palivového souboru, který se nachází v tomto průrazném intervalu, shoří téměř okamžitě. Dále, z tepla uvolněného během spalování se čelo plamene dále šíří po spalovací komoře. Počáteční rychlost hoření není nijak vysoká – cca 50 m/s. Dále, jak se fronta rozšiřuje, rychlost hoření dosahuje 80-30 m/s. Poslední části palivových souborů, které se nacházejí v blízkosti relativně studených stěn spalovací komory, hoří mnohem nižší rychlostí. Celý spalovací proces tak zabírá asi XNUMX° úhlu natočení klikového hřídele.
Nyní se blíže podíváme na to, co se děje ve válci motoru při různých úhlech časování zapalování. Níže je indikační diagram závislosti tlaku ve válci na úhlu natočení klikového hřídele při normálním úhlu časování zážehu (dále jen časování zážehu).

Zde nastává maximální tlak plynu téměř okamžitě (10 – 15°), jakmile píst projde horní úvratí. Výkon a točivý moment takového motoru jsou na maximu.
Nyní se podívejme, co se stane, když posuneme OZ pozdějším směrem.

Jak vidíte, vrchol maximálního tlaku plynu se také posunul do pozdějšího směru a sám o sobě je mnohem nižší než u normální SOP. To znamená, že se ukázalo, že palivový soubor, jak hoří, jako by doháněl vycházející píst. Účinnost takového motoru není příliš žádoucí.
Někdy může směs hořet i po otevření výfukových ventilů, pak mohou horké výfukové plyny předčasně zapálit přicházející čerstvou náplň palivové sestavy. V tomto případě při pozdním zapalování mohou být pozorovány praskavé zvuky v sacím potrubí.
A opačný případ je, když je zapálení příliš brzy.

Vrchol maximálního tlaku plynu nastává v horní úvrati pohybu pístu nebo ještě dříve. To znamená, že v počáteční fázi spalování palivového článku tlačí plyny na píst v opačném směru, což přirozeně také snižuje výkon motoru a může způsobit tak nežádoucí jev, jako je detonace.
Na čem závisí časování zapalování?
1. SOP závisí především na rychlosti otáčení klikového hřídele motoru. Čím více otáček za minutu klikový hřídel udělá, tím dříve musí být palivový článek zapálen, aby byl vrchol maximálního tlaku v bodě, který potřebujeme.

2. Od teploty. Čím nižší je teplota motoru a palivové sestavy, tím nižší je rychlost oxidační (spalovací) reakce, OZ by tedy mělo být dříve; A podle toho i naopak.

3. Od zatížení motoru. Čím větší je zatížení motoru, tím větší je cyklické plnění válce palivové sestavy a tím menší by měla být SOP, aby se zabránilo detonaci.

Optimální nastavení OZ.
V éře karburátoru Zhigulis se nastavení počátečního OZ provádělo jednoduše sluchem. Na 4. rychlostní stupeň při rychlosti 50 km/h by mělo být krátce slyšet prudké sešlápnutí plynového pedálu; Pokud nedojde k detonaci, otočte rozdělovač dopředu, dokud ji neuslyšíte. Pokud je detonace slyšet déle než 1-2 sekundy, otočte rozdělovač do pozdějšího úhlu.
Na čerpací stanici bylo použito zábleskového světla k seřízení OZ. V každém případě u zapalovacích systémů, kde je použit rozdělovač, lze nastavit pouze počáteční OZ.
S příchodem mikroprocesorových řídicích systémů motoru bylo možné přesněji konfigurovat řídicí jednotku pro různé provozní režimy motoru. Pokud byl v rozdělovačích za změnu SOP zodpovědný vakuový a odstředivý regulátor, pak chytrá elektronika na základě dat ze snímačů řídicího systému motoru sama vypočítá požadovaný optimální úhel podle kalibračních map vložených do firmwaru regulátoru. Zde je typický příklad trojrozměrné mapy UZ kalibrací pro jeden provozní režim motoru (VAZ, blok M73).

Časování zapalování je řízeno ve dvou stupních. Počáteční řízení využívá pevné časování zapalování při startování motoru. Při následném řízení je předstih zapalování určen úpravou předstihu zapalování ze signálů snímačů, které jsou aplikovány na základní časování zapalování vypočítané ze signálu zatížení motoru (tlak v sacím potrubí a průtok vzduchu) a signálu otáček motoru.
Nastavení optimálních úhlů časování zapalování je jedním z nejobtížnějších a prioritních úkolů při chiptuningu, protože na tom závisí dynamika a výkon motoru, spotřeba paliva a celková snadná jízda ke stažení dle 10.6 filmů zdarma

Vrátit se Komentáře: 0

Naše stránky doporučují:

• VW Passat B5 chyba 00513
• Zapalovací svíčka.
• Základy teorie spalovacího motoru. Část 1
• Diagnostika zapalovacího systému.
• Jak funguje spalovací motor? Video

Palivová směs ve válcích je zapálena jiskrovým výbojem mezi elektrodami zapalovací svíčky. To se děje v přesně definovaný okamžik a během provozu se nastavuje automaticky v závislosti na provozním režimu. V malých, ale velmi důležitých mezích. Na tom závisí celková účinnost a dokonce i bezpečnost motoru.

Co je úhel předstihu zapalování (IAF)

K zapálení směsi benzinu a vzduchu, která je připravená a již stlačená na vysoký tlak, by mělo dojít o něco dříve, než píst dosáhne horní úvratě (TDC). To je způsobeno konečnou rychlostí spalování, a tedy zvýšením tlaku ve spodní části pístu.

Proces se časem prodlužuje. Měřit to ve zlomcích sekund nedává moc smysl kvůli proměnlivé rychlosti otáčení. Vše ale jednoznačně souvisí se zdvihem pístu, tedy úhlem natočení klikového hřídele.

Tato hodnota je převzata pro měření a určení okamžiku, kdy je na zapalovací svíčku aplikován impuls. Protože jiskra je téměř vždy dodávána před TDC, reguluje se pouze časování zapalování.

Jaké by mělo být OPO?

SOP je zpravidla pozitivní, to znamená, že jiskra přichází před TDC. Ta je ale za určitých podmínek korektorem posunuta téměř na nulu.

V závislosti na mnoha parametrech pracovního režimu motoru se úhel zvětšuje a dosahuje několika desítek stupňů.

Růst SOP je určen:

• rychlost otáčení klikového hřídele;
• složení směsi;
• proud vzduchu;
• stupeň otevření škrticí klapky;
• vstupní teplota;
• zahřívání motoru;
• plnicí tlak;
• nepřítomnost signálů o detonaci ve válcích.

V praxi lze hovořit o počátečním úhlu předstihu, stejně jako jeho závislosti na proudových a řídicích složkách pracovního režimu motoru.

Vliv úhlu zážehu na provoz spalovacího motoru

SPD je jedním z hlavních faktorů ovlivňujících výkon a účinnost motoru. Čím větší je, tím vyšší je účinnost využití nabíjecí energie.

Touha zvětšit úhel je omezena výslednou detonací, to znamená skokem v rychlosti spalování směsi na nepřijatelnou hodnotu v důsledku nadměrného tlaku a teploty.

V tomto případě musí být okamžitě snížena, jinak dojde nejen k poklesu výkonu, ale také k nárazové destrukci pístové skupiny a dalších částí.

Známky sestřeleného UZ

Úhel se může z různých důvodů vychýlit, tedy abnormálně změnit. Jsou ale jen dva směry – příliš brzké nebo příliš pozdní zapálení. První znamená zvýšení SOP vzhledem k optimální za daných podmínek a naopak.

Známkou brzkého zapálení je silná detonace a pokles výkonu. Směs, hořící rychlostí exploze trhaviny, již není schopna tlačit na píst, ale dokonale rozdrtí a zničí kov.

Detonace je zřetelně slyšet charakteristickým zvonivým zvukem. Existují příběhy o „klepání prsty“, i když s tím nemají nic společného. Zvuk je generován rázovou vlnou ve spodní části pístu.

Pozdní zapalování podobně snižuje výkon, ale z jiných důvodů. Směs spaluje neefektivně, zbývající energie je vytlačována do výfuku a současně brání pístu ve výfukovém zdvihu. Motor netáhne, zvyšuje spotřebu a zahřívá se, ačkoliv jede plynule a stabilně.

Důvody, proč je úhel zážehu narušen

U moderních motorů, kde SOP nastavuje elektronický řídicí systém motoru (ECM), nemůže sejít.

Pokud nedojde k obecné ztrátě přesné synchronizace při posunutí snímače klikového hřídele vzhledem k hlavnímu disku. Ale pak se objeví spousta dalších problémů v chodu motoru, přejde do nouzového režimu a rozsvítí se kontrolka motoru.

Motory s bateriovým kontaktem zapalování jsou náchylnější na změny v časování jiskry. Dochází k opotřebení kontaktní skupiny, jejího uložení v hřídeli rozdělovače a také samotného hřídele přerušovače.

To se stává mnohem méně často v systémech s bezkontaktním senzorem. Na vině mohou být špatně dotažené upevňovací prvky, špatná synchronizace v přenosu rotace na rozdělovač nebo vadný zapalovací modul.

U všech systémů s rozdělovačem nemusí unikat počáteční OZ, ale aktuální. K tomu dojde, pokud dojde k poruše regulátoru podtlaku a odstředivého předstihu.

Jak si sami seřídit OZ na starých motorech

Počáteční úhel se dle návodu nastavuje otáčením tělesa rozdělovače a sledováním okamžiku, kdy se objeví jiskra pomocí nízkonapěťové obvodové sondy (žárovka nebo LED indikátor). Jsou použity TDC a rozvodové značky na řemenici klikového hřídele.

Hrubé nastavení se kontroluje a koriguje pomocí zábleskového světla. Jeho lampa zabliká v okamžiku, kdy impuls přejde na svíčku, a zvýrazní vzájemnou polohu značek.

To se provádí při volnoběžných otáčkách s vypnutými všemi korektory. Polohu můžete upravit otočením krytu a vyrovnáním osvětlených značek.

Proces úpravy OZ na moderních motorech

Rozdělovače jsou minulostí, OZ je řešeno konstrukčně a není regulováno. To neznamená, že je neměnný.

Prvotní montáž se provádí při montáži hnací řemenice DPKV, při správné montáži to stačí. Dále přijdou na řadu tzv. karty režimů.

ECM analyzuje data ze všech snímačů motoru, zadává je do softwarového modelu motoru, který generuje číselné hodnoty pro okamžitý úhel předstihu. Vezmeme-li v úvahu tuto proměnnou, je včasný povel vyslán do ovladače zapalovací cívky, který vytvoří jiskru na zapalovací svíčce.

Mapa je vícerozměrná struktura, která obsahuje údaje o teplotě, otáčkách a dalších dříve uvedených okamžitých ukazatelích režimu.

Výstupní hodnota vypočítané funkce poskytne potřebný předstih vzhledem k TDC, a pokud je detekována detonace, program okamžitě zareaguje „odskočením“ úhlu směrem k pozdnímu zážehu, čímž zachová motor.

Poté bude opět postupně zvyšovat OZ, čímž se dosáhne maximální účinnosti spalování.