Для того чтобы двигатель развивал наибольшую мощность, необходимо, чтобы вся рабочая смесь воспламенялась, когда поршень находится около верхней мертвой точки такта сжатия, а давление газов должно достигнуть максимальной величины при отходе поршня от верхней мертвой точки на 10-15° (по углу поворота коленчатого вала).

Так как между появлением искры в запальных свечах и воспламенением всей смеси проходит известный промежуток времени (приблизительно 0,002-0,003 секунды), то при большом числе оборотов коленчатого вала двигателя искра в свечах должна появиться еще в такте сжатия до прихода поршня в верхнюю мертвую точку, как говорят, с опережением. Наоборот, при запуске двигателя и при работе его на малых оборотах большое опережение излишне, так как в цилиндрах будет возникать значительное давление от воспламенившейся смеси еще до того, как поршень подойдет к верхней мертвой точке (противодавление); мощность двигателя при этом уменьшается, и в нем появляются стуки.

Поэтому опережение зажигания должно быть величиной переменной: чем больше число оборотов коленчатого вала и, следовательно, скорость движения поршня, тем большее должно быть опережение зажигания.

Величина опережения зажигания зависит также от нагрузки двигателя. При постоянном числе оборотов коленчатого вала величина опережения зажигания должна уменьшаться по мере открытия дроссельной заслонки и увеличиваться по мере ее прикрытия. Дело в том, что по мере прикрытия дроссельной заслонки скорость сгорания смеси снижается вследствие уменьшения давления при такте сжатия и сильного загрязнения горючей смеси продуктами сгорания. Максимальное опережение зажигания у современных двигателей должно быть равно 35-45°, считая по углу поворота коленчатого вала, или (в линейных мерах) приблизительно около 1/10 хода поршня.

При первоначальной установке зажигания нужно согласовать между собой положение следующих деталей:

1. Поршень первого цилиндра, по которому обычно устанавливают зажигание, должен находиться в верхней мертвой точке (или немного не доходить до нее) в конце такта сжатия.

2. Контакты прерывателя должны начинать размыкаться.

3. Раздаточная пластинка ротора должна быть против электрода распределителя, от которого провод идет к свече первого цилиндра (если по нему устанавливают зажигание).

4. Провода от остальных электродов должны соединяться с запальными свечами в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя и с учетом направления вращения ротора.

Перед установкой зажигания нужно проверить и при необходимости отрегулировать величину зазора между контактами прерывателя.

Поршень устанавливается в нужное положение:

а) согласно меткам на маховике двигателя и картере маховика;

б) при помощи установочной шпильки.

Устанавливая поршень согласно меткам на маховике, нужно убедиться, что в цилиндре совершается такт сжатия. Это определяется по положению клапанов (если снята крышка клапанной коробки) или по выходу воздуха из цилиндра через отверстие для свечи. Затем нужно медленно вращать коленчатый вал двигателя вплоть до совмещения метки с неподвижным указателем на картере маховика (см. крышку 16 люка на рис. 28).

В двигателях с установочной шпилькой, находящейся в крышке картера распределительных шестерен (двигатель ГАЗ-ММ), надо медленно вращать коленчатый вал пусковой рукояткой, пока шпилька не войдет в углубление в шестерне распределительного вала.

Установив поршень, ставят на двигатель распределитель, следя за тем, чтобы ниппель 27 вакуумного регулятора (см. рис. 127) и зажим 5 провода низкого напряжения были расположены удобно для присоединения трубки и провода, а масленка 30 приводного вала - для обслуживания.

Контакты прерывателя приводят в положение начала размыкания, повертывая (против направления вращения ротора) корпус распределителя, предварительно ослабив затяжку крепящего винта 31.

Момент начала размыкания контактов прерывателя удобно определять при помощи переносной автомобильной лампы. Для такой проверки один провод переносной лампы присоединяется к зажиму 5, а другой - к любой точке массы. Когда включено зажигание и контакты начинают размыкаться, переносная лампа загорается.

Электрод распределителя, против которого стоит раздаточная пластинка ротора, соединяют проводом со свечой первого цилиндра (если зажигание устанавливают по первому цилиндру). К остальным свечам присоединяют провода в соответствии с порядком работы двигателя, учитывая направление вращения ротора.

Чтобы проверить, правильно ли установлено зажигание, нужно дать автомобилю разгон до 15-20 км/час, после чего включить прямую передачу и резко нажать до отказа на педаль управления дроссельной заслонкой. По мере дальнейшего увеличения скорости движения автомобиля до 40 км/час в двигателе должны возникать небольшие стуки, свидетельствующие о том, что зажигание установлено правильно. Полное отсутствие стуков указывает на очень позднее зажигание, а сильные стуки - на слишком раннее зажигание.

Для проверки правильности установки зажигания служит специальная неоновая лампа, укрепленная в патроне со шнуром (подобно переносной лампе). Один провод от неоновой лампы присоединяют к центральному электроду свечи первого цилиндра, а другой - к массе автомобиля в любой точке, запускают двигатель и подносят неоновую лампу к смотровому люку на картере маховика, как это делалось бы для освещения маховика.

В моменты появления искры в свече первого цилиндра неоновая лампа будет давать вспышку и освещать метки на маховике и его картере; наблюдающему эти метки кажутся неподвижными по отношению друг к другу, так как вспышки неоновой лампы мгновенны.

При правильной установке зажигания освещаемые неоновой лампой метки совпадают при малых оборотах холостого хода. Если метка на маховике смещена относительно неподвижного указателя по направлению вращения маховика, - зажигание позднее; если же метка смещена против вращения маховика, - зажигание слишком раннее.

Если при такой проверке увеличивать число оборотов коленчатого вала двигателя, то при правильном действии центробежного регулятора метка на маховике должна постепенно смещаться против направления вращения маховика (угол опережения увеличивается с возрастанием оборотов); если же при средних оборотах резко открыть дроссельную заслонку, то в двигателях, оборудованных вакуумным регулятором, метка должна резко сместиться по направлению вращения маховика (угол опережения уменьшается с увеличением нагрузки).

В случае отсутствия неоновой лампы можно проверять при помощи обычной автомобильной переносной лампы. Один провод присоединяют к зажиму прерывателя, а другой - к массе автомобиля, включают зажигание, вынимают конец провода высокого напряжения из крышки распределителя (чтобы исключить запуск двигателя) и соединяют провод с массой; затем рукояткой медленно вращают коленчатый вал двигателя, наблюдая за лампой; прекращают вращать коленчатый вал в тот момент, когда лампа загорается.

Правильность установки зажигания в данном случае определяют согласно меткам на маховике и его картере, так же как и при пользовании неоновой лампой.

В двигателях, где зажигание устанавливается при помощи установочной шпильки, она должна войти в углубление на пластине распределительного вала в тот момент, когда загорается переносная лампа; если шпилька вошла, а лампа не загорелась, установлено позднее зажигание, а если лампа загорается раньше, чем углубилась шпилька, - зажигание слишком раннее.

Наконец, можно проверить установку зажигания, не пользуясь неоновой или переносной лампой. Для проверки нужно вынуть из крышки распределителя конец провода высокого напряжения и приблизить его к массе автомобиля на 3-5 мм, включить зажигание и рукояткой медленно вращать коленчатый вал двигателя, наблюдая за концом провода высокого напряжения. Если зажигание установлено правильно, то в момент проскакивания искры между проводом и массой метки на маховике и его картере (или установочная шпилька и углубление для нее) должны совместиться. Несовмещение меток - признак того, что зажигание установлено неправильно.

Опережение зажигания сильно влияет на мощность и экономичность двигателя.

При слишком позднем зажигании:

а) мощность и экономичность двигателя сильно снижаются;

б) двигатель и особенно выпускные клапаны и выпускной коллектор перегреваются.

При очень большом опережении зажигания двигатель стучит, мощность двигателя заметно уменьшается (двигатель плоха тянет), детали кривошипно-шатунного механизма быстро изнашиваются. Многие распределители (двигатели ГАЗ-51, ЗИС-120, М-20 и др.) снабжены специальными регулировочными приспособлениями (октан-селектор). При помощи этого приспособления вносятся необходимые поправки в установку зажигания в зависимости от детонационных свойств горючего.

В распределителе, изображенном на рис. 127, октан-селектор состоит из скобы 2, закрепленной винтом 31 на корпусе распределителя и снабженной градуированной шкалой. Отверстия в скобе 2 овальные, вследствие чего скобу можно повертывать, когда ослаблен болт 1 крепления распределителя к блоку цилиндров, в ту или другую сторону; овальные отверстия позволяют повернуть корпус распределителя в нужную сторону и заметить при этом, какое деление скобы совмещается с риской на приливе картера. В двигателе ГАЗ-51 корпус распределителя поворачивается при установке зажигания при помощи винта с двумя регулировочными гайками.

При установке зажигания скобу 2 октан-селектора необходимо установить на нулевое деление относительно риски. Если повернуть скобу 2 (от нулевого деления) против направления вращения кулачка, то выступы его будут набегать на рычажок с подвижным контактом 20 раньше, чем поршень придет в верхнюю мертвую точку. Опережение зажигания увеличится.

При повороте скобы 2 по направлению вращения кулачка опережение зажигания уменьшится. Действительно, кулачку надо повернуться на дополнительный угол, чтобы его ближайший выступ набежал на рычажок прерывателя. За этот период поршень пройдет некоторую добавочную часть своего хода.

Распределители любой конструкции, даже не имеющие специальных регулировочных приспособлений, позволяют корректировать опережение зажигания (чаще всего путем поворота корпуса в нужную сторону).

Во время движения автомобиля опережение зажигания изменяется современными распределителями обычно автоматически. Реже применяется система ручной регулировки. В последнем случае диск прерывателя или корпус распределителя соединяется через систему рычагов и тяг с рычажком опережения зажигания, установленным чаще всего на рулевой колонке. Передвигая рычажок вниз или вверх, водитель повертывает диск прерывателя или корпус распределителя, вследствие чего изменяется момент появления искры в свечах.

Опережение зажигания автоматически изменяется центробежным регулятором в соответствии с числом оборотов коленчатого вала двигателя и вакуумным регулятором, в зависимости от нагрузки двигателя.

Устройство центробежного регулятора опережения зажигания и схема его работы показаны на рис. 131 и 132.

Рис. 131 - Центробежный регулятор опережения зажигания:
1 - пружины грузиков; 2 - грузики; 3 - штифты; 4 - оси грузиков; 5 - приводной вал распределителя; 6 - прорези фланца; 7 - кулачок; 8 - фланец; 9 - пластина.

Рис. 132 - Схема работы центробежного регулятора опережения зажигания:
а - позднее зажигание; б - раннее зажигание;
(Наименование деталей то же, что и на рис. 131).

С приводным валом 5 жестко соединена пластина 9, на которой установлены два грузика 2. Грузики свободно сидят на осях 4. Пружины крепятся одними концами к выступам грузиков, а другими - к крючкам пластины 9. Таким образом, пружины притягивают грузики к приводному валу (рис. 132, а).

Втулка кулачка 7 прерывателя свободно надета на верхнюю часть приводного вала 5 и соединена с ним посредством фланца 8, в прорези 6 которого входят штифты 3 грузиков.

Следовательно, вращение приводного вала передается кулачку через грузики центробежного регулятора.

С увеличением числа оборотов коленчатого вала грузики под влиянием центробежной силы расходятся и поворачивают кулачок прерывателя на дополнительный угол в направлении вращения. На схеме а (рис. 132) показано положение грузиков и кулачка при малых оборотах коленчатого вала, а на схеме б - при больших оборотах.

Из приведенных схем можно понять, что когда грузики расходятся и поворачивают кулачок, то ближайший выступ кулачка раньше приблизится к рычажку прерывателя; этим и достигается необходимое опережение зажигания.

Рассмотренный регулятор опережения зажигания изменяет момент появления искры в свечах в зависимости только от числа оборотов коленчатого вала, безотносительно к нагрузке двигателя.

Чтобы опережение зажигания изменялось также и в зависимости от нагрузки, в дополнение к центробежному регулятору устанавливается вакуумный регулятор.

Вакуумный регулятор имеет металлический корпус 2 (рис. 133), состоящий из двух частей, между которыми расположена диафрагма 5. Под давлением пружины 3 диафрагма выгибается в направлении к прерывателю. Вакуумный регулятор через ниппель 4 соединяется трубкой со смесительной камерой карбюратора около кромки дроссельной заслонки.

Рис. 133 - Схема работы вакуумного регулятора опережения зажигания:
а - позднее зажигание; б - раннее зажигание; 1 - тяга вакуумного регулятора; 2 - корпус вакуумного регулятора; 3 - пружина вакуумного регулятора; 4 - ниппель; 5 - диафрагма.

При полностью открытой дроссельной заслонке (большая нагрузка двигателя), когда разрежение за дроссельной заслонкой мало, пружина 3 отжимает диафрагму 5 и соединенную с ней тягу 1 в положение, соответствующее позднему зажиганию (как показано на рис. 128 и 133, а).

При уменьшении нагрузки разрежение за дроссельной заслонкой, а следовательно, и в камере регулятора возрастает. Под действием разрежения диафрагма 5, преодолевая сопротивление пружины 3, выгибается, (рис. 133, б). Выгибаясь, диафрагма через тягу 1 повертывает диск 4 (см. рис. 127) прерывателя на некоторый угол в направлении, противоположном вращению кулачка 6. Выступы кулачков набегают на текстолитовую колодку 17 рычажка раньше, т.е. рабочая смесь зажигается с опережением. Опережение зажигания зависит от степени прогиба диафрагмы и от угла поворота кулачка 6 центробежным регулятором.

При закрытой дроссельной заслонке разрежение в камеру вакуумного регулятора не передается, и он не влияет на угол опережения зажигания, определяемый в этом случае постоянной установкой и работой центробежного регулятора.

При правильной регулировке центробежный и вакуумный регуляторы дают необходимое опережение зажигания при работе двигателя на всех режимах.