Раннее зажигание на дизеле

Раннее или позднее зажигание. Что лучше? Лучше всего — оптимальное. А вот первые два случая могут принести владельцу автомобиля немало головной боли и потраченных нервов, ибо определить неполадку не так-то просто. Во всём есть свои нюансы, которые необходимо рассмотреть поближе.

Коротко о зажигании

Для начала надо поговорить о зажигании в общем, чтобы понимать, что именно надо настраивать. На бензиновых двигателях внутреннего сгорания существует ряд компонентов, ответственных за надлежащую и своевременную подачу напряжения на свечу, дабы последняя могла дать необходимую искру для воспламенения топливной смеси. Компоненты эти объединены в механизм под названием «трамблёр» или «прерыватель-распределитель», который в свою очередь установлен на блоке цилиндров двигателя, и вал трамблёра приходит в движение от распредвала двигателя. Вал трамблёра оснащён кулачками, основной задачей которых является размыкание цепи в нужный момент, после чего идёт возникновение искры на свече.

Чтобы мотор автомобиля давал желаемую мощность, возникновение искры в цилиндре должно совпадать с моментом максимально эффективного использования всей энергии сжатой топливной смеси. Когда искра подаётся с опережением, то энергия воспламенённых газов некоторое время будет работать навстречу движению поршня. В случае запоздавшей искры энергия уже идёт «вдогонку» уходящему поршню и не реализует себя в полной мере.

Одним из главных недостатков трамблёра является его механический износ и, соответственно, влияние этого процесса как на качество, так и на время подачи искры. Это может заметно сказываться на функционировании мотора и требовать вмешательства в его работу и настройку.

Наглядная схема и устройство системы зажигания в бензиновом двигателе

Симптомы и признаки раннего

• Чрезмерная детонация (дефект поршня, разрушение шатунов).
• Хорошо слышимый звук стука в двигателе (повышенный износ).
• Потеря мощности (особо заметная на малых оборотах).
• Увеличенный расход топлива.

Симптомы и признаки позднего

• Потеря мощности.
• Плохой запуск (из-за чего страдает аккумулятор).
• Повышенный расход топлива.
• Перегрев двигателя (может вообще заклинить).

Приятного мало что в первом, что во втором случае. Тем не менее некоторые автолюбители (в частности, владельцы отечественных автомобилей) ставят позднее зажигание при старте и прогреве мотора. Другие же делают зажигание немного ранним (на 1 риску), что ведёт к заметно улучшенной динамике на повышенных оборотах. Только вот в последнем случае на низких оборотах как следствие будет наблюдаться проседание мощности. Так что всё на свой страх и риск.

Если стоит ГБО (автомобиль на газу)

Основная причина установки газобаллонного оборудования на автомобиль — снижение затрат на топливо. Газ выходит практически в два раза дешевле высокооктанового бензина, и для многих это является весомым доводом к установке ГБО. Но есть пару моментов, на которые стоит обратить внимание. Полностью на газ перейти не получится, и необходимость в бензине всегда остаётся (прогрев, работа при повышенных нагрузках или просто газ закончился). Кроме того, газ расходуется быстрее и обладает повышенным октановым числом, из-за чего топливно-воздушная смесь может догорать на стадии выпуска и оказывать негативное термическое воздействие на выпускной тракт. Так что оптимизация зажигания и процесса горения топливной смеси на автомобилях ГБО является одной из основных задач к решению, а правильная настройка оборудования поспособствует ещё большей экономии топлива.

Немного о дизелях

Приведённые выше симптомы на бензиновом двигателе во многом характерны и для дизельных моторов. Правда, причины ввиду иного принципа работы в данном случае надо искать в другом.

Основным отличием дизельного двигателя от бензинового является способ поджига топлива. В дизеле это происходит за счёт самовоспламенения солярки, вступающей в контакт с находящимся в цилиндре сильно сжатым и разогретым воздухом.

Регулировка зажигания в дизелях заключается в выставлении нужного угла опережения впрыска дизтоплива, которое должно подаваться точно в пиковый момент такта сжатия. В случае неверно выставленного угла впрыск получается несвоевременным. Это ведёт к неоптимальному сгоранию топливно-воздушной смеси и дисбалансу двигателя.

Так что в дизельных моторах основным элементом системы зажигания можно считать топливный насос высокого давления (ТНВД). Вместе с дизельными форсунками именно он отвечает за дозировку и подачу топлива в цилиндры.

Схема и основные узлы топливной системы в дизельных двигателях

Диагностика и устранение проблем

Будет лучше, если автомобиль на гарантии проверят официальные представители

Как проверить на карбюраторном двигателе

Перечень необходимого оборудования прост:

• стробоскоп,
• тахометр (если у автомобиля нет такового на приборной панели),
• гаечный ключ на «10».

Видео по настройке зажигания на примере автомобиля ВАЗ 2109

Как определить на инжекторе

В данном случае зачастую всё упирается в электронику и решается программированием электронного блока управления (ЭБУ). В результате эксплуатации автомобиля в памяти ЭБУ со временем могут накапливаться различные ошибки. Со временем они могут привести к сбоям прошивки и некорректной работе двигателя, в том числе и системы зажигания. Необходимо лишь наличие специального оборудования для выявления, сброса накопленных ошибок и перепрошивки «мозгов» автомобиля. К сожалению, такая работа вряд ли под силу новичкам.

Процесс настройки и калибровки электронного блока управления (ЭБУ)

Нередко причина может заключаться в датчике детонации, на основании данных которого инжектор регулирует впрыск топлива в цилиндры. Выход его из строя повлечёт за собой и неверную работу инжектора.

Какие действия эффективны на дизельном моторе

Можно попробовать выставить угол впрыска по меткам через смещение топливного насоса. Метод больше рассчитан на дизельные моторы с механической топливной аппаратурой. Но меток может и не быть, так что в таком случае придётся выставлять угол опытным путём. Надо будет снять трубку высокого давления с одной из форсунок, после чего надеть на неё прозрачную трубку. Следующим шагом будет замер верхней границы топлива в трубке при включении зажигания и проставка на шкиве соответствующей метки. Далее выставляются по меткам коленчатый и распределительный валы.

Регулировка момента впрыска на дизеле (видео)

На автомобилях с ГБО

Здесь есть два пути решения:

• Увеличить степень сжатия, тем самым ускорив скорость горения газовоздушной смеси.
• Смещение угла опережения в сторону более раннего.

Второй проще в реализации и менее затратен. Достигается путём установки вариатора угла опережения зажигания, подключаемого к датчику положения коленвала с последующей корректировкой его данных на заданную величину. Попутно вариатор подключается к газовому клапану и работу свою начинает лишь при запуске ГБО, дабы не вмешиваться, когда двигатель работает на бензине. Смещение угла приведёт к более раннему зажиганию газовоздушной смеси, что позволит ей успеть сгореть до открытия выпускных клапанов, оградив тем самым от излишнего термического воздействия те же клапана и катализатор.

Устройство для смещения угла зажигания на более раннее при наличии ГБО

Проблемы с зажиганием, независимо от того, раннее оно или позднее, хорошего ничего не сулят. Возможно, небольшие отклонения кто-то не будет считать критичными, но всё равно повышенный износ двигателя, его разбалансировка со временем дадут о себе знать, и работы будет не в пример больше. Если чувствуете, что собственных сил и понимания вопроса недостаточно, лучше обратитесь за помощью к квалифицированным специалистам.

Одним из главных отличий дизельного мотора от бензинового является принцип поджига дизтоплива. Зажигание топливно-воздушной смеси в дизельном двигателе реализовано посредством самовоспламенения солярки от контакта с предварительно сжатым и нагретым в результате такого сжатия воздухом в цилиндрах.

Выставление зажигания на дизельном двигателе подразумевает изменение угла опережения впрыска топлива, которое подается в четко заданный момент в конце такта сжатия. Если угол выставлен отлично от оптимальных параметров, тогда топливный впрыск окажется несвоевременным. Результатом станет неполноценное сгорание смеси в цилиндрах, что вызывает разрушительный дисбаланс в работе двигателя.

Получается, под системой зажигания дизельного двигателя стоит понимать важнейший элемент системы питания силового агрегата – топливный насос высокого давления (ТНВД). В большинстве дизелей именно данное устройство в комплексе с дизельными форсунками отвечает за своевременную дозированную подачу солярки в цилиндры мотора.

Читайте в этой статье

Как выставить угол опережения впрыска на дизеле

Необходимость установки зажигания на дизеле своими руками зачастую возникает в таких случаях:

• зажигание дизеля требуется откорректировать параллельно замене зубчатого ремня ГРМ;
• после демонтажа ТНВД нет возможности установить шкив топливного насоса согласно специальным меткам;

Одной из рекомендаций перед началом любых работ, связанных с разбором топливной аппаратуры дизеля, выступает острая необходимость четок отметить и освежить все метки. Для этого достаточно нанести небольшие штрихи при помощи краски или качественного маркера. Это облегчит последующую обратную сборку и установку шкива ТНВД, что автоматически исключит или сведет к минимуму потенциальные сбои зажигания.

Выставлять зажигание на дизеле можно несколькими способами:

• строго по меткам (при условии наличия таковых);
• методом подбора опытным путем;

Установка угла по меткам

Первый способ самостоятельного выставления угла зажигания дизеля (момента впрыска дизтоплива) по меткам подразумевает смещение топливного насоса. Такой способ подходит для дизельных ДВС, в которых установлена механическая топливная аппаратура.

Угол опережения впрыска регулируется благодаря повороту ТНВД вокруг оси. Также возможен способ, когда поворачивается зубчатый шкив распредвала по отношению к ступице. Этот способ подходит для тех конструкций, в которых насос и шкив не имеют жесткого крепления.

1. Для регулировки зажигания на дизеле своими руками необходимо обратиться к задней части ДВС и добраться до маховика, при необходимости демонтировать с него защитный кожух.
2. Далее понадобится обнаружить стопор на маховике, который опускается в специальную прорезь.
3. После этого маховик нужно проворачивать вручную (при помощи ключа или другого приспособления). Проворачивание маховика означает, что вращается коленчатый вал ДВС. Крутить нужно по часовой стрелке до момента, когда сработает верхний стопор-фиксатор.
4. Затем обращаем внимание на вал привода ТНВД. Возможно, что шкала на приводной муфте, посредством которой передается вращение, занимает верхнее положение. В таком случае метка на фланце ТНВД совмещается с нулевой меткой на приводе.
5. После совмещения меток крепежные болты можно затягивать. Отличное от верхнего положение установочной шкалы на приводной муфте означает, что стопор маховика нужно поднять, после чего коленчатый вал двигателя снова проворачивается на один оборот. Далее снова контролируется положение шкалы.
6. После затяжки болтов приводной муфты стопор на маховике поднимается, коленчатый вал поворачивается на 90°, затем стопор размещается в пазу.

Завершающим этапом становится установка защиты маховика на место и затяжка крепежных болтов. Далее двигатель запускается, анализируется его работа. Агрегат на холостом ходу должен работать ровно и мягко, без провалов и дерганий. Жесткая работа дизеля, сопровождающаяся детонационными стуками, недопустима.

Далее нужно проверить правильность настройки в движении, избегая серьезных нагрузок. Прогрейте двигатель до рабочей температуры и оцените приемистость силовой установки, реакции на нажатие педали газа. Также необходимо следить за цветом выхлопных газов, так как поздний угол опережения топливного впрыска будет сопровождаться серо-черным дымлением мотора.

Подбор правильного угла впрыска

Настроить угол зажигания на дизеле опытным путем можно следующим образом:

1. После установки шкива осуществляются попытки завести дизель. Если мотор не заводится, тогда шкив ТНВД проворачивают относительно ремня на несколько зубьев (2-4). Затем мотор пробуют завести снова.
2. Кода мотор после описанных выше манипуляций запустился, оцените его работу. Присутствие явных детонационных стуков означает, что шкив топливного насоса нужно проворачивать на зуб или два в противоположную вращению сторону. Появление густого серого дыма может указывать на поздний угол опережения впрыска. В подобной ситуации шкив насоса проворачивается на один зуб по направлению вращения.

Второй доступный способ предполагает следующие шаги:

• Осуществляется демонтаж трубки высокого давления с форсунки первого цилиндра. На снятую трубку необходимо плотно надеть прозрачный пластиковый шланг и расположить в вертикальном положении.
• После этого можно включить зажигание и провернуть шкив насоса. Шкив вращается максимально мягко, медленно и аккуратно.
• Далее необходимо следить за уровнем топлива в трубке и выявить верхнюю границу.
• Заметив, когда уровень солярки в трубке самый высокий, на шкиве необходимо сделать метку.
• Затем по меткам нужно выставить коленчатый и распределительный вал двигателя.

После запуска оценивается работа двигателя. В случае определения раннего или позднего угла топливного впрыска операцию по настройке следует повторить.

Рис. 38. Чтобы полностью проверить редукционный клапан, его можно вывернуть из ТНВД. Плунжер внутри этого редукционного клапана не должен быть заклинен. Так это или не так, можно проверить, надавив на плунжер спичкой. Под воздействием руки плунжер должен легко перемещаться, сжимая пружину.
Рис. 39 . Выкручивать редукционный клапан на уже снятом насосе не сложно. Проделать то же, не снимая ТНВД, уже сложнее.

Все эти проблемы возникают довольно редко и легко вычисляются. Оценить состояние топливного фильтра можно легко и однозначно, если перевести двигатель на внешнее питание, то есть под капот двигателя поместить пластиковую бутылку с дизельным топливом, а трубки питания ТНВД и «обратки» отсоединить от своих штатных мест и опустить в эту бутылку. После этого запускаем двигатель и проверяем его работу. Можно даже проехать несколько километров. Если в поведении двигателя ничего не изменилось, значит, топливный фильтр и все, что расположено дальше, к топливному баку, исправно. Кстати, если в бутылку с топливом добавить 30-50% любого моторного масла, то ТНВД будет вынужден подавать более густое топливо (смесь солярки с маслом). И если в ТНВД есть какой-то износ (например, плунжерных пар), износ этот как бы станет сказываться в меньшей степени, и работа двигателя станет лучше. Например, двигатель в горячем состоянии запускается очень тяжело. Причиной этого часто является недостаточный объем подаваемого топлива вследствие износа главной плунжерной пары. И если с густым топливом этот дефект (тяжелый запуск) почти исчезнет, можно с уверенностью снимать ТНВД и менять ему изношенную пару. Хотя в этом случае в ТНВД обычно надо менять все, и его проще выкинуть, чем чинить и потом регулировать. Впрочем, об этом уже выше писалось.

Состояние редукционного клапана (может находиться в заклиненном состоянии) и питающего насоса, можно оценить, используя насос ручной подкачки топлива. Если работа двигателя изменится после того, как вы при работающем двигателе начнете качать ручным насосом, т.е. начнете вручную поднимать давление в корпусе ТНВД, значит или клапан, или насос неисправен. Редукционный клапан легко вывернуть, не снимая ТНВД, и проверить. Только на большинстве дизельных двигателей фирмы « Mitsubishi » для этого приходится тонким зубилом удалять уголок кронштейна, после чего головка редукционного клапана становится доступной для специального ключа. Кстати, этот редукционный клапан можно вывернуть и с помощью длинного бородка (зубильца), не используя ключ. (РИС.40)

Рис. 40. Поднять давление в корпусе ТНВД можно путем осаживания заглушки (1) редукционного клапана (2) тонким бородком. В результате этих ударов пружина (3) сильнее надавит на плунжер (4) и тот перекроет отверстие для сброса топлива (5). Чтобы вернуть заглушку обратно (снизить давление в корпусе ТНВД), надо сильнее пробить заглушку вниз, чтобы она сжала пружину полностью и надавила на плунжер таким образом, чтобы вытолкнуть стопор (6). После этого и плунжер и пружина легко вываливаются. Дальше надо перевернуть редукционный клапан и тонким бородком пробить заглушку обратно. Далее все собрать на место и повторить попытку регулировки давления.

Там все уплотнения сделаны на резиновых колечках (ториках) и сильной затяжки не требуется. Если этот клапан целый, его плунжер не заклинен в открытом положении, то следует подозревать неисправность питающего насоса. При условии, что при подкачке топлива работа двигателя становится ровнее. Правда, если из линии перелива (обратки) при работе двигателя льется топливо с пузырьками воздуха, то в первую очередь надо устранить подсос воздуха. Потому что если будет подсос воздуха, то сложно создать требуемое давление в ТНВД, даже с полостью исправным питающим насосом. Но проблемы с подсосом воздухом – это отдельная тема. Тут только заметим, что подсос воздуха, даже при внешнем питании, т.е. когда канистра с топливом находится выше ТНВД, возможен через сальник ТНВД и через не плотности центральной заглушки на чугунной части ТНВД. Эта заглушка используется для точной установки ТНВД по углу подачи топлива (ее вывинчивают, устанавливают микрометрическую головку и меряют ход плунжера, эта процедура описана почти во всех руководствах по ремонту ТНВД). При полностью исправном ТНВД, даже если он был ранее завоздушен, через 10 минут работы двигателя в линии перелива пузырьков воздуха нет.

Итак, угол опережения впрыска зависит от оборотов двигателя. Для экономии топлива, достижения высокой мощности и в плане экологии будет лучше, если этот угол опережения будет изменяться с учетом и других условий работы двигателя, таких, как величина нагрузки на двигатель, давление наддува, температура и др. Но полностью учет всех этих условий возможен только у ТНВД с электронным управлением. У обычных механических учитывается только давление топлива в корпусе ТНВД и, на более современных агрегатах, температура охлаждающей жидкости двигателя. Поршень в нижней части ТНВД перемещается в зависимости от давления топлива и через специальный стальной «палец» немного разворачивает профильную шайбу (эту же шайбу принудительно поворачивает поводок от механизма прогревного устройства). В результате волновой выступ шайбы будет раньше набегать на плунжер, и тот раньше начнет свое движение. Вся эта система была рассчитана и сделана на заводе и худо-бедно справлялась со своими обязанностями. До тех пор, пока не начался интенсивный износ. Интенсивным он стал потому, что в ТНВД стало поступать топливо без смазки (наше «сухое» зимнее топливо, так же как и керосин, почти не содержит тяжелых фракций, которые и обеспечивают смазку всех трущихся деталей), топливо с воздухом и просто грязное топливо (с абразивом). Впрочем, обычная старость тоже делает свое дело. В результате выступ на шайбе начинает чуть позже набегать на плунжер и тот в свою очередь начинает чуть позже свое движение. Другими словами начинается более поздний впрыск. Начало этого явления выглядит так. Двигатель работает на холостом ходу и, вследствие разного износа форсунок, немного трясется. Добавляем ему оборотов. Примерно на 1000 об/мин двигатель перестает трястись и как бы замирает – работает ровненько – ровненько. Еще повышаем обороты. И вдруг в диапазоне 1500 – 2000 об/мин появляются вздрагивания. Эти вздрагивания (тряска) могут появляться как при плавном, но интенсивном, так и при медленном повышении оборотов. Во время тряски из выхлопной трубы идет синий дым. Когда двигатель полностью прогреется, тряска в районе 1500 – 2000 об/мин исчезает. Это в самом начале развития дефекта. Потом тряска не пропадает и после прогрева двигателя. Точно такая же тряска появляется, если поднять давление впрыска на форсунках. В этом случае, если ТНВД изношен, тоже получится поздний впрыск топлива. Избавляемся мы от этого явления, повернув корпус ТНВД на более ранний впрыск. Иногда приходится доворачивать ТНВД почти до упора. Но прежде чем это сделать, послушайте работу двигателя. Когда у дизельного двигателя слишком ранний впрыск, он начинает работать более жестко (еще говорят, что у него стучат клапана). И если вы убедитесь, что оборотов за 50-100 до начала тряски эта жесткая составляющая в акустическом фоне дизеля исчезла, значит точно надо поворачивать ТНВД. Тут следует заметить, что у изношенных дизелей зазор поршень – цилиндр очень большой и поэтому они начинают работать жестко даже при абсолютно правильном угле опережения впрыска. Использование для установки опережения впрыска стробоскопа в нашем случае не совсем оправдано. Не будем говорить о том, что стробоскопы более уверенно ловят своим микрофоном стук уже сильно изношенной форсунки. Если же форсунка в приличном состоянии, а трубка подачи топлива закреплена штатно, лампа стробоскопа, как правило, дает сбои. Установить с помощью стробоскопа можно опережение впрыска при холостом ходе. Именно это опережение дается в технической документации. Но износ в ТНВД неравномерный. И очень часто установив опережение по метке с помощью стробоскопа при оборотах холостого хода, мы не избавляемся от тряски на оборотах, вызванной поздней подачей топлива. Поэтому мы и рекомендуем выставлять опережение на слух. При том износе, который имеют эксплуатируемые нами дизеля, это более приемлемый способ. Ведь только таким образом можно скомпенсировать поздний впрыск, вызванный низким давлением топлива в корпусе ТНВД из-за износа питающего насоса. Это почти то же самое, что и регулировка опережения зажигания у бензинок. Вы можете с помощью приборов установить опережение зажигания только при оборотах холостого хода (а другого и не предлагается руководствами по ремонту), но из-за неисправности, например, центробежного регулятора, машина ехать не будет. Ясно дело, что его надо чинить или менять. Но можно, повернув трамблер, выставить на слух приемлемый угол опережения зажигания. Разница только в том, что у бензиновых двигателей критерием правильности установки опережения зажигания без использования приборов будут детонационные стуки и мощность двигателя, а у дизелей – тряска, дымность и стуки в двигателе.

Выше уже упоминалось, что большинство проблем ТНВД происходят из-за всяческого рода утечек и протечек. Износился, например, плунжер, возникла протечка, вот и не создает он давление. А если заменить топливо более густым? Тогда повышенные зазоры в сопрягаемых деталях как бы станут меньше. И ТНВД заработает так, будто у него и нет никакого износа. Сделать топливо густым очень просто. Добавьте, как говорилось выше, в него любого моторного масла. Конечно, ездить так не хочется – слишком дорогое топливо получается (да и хлопотно это, постоянно приготавливать густое топливо). Но для проверки состояние ТНВД (как и для успешной продажи сильно подержанного автомобиля на базаре) этот прием полезен. В холодное время года мы, из-за природной лени, для того, чтобы сделать топливо густым, просто охлаждаем ТНВД. Например, приходит машина с дизельным двигателем с жалобой на то, что плохо заводится, если постоит минут пять, но двигатель еще горячий. Мы заводим эту машину (действительно, иногда приходится крутить стартером секунд 30), прогреваем ее еще минут 10 и глушим. После этого открываем ей капот и снегом охлаждаем ТНВД. В течение тех же 5 минут. Если после этой операции двигатель запустится лучше, чем в первый раз, уже можно говорить о сильном износе ТНВД. Конечно, оба эти трюка (с густым топливом и с охлаждением ТНВД) не описываются в заводских руководствах по ремонту двигателя и, поэтому их нельзя считать очень уж научными. В тех руководствах измеряется объем подачи топлива при запуске (есть в технических данных такой параметр – объем подачи при скорости вращения 200 об/мин) и проверить этот параметр в домашних условиях тоже несложно. Для этого надо выкрутить все свечи накаливания и снять трубку с одной форсунки. Потом на эту трубку надеть корпус одноразового медицинского шприца и стартером покрутить двигатель. Естественно, считая «пшики». 200 «пшиков», это, конечно, много. Достаточно и 50, а потом полученный результат сравнить с техническими данными. При этом можно считать, что объем впрыска при 200 об/мин для всех японских дизелей, если у них одинаковый объем, будет один и тот же. Если объем вашего двигателя чуть другой, несложно составить пропорцию с объемом дизеля, данные на который у вас имеются. Все это мы тоже проделываем, когда горячий двигатель плохо заводится, хотя, как следует из практики, можно все проверить и проще. Используя снег и моторное масло. Другими словами, если работа ТНВД с густым топливом становится более приемлемой, надо проверять объем впрыска. Лучше, конечно, это все сделать на стенде (там можно провести проверить все режимы работы у ТНВД), но в режиме запуска (т.е. при 200 об/мин) проверку можно сделать и в гараже.

Итак, если у дизельного двигателя есть тряска в районе 1500 – 2000 об/мин, сопровождаемая к тому же синим цветом выхлопных газов, надо ремонтировать топливную систему. И в частности, сделать впрыск топлива раньше. Для этого в простейшем случае надо повернуть ТНВД на более ранний впрыск.

Корниенко Сергей, г. Владивосток, диагност
© Легион-Автодата