13.3. Регулировка зажигания

Здесь мы подошли к внутрицилиндровой обработке воздуха для бестопливного горения. Конечно, лазер бы решил всё: и до- и внутрицилиндровую обработку, так как обеспечивает взрыв воздуха, но подходящих и экономичных лазеров пока нет. Поэтому самое распространенное средство инициирования воспламенения воздуха в цилиндрах двигателя – это электрический разряд – искра зажигания. В современных автомобилях искра слабенькая, с энергией примерно 30 мДж (миллиджоулей). Это вызвано тем, что присутствие топлива в обычных автомобилях облегчает воспламенение воздуха и в большей энергии искры нет необходимости. Для автотермического бестопливного режима воспламенения воздуха, даже предварительно обработанного, надо еще постараться разбить межатомные связи как кислорода, так, желательно, и азота, и для этого, по ориентировочным расчетам требуется энергии примерно 1.0 Дж, то есть в 30 раз больше, чем в обычной слабой искре.

Кроме того, обычно воспламенение происходит с одной стороны цилиндра, где находятся электроды свечи зажигания. Неравномерность давления, вызванная такой асимметрией, приводит к перекосу поршня, потерям на трение и другим отрицательным обстоятельствам, снижающим эффективность двигателя. Для увеличения энергии искры, равномерности воспламенения топлива в камере сгорания цилиндра двигателя рекомендуются изготавливаемые серийно свечи зажигания с конденсатором – накопителем энергии и конусным распределителем факела, либо форкамерно-плазменные свечи зажигания с малой форкамерой, имеющей форму сопла Лаваля, либо другие подобные свечи зажигания. Они облегчают получение режима бестопливного горения воздуха.

Угол зажигания регулируется индивидуально на каждом двигателе, а лучше – цилиндре. Наиболее предпочтительным является угол не опережения, а запаздывания зажигания, после верхней мертвой точки (ВМТ) поршня на рабочем ходе такта расширения, так как при таком угле, равном +90⁰, на кривошип приходится максимальный крутящий момент. Практически угол зажигания может быть в пределах –70⁰…+70⁰ в зависимости от эффективности, наибольшей мощности, развиваемой двигателем.

Иногда, если достаточна доцилиндровая обработка воздуха, воспламенение воздуха может быть обеспечено повышением тепературы воздуха в цилиндре от сжатия, калильным эффектом, волновыми процессами в цилиндре и другими факторами. В этом случае искры зажигания не нужно, двигатель работает как бы без системы зажигания, и такие случаи были /1/, когда машина работала даже без электрических проводов или других элементов системы зажигания, то есть, в дизельном режиме. Дизельный режим наступал также в движении, когда принудительно отключалось зажигание во время движения автомобиля накатом. При этом двигатель работал длительное время в дизельном автотермическом режиме и останавливался только тогда, когда двигатель тормозили включением сцепления с ходовой частью автомобиля.

13.4. Отработка основных режимов двигателя

13.4.1. Пуск, прогрев и холостой ход

Необходимость отсутствия топлива при автотермическом режиме горения воздуха в камерах сгорания цилиндров автомобильного карбюраторного двигателя требует настройки на предельно бедную смесь при пуске, прогреве двигателя и его работе на холостом ходу. Подача минимального количества топлива облегчает пуск и прогрев двигателя, его подготовку к режиму автотермии. В прогретом состоянии при работе на холостом ходу в установившемся режиме с числом оборотов (проверено) от 200 до 1500 об./мин., а при больших оборотах тем более, топливо вообще не требуется.

Для выполнения указанных условий выполняют следующие основные операции (на примере ВАЗ 2106 и карбюратора «Солекс»):

1. Заменяют штатный воздушный жиклер на жиклер большего диаметра, например, 2.0 мм.

2. Заменяют штатный топливный жиклер холостого хода на жиклер меньшего диаметра, например, 0.38 мм.

3. Устанавливают: на первичной камере топливный жиклер, например, 0.905 мм; на вторичной камере – 0.95 мм и воздушный жиклер 1.65 мм.

4. Заглушают экономайзер.

5. Устанавливают уровень топлива 26…27 мм.

6. Винтом качества смеси устанавливают предельно бедную смесь, чтобы только двигатель запускался.

7. Винтом регулировки положения заслонки «газа» приоткрывают ее максимально так, чтобы двигатель запускался и работал на холостом ходу.

8. Устанавливают обороты холостого хода в пределах 800…1000 об./мин.

9. Прогревают двигатель до установившегося режима работы.

10. Устанавливают угол зажигания по максимальным оборотам двигателя, полученным при изменении угла зажигания.

11. Измеряют концентрацию окиси углерода СО, меняя параметры по пп.1…10 так, чтобы концентрация СО менялась в некоторых пределах около допустимой или меньшей нормы, например, 0.100.05%.

12. Выбирают и оставляют параметры пп.1…10 по минимальному значению концентрации СО, как показателю хорошего горения.

13. После каждых 1000 км пути на автотермическом режиме или по мере необходимости производится подрегулировка указанных систем.

В процессе длительной работы двигателя в режиме автотермии происходит естественная наработка катализаторов в цилиндрах, действие которых облегчает наступление автотермии.