Конфигурация и порядок зажигания двигателя

Опытным путем установлено, что наивыгоднейшие условия для работы двигателя создаются, когда максимальное давление в цилиндре двигателя наступает в такте расширения при положении поршня, соответствующем 10— 15° поворота коленчатого вала после ВМТ. Чтобы выполнить это условие, необходимо подобрать момент зажигания смеси.

Если воспламенить смесь в момент нахождения поршня в ВМТ, то сгорание ее будет происходить во время такта расширения и закончится значительно позже по углу поворота коленчатого вала. Это приведет к тому, что процесс сгорания будет протекать в большем объеме цилиндра, что увеличит потери тепла в стенки цилиндра; максимальное давление и температура газов при этом понизятся, вследствие чего снизится мощность и экономичность двигателя. Учитывая это обстоятельство, напряжение на свечу зажигания подается с опережением, т. е. в конце процесса сжатия, до прихода поршня в ВМТ. Величина опережения обычно измеряется в градусах угла поворота коленчатого вала от момента подачи напряжения на свечу до момента прихода поршня в ВМТ. Этот угол называется углом опережения зажигания или опережением зажигания.

При слишком раннем опережении зажигания сгорание смеси может закончиться до того, как поршень придет в ВМТ. Это приведет к сильному увеличению давления в цилиндре в такте сжатия и, следовательно, к затрате излишней работы на сжатие смеси и уменьшению мощности двигателя. Поэтому должен быть какой-то наивыгоднейший угол опережения зажигания, при котором поджигание смеси дает наилучшее использование тепла. Такой наивыгоднейший угол опережения зажигания и подбирается на заводе опытным путем. Для авиационных двигателей этот угол составляет 10 ÷ 45° до ВМТ.

На величину наивыгоднейшего угла опережения зажигания влияют следующие факторы:

— величина коэффициента избытка воздуха;

— степень сжатия;

— число свечей;

— частота вращения коленвала двигателя.

Наименьший угол опережения зажигания соответствует коэффициенту избытка воздуха α=0,85 ÷ 0,90, так как смесь такого состава сгорает с максимальной скоростью. При обогащении или обеднении смеси скорость ее сгорания уменьшается, и, следовательно, наивыгоднейший угол опережения зажигания для таких смесей будет соответственно больше.

При увеличении степени сжатия скорость сгорания смеси возрастает, и, следовательно, наивыгоднейший угол опережения зажигания будет соответственно меньше.

При увеличении числа свечей в цилиндре (до двух) путь, проходимый фронтом пламени, будет меньшим, процесс сгорания будет заканчиваться раньше. В этом случае требуется меньший угол опережения зажигания по сравнению с тем, когда зажигание происходит от одной свечи.

При изменении частоты вращения коленвала изменяется время, в течение которого происходит сгорание: при увеличении оно уменьшается, а при уменьшении, наоборот, увеличивается. Поэтому на некоторых двигателях, в том числе на АШ-62ИР, с увеличением частоты вращения угол опережения зажигания возрастает (рис. 1-13), т.е. напряжение на свечи зажигания подается раньше.

При наличии в цилиндре двух свечей углы опережения зажигания на каждую из свечей могут быть разными. Например, у двигателя АШ-62ИР угол опережения зажигания при частоте вращения коленвала свыше 1400 об/мин (φ_оз^max) для передних свечей 200 , для задних— 150. Это объясняется тем, что передние свечи ближе расположены к клапанам выпуска, где ТВС в большей степени загрязнена продуктами сгорания и горит с меньшей скоростью. Разность между углами опережения зажигания на больших и малых оборотах (φ_оз^max —φ_оз ^min) составляет примерно 40.

Рис.1-13. Зависимость угла опережения зажигания (φ_оз) от частоты вращения коленвала (n)