Översättning av artikel författad av John Ball publicerad i TR Action nr 178. Översatt av Bengt Nylén

Inställning av förtändningen

Min TR3 har varit färdigrestaurerad nu i sex år. Jag byggde den för att vara som original men med blyfrikonverterat topplock, ökad kompression och ett bättre grenrör. Förgasarna ställdes in just som SU-förgasare skall ställas in. Det var inget fel på vilket sätt motorn gick. Test på en rullande landsväg visade att motorn gav 105 bhp på hjulen – inte illa för med denna milda grad av trimning. Men ett sak störde mig, motorn fortsatte att gå när tändningen stängts av. Jag läste i flera artiklar i TR action att andra personer hade samma problem. Så jag började tänka på vad jag skulle göra åt problemet.

Först, varför går motorn vidare? Därför att där finns en het punkt som tänder bränsleblandningen fastän tändstiftet slutar tända. Den heta punkten kan vara en uppbyggnad av sot som glöder i förbränningskammaren – min var en nyrenoverad helt ren motor. Tändstiftet kan vara för varmt ( fel tändstift valt) – Jag försökte med ett kallare tändstift men det gjorde ingen skillnad. Tändningsinställning var felställd? Den var ställd enligt manualen.

Efter flera timmars surfande på nätet hade jag funnit vilka faktorer som man skall ta hänsyn till vid inställning av tändningen. Svaren är många saker påverkar, en del mindre, en del mer. De huvudsakliga faktorerna är:

  • Oktantalet
  • Kompressionsförhållandet
  • Kamaxelprofil
  • Motorns arbetstemperatur
  • Tändstiftets läge
  • Förbränningskammarens utseende
  • Turbulensen i förbränningskammaren.

Jag kan inte göra mycket åt de fysiska dimensionerna på motorn, de är som Triumph designade dem. Vad kan jag göra med bränslet? Handboken specificerar 80 oktan. Bränslet nu för tiden är inte på 80 oktan. Mitt kompressionsförhållande är inte standard. Jag har strax under 10:1 medan original är 8,5:1. Om du tittar på tändkurvan i handboken ser den ut ungefär som figur 1.

ignition_fig1.jpg (18134 bytes)

Biltillverkaren brukar vanligen specificera ett värde för statisk tändningsinställning. Triumph specificerar detta till 4° förtändning för TR3.

Teorin

Bränslet tar en viss tid att brinna upp efter att tändstiftet tänt. Tändningen startar vid tändstiftsgapet och rör sig utåt tills allt bränslet i förbränningskammaren har brunnit upp. Den hastighet med vilken bränslet brinner upp beror på trycket, bränslemixen turbulensen i förbränningskammaren, temperaturen osv. Allt bränslet måste ha brunnit upp innan kolven når botten av slaget. Om detta inte har skett kommer bränsle fortfarande att brinna med avgasventilerna öppna, och kommer bränsle kommer då att brinna ute i avgassystemet. Prestandan kommer att försämras och bränsleekonomin blir dålig. För att få fullständig förbränning måste tändstiftet tända innan kolven år toppen. Ju snabbare motorn går ju tidigare måste tändstiftet tända för att förbränningen skall hinna med. Vid mindre last på motorn måste också lägre tid tillåtas.

Å andra sidan, om tändningen sker för tidigt, får du det klassiska symptomet med knackningar. Knackningar kan förorsaka stor skada på motorn, särskilt om det händer vid högt varvtal och under lång period.

Fördelaren kontrollerar tiden då tändningen skall ske. I tändfördelaren sitter två mekanismer som styr tändningen.

  • Centrifugal förtändning. En mekanism med fjädrar och vikter som får förtändningen att öka när motorns hastighet ökar.
  • Vakuum förtändning. Ett membran anslutet till insugningsröret som får förtändningen att öka då trycket på insugningssidan faller dvs. motorn har mindre last.

Med dagens bränsle skall förtändningen sättas enligt tabellen nedan vid tomgång.

Öppningstid Förtändning vid tomgång Förväntad tomgångsvarvtal (rpm)
270º 10-12º 600-800
280º 12-14º 900-1000
290º 14-16º 1000-1100
300º 16-18º 1100-1200
+310º 18-20º 1100-1400

Den statiska inställningen skall sättas lite lägre än vid tomgång för att startmotorn inte skall behöva möta för stort motstånd när den skall vrida runt motorn. Den sätts ofta på 7-8°.

Vid högre varvtal på motorn, bör förtändningen inte var ställd högre än 34-35° vid 3500 rpm och över. För att vara på säkra sidan är det klokt att ställa in på lite lägre, säg 32° för att undvika risken av hög hastighets detonation. Värdet på max förtändning för olika motortyper finns i tabellen nedan. Där ser du att motorer med moderna pent-roof förbränningsutrymme behöver mindre förtändning än äldre motorkonstruktioner pga. högre turbulens och effektivitet på bränsle-luftblandningen.

Typ av förbränningsutrymme Exempel Max förtändning
Semi-Hermispherical Jaguar, Lotus Twin cam 40-44°
Cardioid / heart BMC A-serie, B-serie 34-35° ( TR range )
Bathtub Ford pre X-flow 34-36°
Bowl in piston Ford X-flow 35-37°
Closed Ford Pinto 38-40°
Wedge Imp 36-38°
Open wedge Rover V8 36-38°
Pent-roof 4 valve Vauxhall 16v, Ford Zetec 30-32°

Nu vet vi alltså hur vi skall sätta förtändningen vid både lågt och högt varvtal, men hur skall det vara däremellan? Med det enkla fjäder- och viktsystem som finns är det inte mycket att välja på. Vi försöker få en rak linje. Det är förmodligen det bästa vi kan göra. Se figur 2. Det bör vara OK för de flesta motorer med en normal standard kamaxel. Den punkterade linjen i figuren är vad jag uppnått på min motor.

I praktiken är situationen ganska komplex. Titta på figur 3 så ser du hur den optimala förtändningen ändrar sig med last och varvtal för en motor med en kamaxel för tävlingsbruk. Enda sättet att fixa detta är med ett modernt digitalt system som kan inställas för att passa varje motors karakteristik.

Vakuum-förställningen justerar inställningen vid låg last och tomgång. Utan detta kan motorn missa att dra iväg rent från låg hastighet. På bilar avsedda för tävling tas detta system alltid bort eftersom motorerna alltid går under last och trycket i insugningsgrenröret är en dålig parameter då Weber och insprutningssystem används.

ignition_fig2.jpg (17938 bytes)

ignition_fig3.jpg (34413 bytes)

Hur justerar man in förtändningskurvan

Det är en relativt enkel process att modifiera tändfördelaren för att få en bättre kurva som passar moderna bränsle och högre kompression. Det är däremot ett tråkigt arbete som tar tid att göra. Antingen gör du det riktigt eller också låter du det vara. Gör du fel riskerar du att förstöra motorn.

Du behöver lite instrument:

  • En mätare för att kunna mäta den statiska inställningen – en glödlampa eller voltmeter.
  • En stroboskop lampa som blinkar när tändstiftet tänder.
  • En sats bladmått och en mikrometer för att mäta tändfördelarens komponenter.
  • Rutat papper för att skriva ner resultatet.

Därefter skall du göra tydliga märke på remskivan så att märkena syns vid stroboskopljuset. Du skall markera Top dead centre, 10°, 20° och 30° före TDC. Mät upp noga och använd en gradskiva samt vit färg om du inte redan har dessa märke på remskivan.

Nu tar du bort slangen för vakuum förtändningen och pluggar igen hålet i insugningsgrenröret. Detta säkerställer att du bara mäter effekten från centrifugalvikterna.

Mät först den statiska inställningen och mät sen förtändningen vid tomgång och upp till 3000 rpm. Mät var 500 varv. Vid varje mätpunkt låter du motorn öka i varv och sedan falla tillbaka till det varv du skall registrera. Detta säkerställer att centrifugal mekanismen är rätt justerad för varvtalet. Skriv ner resultatet. Det är lättast om du har en hjälpare som sköter gaspedalen.

Av resultatet kan du utläsa hur nära din kurva är det mål du satt upp. Det är också viktigt att mäta det maxvärde på förtändning som tändfördelaren tillåter.

Max förtändning – statisk inställning = Max rörelse för tändfördelaren. Se figur 2.

Nu tar du bort locket till tändfördelaren och rotorarmen. Ta bort brytarkontakterna genom att lossa de två skruvarna. Därunder ser du nu ett par fjädrar och ett par rörliga vikter. Se figur 4. När motor snurrar rör sig vikterna utåt av centrifugalkraft, fjädrarna sträcks och den platta som fjädrarna är fästade på roterar relativt tändfördelaren. Ett stopp på monteringsplattan begränsar plattans rörelse. Titta noga och du ser ett nummer instansat på plattan. Detta nummer är tändfördelarens max rörelse i grader. Detta nummer x 2 bör vara det samma som du just mätt. Kom ihåg att tändfördelaren rör sig med halva motorhastigheten, så 10° mät på tändfördelaren blir 20° på vevaxeln.

Nu byter du ut fjädrarna tills du uppnår en idealisk kurva upp till 3000 rpm. Moss säljer en påse med olika fjädrar som har nr TT1903. Normalt är en av fjädrarna mycket svag för att tillåta ändring av förtändningen redan från låga varv. Den andra är hårdare och sitter löst på fästena. Denna kommer inte i funktion förrän varvtalet ökat. Detta betyder att du har flera variabler att justera med:

  • Hur tätt sitter de lösa fjädern fast. Ju tätare ju tidigare kommer den att ändra kurvan när motorn ökar i varvtal.
  • Styrkan i den svaga fjädern. Ju svagare ju snabbare ökar förtändningen vi låga varv.
  • Hur löst sitter den starka fjädern. Ju lösare den sitter ju högre varv måste till innan den kommer i funktion.
  • Styrkan i den starka fjädern. Ju svagare den är ju snabbare ökar förtändningen vid höga varv.

Du har tur om du får till rätt kombination vid första försöket!

När väl kurvan har blivit vettig kan du justerad inställningen vid tomgång enligt tabell 1.

Nu kalkylerar du den maximala förtändning du önskar ha. För att få lite felmarginal sätt max förtändning på 32°.

Det enklase sättet att ställa in max förtändning på tändfördelaren är att justera in gapet mellan montageplattan och ändstoppet (se figur 4) till ett mått kalkylerat från 0,417mm för varje grad av förtändning på tändfördelaren som önskas. Det ger då 2 grader på vevaxeln.

Om gapet är för litet, ta av plattan och fila försiktigt bort lite metall tills gapet är korrekt. Om det är för stort måste du få tag i en ny platta. Det finns förmodligen på någon skrot. Alternativt kan du försöka bygga på plattan med epoxi eller lödtenn. Detta är dock en risk och du måste förvissa dig om att ytan är ren innan du påför material – om det faller av och förtändningen ändras kan du i västa fall förstöra motorn.

När du satt samman alltihop gör du en ny kurva och kollar att det är som du tänkt. Gör sen en testkörning och kolla om motorn knackar. Om den knacka måste du justera kurvan så att förtändningen blir lägre vid det varvtal motorn knackade.

I mitt fall kändes bilen betydligt bättre efter dessa justeringar. Jag har inga knackningar och det bästa av allt – ingen glödtändning.