Модули зажигания с фиксированным опережением
Уже многие годы в картинге используются модули зажигания с фиксированным моментом опережения. Давайте разберем технические и регламентные причины этого выбора.
Прошли десятилетия с тех пор, как картинговые федерации обязали использовать блоки зажигания с фиксированным опережением вместо вариативных. Чтобы понять логику этого решения, нужно рассмотреть вопрос с точки зрения надежности и равенства возможностей.
Электронное зажигание стало революционным шагом вперед. Когда системы полагались на платиновые контакты прерывателя, это было катастрофой: компоненты быстро изнашивались, моторы внезапно «глохли», и все знали, кого в этом винить. С появлением первых электронных систем — лишенных механического износа — никто не хотел возвращаться назад, хотя у прерывателей было одно важное преимущество: так называемое «естественное запаздывание», которого не хватало первым электронным блокам.
2D-карты (опережение/обороты) типично для цифровых модулей среднего и низкого ценового сегмента. 3D-карты с использованием датчика положения дроссельной заслонки (TPS) — более сложная технология, значительно повышающая производительность, но и стоящая гораздо дороже.
Физика процесса
Мы знаем, что искра между электродами свечи должна проскакивать за несколько градусов до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ). Это необходимо, потому что топливовоздушная смесь в камере сгорания не взрывается мгновенно, а сгорает с определенной скоростью. (Взрывы в камере называются детонацией, и они губительны для мотора).
Опережение зажигания позволяет давлению газов достичь пика именно в тот момент, когда поршень начинает движение вниз, к нижней мертвой точке (НМТ). Если поджечь смесь ровно в ВМТ (0° опережения), энергия расширения газов в первые 15° поворота коленвала не будет использована полностью, и мотор потеряет мощность.
Парадокс двухтактного двигателя: на низких оборотах ему нужно больше опережения, чем на высоких. В теории кажется, что с ростом оборотов времени на сгорание меньше, а значит, поджигать надо раньше. Но на деле всё наоборот: с ростом оборотов турбулентность в камере сгорания возрастает, сокращая время горения смеси, поэтому на высоких оборотах угол опережения нужно уменьшать.
Классический аналоговый ретардер Motoplat, который повышал отдачу на низких и высоких оборотах, особенно на 125-кубовых моторах. По сути, это был всего лишь простой диод.
Ни больше, ни меньше
Если недостаточное опережение лишает мотор мощности и ведет к перегреву, то избыточное создает противодействие движению поршня вверх. Перебор с опережением делает мотор «тугим» при наборе оборотов и провоцирует детонацию — микровзрывы, которые проявляются характерным «звоном» и прогарами в поршне. Опережение должно быть «в самый раз».
Короткое и длинное «одеяло»
Идеальное решение — модуль, который меняет опережение в зависимости от оборотов (вариативное зажигание). Первые электронные системы были фиксированными, что напоминало «короткое одеяло»: если укроешь ноги, замерзнут плечи. Техники пытались решить это с помощью рудиментарных ретардеров на диодах. Если идеальное опережение на 14 000 об/мин — 15°, а ретардер дает задержку в 10°, то на «низах» можно было выставить 25°, получая отличный подхват без потери мощности на верхах.
Настоящий бум случился с приходом микропроцессоров. Пока «бедные» довольствовались диодами, «богатые» нанимали настройщиков для создания сложнейших карт зажигания с шагом в 50 оборотов под каждую трассу и тип топлива. В классе 125 GP даже внедряли 3D-карты с датчиками TPS, учитывающими не только обороты, но и степень открытия заслонки.
Карбюратор с датчиком TPS необходим для работы модулей последнего поколения с 3D-картированием. Стоимость производства, покупки и разработки такого оборудования крайне высока.
Разумный выбор федераций
Сколько стоит настройка вариативного модуля? Качественный блок с ПО может стоить менее 500 евро, но стоимость его доводки и поиска «той самой» кривой на стенде — бесконечна. Чтобы остановить эту гонку вооружений, Федерация обязала использовать модули с фиксированным опережением.
Они не позволяют менять прошивку, стоят дешево и уравнивают шансы пилотов. Если не брать в расчет хитрецов, которые прятали модули в приборных панелях или использовали пульты дистанционного переключения (мы все помним карты, которые не заводились, пока механик не менял руль с «секретом»), фиксированное зажигание вернуло соревнование в русло механики. Теперь пилот может лишь немного сдвинуть момент зажигания механически: чуть раньше для медленных трасс или чуть позже — для скоростных.
