Для чего нужен вакуумный автомат опережения зажигания?

Вакуумный автомат изменяет угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки.

Если не работает центробежный автомат, то машина будет ехать совершенно тупо и, это станет ясно сразу. Предположение, правда, маловероятное, потому что центробежный автомат практически никогда не ломается.

Вакуумный автомат имеет  меньшее значение, в том смысле, что если он сломан и не работает, то по поведению машины это не заметно. На ранних моделях «Жигулей» распределители были вообще без вакуумного автомата, но в последующие модели его стали устанавливать.

Важно, что он оптимизирует угол опережения зажигания, что дает до 2% экономии топлива, и это оказалось достаточно важно.

Центробежный и вакуумный автомат работают вместе и выставляют суммарный угол опережения зажигания, при этом, в зависимости от  числа оборотов и нагрузки в данное мгновение, он может быть суммой, а может быть разностью углов от каждого автомата. 

Вакуумный автомат опережения зажигания

Почему надо корректировать угол опережения зажигания вакуумным автоматом?

Дело в том, что в движении, все время меняется положение дроссельной заслонки: разгоны, торможения, подъемы, спуски и т. д. Меняется нагрузка на двигатель.

Нажимаем на газ, заслонка приоткрылась, смеси попало в цилиндр больше и состав ее стал лучше (уменьшилось относительное количество остаточных газов). Такая смесь горит быстрее, а значит опережение зажигания может оказаться слишком ранним и его надо уменьшить.

Отпускаем газ, заслонка прикрывается и свежей смеси попадает меньше, вот теперь, ее состав становится значительно хуже, потому что относительное количество остаточных газов становится больше. Такая смесь горит медленнее, и поджигать ее надо раньше, значит нужно увеличить опережение зажигания.

Коротко так – нажимаем на газ, смесь становится лучше, горит быстрее, значит надо зажигание сделать позднее, отпускаем газ, смесь становится хуже, горит медленнее и значит, зажигание надо сделать раньше. Эту задачу и выполняет вакуумный автомат.

Вакуумный автомат опережения зажигания берет информацию о нагрузке двигателя по величине  разряжения во впуском тракте. Чем сильнее закрыта заслонка тем сильнее разряжение под ней, при открытии заслонки разряжение уменьшается, на это разряжение и реагирует вакуумный автомат.

 Рабочим элементов вакуумного автомата является диафрагма.

Работа вакуумного автомата опережения зажигания

Вакуумный автомат сдвигает контакты прерывателя относительно кулачка

На картинке показано как работает вакуумный автомат. Контакты закреплены на подвижной пластине (зеленый цвет). Пластина вставлена в корпус на подшипнике и легко проворачивается на некоторый угол. Когда отпускаем газ и заслонка прикрывается, под ней усиливается разряжение, оно передается под диафрагму ваккумника, и диафрагма втягивается, тяга поворачивает пластину с контактами против часовой стрелки в такое положение, что размыкающий выступ кулачка становится ближе к размыкателю контактов и это значит, что размыкание произойдет раньше.

Когда нажимаем на газ, заслонка открывается, разряжение под ней падает, диафрагма возвращается и поворачивает пластину с контактами по часовой стреле, что соответствует более позднему моменту размыкания.

На холостом ходу заслонка полностью закрыта, отверстие с которого берется разряжение, оказывается над дроссельной заслонкой, вакуумный автомат отключается. Так что на холостом ходу, угол опережения зажигания максимально поздний, соответствующий минимальным оборотам.

При настройке холостого хода отключать шланг вакуумника не надо.

Дополнительная функция вакуумного автомата. Вакуумный автомат реагирует на изменение числа оборотов и помогает центробежному автомату.

Вакуумный автомат регулирует угол опережения зажигания также и от числа оборотов. То есть, он делает тоже самое, что и центробежный автомат, только диапазон его работы от числа оборотов значительно меньше, чем диапазон работы центробежного автомата. Фактически, он уточняет работу центробежного автомата. 

Объясняется это следующим образом. При постоянной нагрузке, когда держим педаль газа, обороты будут меняться в зависимости от профиля дороги - едем в горку - обороты падают, едем с горки - обороты растут. С увеличением числа оборотов, воздух во впуском тракте всасывается с большей скоростью, при этом увеличивается разряжение, и диафрагма сдвигает пластину прерывателя в более раннее положение, если обороты падают, скорость потока воздуха уменьшается, разряжение уменьшается и диафрагма вакуумного автомата сдвигает пластину прерывателя в более позднее положение.  

Связь межу разряжением и скоростью потока воздуха объясняет закон Бернулли, он подробно изучается в курсе физики.