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.