Доступно о настройке зажигания
Перевод Артура Павловича. (за что ему огромный респект =))
Оригинал статьи здесь - http://www.max-boost.co.uk/max-boost/ignition_deeper.htm
ВНИМАНИЕ: Перевод изобилует нецензурными выражениями. Не для слабых духом.Опережение зажигания ? чем больше, тем лучше, так?
В одном ряду с беспонтовыми улучшайзерами стоят прикрути-куда-хошь устройства опережения зажигания. Логика этих хитровыебанных дивайсов заключается в том, что если что-то ? хорошо, то его увеличение ? есть ещё лучше.
Но что же это такое - опережение зажигания? Зачем оно нам надо? Почему мы не можем просто поджечь свечу в момент, когда поршень находится в ВМТ, и успешно жить с этим?
Ответ ? мы можем, и моторы будут прикольно и надёжно работать, но только они и близко не будут развивать столько мощи, сколько они развивают сейчас. Представьте поршень во время рабочего хода. Вначале он находится в ВМТ, инерция вращения коленвала быстро тащит его к НМТ. Рабочий ход ? фаза, во время которой подожжённая смесь горит, создаёт давление внутри камеры сгорания и толкает поршень вниз с ещё большей, чем инерция, силой ? рабочему ходу предшествуют три «мёртвых» такта, и если бы не было этой дополнительной силы ? мотор бы быстренько остановился!
Предположим, что сила, давящая на поршень, постоянна (более-менее). Для того, чтобы получить больше пользы от этого «толчка» (т.е. больше Мкр), мы хотим, чтобы эта сила давила на поршень как можно дольше. Опыты показали, что всё веселье должно произойти от 15 градусов после ВМТ и до НМТ (бОльшая часть работы будет сделана уже к 90 градусам). Мы не хотим Большого Взрыва ни раньше, ни позже.
В чём сложность: смесь не сгорает мгновенно. Ну нет, только это было бы слишком просто. Если всё идёт по плану, фронт пламени в цилиндре двигается со скоростью 15-16 метров в секунду. На секунду взглянем на цилиндр №1. Предположим, мотор спокойно молотит на 1200 оборотах холостых. Наш цилиндр испытывает 600 рабочих ходов в минуту, или 10 в секунду. Другими словами, за 100 миллисекунд мы видим цилиндр №1, испытывающий рабочий ход и ход вентиляции. Т.о. рабочий ход длится 50 миллисекунд, что равно 180 градусам поворота коленвала.
Другими словами, на холостых поршню надо 50 миллисекунд, чтобы переместиться из ВМТ в НМТ.
Если смеси требуется 10 миллисекунд, чтобы полностью сгореть, тогда, если мы подожжём смесь в ВМТ, фронт пламени начнёт давить на поршень лишь 10 миллисекунд спустя, что делает 36 градусов поворота коленвала. Мы гонимся за мощностью, и мы хотим, чтобы давление на поршень началось раньше, желательно ? в момент теоретического оптимума ? 15 градусов после ВМТ. Единственный путь сделать это (а ускорить горение мы не можем!) ? поджечь к ебеням свечу за 21 градус до ВМТ. Таким образом, фронт пламени ёбнет по поршню со всей дури именно в нужные 15 градусов после ВМТ. Всё, что мы сделали ? установили опережение зажигания на 21 градус, на холостых оборотах.
Теперь давайте проверим, всё ли это, что мы должны были сделать. Раскрутив мотор до 2400 об.мин., мы осознаём, что поршню требуется всего 25 миллисекунд, чтобы переместиться из ВМТ в НМТ. Удваивая обороты, половиним необходимое время ? это, бля, просто, это, бляха-муха, не ракеты в космос запускать. Но наша смесь нифига не горит быстрее ? даже если она начнёт это делать (поскольку теперь она более однородна и легче вспыхнет благодаря завихрениям на впуске), она не сделает этого в два раза быстрее. Таким образом, если мы всё ещё хотим, чтобы фронт пламени начинал давить на поршень на 15-м градусе от ВМТ, мы нуждаемся в ещё более раннем поджиге, скажем, в 40 градусах до ВМТ. И если ты не олигофрен ? можешь сделать вывод: угол опережения зажигания варьируется в зависимости от оборотов.
Величина оптимального опережения также колеблется в зависимости от поджигаемости смеси ? если AFR, температура и давление находятся в правильных диапазонах, то горение смеси будет быстрым. Меньшее опережение зажигания понадобится в ситуациях, когда AFR неверно или смесь недостаточно однородна.
Вопросы и ответы:
В: Я хочу сделать опережение побольше ? мой кореш, работающий в автосервисе, клянётся, что большее опережение всегда заставит мой чермет ехать быстрее.
О: Это бывает верным для некоторых старых стоковых автомобилей. Производители склоняются к консервативным установкам опережения, чтобы обезопасить себя от ремонтов сгоревших движков по гарантии. Таким образом, механик, онанируя с трамблёром, может добавить пару градусов, и машинка будет проворнее безо всяких побочных эффектов ? пока на улице не станет жарко, и какой-нибудь долбоёб не нажмёт педальку в пол с холостых на пятой передаче ? детонация будет звучать, как отбойный молоток.
Современные системы управления мотором не позволяют влёгкую прокручивать такие номера, они стремятся работать в наиболее эффективном диапазоне ? таким образом, тупое накручивание может только сломать что-нибудь.
В: Я где-то читал, что искра ждёт удобного момента, чтобы пыхнуть.
О: Искра вообще ничего не ждёт. Зажигание зажигает, и если среда готова, появляется искра. Если не готова, искры нет. Теперь, ЕСЛИ искра таки есть, это не обязательно значит, что искра эта подожжёт смесь. Даже если искра подожжёт смесь, это совершенно не значит, что это единственный петух в курятнике (другие горячие точки тоже могут поджечь смесь в разных точках ? преждевременное зажигание). Даже если только одна искра в камере, это ещё не есть гарантия, она может быть раньше или позже, может создать взрывной фронт в тот момент, когда поршень всё ещё идёт вверх. Таким образом, мы можем получить ситуацию, когда коленвал через шатун толкает поршень ВВЕРХ, а фронт пламени давит ВНИЗ. Что-то очень дорогое поломается, бля буду.В: Но я, бляха-муха, сам чувствовал изменения на диностенде? Хрен с ним, мой кент может быть идиотом, но я это чувствовал сам, извращаясь на дино. Искра выжидает, я тебе говорю стопудово?
О: Да не выжидает она нихуя, заебал. Но это может выглядеть так, как будто она ждёт?Эти события длятся доли секунд ? так что никоим образом ни один человек не сможет когда-либо заметить события такой длительности.
Что вы чувствуете, когда теряется мощность.
Когда машина стоит на диностенде, вы наблюдаете тысячи событий поджига в секунду. Они непохожи друг на друга. В некоторых ситуациях в горшке останется слишком много выхлопных газов, и смесь будет слишком бедной, чтобы сгореть. В других ? смесь будет слишком богатой, и также не сгорит. В третьих ситуациях давление в цилиндре будет слишком высоким, и искра даже не сформируется. Наконец, будут ситуации, когда всё будет в норме, и смесь загорится, производя энергию, необходимую для поддержания вращения коленвала (что, собсно, и меряет диностенд).
Это статистическая игра, нет моторов, которые бы всегда поджигали всё. Это будет мегачистый, мегамощный и мегаэффективный мотор, Тот, который достигнет благородной цели.«Мёртвые» циклы не вносят свой вклад в дело вращения коленвала ? если бы не инерция (маховик, поршни и пр.), которая удерживает коленвал от немедленной остановки. Эта увеличивающаяся нехватка совместной работы заявит о себе снижение мощности. Четырёхтактный двигатель имеет три беспонтовых такта на один рабочий, потеря которого ? плохая идея!
Вопрос очередного пиндоса: Я пробовал гонять с турбо и мощным впрыском закиси. Вначале мощность была не очень, потому как зажигание не справилось (свечи сгорели к ебеням). Но, используя безрезисторные свечи и такой же бегунок, я вернул мотору былую мощь. Выходит, дело было в этом? (здесь кусок, который толком перевести не удалось - But using resistorless plugs and this rotor arm mod it regained its power, the car was missing but only enough to decrease performance, you cannot hear this miss with the ear or feel it in the car!!. Isn't that the spark waiting for Godoh? ? кто-то кого-то ждёт, в общем, всякая пиндосская пое?нь)
Ответ: Более мощная искра приведёт к увеличению процента фактически подожжённых рабочих ходов, потому как в некоторых случаях, когда смесь получалась слишком бедной или слишком богатой, появилась возможность поджечь и такую смесь.Следующий вопрос: Нитро охлаждает смесь ? мы все это знаем. Как получилось, [censored], увидеть «кулак дружбы» (my rod ended up in the other side of the motorway), когда я нажал педаль в пол ? и даже не попёрло нифига? Я просто не понимаю, почему смесь с закисью азота станет детонировать, она была слишком холодной, чтобы детонировать сама по себе, и даже большая искра не зажгла бы ее, так почему же она сдетонировала?
Она может НЕ загореться даже с хорошей искрой, в этом-то и проблема. Но куда девается несгоревшая смесь? Часть выйдет через выхлоп, часть останется на следующий цикл, часть войдет назад во впускной коллектор. Так что следующий цикл будет более загрязнен. И процесс продолжается до тех пор, пока в цилиндр не попадет смесь с поджигаемым AFR, и тогда она будет подожжена.
И поскольку эта фигня здорово выходит за рамки того, что задумал производитель, и фронт пламени двигается с другими скоростями ? случиться может любая хрень.Общая цель работы с таймингами зажигания состоит в том, чтобы пламя горело по всему фронту и давило на поршень СРАЗУ ПОСЛЕ ВМТ.
В реальности зажигание ВСЕГДА делается с опережением, потому что, как было сказано выше, развитие фронта пламени занимает некоторое время (обычно несколько миллисекунд). Даже когда мы говорим, что зажигание позднее, мы имеем в виду, что оно менее опережено (скажем, 10 градусов вместо 15). Если фронт пламени полностью разгорелся позже ВМТ ? нет секрета в том, что вы немного потеряете в мощности (потому как давление на поршень осуществлялось меньшее время, чем могло бы).
Но если это случится СРАЗУ ПЕРЕД ВМТ ? вы в полной жопе: поршень идёт вверх, а газы давят его вниз! Силы столь велики, что шатун может быть поломан или согнут ? так много тон силы внезапно работает против вас.Вопрос: возвращаясь к взрывам, предположим, что настройки зажигания и закиси реализуют весь свой потенциал. Может ли возникнуть ситуация, когда может ёбнуть даже с небольшим количеством газа?
Даже небольшое (относительно) количество газа может потребовать упозднения зажигания на несколько градусов. Стандартный ЭБУ работает по стандартным картам, и не знает об этом.
Это может внезапно привести к катастрофе, описанной выше.
Без толковой проверки/настройки таймингов зажигания на диностенде (и с полным баллоном закиси) я бы не рисковал давить в пол, ОСОБЕННО на малых оборотах.Охлаждающий эффект закиси ? нифига не преимущество на низких оборотах, потому как смесь и так нифига не горячая (турбо на низких оборотах не дует и не добавляет значимого количества тепла).
Фактически, я могу думать по некоторым причинам, что охлаждение за счёт впрыска закиси может сделать зажигание хуже. Температура в цилиндре будет намного ниже оптимальной. Так что предохраняйтесь ? не прыскайте закись на слишком низких оборотах.
Вопрос: Может ли двигатель сгореть с искрой, проскакивающей слишком поздно?
Если искра скачет слишком поздно, есть риск того, что смесь про между прочим самовозгорится (как в дизеле), но это будет неконтролируемое горение и может закончиться слезами. Общее правило - если кривые руки не позволяют настроить зажигание правильно - более позднее зажигание лучше более раннего (от идеала) ? из двух зол выбираем меньшее.
Вопрос: но я думал, что упозднение зажигания ? это то, что делает ЭБУ по команде датчика детонации. Это тоже плохо?
Ответ: думают с умной головой, пиндос. Датчик детонации ? всего лишь микрофон. Он воспринимает эхо по всему блоку, создаваемое сталкивающимися фронтами пламени (при детонации). При этом повреждения уже случились.
ЭБУ попытается уменьшить буст и/или упозднит зажигание до 10 градусов. Это не чудодейственное лекарство, это всего лишь позволяет минимизировать повреждения в определённых ситуациях.В камерах сгорания происходят запутанные события и очень немного людей знают, что там происходит на самом деле (конструкторы F1 и пр.). Причины и поведение детонации на 100% неизучены даже на сегодняшний день.
В общем, гонки на весь буст и/или с закисью без заморочек с CR и IT похоже на игру в русскую рулетку с мотором. Некоторые изменения приведут к ускорению фронта пламени, некоторые приведут к его замедлению. Если вы используете стоковые тайминги, вы играете в лотерею в надежде, что два набора этих изменений нивелируют друг друга. Может быть, это прокатит, а может ? и нет.
Вопрос: не могли бы Вы быть более конкретны? Какие факторы требут большего опережения, а какие ? запаздывания зажига? Мне это охуенно любопытно.
Ответ:
Факторы, замедляющие горение (т.е. требующие увеличения опережения):
1.Смесь беднее 12:1. К примеру, стехиометрическая смесь горит со скоростью 330 мм в секунду, АФР 16.3:1 ? 270 мм в секунду, 18.4:1 ? 250 мм в секунду.
2.Слишком богатая смесь ? богаче 12:1 (11.3:1 ? 320 мм в сек, 10.5:1 ? 250 мм в сек, 9.2:1 ? 220 мм в сек.).
3.Слегка открытый дроссель;
4.Зверские распредвалы за пределами своих рабочих оборотов;
5.butchered squish band (i.e. result of a head gasket thick as a brick)
6.Чрезмерно высокое противодавление выхлопа (выебанный катализатор, заёбанная стоковая турбина и пр.);
7.Что либо ещё, уменьшающее объёмную эффективность;
8.Альтернативные виды топлива (спирт, нитрометан).Факторы, увеличивающие скорость пламени (требуется запозднение зажигания). Строго говоря, нижеописанные причины не увеличивают скорость горения, это больше похоже на приведение процесса ближе к оптимуму.
1.Правильное АФР. По последним данным, заряд с АФР 12:1 горит наиболее быстро. Для NA мотора скорость горения этой смеси составит 360 мм в сек, для турбомотора или мотора с закисью ? быстрее.
2.Полный газ;
3.Валы и турбо в своём любимом диапазоне J;
4.gasflowed ГБЦ;
5.Закись азота;
6.Всё другое, что увеличивает объёмную эффективность.Спецзамечание для турбо высокого давления и мощных систем впрыска закиси. Эти штуки увеличивают плотность смеси, что само по себе увеличивает скорость горения смеси. Более плотная смесь будет гореть быстрее (при равных АФР). Это главная причина того, что в таких инсталляциях используются различные варианты припозднения зажигания.
Это был простой кусочек. Сложный ? определить каждый фактор и вычислить результирующий итог. На практике это пустая работа, лучший путь ? водрузить мотор на диностенд и покрутить его на разных оборотах с разными нагрузками. Будучи вооружённым датчиком детонации, ты сможешь обнаружить границы детонации (эмпирическим путём) и умеьшить опережение на пару градусов от этой точки. Эта процедура должна быть повторена в летнее время, а также при использовании топлива с другим октановым числом.
Обязательно имейте в виду, что «звукозапись» детонации от нитро отличается от «обычной». На самом деле разница столь велика, что знание об это представляет собой коммерческую тайну нескольких избранных. Мне немного повезло послушать это, и я могу утверждать, что это звучит не так, как обчная детонация, под которую заточены обычные датчики детонации. Эта тайна запутывается также тем, что вам придётся принести в жертву хотя бы один мотор на диностенде, чтобы получить шанс услышать разницу. Тот мотор, на котором я услышал это, был не первым, предыдущие сгорали без того, чтобы мы это услышали (позднее мы поняли, что мы всё-таки слышали, но не связали эти звуки с детонацией ? это показывает, насколько велика разница в звучании).
В результате, инсталляции нитро, которые зависят исключительно от стокового датчика детонации для запозднения зажигания, могут преподнести один-два отвратительных сюрприза.
Вопрос: Но я знаю многих людей, использующих многолошадиные установки впрыска закиси либо весьма высокие давления наддува без запозднения зажигания. Они даже не имеют датчика детонации, ЭБУ также не двигает зажигание назад. Как такое возможно?
Ответ: Они наверняка используют переобогащённую смесь, либо давление закиси низкое, либо они впрыскивают слишком много топлива без страха потерять свои поршни. Это стоит им больших потерь в мощности, но это также замедляет горение, уменьшая необходимость в запозднении зажигания. Фактически, можно ездить на столь переобогащённой смеси, что стандартные настройки зажигания подойдут.
Конечно, использование столь обогащённой смеси стоит значительных потерь мощности, делая систему впрыска на 150 л.с. похожей на 50-сильную. Эти парни недостаточно опытны, чтобы увидеть разницу, так что они живут в вечном блаженстве верования в то, что это безопасно ? многосильные установки нитро или буст высокого давления на стандартных настройках зажигания. В какой-то момент они понимают, что ездят на переобогащённой смеси, они слегка обедняют смесь, в надежде получить ещё больше мощности. БАБАХ.
Минус на минус даёт плюс ? но ненадолго.
Вопрос: что самое плохое может случиться, если у меня будет слишком большое опережение? Начнётся стук, так? Раннее зажигание, детонация, самовозгорание, что ещё?
Ответ: это не совсем одно и то же, несмотря на то, что термин «стук» или «звон» в общем покрывает все ситуации, когда ударные звуки слышны.
Преждевременное воспламенение ? это когда смесь самовозгорается, и необязательно в правильный момент! Это примерно, как работает дизель, но такое поведение смеси заложено в их конструкцию, и массивность деталей дизеля заточена именно под эти нагрузки. Нагар в камере сгорания может стать точкой поджига, эдаким закосом под свечу зажигания. Выпускные клапаны, которые стали слишком горячими из-за слишком частых открытий-закрытий либо плохого охлаждения башки. Даже свеча, чрезмерно раскалившаяся для данных условий, может поджигать смесь кончиками своих раскалённых электродов. Эти долбаные фронты пламени сталкиваются друг с другом, и все вместе ? с поршнем, который в это время двигается вверх. Ничего хорошего не выйдет в данной ситуации.Детонация ещё более смертельна. Корона поршня может быдь изъедена так, как будто кто-то долбил её зубилом. В крайних случаях дыры могут быть сквозными. Это случается, когда фронты пламени усиливают друг друга, напоминая кумулятивные снаряды, пробивающие броню. Эти фронты пламени могут начаться даже после того, как свечу пробила искра. Они делают своё дело, идут своим путём, и когда они сталкиваются, силы могут быть столь велики, что шатуны будут погнуты или порваны.
Смотрим ниже, как неистовы детонационные пики давления, появляющиеся, как только зажигание опережено всего на несколько градусов:
Повышенная температура на впуске обычно приводит турбомоторы к детонации ? следовательно, необходимо адекватное охлаждение сжатого воздуха.
Нитро очень эффективно для внутригоршкового охлаждения, так как оно испаряется из жидкого состояния в газообразное. Это работает по типу впрыска воды, только нитро, помимо охлаждения, ещё и высвобождает дополнительный кислород, который (если повезёт), скрестится с дополнительным количеством топлива. Это приведёт к образованию дополнительного тепла, и, если повезёт, дополнительной мощности тоже! Но охлаждающий эффект в большой степени уравновешивает избыточное тепло, которое производится нитро ? так что при определённых условиях NOS не будет требовать поправки зажигания.
Поршень мотора LET, испытавший на себе детонацию:
А вот ещё один, из печально известного (для мотора LET ? прим. перев.) цилиндра №3:
Если вы верите в мифы, имеется ошибка в конструкции LET, которая приводит к неминуемой кончине третьего поршня. В реальности обычно виной тому плохой топливный менеджмент или сверхвысокие давления в цилиндре.
Просто третий номер похоже, отгребает в первую очередь ? будучи ближе всех к турбинному колесу он показывает более высокую температуру выхлопа.
Другое творение Сальвадора нашего Дали:
ЖОсткая детонация ? никакой мотор не выживет, не важно, какие хитровыебанные поршни и шатуны вы выдерживаете ? хоть из титана, хоть из метеоритного сплава.
Избегайте такого любой ценой.А это афтермаркетовый шатун от ЭВО:
Эти шатуны регулярно использовались для апгрейда. Обратите внимание ? шатун разбит, а болты затянуты как положено J. Внимательное рентген-исследование позволит предупредить такую поломку.
Вентиляция картера, сложный способ J:
Диаграмма из старого мануаля, поясняющая, что такое детонация более подробно:
А вот ещё матерьялец для раздумий:
Далее на страничке идёт какая-то поебень ? переводить не стал.
