Независимо от типа системы зажигания (далее — СЗ), настройка момента опережения зажигания (далее — МОЗ)
очень важна. Если зажигание смеси произойдет преждевременно, то высокое
давление и температура в цилиндре приведут к детонации. При этом может
прогореть, оплавиться и разрушиться поршень. Позднее зажигание приведет
к низкому и позднему росту давления, уменьшению мощности и возрастанию
расхода топлива. Оптимальный МОЗ должен быть разным при смесях разной
плотности. При почти закрытой заслонке скорость горения невелика,
и поэтому поджигание смеси должно происходить раньше. При открытии
заслонки скорость распространения пламени (1) возрастает, требуя более
позднего МОЗ (2). Но, в любом случае, контактная СЗ имеет приемлемое
качество работы только в диапазоне холостого хода и до начала диапазона
максимальных оборотов, будучи в котором, автомат ОЗ уже не способен
обеспечить надлежащую работу СЗ (в силу конструктивных особенностей).
Для выбора наиболее подходящей системы зажигания в каждом конкретном
случае, рассмотрим различные ее варианты, которые, в конечном счете,
все равно сводятся к бесконтактным системам зажигания (далее — БСЗ).
Они обладают многими преиму- ществами: не имеют трущихся деталей,
обеспечивают надежную работу при высоких частотах вращения, обладают
высокой степенью защиты от агрессивной атмосферной среды, устойчивостью
параметров и практически не требуют ухода. А с увеличением частоты
вращения коленвала напряжение на электродах свечи зажигания возрастает!
В БСЗ катушкой управляет мощный транзистор или тиристор, способный
пропускать токи свыше 10А, вот почему мощность БСЗ в 1,5-2 раза выше,
чем у КСЗ! А это особенно важно для форсированных и
высокофорсированных ДВС, так как новые характеристики их работы
предъявят совершенно другие требования к "кривым" ОЗ(3). О чем
свидетельствует график № 1 "Кривые ОЗ форсированного и серийного ДВС"
(угол ОЗ указан в градусах поворота коленчатого вала).
Поэтому рассмотрим вариант самостоятельного
изготовления БСЗ, с
применением авто- и мотокомплектующих (для тех, у кого нет возможности
приобрести и установить имеющиеся готовые мотоциклетные комплекты БСЗ):
1) упрощая конструкцию, используем стандартный механический
центробежный регулятор ПМ-302(А). Используем только его корпус и
кулачок с автоматом прерывателя (ПМ-302). 2) удаляем все из корпуса прерывателя, и на токарном станке протачиваем все выступы и стеночки корпуса.
3) на полученную "площадку", в горизонтальном положении, крепится
датчик Холла (двумя болтами М4). Отверстия для крепления высверливаются
на расстоянии 24 мм. Возможно удаление ребер жесткости с тыльной
стороны. Линия, проходящая через от- верстия, должна быть параллельна
краю корпуса. При этом она должна находиться на расстоянии 22 мм от
центра отверстия под хвостовик распредвала (см. рис. 1). 4)
новая шторка имеет вид плоского диска толщиной 1 мм, который расположен
на направляющей втулке (почти полная копия старого эксцентрика).
Выполняются диск и втулка на токарном станке, как одна целая деталь
(см. рис. 2). Она будет устанавливаться на автомат опережения вместо
кулачка. Полученная токарная заготовка, а именно — ее центральное
отверстие (15,5 мм), проходится раздвижной разверткой до размера
автомата. Размер должен быть выдержан, иначе "болтание" шторки даст
разбег в точности работы до 30-50%, а то и повредит датчик Холла.
5) на торце направляющей втулки шторки (по примеру старого кулачка)
вытачиваются направляющие пазы. Не поленитесь снять точные размеры со
старого! Подгонка осуществляется надфилем вручную до тех пор, пока
шторка на автомате не будет нормально поворачиваться в обе стороны, без
заеданий.
6) корпус устанавливаем на регулировочных болтах посередине. Выставляем
ВМТ и при этом делаем метку на краю шторки, где должен находиться центр
магнита датчика (датчик снят). Коленвал проворачиваем на 180 градусов и
делаем аналогичную метку. Метки соединяем, прочертив линию через центр
диска. Линия на шторке является срезом, при прохождении которого будет
возникать момент искрообразования. Аналогичная линия чертится через 45
градусов, по ходу распредвала (см. рис. 3). 7) полученные сектора в 45 градусов, противоположно располагающиеся, выпиливаются с особой точностью!
— В завершение процесса все монтируется и подключается (шторка
снимается только вместе с корпусом, во избежание повреждения датчика
Холла). Схема подключается через ВАЗовский коммутатор и "ГАЗелевскую" двухвыводную катушку зажигания (29.3705, 12V).
Для гурманов, смакующих работу почти глохнущего мотора и любителей
"пострелять", можно порекомендовать изготовить БСЗ на базе прерывателя
ПМ-05, с механическим корректором опережения зажигания. Единственное
неудобство — нужно постоянно "играться" с манеткой опережения! Но при
этом можно добиться улучшения приемистости двигателя, особенно в
определенных диапазонах и при определенных условиях (например,
принудительное максимальное ОЗ) позволяет преодолевать затяжные подьемы
с достаточно хорошим ускорением!
Существует более простой и рациональный способ установки БСЗ на ДВС
КМЗ и ИМЗ. В схеме применяются: вышеуказанный ВАЗ-овский коммутатор,
штатный разъем и "ГАЗ-елевская" 2-х выводная катушка (см. схему 1). Но
при этом на хвостовик распредвала, через проставочный фланец,
устанавливается бесконтактный разносчик ВАЗ 2108(09) в сборе (фото 1).
С учетом того, что плотность смеси и скорость пламени непосредственно
связаны с разрежением в коллекторе, то для уменьшения или увеличения
опережения зажигания применяя вакуумный регулятор опережения зажигания.
В нем используется подпружиненная диафрагма, которой противодействует
разрежение коллектора. Данный образец зажигания оснащен такой схемой.
Применять ее лучше всего в тандеме с автомобильными двухкамерными
карбюраторами (например, "ВАЗ"(2108-09), "ОКА"(650-750), к которым
подключаются экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) и
система вакуумного опережения зажигания. Данную схему следует
рассматривать для чувствительного к нагрузкам двигателя. Так как
вакуумный регулятор действует постепенно, в движении это свойство
является одним из наиболее важных моментов в работе СЗ, которые влияют
на экономию топлива в городском режиме. В том случае, если экономия
топлива имеет немаловажное значение, двигатель должен быть оборудован
рабочим и тщательно проверенным вакуумным регулятором опережения
зажигания! Подобная комбинация значительно оптимизирует работу ДВС на малых и средних оборотах, серьезно улучшая динамику.
Ее недостатком является появление "подвисания" СЗ и системы питания в
режимах максимальных оборотов. А так же громоздкость распределителя,
которая потребует либо отказаться от передней крышки двигателя, либо
модернизировать ее. Далее рассмотрим некоторые, наиболее часто встречающиеся в продаже заводские системы БСЗ для ДВС КМЗ и ИМЗ.
Первый (редко, но все же встречающийся образец) — это устаревшая
заводская БСЗ для ИМЗ, состоящая из датчика 17.3847 и установленного
под седлом коммутатора 47.3734. Обладает отменными характеристиками при
сравнении с вышеуказанными КСЗ, но уступает нижеперечисленным БСЗ.
Второй образец БСЗ — ЮГИШ 453619.002 ЭТ (фото 2, г. Екатеринбург, "НПО
Автоматика"). Он состоит из катушки (КМСЗ 3705060 или 685 442.039),
микропроцессорного блока (БМСЗ 3734010 или ЮГИШ 453619.001), корпуса
бегунка, его верхней крышки и непосредственно бегунка.
Отличается высокой надежностью и хорошим качеством работы.
Третий образец, также Российского производства — это Старооскольская
БСЗ для КМЗ и ИМЗ (соответствует ТУ 37.466.060-95, ТУ 37.466.059-95,
(фото 3). Состоит (см. рис. 4) из модуля зажигания 135.3734, катушки
зажигания 135.3705 и ротора (см. фото 4, общий вид). Подключение
осуществляется по схеме 2. Данная модель БСЗ отличается самой высокой
надежностью и качеством из описанных. При этом обладает простотой
установки и регулировки. За счет увеличения индуктивной фазы искры
снижается токсичность выхлопных газов и расход топлива. Запуск
осуществляется даже при скачках бортового напряжения от 6-ти и до16-ти
вольт (при этом напряжение на свечах не меняется и достигает 17-ти kV).
Потребляемый ток при включенном зажигании и неработающем двигателе не
превышает 0,15А. Данная система обеспечивает бесперебойное
искрообразование при частоте оборотов коленчатого вала до 7000 об/мин.
При этом ток потребления не превышает 1,5А. Система также
работоспособна при использовании катушек зажигания другого типа (Б 204,
Б 201). Оптимальная регулировка момента зажигания, как и во всех других
случаях, производится после пробного пробега мотоцикла, путем поворота
основания устройства по часовой стрелке (увеличение угла ОЗ) или против
(уменьшение угла). ТО системы проводится каждые 5000 км пробега.
В данный момент Ирбитские мотоциклы, сходящие с конвейера,
комплектуются БСЗ производства Magneti Marelli, обладающими более
чувствительными характеристиками работы. К сожалению, в свободной
продаже подобные схемы еще не встречаются. Теперь рассмотрим
вариант "А" — получение искрообразования в дополнительных
(дублирующих)(4) свечах. Двухискровое зажигание дает некоторое
увеличение мощности за счет быстроты и полноты сгорания смеси.
Увеличение мощности в этом варианте может достигать 4%. В нашем случае
это следующая схема: БСЗ (например, Старооскольского производства)
работает в паре с коммутатором "ГАЗ"-31029 и двухвыводной катушкой от
вышеуказанной "ГАЗели". К основной БСЗ (Старооскольской) подключается
дублирующая система искрообразования."+" коммутатора БСЗ дополнительно
подключается к "+" коммутатора 31029, который заходит через замок
зажигания. Клемма основной катушки (от ГАЗ-31029) подключается к
дублирующей катушке, а второй ее вывод — к замку зажигания. Клемма
"катушка" основного коммутатора, кроме подключения основной катушки,
подключается и к клемме "Д" дублирующего коммутатора. Подключение
осуществляется через любой кремниевый диод с U-образным максимальным
напряжением не менее 200 V (типа КД 102, см. рис. 5а). Подобная
схема автоматически дает не- значительную задержку при искрообразовании
во второй паре свечей, обеспечивая, таким образом, дожиг смеси).
Необходима тщательная проверка величины этой задержки, иначе большой
разброс искрообразования по ходу поршня может привести к ухудшению
работы ДВС. Можно подключить дублирующую СЗ, основываясь на варианте,
применявшемся ранее на кроссовых “Ява” и “Чезет”, см. рис. 5б.
Вариант "Б" — это также применение дублирующих КЗ и КЭТ, но в
дублирующей цепи присутствует еще один блок — "линия за- держки".
Длительность задержки устанавливается путем регулировки параметров
RC-цепи в этой линии, обеспечивая таким образом, улучшенный дожиг.
Параметры подбираются под каждый конкретный двигатель опытным путем.
Вариант "С" сводится к тому, что вместо второго коммутатора и второй
катушки, изначально устанавливается 4-х выводная катушка от автомобилей
ВАЗ или ГАЗ. Все 4 свечи работают одновременно. Последний вариант
("Д") — с дублирующим датчиком Холла, устанавливаемым сразу же за
"основным", по ходу движения разносчика. Он применяется в
самостоятельно изготовленной БСЗ, собираемой на базе серийного корпуса
ПМ11/302. Также необходимо использовать дублирующий коммутатор ВАЗ, штатный разъем и двухвыводную катушку от Оки (ГАЗели).
Момент для оптимального дожига смеси определяется опытным путем, в
процессе эксплуатации. Упростит настройку установка дополнительного
датчика Холла (на корпус СЗ) с возможностью регулировки его положения
относительно основного датчика. Систему дополнительного
искрообразования желательно использовать именно в режимах максимальных
оборотов, на переходных режимах, при необходимости движения на малых
скоростях с постоянными "подгазовками" (преодоление сложных участков).
Хорошие результаты по бесперебойности искрообразования получены при
высокой атмосферной влажности (движение в дождь). Схема подключается
через позиционный тумблер, закрепляемый на руле (например, ниже правого
рулевого блока тумблеров).
Постоянное использование "дублирующей" системы нежелательно, так как
могут возникать излишние нагрузки на "основную" СЗ, которые могут
повлечь ускоренный выход из строя элементов системы. Развивая
тему, нельзя не упомянуть о включении в систему электронного тахометра.
Тахометр подключается к "+" провода, идущего к катушке от АОЗ, через
замок зажигания. Встречаются два вида электронных тахометров: "А" и "Б"
(фото 5 и 6). Один — устаревшего образца, со светящимся
дисплеем. В солнечную погоду цифры плохо различимы. Стоек к воздействию
солнечных лучей и влаги. При этом прибор оснащен следующими функциями:
тахометр, вольтметр, указатель угла ОЗ), часы (секундомер, время в
пути, будильник, фото 5). Прибор нового поколения, с
жидкокристаллическим дисплеем (фото 6) более компактен. Оснащен
тахометром (цифровой и визуальной подвижной шкалой), звуковой
индикацией режима оборотов, вольтметром (звуковая индикация недозаряда
и перезаряда), часами. Отсутствует подсветка, отсутствует функция определения УОЗ, не стоек к воздействию солнечных лучей и влаги.
После всего вышесказанного дело осталось только за малым: вам
необходимо определиться, к каким нововведениям в СЗ стоит прибегнуть
при постройке своего силового агрегата, а какие стоит оставить в покое!
Помните только одно — надежная и качественная БСЗ позволит рационально
использовать порядка 3-7% мощности ДВС, которые мирно "дремлют" в
двигателе с КСЗ.
СНОСКИ: (1) Скорость
распространения пламени возрастает практически пропорционально оборотам
двигателя из-за увеличения турбулентности в камере сгорания. В
противном случае искровое зажигание при высоких оборотах не работало бы! (2)
Форма камеры сгорания влияет на скорость распространения пламени.
Большой объем камеры сгорания вызывает низкую среднюю скорость пламени
— по сравнению с камерой сгорания, с малым объемом. Посему — для камер
большего обьема требуется более позднее зажигание (относительно). (3)
Форсированный двигатель не выдаст большей мощности при сильном
опережении зажигания. В тот момент, когда процесс сгорания внутри
цилиндра наиболее эффективен, скорость фронта пламени увеличивается, и
двигатель требует меньшего опережения зажигания для максимальной
мощности и экономии. Для этого необходимо убедиться, что опережение при
полностью открытой дроссельной заслонке ограничивается ниже точки
детонации: если допустить, что кривая опережения зажигания станет
"правильной", могут произойти необратимые процессы, ведущие к
разрушению двигателя!!! (4) При врезке второй пары
свечей будьте готовы к тому, что толщина стенки головки может быть
разной — у одних свеча может выходить внутрь камеры сгорания, а у
вторых наоборот, она будет далеко от кромки отверстия в камере сгорания. Выход
— изготовление и установка дюралевых "футорок", выполненных с учетом
толщины стенок и длины резьбы применяемых свечей. Колпачки — угловые,
"Г"-образные.
АББРЕВИАТУРЫ в тексте: ДВС — двигатель внутреннего сгорания ВМТ — верхняя мертвая точка ИМЗ (КМЗ) — Ирбитский (Киевский) мотозавод СЗ — система зажигания КСЗ — контактная СЗ (устаревшие варианты СЗ) БСЗ — бесконтактная (электронная) СЗ (современные типы зажигания с использованием датчика Холла) КЭТ — коммутатор (микропроцессорный блок управления СЗ) АОЗ — автомат опережения зажигания (М-механический; Ц-центробежный;) КЗ — катушка зажигания ПВН — провода высокого напряжения УОЗ — угол опережения зажигания МОЗ — момент опережения зажигания
