Зажигание: искра в нужный момент
В бензиновом двигателе смесь поджигает искра. Её нужно дать в каждом цилиндре в строго определённый момент — с опережением до верхней точки: около 10° поворота коленвала на холостых и до 30–40° на высоких оборотах при малой нагрузке. У четырёхцилиндрового мотора на 3000 об/мин это около сотни искр в секунду, и ошибиться нельзя ни разу.
- Датчик положения коленвала считает зубья задающего диска. Пропуск двух зубьев служит меткой: блок управления знает, где каждый поршень, с точностью до градуса.
- Блок управления по оборотам, нагрузке, температуре и сигналу датчика детонации выбирает момент искры.
- Катушка зажигания несколько миллисекунд накапливает энергию в магнитном поле, а при разрыве тока выдаёт десятки тысяч вольт.
- Свеча пропускает это напряжение через зазор между электродами: проскакивает искра и поджигает смесь.
Почему искра раньше верхней точки
Смесь сгорает не мгновенно, на это уходит около двух тысячных секунды. Чтобы наибольшее давление пришлось на самое начало рабочего хода, искру дают заранее. Этот запас в градусах называют углом опережения. Чем выше обороты, тем быстрее движется поршень и тем раньше нужна искра. Под большой нагрузкой смесь плотнее и горит быстрее, поэтому искру дают позже.
Нормально смесь сгорает так: искра → фронт пламени спокойно проходит по камере. Если искра слишком ранняя, давление и температура растут слишком сильно, и последняя, ещё не сгоревшая часть смеси самовоспламеняется сразу во всём объёме — это детонация. Её слышно как металлический звон при разгоне. Датчик детонации её улавливает, и блок сдвигает искру позже: двигатель становится чуть слабее, зато поршни целы. Не путайте с калильным зажиганием: там смесь поджигает раскалённая деталь (нагар, перегретая свеча) ещё до искры, и поздняя искра от этого не спасает.
Раньше было так: искру распределял по цилиндрам механический распределитель-прерыватель с вращающимся бегунком, а угол опережения меняли грузики и вакуумная мембрана. Теперь у каждого цилиндра своя катушка, а всё решает блок управления.
Металлический звон под нагрузкой — повод проверить топливо: заправляйтесь бензином с октановым числом не ниже указанного производителем.
Задания в 3D-модели
В интерактивном уроке 5 заданий выполняются в учебной 3D-модели, модель сама проверяет результат:
- Найдите датчик положения коленвала
- Поставьте холостой ход: обороты до 1000 и нагрузку 0 %. Угол опережения будет не больше 12°
- Раскрутите двигатель до 4000 об/мин и выше при нагрузке до 40 %: искра уйдёт раньше, больше 25° до верхней точки
- Дайте нагрузку 90 % и больше на оборотах до 2500: опережение уменьшится до 10° и меньше
- Включите неисправность «Детонация»: блок отодвинет искру до 3° и меньше
Проверьте себя
В конце интерактивного урока — проверка из 3 вопросов. Прогресс сохраняется в браузере.