Рабочая смесь в цилиндрах карбюраторного двигателя воспламеняется искрой, возникающей при электрическом разряде между электродами свечи зажигания. В карбюраторных двигателях ток высокого напряжения, необходимый для создания искрового разряда, получают от приборов батарейного зажигания или магнето.
Батарейное зажигание нашло применение на автомобильных двигателях, а зажигание от магнето в основном на пусковых двигателях тракторных дизелей.
Для получения искрового разряда требуется напряжение не менее (7÷8) 10³В. На интенсивность разряда оказывают влияние искровой промежуток между электродами свечи, форма электродов, давление и температура в цилиндре двигателя, состав рабочей смеси и другие факторы. Увеличение искрового промежутка требует более высокого пробивного напряжения. Повышение температуры в цилиндре благоприятствует ионизации газов, поэтому напряжение искрового разряда может быть снижено. С увеличением давления газов необходимо большее пробивное напряжение.
С целью обеспечения высокой надежности воспламенения рабочей смеси приборы зажигания двигателей могут создавать напряжение (20÷24) 10³В. Искровой промежуток свечи устанавливают с учетом степени сжатия двигателя, применяемого топлива в пределах 0,6—0,9 мм в обычных системах зажигания и 1—1,2 мм в транзисторных.
Рабочая смесь в цилиндре двигателя сгорает в течение нескольких тысячных долей секунды. Поэтому она должна быть воспламенена до прихода поршня в в. м. т., то есть с некоторым опережением. При оптимальном угле опережения зажигания сгорание рабочей смеси и повышение давления в цилиндре происходят в процессе приближения поршня к в. м. т. и заканчиваются при повороте коленчатого вала двигателя примерно на 10—12° после в. м. т.
Если зажигание смеси преждевременное, то нарастание давления противодействует движению поршня к в. м. т., и энергия газов расходуется на отрицательную работу. Это ведет к падению мощности и экономичности двигателя. Внешними признаками раннего зажигания служат стуки, перегрев и неустойчивая работа двигателя на малых частотах вращения холостого хода. Если же рабочая смесь воспламенена в в. м. т. или несколько позже, то сгорание происходит при увеличивающемся объеме. Вследствие этого двигатель перегревается, его мощность и экономичность падают.
Оптимальный угол опережения зажигания для различных двигателей на основной частоте вращения и полной нагрузке колеблется в пределах 20—45° по углу поворота коленчатого вала. Значение оптимального угла опережения зажигания зависит от степени сжатия, формы камеры сгорания, расположения свечи зажигания, частоты вращения состава рабочей смеси, сорта топлива, нагрузки и других факторов.
Повышение частоты вращения двигателя сопровождается сокращением времени его рабочего цикла, следовательно угол опережения зажигания должен быть также увеличен. Изменение угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала осуществляется центробежным регулятором опережения зажигания.
Изменение нагрузки двигателя сказывается на скорости сгорания рабочей смеси, что также требует изменения угла опережения зажигания. При снижении нагрузки (или прикрытии дроссельной заслонки) карбюраторного двигателя относительное наполнение его цилиндра уменьшается, и свежий заряд рабочей смеси разбавляется большим количеством остаточных газов, в результате чего снижается скорость сгорания (и наоборот). Значит, угол опережения зажигания нужно увеличить при снижении нагрузки и уменьшать при ее возрастании.
Изменение угла опережения зажигания в соответствии с нагрузкой осуществляется автоматически действующими устройствами — вакуумными регуляторами опережения зажигания.
На угол опережения зажигания влияют и свойства топлива (прежде всего октановое число). Для изменения угла опережения зажигания в зависимости от октанового числа топлива служат октан-корректоры. [Тракторы и автомобили. Гуревич А.М., Сорокин Е.М. 1978 г.]