Большинство автолюбителей знает, что основной движущей силой, вызывающей работу двигателя автомобиля, является энергия, которая образовывается в процессе сгорания топлива внутри цилиндров силового агрегата.
Система зажигания является именно тем источником, который вызывает воспламенение горючего. От качества и своевременности возгорания смеси зависит бесперебойность и экономичность работы мотора.
Каким образом загорается топливная смесь?
Каждый поршень оказывает мощное давление на смесь, поступившую в камеру сгорания, дополненное определенным количеством воздуха. Во время этого процесса его величина достигает 40 бар. В результате резкого уменьшения рабочего объема камеры сгорания горючая смесь сильно разогревается (до 500-600 градусов), однако для её возгорания такая температура недостаточна.
Чтобы стимулировать воспламенение внутри цилиндров, посредством свечей зажигания проводится мощный искровой разряд, поджигающий топливо. Сила искры должна быть достаточной для осуществления возгорания. Маломощный пробой воспламенить смесь не способен.
За накопление энергии, передаваемой к свечам, отвечает специальная электромагнитная катушка. Главной её особенностью является тот факт, что сила напряжения, создаваемого в ней, значительно выше размера электрического пробоя в свечном зазоре. Катушке по силам выработать энергию в 100-120 мДж, необходимую для обеспечения общего напряжения в 30-40 кВ.
Основными условиями качественного возгорания смеси в цилиндрах являются:
- Необходимая для воспламенения длительность искры;
- Равномерное распределение топливной смеси;
- Однородность горючего состава.
Что называют величиной угла опережения зажигания.
Процесс прогорания топливной смеси поистине молниеносный. Полный цикл от начала воспламенения до полного прогорания занимает всего 3 мс. Чем выше частота, с которой коленчатый вал осуществляет вращение, тем выше скорость движения поршней. Однако время сгорания топлива в камере остается постоянной величиной. Этот факт становится причиной того, что при отхождении поршня от верхнего положения, объем сгораемого топлива увеличится, однако образовавшееся в результате этого давление на поршень будет невысоким. Это чревато существенной потерей мощности силового агрегата.
В связи с этим процесс сгорания должен происходить с небольшим запозданием. Искровой разряд необходим тогда, когда сила давления, образовавшаяся в различных условиях работы агрегата, будет оптимально высокой. Таким образом, смесь необходимо поджечь чуть раньше, чтобы она успела полностью прогореть до момента вхождения соответствующего поршня в верхнюю мертвую точку.
Момент, во время которого свеча дает воспламеняющий разряд, определяется по месту нахождения коленвала относительно его ВМТ. Он измеряется в градусах относительно крайнего вертикального положения. Данная величина названа углом опережения зажигания. В то время, когда момент сдвинут в сторону верхней точки, зажигание называется поздним. В случае сдвига в противоположную сторону – ранним. Чем больше скорость работы коленчатого вала, тем более ранним должна быть угол опережения.
Важность точного воспламенения смеси объясняется тем, что оно прямым образом влияет на мощность двигателя, его КПД, экономичность, а также количество вредных компонентов выхлопных газов.
Современные моторы имеют электронное управление зажиганием. Это значит, что система сама производит необходимые расчеты момента воспламенения смеси, и на основе них подбирает оптимальную величину угла опережения.
Детонация силового агрегата.
Детонация – явление для мотора чрезвычайно опасное. По сути, это взрыв небольшой силы, возникающий в неконтролируемый момент времени. Детонации, как правило, образуются при высокой степени сжатия агрегата и несут собой серьезную опасность.
Главная причина детонации – самопроизвольное возгорание топлива внутри цилиндра. Это следствие чрезвычайно раннего угла зажигания. Во время таких взрывов значительно возрастает нагрузка на поршневую зону, прокладку ГБЦ и клапана, возникающая вследствие повышенного уровня внутренней температуры и парового давления.
Когда же чаще всего происходит детонация?
В основном, её возникновение связано с несколькими рабочими режимами:
- Во время работы агрегата на высоких оборотах. Обычно это такой режим, при котором нагрузка на мотор значительно повышена, а значение частоты вращения коленвала близко к критическим показателям.
- При осуществлении разгона. В это время детонация проявляется в виде металлического звона и едва уловимых стуков внутри мотора.
- При неверной настройке двигателя и/или некачественном топливе
Что в итоге?
Резюмируя, скажем, что важность правильной работы системы зажигания трудно переоценить. Именно она определяет качество функционирования двигателя автомашины, его мощности и экономичности, а также пресекает возникновение в процессе его деятельности такого губительного явления как детонация. Точность выставления параметров угла опережения способствует оптимальным рабочим параметрам ДВС, полностью исключающим неконтролируемое воспламенение горючего внутри него.
Подробнее в видео ⇓
Похожие статьи:
