Система зажигания

Детали, которые поджигают топливовоздушную смесь в цилиндрах, часто являются предметом различных рекламных заявлений. Было бы несправедливо сказать, что все эти заявления являются фальшивыми. Но будет очень далеко от истины, если сказать, что некоторые производители преувеличивают свои обещания относительно мощности двигателя и экономии топлива, уверенные в том, что большинство потребителей не будет тщательно проверять их заверения и гарантии. Нет сомнений в том, что качественная система зажигания поможет оптимизировать работу и экокомичность двигателя, но существуют практические пределы тех улучшений, которые может дать обычная или «экзотическая» система зажигания.

Бесконтактные переключающие элементы заменили механические контакты прерывателя. Однако, метод индуктивного накопления энергии для образования искры не изменился со времен Чарльза Кеттеринга.

Любая система зажигания независимо от ее типа и конструкции имеет две функции:
• обеспечение воспламенения топливовоздушной смеси;
• обеспечение того, чтобы воспламенение происходило точно в нужный момент такта сжатия для оптимизации работы двигателя и/или топливной экономичности.
Несмотря на взрывную природу распыленного бензина, если искра для воспламенения будет проскакивать в несоответствующий момент, большинство потенциальной энергии будет высвобождено перед тем, когда эта энергия обеспечила бы полезную работу поршня. Фактически, если момент зажигания будет смещен на несколько градусов, двигатель может не работать вообще. Более того, оптимальный момент зажигания изменяется при изменении оборотов двигателя и положения дроссельной заслонки. Таким образом, система зажигания должна реагировать на изменение условий работы двигателя. В заключение, сотни миллионов искр, требуемые для обычного двигателя каждый год, должны быть генерированы со стопроцентной надежностью.
В большей или меньшей степени системы зажигания стали совершать этот «подвиг» с 1908 года, когда Чарльз Кеттеринг начал использовать систему зажигания с индуктивным накоплением энергии (английская аббревиатура IDI) для автомобильных двигателей. Механические контакты, важная часть изобретения Кеттеринга, использовались до середины 70-х годов для образования искры и, соответственно, начала сгорания. Развитие твердотельной электроники позволило заменить контакты прерывателя электронными переключающими элементами, которые гораздо более надежны и служат намного дольше.
Однако, метод образования высоковольтной искры, которая проскакивает между электродами свечи зажигания, практически не изменился со времени Чарльза Кеттеринга. Подобная система с индуктивным накоплением энергии используется практически на всех стандартных и форсированных двигателях.
Понимание основ того, как работает система зажигания, поможет вам оценить различные системы, установить нужную систему, диагностировать неисправности и что лучше всего, оптимизировать мощность двигателя. Не опасайтесь того, что вам придется углубляться в электрические «дебри» и обращаться для усовершенствования своей системы зажигания к специалистам. Система зажигания несложная, но она, вероятно, является одной из наименее доступных для понимания частей автомобильных технологий. Перейдем теперь к рассмотрению самой системы.

Система с индуктивным накоплением энергии
Весь процесс происходит в катушке зажигания. Понимание того, как работает эта необходимая деталь, является ключом к пониманию того, как работает вся система зажигания.
Катушка зажигания с технической точки зрения представляет собой трансформатор. Это означает, что она может преобразовывать напряжение в высокое или низкое, а напряжение будет способом описания усилия, с которым «движется» электричество. Его часто сравнивают с давлением в водяной трубе. Катушка зажигания состоит из двух отдельных обмоток (своеобразных катушек) из провода на обычном железном сердечнике. Одна из обмоток называется первичной и состоит примерно из 150 витков толстого медного провода. Первичная обмотка соединяется через контакты прерывателя (или через электронный блок управления) с источником напряжения 12В (аккумуляторной батареи). Другая обмотка, называемая вторичной, обычно наматывается поверх первичной. Вторичная обмотка содержит примерно 30 000 витков тонкого медного провода, и это определяет коэффициент трансформации катушки и ее возможность к генерации высокого напряжения, необходимого для проскакивания искры между электродами свечи зажигания. К примеру, если число витков вторичной обмотки будет в 10 раз превышать число витков первичной обмотки, то напряжение на вторичной обмотке будет в 10 раз больше напряжения па первичной обмотке. Так как многие катушки зажигания имеют коэффициент трансформации, равный 30 000/150, т. е. около 200:1, и напряжение вторичной обмотки будет в 200 раз больше, чем напряжение, приложенное к первичной обмотке. Однако когда вы умножите напряжение 12 В в первичной обмотке на 200, то вы получите 2400 В. Так как катушки зажигания выдают около 50 000 В, то, очевидно, существует еще и другой фактор при их работе. Ответ заключается в том, что происходит внутри катушки зажигания, когда к первичной обмотке подключается и отключается напряжение.
Существует жесткая связь между магнитным полем и электричеством. Когда электричество течет по проводнику (это называется электрическим током), то генерируется магнитное поле и, наоборот, электрический ток может генерироваться от переменного магнитного поля. Когда напряжение аккумуляторной батареи (АБ) прикладывается к первичной обмотке катушки зажигания, ток протекает через 150 витков провода и генерирует сильное магнитное поле, которое проходит через все витки катушки и через ее железный стержень. После того, как напряжение АБ было приложено примерно на 0,010-0,015 сек, магнитное поле достигает своего полного значения, т. е. за это время катушка входит в насыщение или насыщается.
Когда магнитное поле присутствует, то принципиально может образовываться электричество. Если сказать более точно, напряжение будет генерироваться пропорционально тому, как быстро увеличивается или уменьшается магнитное поле. Так как в первичной обмотке имеется ток, который поддерживает магнитное поле, отключение тока в первичной обмотке приводит к максимально быстрому спаду интенсивности магнитного поля. Спад поля происходит менее чем за 0,001 сек, и это индуцирует напряжение примерно в 250 В в первичной обмотке. Это и является тем напряжением, которое возрастает до 50 000 В благодаря коэффициенту трансформации катушки 200:1, и оно приводит к образованию искры в свече зажигания.
Использование быстро падающего магнитного поля для генерации высокого напряжения и затем для образования искры, воспламеняющей топливовоздушную смесь, было изобретением Чарльза Кеттеринга. Кеттеринг также обнаружил, что чем быстрее можно уменьшать магнитное поле, тем более надежно система зажигания будет воспламенять смесь.

Система зажигания с индуктивным накоплением энергии 1 - свеча зажигания; 2 - вакуумный регулятор опережения зажигания; 3 - выступы (кулачки) вала распределителя; 4 - крышка распределителя зажигания; 5 - ротор распределителя; 6 - контакт для высоковольтного провода; 7 - контакт ротора; 8 - магнитный датчик (датчик Холла); 9 - ротор с выступами; 10 - электронный датчик; 11 - контакты; 12 - конденсатор; 13 - пластина контактов; 14 - пружина для опережения зажигания; 15-механическийрегулятор опережения зажигания; 16 - вал распределителя; 17 - корпус распределителя; 18- отверстие для смазки; 19 - косая шестерня привода; 20 - привод масляного насоса; 21 - катушка зажигания; 22 - аккумуляторная батарея; 23 - выключатель зажигания.

Система зажигания Кеттеринга использовала механические контакты для включения и выключения катушки зажигания. Он же обнаружил, что электрическая искра (дуга) будет проскакивать между контактами в момент их размыкания. Эта искра будет продолжать протекание некоторого тока в первичной обмотке катушки зажигания, что удлинит процесс спада магнитного поля, таким образом, уменьшая напряжение во вторичной обмотке. Кеттеринг обнаружил, что подсоединение конденсатора параллельно контактам прерывателя существенно сокращает искрение между контактами, и напряжение во вторичной обмотке заметно увеличивается. Конденсатор действует подобно аккумуляторной батарее (АБ), заряжаясь и разряжаясь при размыкании и замыкании контактов. Когда контакты размыкаются, то разряженный конденсатор получает большую часть электрического тока, чем цепь высокого сопротивления, образуемого разомкнутыми контактами. Контакты расходятся достаточно далеко за время зарядки конденсатора, т. е. когда конденсатор полностью

Напряжение во вторичной обмотке управляется не только тем, как быстро спадает магнитное поле, но и тем, какова была напряженность магнитного поля перед спадом. Катушки зажигания высокой энергии (подобные показанной справа катушке ACCEL SUPER COIL) имеют меньше витков в первичной обмотке, что приводит к генерации большего тока и к более быстрому возрастанию магнитного поля.

заряжен, подача тока в первичной обмотке резко прекращается, что приводит к спаду магнитного поля примерно в 20 раз быстрее, чем это происходит тогда, когда между контактами проскакивает искра. Этот быстрый спад магнитного поля, вызванный конденсатором, увеличивает напряжение во вторичной обмотке, и конденсатор является необходимой частью систем зажигания с индуктивным накоплением электрической энергии.

Насыщение катушки зажигания
Так как напряжение вторичной обмотки управляется не только тем, как быстро спадает магнитное поле, но также и тем, какова была его напряженность перед спадом, образование • сильного магнитного поля также является очень важным фактором при получении максимальной отдачи от системы зажигания с индуктивным накоплением энергии. Так как для достижения уровня 95% от максимального уровня поля (полного насыщения) требуется всего 15 мсек (0,015 сек), это сначала может показаться достаточным временем для достижения этого уровня насыщения, и это не составляет проблем. Однако, когда вы представите себе, что катушка зажигания должна обеспечивать 4 импульса высокого напряжения в течение одного оборота двигателя (на двигателях V8), поэтому остается всего лишь 0,015 сек между каждым импульсом высокого напряжения, когда двигатель работает с частотой 1000 об/мин. При 6000 об/мин должно образовываться 15 искр в секунду для каждого цилиндра, что составляет около 400 искр в секунду для двигателя V8, что составляет всего 2,5 мсек (0,0025 сек) для промежутка между искрами.
Для преодоления этого временного затруднения использовались различные технологии, которые максимально увеличивают скорость, с которой создается магнитное поле (она называется скоростью насыщения) и напряженность магнитного поля, когда оно достигает насыщения (это называется уровнем насыщения). Наиболее популярным методом увеличения скорости насыщения является конструкция катушки, рассчитанная на работу от напряжения 9 или 10 В, а не от полного напряжения АБ (12 В). Это пониженное напряжение прикладывается к катушке зажигания, когда двигатель работает на холостом ходу. Когда обороты двигателя увеличиваются, к катушке прикладывается более высокое напряжение, увеличивая скорость образования магнитного поля и компенсируя, хотя и частично, более короткое время насыщения. Наиболее популярным для этой цели прибором является балластный резистор; его температура и сопротивление изменяются при изменении оборотов двигателя, позволяя большему току поступать к катушке при высоких оборотах двигателя. Балластный резистор выполняет также другую полезную функцию: он отключается из цепи во время запуска двигателя, что уменьшает нагрузку па АБ, позволяет максимально возможному напряжению поступать на катушку зажигания, и помогает быстрому запуску двигателя. Однако современные системы электронного зажигания используют более сложные методы изменения значения напряжения, чтобы достичь максимального насыщения.
Во времена контактных прерывателей увеличение угла замкнутого состояния контактов (меры того, как долго контакты находятся в замкнутом состоянии, позволяя магнитному полю увеличиваться в катушке) увеличивало прирост мощности при высоких оборотах двигателя. Двойные контакты увеличивают угол замкнутого состояния контактов от типичного значения 30° (с одинарными контактами) примерно до 40°. Максимальное значение угла замкнутого состояния контактов, создаваемое для системы с одной катушкой зажигания, может составлять чуть меньше 45°, т. е. это продолжительность того, как долго вал распределителя поворачивается, между соседними моментами зажигания на двигателе V8. В системах электронного зажигания механические ограничения уменьшаются, и становится достижимым практически полный 45-градусный период между импульсами высокого напряжения для образования магнитного поля в катушке. Даже полный период в 45°, соответствующий углу замкнутого состояния контактов, составляет для образования магнитного поля всего лишь 0,002 сек при 7000 об/мин, поэтому в дополнение к увеличению напряжения на первичной обмотке, уровень насыщения катушки оптимизируется с помощью ее конструкции. Специальные катушки зажигания, разработанные для применения в высокооборотистых двигателях, выпускаются фирмами MSD, ACCEL, PERFORMANCE DISTRIBUTORS, MALLORY и другими. Эти высоковольтные катушки зажигания имеют высокий коэффициент трансформации и обычно потребляют повышенный ток в первичной обмотке. Вдобавок к этому, некоторые из них имеют улучшенные изолирующие и теплорассеивающие свойства. Одно замечание: большинство нз этих катушек разработано для использования с бесконтактными и/или электронными системами зажигания. Установка катушек зажигания с повышенным током в первичной обмотке на обычную контактную систему зажигания может ускорить износ контактов от искрения и перегрева.

Секреты катушек зажигания

1 - уплотнительный колпачок; 2 - контакт вторичной обмотки для высокого напряжения; 3 - контакты первичной обмотки; 4 - крышка катушки зажигания; 5 - покрытие; 6 - вторичная обмотка; 7 - первичная обмотка; 8 - кожух катушки зажигания; 9 - стеклянная изоляция.

Все происходит в катушке зажигания. Состоящая из двух отдельных обмоток (первичной и вторичной), намотанных на общем железном сердечнике, катушка зажигания представляет собой трансформатор, который использует магнитное поле, вырабатываемое током в первичной обмотке, для генерации высокого напряжения во вторичной обмотке. Рост напряжения определяется коэффициентом трансформации, который, в свою очередь, определяется соотношением числа витков вторичной и первичной обмоток.


Многие катушки зажигания высокой энергии имеют коэффициент трансформации, равный 30000/150, т. е. 200:1. Однако, используя этот коэффициент, будет получен лишь рост напряжения в 200 раз, т. е. 12В х 200 = 2400 В. Так как катушки зажигания выдают напряжение до 60 000 В, то здесь работают и другие факторы.


Скрытым фактором является то, что напряжение будет генерироваться пропорционально тому, как быстро будет расти или спадать магнитное поле. Если магнитное поле быстро спадает (менее чем за 0,001 сек), это приведет к генерации напряжения 250-300 В в первичной обмотке. Это пиковое напряжение в первичной обмотке, умноженное на коэффициент трансформации 200, даст величину напряжения до 50 000 В во вторичной обмотке, которое подается на свечи зажигания.
1 - быстрый спад магнитного поля — высокое напряжение;
2 - медленный спад магнитного поля — низкое напряжение.


1 - напряженность магнитного поля; 2 - напряжение АБ; 3 - напряжение на первичной обмотке; 4 - напряжение образования искры; 5 - длительность искры; 6 - напряжение искры; 7 - напряжение вторичной обмотки.

На рисунке показано то, что происходит с магнитным полем, напряжением в первичной обмотке и во вторичной обмотке, когда контакты размыкаются и замыкаются. Когда контакты замкнуты, напряжение 12 В подается на катушку зажигания, и в ней образуется магнитное поле. Через несколько миллисекунд контакты размыкаются и магнитное поле спадает. Это быстрое изменение поля генерирует напряжение примерно 300 В в первичной обмотке и до 60 000 В во вторичной обмотке.


1 - напряженность магнитного поля; 2 - напряжение АБ; 3 - напряжение на первичной обмотке; 4 - напряжение искры; 5 - напряжение вторичной обмотки.

Имеется еще одна важная деталь, которая помогает образованию напряжения во вторичной обмотке. По кривым можно видеть, что что-то не в порядке. Низкие напряжения в первичной и во вторичной обмотках являются результатом отсутствия конденсатора в первичной цепи. Здесь видно, почему нужен конденсатор: он уменьшает искрение в зазоре между контактами, что замедляет спад магнитного поля и уменьшает напряжение во вторичной обмотке. Конденсатор, установленный параллельно контактам, выполняет следующие функции:
• он "поглощает " напряжение "искрения " на контактах;
• позволяет магнитному полю спадать в 20 раз быстрее;
• содействует генерации повышенного напряжения во вторичной обмотке.


Хотя механические контакты заменены бесконтактным датчиком и транзисторной системой переключения, принципы работы показанной здесь системы зажигания HY FIRE MALLOR Y в основном не изменились.


Ротор распределителя зажигания проходит 45°за 0,002 сек, когда двигатель работает при 7000 об/мин; 1 - 45°.

Система зажигания с емкостным накоплением энергии
До настоящего момента мы рассматривали системы зажигания с индуктивным накоплением энергии, в которых катушка зажигания вырабатывает высокое напряжение, когда от первичной обмотки катушки отключается напряжение, что приводит к быстрому спаду магнитного поля. Эта цепь отличается простотой и требует всего лишь механического контактного выключателя (прерывателя) и конденсатора, но у нее есть недостатки. Для того чтобы получить мощную искру, магнитное поле должно иметь высокие значения, а при высоких оборотах имеется очень мало времени для этого. Если вместо надежды на быстрый спад магнитного поля, система могла быть не ограничена требованиями по насыщению катушки (имеется в виду, что скорость изменения магнитного поля — увеличения или уменьшения определяет генерацию напряжения во вторичной обмотке). Подобные системы существуют, и они обычно используются на форсированных двигателях, в частности, в системах с многоискровым зажиганием, которые будут обсуждаться далее. Так называемые системы с емкостным накоплением энергии (CDI в английской аббревиатуре) эффективно работают, в противоположность системам с индуктивным накоплением энергии (IDI). Вместо образования магнитного поля в катушке зажигания большие конденсаторы внутри электронного блока управления заряжаются до напряжения 300-400 В или больше. Затем точно в момент зажигания, определяемым тем же самым механическим или электронным выключателем в распределителе зажигания, весь заряд этих конденсаторов подается на первичную обмотку катушки зажигания. Быстро возникает очень большое магнитное поле, которое индуцирует высокое напряжение во вторичной обмотке. Система CDI ограничивается только тем, как быстро могут быть перезаряжены конденсаторы.
Искра, вырабатываемая системой CDI, является мощной и точной, но многие такие системы обеспечивают очень короткую продолжительность искры, так как магнитное поле образуется в системе CDI намного быстрее, чем оно спадает в системе IDI. Многие системы IDI генерируют искру в зазоре между электродами свечи, которая продолжается более 0,001 сек, но продолжительность искры в системе CDI часто составляет всего лишь 0,00003 сек (30 мсек), т. е. она в 30 раз короче. Фактически, некоторые системы зажигания с емкостным накоплением энергии могут вырабатывать искру на такое короткое время, что она не может обеспечивать в некоторых случаях надежного воспламенения смеси. Однако при правильной конструкции система CD1 может генерировать высоковольтную искру нужной продолжительности для обеспечения надежного воспламенения во всех двигателях.

Какую систему использовать

Контактная система зажигания IDI (подобная показанной здесь системе с двойными контактами в распределителе фирмы MALLORY) обеспечивает мощность, сравнимую с большинством электронных систем зажигания.

Когда мы рассмотрели основы, можно перейти к специфике выбора и настройки системы зажигания для оптимизации эффективности работы и мощности двигателя.
До середины 70-х и контактная система зажигания была обычной системой просто потому, что она использовалась практически на всех автомобилях с бензиновыми двигателями. Автомобили с форсированными двигателями использовали системы с двойными контактами, но система зажигания с контактным прерывателем была единственной системой, имеющейся в распоряжении автомобилестроителей. 80-е и 90-е годы изменили ситуацию полностью. Теперь системы зажигания с контактным прерывателем на новых автомобилях практически не используются, хотя почти все автомобили по-прежнему используют конструкцию Кеттеринга с катушкой зажигания. Термин "обычная" теперь подразумевает управляемую компьютером систему контроля двигателя, в которой некий электронный "черный" ящик не только управляет зажиганием, но также процессом карбюрации или дозировкой впрыска топлива, моментами переключения передач в автоматической трансмиссии и др. Несмотря на все вышесказанное, контактные системы зажигания, вероятно, будут использоваться и после 2000 года, так как они могут обеспечить более чем точный процесс воспламенения смеси в форсированных двигателях при условии правильной работы, о чем будет сказано далее.

"Обычная" система зажигания с контактным прерывателем
Но это не значит, что контактные системы зажигания являются практически такими же хорошими, как и электронные системы, или что все контактные системы являются одинаковыми. Двумя главными недостатками контактных систем зажигания являются следующие:
• Искра со временем ухудшается.
• Для очень высоких оборотов двигателя (примерно выше 7000 об/ мин контакты являются не очень практичным устройством.
Во-первых, рассмотрим проблему износа. В обычных системах зажигания с контактами, где нет никакой электроники для управления переключением катушки зажигания, поверхности контактов подают и отключают напряжение к первичной обмотке катушки зажигания. Это приводит к искрению и преждевременной эрозии поверхности контактов, нарушению регулировки зазора между контактами и снижению значения генерируемого высокого напряжения. Но это еще не все, что изнашивается при замыкании и размыкании контактов. Трущийся блок, который движется поверх кулачка на оси распределителя и действует на контакты, со временем стирается и все больше и больше изменяет регулировку контактов. Таким образом, контакты требуют регулярной регулировки и периодической замены для обеспечения хорошей работы системы.
В дополнение к износу, определяемому визуально, возвратная пружина контактов со временем ослабляет свое усилие. В некоторых случаях натяжение пружины может не соответствовать требуемому. В любом случае, если усилие пружины спадает ниже определенного уровня, движение контактов более не будет следовать за кулачками распределителя, и контакты будут перекашиваться и "сползать", не обеспечивая надежного соединения. Это уменьшает время замкнутого состояния контактов и не дает катушке зажигания полностью отдать свой "магнитный заряд".
Измеритель угла замкнутого состояния контактов может быть использован для определения смещения контактов. Если имеет место резкий спад угла замкнутого состояния контактов при увеличении оборотов двигателя, то максимальное число оборотов для контактов почти наверняка было превышено. Эта проверка легче всего производится на устройстве для проверки распределителей, однако, даже без оборудования для проверок пропуски зажигания на высоких оборотах в контактной системе зажигания обычно происходят из-за перекоса или смещения контактов, и это следует проверять в первую очередь.


Износ является проблемой у контактных систем зажигания. Контакты прерывателя подают и отключают напряжение на первичной обмотке катушки зажигания. Искрение на контактах разрушает поверхности. Также со временем изнашивается трущийся блок, который контактирует с кулачком, находящимся на валу распределителя и при этом изменяется регулировка контактов.

Если у вас есть подозрение на перекос или вибрацию контактов, то установите новые контакты, предназначенные для использования в форсированных двигателях. Если ваш двигатель способен развивать очень высокие обороты, то вы можете приобрести специальные контакты, которые будут обеспечивать надежную искру при оборотах, превышающих 9000 об/мин. Однако усилие пружины при этих проверках такое высокое, что контакты имеют очень ограниченный срок службы, и они также воздействуют на подшипники распределителя. Если вам нужна такая возможность работы на высоких оборотах, примите решение сами и откажитесь от использования контактов. Установите бесконтактную систему зажигания.

Измеритель угла замкнутого состояния контактов используется для определения вибрации контактов. Если имеет место резкий спад угла замкнутого состояния контактов, максимальные обороты для контактов почти наверняка были превышены.

Бесконтактные электронные системы зажигания

Наиболее важным улучшением системы зажигания за последние 100 лет была замена механических контактов на электронный "переключатель", который не подвержен механическому износу. В распределителе, в том же самом месте, где находились контакты, находится устройство, "чувствующее" положение распределителя с помощью магнитного якоря и прерывания луча света или какой-то другой технологии. Это устройство (датчик) посылает импульс низкого напряжения на транзисторный усилитель, расположенный в отдельном транзисторном модуле управления, который подключает и отключает напряжение на первичной обмотке катушки зажигания. Такие электронные приборы не изнашиваются (в нормальных условиях) и не подвержены механическим ограничениям типа вибрации контактов. Фактически, скорость переключения таких устройств намного больше, чем нужно даже самым высокооборотистым двигателям.

Очень важна замена механических контактов электронным "переключателем", который не подвержен механическому износу.

Изменение угла замкнутого состояния контактов в электронной системе зажигания 1 - угол замкнутого состояния контактов (УЗСК) при 600 об/мин; 2-УЗСК при 1500 об/мин; 3-УЗСК при 2500 об/мин; 4-УЗСК при 4500 об/мин.

Кроме повышения максимально допустимых оборотов двигателя и надежности работы многие электронные системы зажигания обеспечивают дополнительные преимущества. Контактные системы зажигания ограничиваются промежутком времени, соответствующим углу замкнутого состояния контактов, когда в системе восстанавливается магнитное поле — между разрядами, соответствующими искрообразованию. Электронное управление, не ограничиваемое размыканием или замыканием контактов, может оптимизировать индуктивное накопление энергии при всех оборотах двигателя путем приложения полного значения напряжения к катушке зажигания и изменения угла замкнутого состояния контактов при изменении числа оборотов двигателя. При низких оборотах угол замкнутого состояния контактов поддерживается небольшим, (коротким) для предотвращения перегрева катушки зажигания (в этих системах балластный ограничительный резистор не используется). Но при высоких оборотах двигателя, когда реальное время для образования магнитного потока уменьшается, напряжение первичной обмотки подается на катушку зажигания почти сразу же после "разрядки" катушки, оптимизируя угол замкнутого состояния контактов и выходное напряжение.


Проверки мощности показали ее небольшое увеличение при использовании электронного зажигания с более "холодными" свечами и увеличенным зазором между их электродами. Эти свечи ACCEL изменяются от "холодных" (слева) до стандартных (справа) и "горячих" (в центре), калильное число которых определяется длиной изолятора.

Кроме чисто механических преимуществ высоковольтная бесконтактная электронная система зажигания может менять способ, каким происходит зажигание в камере сгорания. Эти небольшие изменения могут потребовать специальных методик настройки двигателя для оптимизации его работы и мощности. Во-первых, повышенное напряжение на вторичной обмотке, часто позволяет эффективно использовать более "холодные" свечи зажигания. При испытаниях свечи с более "холодным" калильным числом (на 1 -2 единицы) по сравнению со стандартными обеспечивают небольшое увеличение мощности, хотя это может и не происходить в некоторых случаях. Во-вторых, повышенное значение напряжения во вторичной обмотке катушки подает больше энергии к зазору между контактами свечи, поэтому увеличение зазора на 0,25-0,5 мм может обеспечить более "сильную" искру, которая надежно поджигает топливовоздушную смесь, особенно обедненную смесь, или при высоких степенях сжатия двигателя. Более надежное начальное зажигание может, в свою очередь, увеличить скорость распространения фронта пламени, и это может потребовать небольшого запаздывания момента зажигания для достижения оптимальной мощности. Результатом может стать уменьшение мощности, если момент зажигания не корректируется от изменения времени распространения пламени. Обычно хватит лишь небольшого изменения; предположение опережения зажигания оправдано перед модификацией.


1 - электронная система зажигания; 2 - стандартная система зажигания

Приведенные графики показывают результаты серии контрольных испытаний, в которых контактная и бесконтактная системы зажигания были тщательно оптимизированы. Хотя увеличение мощности и экономии было типичным для этих систем, начальный прирост мощности и экономичности были только частью истории. После 16 000 км эксплуатации электронное зажигание по-прежнему обеспечивало мощную и своевременную искру. За это же время высокое напряжение в контактной системе зажигания заметно снизилось из-за эрозии контактов и износа блока, трущегося о кулачок вала.
Наибольшим преимуществом любой электронной бесконтактной системы зажигания является уменьшение необходимого текущего обслуживания распределителя зажигания. Это означает, что система зажигания будет работать с максимальной эффективностью в течение долгого времени, обеспечивая оптимальную экономию топлива и эффективность работы. Однако уменьшение объема обслуживания не означает полного его отсутствия. Большинство электронных систем зажигания по-прежнему используют механические устройства для увеличения или уменьшения угла опережения зажигания. Эти механизмы опережения зажигания требуют периодической проверки и обслуживания. Работа и настройка этих систем описаны в следующих разделах этой главы.

Многоискровое зажигание и увеличение продолжительности зажигания
В последние годы развитие многоискровых систем и систем зажигания с увеличенной продолжительностью искры добавили уникальные возможности как "усиленным", так и обычным системам зажигания. Вместо образования единственной короткой искры для зажигания эти системы выдают несколько высоковольтных искр или одну большей продолжительности. В многоискровых системах число искр за цикл зажигания может доходить до шести, когда промежуток времени между тактами рабочего хода самый большой. Когда обороты двигателя возрастают, количество искр уменьшается примерно до двух при высоких оборотах. В системах зажигания с увеличенной продолжительностью искры одна искра большой длительности проскакивает между электродами свечи, тогда как многоискровые системы выдают несколько искр на свече. В обоих случаях зажигание топливовоздушной смеси происходит более полно и сравнимо с качеством зажигания двигателей, оснащенных несколькими свечами зажигания.


Вместо генерации одной короткой искры многоискровые системы зажигания, подобные показанной здесь системе зажигания MSD от фирмы A UTOTRONIC CONTROLS, обеспечивают образование нескольких искр. На холостом ходу, когда промежуток времени между циклами рабочего хода самый большой, выдается не менее 6 искр, но их количество снижается до 2 при высоких оборотах двигателя.

Потенциальная мощность увеличивается у многоискровых систем или у систем с продолжительной искрой. Зависит она от характера распространения пламени в камерах сгорания. Некоторые головки блока цилиндров имеют конструкцию камер сгорания, которая обеспечивает нужную турбулентность распространения пламени; головки с неразделенными камерами сгорания небольшого объема обычно подпадают под эту категорию. Двигатели с такими головками обеспечивают очень малый прирост мощности от многоискрового зажигания или его может даже не быть вообще. С другой стороны, головки блока цилиндров с камерами сгорания неразделенного типа обычно обеспечивают медленные скорости распространения фронта пламени. На этих двигателях мощная искра большой продолжительности почти всегда повышает мощность, хотя невозможно предсказать этот прирост на конкретном двигателе. Он может составлять от практически нулевого до величины почти в 5%. Измеренный прирост мощности добавляется к приросту, обеспечиваемому хорошей системой электронного зажигания с оптимизированным моментом впрыска.


Увеличение мощности от многоискровых систем или систем с увеличенной продолжительностью искры зависит от характеристик распространения пламени в камерах сгорания. Головки блока цилиндров с разделенными камерами сгорания малого объема обеспечивают малый прирост мощности, тогда как большие камеры сгорания неразделенного типа почти всегда дают увеличение мощности, от небольшого до почти 5%.

На гоночных двигателях многоискровые системы и системы с увеличенной продолжительностью искры имеют большое значение, т. к. они помогают смягчить работу двигателя на холостом ходу и уменьшить замасливание и "заливание" свечей, которое часто мешает работе двигателя в течение нескольких первых секунд после старта.автомобиля. Для двигателя повседневного применения эти высокотехнологичные системы зажигания могут улучшить разгон и уменьшить расход топлива.

Момент зажигания и опережение зажигания
Существует момент времени, обычно измеряемый в градусах поворота коленчатого вала до ВМТ, когда воспламенение топливовоздушной смеси обеспечивает максимальную мощность двигателя и эффективность его работы. Этот "участок" максимальной мощности, довольно узкий по времени, и мощность существенно упадет всего лишь в нескольких градусах поворота в любую сторону от этой почти максимальной точки. Если зажигание происходит слишком рано, то пик давления от сгорания будет воздействовать на поршень перед тем, как • шатун и коленчатый вал будут находиться на одной линии, когда они могут эффективно преобразовать это давление во вращательное движение коленчатого вала. Если зажигание будет лишь слегка преждевременным, то результатом будет просто потеря мощности. Однако если зажигание происходит постоянно с опережением, то очень высокие давления и температуры могут привести к спонтанному сгоранию несгоревших газов в пространстве камеры сгорания, что приведет к образованию еще более высоких давлений. Это явление, называемое детонацией, может подплавить и/или образовать отверстия в поршнях, разломать поршневые кольца и в самом худшем случае могут быть повреждены шатуны и даже коленчатый вал.
Прежде всего, увеличение мощности может показаться довольно простой задачей, заключающейся в определении оптимального момента зажигания, а затем фиксации параметров системы зажигания для обеспечения образования искры точно в этот момент. К сожалению, оптимальный момент зажигания не является фиксированной величиной, более того, он изменяется в зависимости от числа оборотов и нагрузки двигателя. Для того чтобы понять, почему возникают эти сложности и как с ними обращаться, давайте вернемся немного назад и внимательно рассмотрим процессы внутри цилиндра в высокооборотистом двигателе сразу же после того, как свеча зажигания начинает процесс сгорания.
Сгорание является относительно сложным процессом, но нам нужно обратить внимание только на основные моменты этой процедуры. За не-сколько первых миллисекунд после возникновения искры сгорание ограничивается небольшим объемом, около свечи зажигания. Рост давления, обязанный этому сгоранию, очень медленный и его трудно обнаружить. Эта "медленная" ранняя фаза процесса сгорания, когда ничего заметного, кажется, не происходит, называется временем задержки воспламенения или углом запаздывания воспламенения. Он продолжается примерно от 5 до 10 градусов поворота коленчатого вала. Когда фронт пламени распространяется далее через эту смесь, скорость роста давления увеличивается очень быстро. Это начинается угол (период) эффективного сгорания, который продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное значение давления в цилиндре, это примерно в 40° позднее. Если зажигание началось в оптимальный момент времени, то максимальное давление в цилиндре достигается, когда поршень находится в наиболее благоприятном положении при такте рабочего хода для преобразования этого давления во вращательное движение и выходную мощность.
Эта относительно простая картина усложняется из-за нескольких факторов. Во-первых, из-за скорости, с которой фронт пламени движется через область сгорания при изменении оборотов двигателя. Это очень важно, так как при возрастании оборотов двигателя имеется меньше времени при каждом рабочем цикле для завершения процесса зажигания. К счастью, скорость распространения пламени часто увеличивается примерно пропорционально оборотам двигателя — главным образом из-за увеличения турбулентности потока в камере сгорания при увеличении оборотов двигателя. Это означает, что угол поворота коленчатого вала, при котором происходит сгорание, может оставаться относительно постоянным. Это соотношение является хорошо установленным, в основном из непосредственных измерений и из наблюдений и состоит в том, что высокооборотистые двигатели требуют небольшого опережения зажигания по сравнению с двигателями, которые работают с нормальными или даже с достаточно низкими оборотами. Очень хорошо, что скорость распространения пламени связана с оборотами двигателя, иначе была бы невозможна работа двигателей с искровым зажиганием при высоких оборотах, т. к. для эффективного сгорания было бы недостаточно времени.
Вторым серьезным усложняющим фактором при определении оптимального момента зажигания является то, что скорость пламени изменяется при изменении плотности топливовоздушной смеси. Эти изменения плотности в основном происходят из-за изменения положения дроссельной заслонки. Когда дроссельная заслонка почти закрыта, вакуум во впускном коллекторе высокий, а плотность смеси низкая. В таких условиях скорость сгорания довольно низкая. С другой стороны, когда дроссельная заслонка широко открыта, и плотность смеси максимальная, скорость пламени тоже высокая.
В дополнение к оборотам двигателя и к плотности топливовоздушной смеси, скорость распространения пламени также изменяется в зависимости от основной конструкции двигателя. К примеру, форма камеры сгорания играет важную роль. Большая неразделенная камера сгорания (с минимальными потоком и турбулентностью) приводят к уменьшению средней скорости пламени по сравнению с меньшей камерой с малой площадью. Более того, объемная эффективность, степень сжатия, положение свечи зажигания, температура смеси и многое другое влияют на эффективность искры. Целью подбора момента зажигания являются контроль и оценка всех указанных параметров. Затем система зажигания должна в нужное время выдать искру для достижения максимальной эффективности. На большинстве обычных, не управляемых компьютером систем зажигания эти "решения" реализованы в распределителе зажигания.

"Секреты" зажигания и сгорания
• "Окошко" максимальной мощности на характеристике зажигания довольно узкое. Если зажигание происходит слишком рано, то очень высокие давления и температуры в цилиндре могут привести к детонации, что может подплавить и/ или выбить отверстия на поверхности поршня. Позднее зажигание приводит к низкому и позднему росту давления, увеличению расхода топлива и уменьшению мощности.
• Сгорание является комплексным процессом. В течение нескольких первых мили секунд после появления искры рост давления очень мал; этот период называется углом задержки воспламенения. Когда фронт пламени распространяется дальше по смеси, давление растет очень быстро: этот процесс соответствует углу эффективного сгорания. Давление сжатия представляет собой максимальное давление без сгорания.
• Скорость распространения пламени увеличивается почти пропорционально оборотам двигателя—в основном из-за увеличения турбулентности в камере сгорания. Иначе искровое зажигание не работало бы на высоких оборотах.
• Оптимальный момент зажигания изменяется при изменениях плотности смеси. Когда дроссельная заслонка почти закрыта, скорость сгорания низка и зажигание должно происходить раньше. Когда дроссельная заслонка открывается, скорость распространения пламени увеличивается, требуя более позднего момента зажигания.
• Форма камеры сгорания играет важную роль для скорости распространения пламени. Большая неразделенная камера вызывает низкую среднюю скорость пламени по сравнению с разделенной камерой малой площади. Большие камеры сгорания часто требуют большего опережения зажигания.


Система зажигания высокой энергии дает реальные улучшения для конструктора-форсировщика двигателей. Эта система ALLISON XR 700 заменяет контакты прерывателя и/или стандартные электронные узлы практически на любом двигателе; нормы токсичности этих двигателей укладываются во все нормы, в том числе и нормы штата Калифорния.
1 - позднее зажигание; 2 -раннее зажигание.

Управление опережением зажигания
Для поддержания оптимального момента зажигания обычно используется два механизма: центробежный (механический) регулятор, который изменяет момент зажигания при изменении числа оборотов двигателя и вакуумный регулятор, который изменяет момент зажигания в зависимости от нагрузки двигателя. До 1980 года эти механизмы были расположены на распределителе практически любого двигателя.

Механический (центробежный) регулятор
Скорость распространения пламени увеличивается с увеличением оборотов двигателя. Это соотношение не является прямо пропорциональным ниже 3000 об/мин и в двигателях с низкой степенью сжатия и с малой турбулентностью в камере сгорания. В этих ситуациях скорость сгорания увеличивается намного медленнее, и центробежный механизм опережения зажигания компенсирует этот медленный рост скорости сгорания путем опережения момента зажигания при увеличении оборотов двигателя, начиная с оборотов холостого хода. Однако при увеличении числа оборотов турбулентность поступающей смеси начинает ускорять распространение пламени и уменьшать время сгорания. Эта увеличившаяся скорость сгорания отодвигает необходимость дальнейшего опережения зажигания. Для соответствия этим изменениям времени сгорания большинство центробежных регуляторов быстро опережают момент зажигания при низких оборотах двигателя, но когда обороты двигателя превысят 2500-3000 об/мин момент зажигания удерживается постоянным или опережается очень ненамного. Если построить график зависимости лучшего центробежного опережения зажигания от числа оборотов двигателя, то кривая обычно резко возрастает примерно до 2500 об/мин, а после этого становится практически горизонтальной.


Опережение зажигания показанного здесь распределителя фирмы ACCEL может быть изменено для коррекции скорости путем замены пружин. Изменение величины опережения зажигания производится при перемещении маленького винта, имеющего головку с внутренним шестигранником (стрелка).

Центробежные регуляторы опережения зажигания обычно состоят из центробежных грузиков, которые удерживаются небольшими пружинами. Когда обороты двигателя растут, эти грузики стремятся сместиться наружу, преодолевая усилие пружин, и это смещение поворачивает кулачок контактов или якорь бесконтактного датчика в направлении вращения распределителя так, что зажимание происходит раньше (опережается). Скорость и величина опережения зажигания определяются размером и формой грузиков, усилием пружин и другими факторами. Каждый из этих параметров может быть модифицирован для изменения характера опережения зажигания для более точного соответствия требованиям двигателя.


Кривые опережения зажигания форсированного и "дымного" двигателя.
Угол опережения зажигания указан в градусах поворота коленчатого вала.

Многие кривые опережения зажигания стандартных распределителей для низкооборотных или "дымных" двигателей продолжают обеспечивать увеличение опережения зажигания, описываемое длинной и пологой кривой; максимальное опережение зажигания достигается только при высоких оборотах двигателя. Эти кривые могут быть довольно функциональными на двигателях с низкой степенью сжатия, использующих низкооктановое топливо. Эти двигатели ограничены по емкости системами впуска и выпуска газов, но это может значительно уменьшить мощность форсированного двигателя. Замена жестких пружин в механизме центробежного регулятора на более слабые сделает кривую опережения зажигания более крутой и возможно увеличит крутящий момент на средних оборотах. Тем не менее, нет каких-либо жестких правил: опережение зажигания должно подбираться каждому двигателю для получения оптимальных характеристик работы.


Вакуумный регулятор. Распределитель MSD поставляется с набором пружин, который позволяет конструктору добиться кривой опережения зажигания требуемой формы.

Вакуумный регулятор
Другим важным фактором, влияющим на момент зажигания, является изменение времени сгорания при изменении плотности топливовоздушной смеси. Так как плотность смеси намного ниже, когда .дроссельная заслонка частично закрыта, давление в цилиндре, турбулентность и скорость распространения пламени будут уменьшены. В результате для сгорания смеси необходимо больше времени в форме дополнительного опережения зажигания. Так как плотность смеси и скорость пламени непосредственно связаны с вакуумом коллектора, то для увеличения или уменьшения величины опережения зажигания обычно используется вакуумный регулятор независимо от центробежного регулятора.
Практически все вакуумные регуляторы опережения зажигания обычно используют подпружиненную диафрагму, которой противодействует вакуум коллектора и/или источник вакуума. Эта диафрагма соединена с пластинкой контактного прерывателя или магнитного датчика с -помощью соединительного рычага. При высоком уровне вакуума диафрагма втягивается, противодействуя пружине. Это перемещает пластину прерывателя в направлении, противоположном направлению вращения вала распределителя, запуская контакты или магнитный датчик раньше и смещая .момент зажигания в сторону опережения. Когда дроссельная заслонка открывается, вакуум уменьшается, пружина в узле диафрагмы возвращает пластину прерывателя в ее стандартное положение, сокращая дополнительное опережение зажигания, которое в противном случае привело бы к стукам и детонации при высоких нагрузках.


Вакуумный регулятор

Полезно рассматривать систему вакуумного опережения зажигания в качестве управления зажиганием, чувствительного к нагрузкам двигателя. Так как вакуумный регулятор действует постепенно, когда требования по мощности уменьшаются, т. е. в движении, эта система является одним из наиболее важных факторов в системе зажигания, влияющих на экономию топлива в режиме нормального городского движения. Если экономия топлива является важным фактором, двигатель должен быть оснащен функционирующим и тщательно проверенным вакуумным регулятором опережения зажигания.

Настройка момента зажигания
Когда производятся серьезные модификации двигателя, то требования к опережению зажигания будут наверняка изменены. Таблица требований к кривой опережения зажигания, приводимая далее, показывает, как типичные модификации влияют на характеристики опережения зажигания. Для обеспечения эффективной работы и экономии топлива кривые опережения зажигания могут оптимизироваться в каждой комбинации конкретных двигателя и шасси (нагрузки). Регулировка центробежного регулятора — довольно простой процедурой, которая в чем-то совпадает с известным методом проб и ошибок. Она обычно заключается в подборе центробежных грузиков и стягивающих пружин до тех пор, пока не будет достигнута кривая желаемой формы.
Когда вы подбираете свою кривую опережения зажигания, то есть одна уловка, которую используют некоторые конструкторы и гонщики, чтобы помочь уменьшить изменения момента зажигания при высоких оборотах. Проверки показали, что в механизмах со штифтами и пазами изменения моментов зажигания могут иметь место, когда штифты вибрируют в концах пазов, в которых они двигаются. Для предотвращения этого сначала установите пружину, которая обеспечивает такую кривую опережения зажигания, которую вы рассчитываете получить. Затем, вместо того, чтобы позволить штифтам центробежных грузиков передвинуться до своего предела, добавьте вторую пружину с высоким усилием, которая прибавит несколько градусов дополнительного опережения зажигания даже при максимальных оборотах. Это предотвращает касание штифтами грузиков их стопоров и сокращает изменения момента зажигания. Вдобавок, дополнительное опережение зажигания может компенсировать запаздывание момента зажигания из-за растяжения цепи привода распредвала и смещения кулачка на некоторых двигателях.
Тонкая настройка вакуумного опережения зажигания может быть намного более сложной, чем настройка центробежного регулятора, так как большинство камер вакуумных регуляторов являются нерегулируемыми. Некоторые энтузиасты, однако, модифицируют величину вакуумного опережения зажигания путем изменения стопоров тяг привода на вакуумной колодке. Некоторые владельцы автомобилей "Форд" производят регулировку усилия пружины внутри входного ниппеля на вакуумных камерах, что помогает настроить скорость изменения и начало кривой опережения зажигания. Для тех, кто может использовать это, такая регулировка обеспечивает быстрый "отход" от стуков и детонации при частично открытой дроссельной заслонке. Для тех автомобилей, которые не имеют регулируемых вакуумных диафрагм, поиск лучшей вакуумной камеры из сотен взаимозаменяемых узлов может быть бесконечным. Легким решением является установка специальной камеры для вакуумного регулятора. Эти вакуумные диафрагмы используют регулировку, подобную применяемой на автомобилях "Форд", а в определенных пределах они могут удовлетворять большинству требований.
Когда рассматривается объединенное влияние исходного центробежного и вакуумного опережения зажигания, то ситуация быстро становится очень сложной. Лучшим способом гарантии оптимального опережения зажигания при всех оборотах двигателя и разных условиях работы является тщательная проверка автомобиля на динамометрическом стенде. Опытный оператор может точно оценить обороты и мощность и определить точное опережение зажигания, которое диктуется условиями работы. Эти кривые должны быть получены из данных, измеренных при частично и полностью открытой дроссельной заслонке для определения характеристик центробежного и вакуумного опережения зажигания. После того, как оператор стенда определит то, что требуется, обычно используется стенд для проверки распределителей, на котором проверяются и изменяются механизмы опережения зажигания до тех пор, пока не будут получены требуемые кривые.
Форсированный двигатель не выдает большую мощность при большом опережении зажигания. Когда процесс сгорания внутри цилиндра становится более эффективным, скорость фронта пламени увеличится, и двигатель будет требовать меньшего опережения зажигания для обеспечения максимальной экономии и мощности. Когда вы устанавливаете опережение зажигания, знайте, что какое-то является хорошим, большее может уменьшать мощность, а чрезмерное разрушит двигатель. Всегда будьте уверены, что опережение зажигания при полностью открытой дроссельной заслонке ограничивается ниже точки детонации: если вы позволяете кривой опережения зажигания стать слишком "правильной", то вы пожалеете об этом!
У большинства высокооктановых бензинов большие времена задержки воспламенения (углы задержки воспламенения) чем у обычных бензинов заправочных станций. Вообще говоря, двигатели, работающие на специальном бензине, требуют немного большего опережения зажигания для обеспечения максимальной мощности, примерно на 2-5° больше начального или центробежного опережения зажигания обычно смещают время задержки воспламенения при использовании высокооктановых бензинов.

Требования к кривой опережения зажигания
Если вы делаете значительные изменения на двигателе, который имеет оптимальные кривые опережения зажигания вакуумного и центробежного регуляторов, эта таблица поможет вам определить новые кривые опережения зажигания для достижения максимальной мощности.

Требования к кривой опережения зажигания

Модификация Вакуумный регулятор Центробежный регулятор
Увеличение степени сжатия Запаздывание всей кривой Меньшее общее опережение, особенно при пиковой мощности (более жесткие пружины и уменьшение смещения грузиков)
Добавление системы впуска с высоким потоком Остается неизменным Меньшее опережение во всем диапазоне оборотов (более мощные пружины уменьшение смещения грузиков)
Добавление впускных колллекторов Возможно необходимо опережение/запаздывание в зависимости от температуры смеси и состава выхлопных газов Если загрязнение смеси уменьшается, то температуры смеси обычно становятся ниже. Это часто требует небольшого увеличения опережения зажигания во всем диапазоне оборотов (более слабые пружины и большее смещение грузиков)
Распредвал с более длительным периодом открывания клапанов
Уменьшить натяжение пружины в диафрагме, чтобы кривая росла быстрее
Начальному опережению зажигания нужно быть быстрее и в меньшей степени общее опережение должно происходить при более низких оборотах (это достигается с помощью менее жестких пружин)

Нагнетатель
(наддув)
Нужен специальный вакуумный регулятор с уменьшенным рабочим давлением Общее опережение зажигания должно быть уменьшено, а кривая должна расти медленнее (более жесткие пружины и меньшее смещение грузиков)

Турбонагнетатель (турбокомпрессор)
Нужен специальный вакуумный регулятор с уменьшенным рабочим давлением
Уменьшить общее опережение зажигания совместно с быстрым начальным участком кривой. "Медленная" кривая при работе турбонаддува (используя комбинацию слабых и жестких пружин плюс уменьшенное смещение грузиков)

Чугунные головки блока цилиндров с каналами
Остается неизменным
Расширьте высокооборотистую часть кривой (добавьте одну жесткую пружину)
Алюминиевые головки блока цилиндров
Уменьшенные температуры поверхности требуют немного большего опережения зажигания (увеличить значение опережения и слегка уменьшить усилие пружины)
Часто требует меньшего общего опережения из-за лучшего наполнения цилиндров, но более быстрый начальный участок кривой из-за низких скоростей потока в каналах и завихрений более слабые пружины и небольшое уменьшение смещения грузиков)
Переход на этилированный бензин (с таким же октановым числом)
Уменьшить общее опережение зажигания (увеличить натяжение пружины и значение опережения)
Уменьшить общее опережение зажигания, увеличить натяжение пружины и уменьшить смещение грузиков)

Замечание. Исключение свинца из состава бензина уменьшает задержку воспламенения и требует опережения зажигания. Этилированный бензин сгорает медленнее и требуется большее опережение зажигания.

Точная настройка вакуумного регулятора будет несложной, если вы используете регулируемую вакуумную камеру, подобную показанной здесь камере производства фирм CRANE CAMS или MR. GASKET. Такие диафрагмы используют регулировочный винт, подобный винту на некоторых узлах автомобилей "Форд "ив определенных пределах он может быть настроен в соответствии большинству требований. Вакуумная камера фирмы CRANE включает в себя предельную регулировку для максимального опережения.

Электронное управление опережением зажигания
В течение многих лет производители автомобилей использовали сложные компьютерные системы для регулировки момента зажигания. Многие из этих микропроцессорных систем не используют механические центробежные грузики, и иногда общая вакуумная камера заменяется или дополняется вакуумным преобразователем. Момент зажигания "вычисляется много раз за секунду по информации, получаемой от различных датчиков, расположенных на двигателе или внутри него. Гоночные версии этих систем управления теперь используются многими командами участвующих в гонках различного уровня. Хотя компьютеры гоночных автомобилей выполняют те же самые основные функции, что и промышленные системы, они созданы с целью "выжать" несколько дополнительных лошадиных сил из тех экзотических двигателей, на которых они установлены. Они надежны, обеспечены "обучаемым" тренером, позволяющим легко производить изменения момента зажигания (и подачи топлива), и когда они установлены, то система точно повторяет запрограммированные в них функции без необходимости обслуживания.
Мечтой конструкторов-энтузиастов является изменение кривой опережения зажигания путем поворота простого регулировочного винта. Это реализуется на гоночных моделях благодаря тем же высоким технологиям, которые развивали профессиональные гонщики-конструкторы и инженеры-автомобилестроители. Фирма AUTOTRONIC CONTROLS разработала доступные электронные системы, которые полностью заменяют центробежный регулятор. Хотя пока сделана только одна электронная замена для вакуумной камеры для двигателей с наддувом, но это всего лишь вопрос времени, чтобы был создан прибор для обычных атмосферных двигателей.

Устройство PROGRAMMABLE TIMING COMPUTER.

Устройство PROGRAMMABLE TIMING COMPUTER от фирмы AUTOTRONIC разработано для работы с многоискровыми модулями зажигания (MSD). Три регулировки, выполняемые с помощью маленькой отвертки, обеспечивают возможность изменения некоторых параметров кривой опережения зажигания:
• регулировка начального опережения зажигания (INITIAL TI MING ADJ) изменяет максимальное опережение зажигания, которое может выдать электронный блок. Он регулируется от Нулевого опережения зажигания или "плоской" кривой до максимального значения в 30°;

Фирма ALLISON ELECTRONICS разработала цифровое устройство управления моментом зажигания, которое использует сложную электронику для обеспечения возможности регулировок опережения зажигания и формы кривой опережения зажигания прямо с водительского сиденья. Устройство DTC 2500 также включает в себя ограничитель оборотов (который использует резким установки половинных оборотов) и автоматическое запаздывание момента зажигания для двигателей с впрыском окиси азота и с наддувом.

Устройство MICRO PLUS/ SYSTEM II от фирмы EDELBROCK предлагает сложное компьютерное управление для автомобилей без компьютера. Оно выдает 8 "механических" кривых опережения зажигания, "чувствует " вакуум впускного коллектора и выдает кривую вакуумного опережения зажигания, содержит ограничитель числа оборотов, автоматически защищает двигатель от детонации и работает совместно с распределителями OEM, ACCEL, MALLORY и MSD.

• Регулировка числа оборотов (RPM ADJ) указывает блоку, при каком числе оборотов двигателя начинать кривую опережения зажигания. Она регулирует обороты от 1000 об/мин до 3000 об/мин;
• Регулировка наклона (SLOPE ADJ), которая изменяет количество градусов опережения зажигания на каждые 1000 об/мин увеличения оборотов двигателя. Нижний предел этой регулировки дает длинную медленную кривую с изменением 0,5 ° на 1000 об/мин, а в другом крайнем положении регулировочного винта получается очень резкая кривая с изменением опережения зажигания на 20° на каждые 1000 об/мин.
Эти регулировки могут быть произведены при работающем двигателе (между заездами на гонках) или при исытаниях двигателя или автомобиля на стенде. Этот маленький электронный блок превращает настройку двигателя в веселую игру.
Этот PROGRAMMABLE TIMING COMPUTER должен использоваться совместно с распределителем, который не имеет центробежного регулятора или когда механизм регулятора заблокирован.

Специализированные детали

Эта катушка зажигания MSD PRO POWERS для профессиональных гоночных двигателей включает в себя различные материалы, в том числе изоляторы из специального алкида и полиэстера, внутренние детали, связанные эпоксидными клеями, трансформаторное масло высокого сопротивления и некоторые экзотические металлические сплавы для увеличения напряжения на вторичной обмотке катушки.

В последние несколько лет ассортимент товаров, предлагаемых для форсировки двигателей, существенно изменился, особенно в области систем зажигания. "Грубые" электронные тахометры и ограничители оборотов сменились сложными микроэлектронными устройствами, которые более надежны и компактны. Однако достоинства электроники добавили больше, чем надежность деталей. Энтузиастц-конструкторы в многочисленных фирмах и магазинах могут приобрести различные электронные устройства, которые созданы в последние годы. Этих устройств очень много, далее будут рассмотрены некоторые из них.

Высоковольтные катушки зажигания
Катушка зажигания может на первый взгляд не показаться очень высокотехнологичным продуктом. Однако когда вы представите себе, что современные катушки для форсированных двигателей'рассчитаны на противостояние высоким температурам в течение многих лет и бесконечным воздействиям импульсов напряжения до 60 000 в, ваше мнение может измениться. Многие катушки зажигания высокой энергии используют различные высокотехнологичные материалы, такие как изоляторы из алкида и полиэстера, внутренние детали, соединенные эпоксидными клеями для противостояния вибрациям, трансформаторное масло высокого сопротивления для улучшения внутренней изоляции и охлаждения и экзотические металлические сердечники для увеличения напряжения па вторичной обмотке.


Использование катушки для гоночного двигателя (подобной показанной здесь катушке MSD BLASTER 3) с низким сопротивлением первичной обмотки (0,7 ом) на системе зажигания обычного двигателя может привести к выходу деталей из строя и даже их воспламенению

Видя все эти преимущества, многие конструкторы-энтузиасты устанавливают на двигатель катушку зажигания высокой энергии, не изучая инструкций по ее установке. Сразу же сгорают балластный резистор, электронный блок управления или сама катушка. Почему это происходит? Подобно обычному бытовому предохранителю, который перегорает, когда в цепи появляется слишком большая нагрузка, катушка зажигания высокой энергии может потреблять избыточный ток из первичной цепи, если она неправильно установлена или неправильно используется. Величина тока в катушке зажигания, потребляемого из первичной цепи, определяется сопротивлением первичной обмотки, которое зависит от количества витков и толщины провода.
Сопротивление первичной обмотки катушки зажигания может сильно различаться, изменяясь от сотен ОМ до долей ОМа, т.е. более чем в 100 раз. Вдобавок к этому, большинство катушек предусматривает использование балластного резистора для ограничения тока в первичной цепи, и его сопротивление также может сильно различаться. Возможные комбинации катушек и балластных резисторов могут быть различными, но только некоторые из них обеспечивают эффективную и надежную работу в конкретной системе зажигания.
Некоторые катушки зажигания специально конструируются для использования со стандартными контактными системами зажигания, в которых ток первичной обмотки должен поддерживаться на минимальном уровне. В таких случаях сопротивление первичной обмотки и балластного резистора должны поддерживаться высокими. Другие высоковольтные катушки зажигания предназначены для получения большей мощности в первичной обмотке при использовании с электронными системами управления