 Praktické nastavení předstihu jistě všichni zvládneme, ale proč vlastně něco takového vůbec děláme? Trochu teorie jistě neuškodí, tak honem do toho.
Elektrický výboj, který má zapálit palivovou směs v pracovním prostoru spalovacího motoru, musí obecně splňovat tři požadavky: musí k němu dojít ve vhodný okamžik, musí být schopen směs zapálit a musí ji zapálit takovým způsobem, aby byla co nejmenší prodleva mezi okamžikem výboje a skutečným začátkem hoření směsi, při němž plamen již postupuje rychlostí charakteristickou pro danou palivovou směs a pro daný spalovací prostor.
Okamžik zapálení směsi ve válci se volí zpravidla tak, aby plocha tlakového diagramu byla co největší. Okamžik zapálení musí tedy být přizpůsoben rychlosti hoření. Předčasné nebo opožděné zapálení má za následek snížení výkonu, horší_využití paliva a větší spotřebu. Vliv nastavení ukazují tlakové diagramy na obr. 143.
Při optimálním diagramu dosahují tlak a teplota maxima v malém úhlu za úvratí na začátku expanzního zdvihu a zážeh musí nastat dříve o dobu, kterou potřebuje směs ke shoření. Je-li směs zapálena předčasně, vzroste předčasně i tlak před úvrati v kompresním zdvihu, takže působí proti pohybu pístu a celý děj probíhá s většími mechanickými i tepelnými ztrátami. Protože se zvětší kompresní práce, vznikají větší tlaky a zpravidla dochází k náhlému samovznícení paliva, vzniká tlakový ráz a dochází ke klepání motoru. Při opožděném zapáleni dohoří směs až pozdě v expanzním zdvihu, celý děj probíhá při menším tlaku a s menší účinností využití tepla pro mechanickou práci, teplota odcházejících plynů je vyšší a motor se více zahřívá. Zmenšením tlaku se zmenšuje rychlost hoření a může docházet k dohořívání směsi až ve výfuku. Tepelně je příliš namáhán hlavně výfukový ventil. Poloha klikové hřídele před úvrati do okamžiku zážehu udává tzv. předzápal neboli předstih. Jeho nejvhodnější velikost je různá pro různé pracovní podmínky a pro každý typ motoru, protože na rychlost hoření má vliv jak konstrukce motoru, tak jeho okamžité pracovní podmínky. Jednotlivé vlivy jsou však velmi různorodé a není možno je shrnout v jednoduchou závislost, která by umožnila určit předem nebo usnadnila provedení přesné regulace v provozu. Regulační závislost se musí pro každý typ motoru zjistit empiricky. Zjišťuje se tak, že se měří výkony nebo momenty a jim příslušné specifické spotřeby motoru při různých nastaveních předstihu, rychlosti otáčení a otevření škrticí klapky. Z optimálních hodnot se určí optimální závislost předstihu. Příklad měření při plné otevřené škrticí klapce pro stanovení křivky odstředivé regulace je na obr. 144. Zpravidla bývá předstih menší než 60° před úvrati kliky a nejčastěji bývá mezi 10 a 40°.
Se vzrůstající rychlostí je třeba zvětšovat předstih, protože píst v době hoření směsi urazí delší dráhu. Postupuje-li plamen např. průměrnou rychlostí 30 m/s v kompresním prostoru, jehož nejvzdálenější místo je 60 mm od elektrod svíčky, trvá hoření 0,002 s, a otáčí-li se motor rychlostí 2 000 ot/min = 12 000°/s, otočí se v době hoření o 24°. Má-li směs shořet nejpozději do okamžiku, kdy je klika 20° za úvrati, musíme ji zapálit 4° před úvrati. Pokud by rychlost hoření byla stálá, zvětšoval by se potřebný předstih úměrně otáčkám motoru, stálá však není.
Činitelé, na nichž závisí rychlost hoření, např. složení směsi, rychlost jejího víření ve válci, teplota apod., jsou zpravidla vždy v nějaké souvislosti s tlaky v sání. Podtlak u hrdla sacího potrubí závisí na rychlosti otáčení motoru a na poloze škrticí klapky. Na podtlaku v difuzéru závisí bohatost směsi. Při otevřené škrticí klapce je podtlak v potrubí nižší, směs je bohatší a v motoru jsou podmínky pro rychlé hoření a menší předstih. Při částečně otevřené klapce se podtlak v sacím potrubí zvětší, ale do válce přichází méně paliva a je třeba předstih zvětšit.
Společné působení regulace podle rychlosti otáčení a podtlakové regulace je znázorněno na obr. 145. Obojí regulace je nutná se zřetelem na hospodárnost provozu, zejména tam, kde motor pracuje často jen s částečnou zátěží.
U vozidel, jejichž motor nemá velký přebytek výkonu a v provozu je zatěžován většinou na plný výkon, postačí zpravidla jen regulace předstihu podle rychlosti otáčení. Naopak u některých motorů s velkým přebytkem výkonu se používala i jen podtlaková regulace. Podle obr. 146 má průběh tlaku v sacím potrubí složku závislosti na rychlosti otáčení motoru, takže lze podtlakovou regulaci přizpůsobit. Mimoto u některých konstrukcí motorů jsou křivky podle obr. 144 v okolí maxim dostatečně ploché, takže odchylky od teoretického optima nejsou příliš velké.
K regulaci předstihu v závislosti na rychlosti otáčení se převážně používají odstředivé regulátory, které natáčejí vačku (desku) přerušovače nebo otáčející se část jiného zařízení s obdobným účelem (např. snímače k řízení elektronického přerušovače u elektronických zapalovacích soustav) proti směru otáčení o potřebný úhel. Běžný odstředivý regulátor je na obr. 147.
Podtlaková regulace se zpravidla řeší membránovým silovým mechanismem podle obr. 148; mechanismus otáčí buď jen deskou s nepohyblivou částí přerušovače (nebo řídicího snímače), nebo celým rozdělovačem. Napojuje se na podtlak v blízkosti hrany škrticí klapky.
podle publikace "elektrická zařízení osobních automobilů - Pavel Kubín, Příručka pro automechaniky, Klůna a kol., aj. zpracoval Pavel Rak
|
