由于高速高功率的四沖程發動機(指多缸機)其固有的特性,在中低速,特別是怠速工況時轉速顯得不太穩定,一時成為許多摩托車駕駛員和維修人員共同關注的熱門話題。為解決這個棘手的難題,我們不妨先將四沖程發動機的固有特性作以剖析。
一般高速高功率的發動機都存在這樣一種設計狀態:當排氣門尚未完全關閉時,進氣門就已經打開,此時進、排氣門同時處于敞開狀態,叫作“氣門重疊”,所持續的曲軸轉角稱為“氣門重疊角”。從實現最大功率方面來說,氣門重疊角應盡可能大一些。在理想狀態下,當發動機某缸排氣時,要求其排氣門處壓力波為負,以利于汽缸排出廢氣,同時利于該排氣氣流慣性引入新鮮混合氣,使換氣效果達到最佳狀態,它可以改善燃燒,提高功率。但由于排氣管的長度是根據發動機最大功率時,使第一次(即初次)負壓力波在氣門重疊角發射回到排氣門處的距離而定的,是固定不變的。因此,在發動機的其它轉速,如中、低速及怠速工況下,由于其工作頻率的不同,且各缸排氣脈沖相互干擾,而使排氣門處于重疊期間受到初次或二次正壓力波。
這正壓力波,一方面使進氣阻力增大,減少了新鮮混合氣的充氣量,使汽缸內的殘余廢氣量增加,引起燃燒惡化;同時還造成瞬時新鮮混合氣的倒流(即反噴)。也就是說,排氣中的正壓力波將排出的部分廢氣重新推回汽缸,并一直推向進氣門,流經化油器,并從化油器中吸出燃油,形成一定濃度的“廢氣 — 燃油”混合氣。而當發動機正式進入吸氣沖程的時候,這種“變態混合氣”又會再流經化油器,并再次將化油器中的燃油吸出,于是便形成了雙倍燃油濃度的混合氣。最終使進氣過程中吸入的混合氣含油濃度過大,導致汽缸內失火,燃燒遲緩(即燃燒速率下降),功率銳減,油耗增加,形成大量未燃的 HC 污染環境。從而相應導致了發動機中、低速時扭矩谷的出現和怠速的不穩定,嚴重時甚至會熄火,這便是著名的“富油平谷”。
四沖程發動機(指化油器式)雖然存在這種先天性缺陷,但化油器怠速油系在設計時考慮到怠速工況時,其節氣門幾乎處于完全關閉狀態,流經喉管處的空氣流速很慢,形成的壓力差很低,只有極少量的燃油進入汽缸,因此特別供給稍濃的混合氣以維持發動機最低穩定轉速,而不至于熄火。所以發動機在怠速狀態時,應滿足其進氣充分,排氣順暢,機械阻力小,點火功能強等條件。四沖程發動機的怠速一般在新車時較為穩定,使用一段時間后(一般約在 800 ~ 2000km 以后)冷車還可穩定幾分鐘,而熱車后,怠速轉速波動較大,甚至無怠速。這是為什么呢,原來發動機在初期磨合階段,活塞環與汽缸,氣門與門座配合不十分貼合,難免存在少量漏氣的現象,其真空度僅有 100 ~ 120mmHg 左右。經過約一千公里磨合后,汽缸內真空度逐步升至 180 ~ 240mmHg (指熱車時的狀態),但剛啟動時冷車狀態真空度卻僅有 160mmHg 左右。而化油器的怠速油系混合氣量是根據新車工況設定的,在冷車時由于其真空度還未上升到最高值,其混合氣濃度基本適中,一旦發動機溫度上升,汽缸內真空度急升至約 200mmHg 時,由于吸入的混合氣相對冷車時多了許多,致使混合氣過濃而造成可燃混合氣燃燒不完全,具體表現為怠速不穩。對此,應對化油器的混合氣量進行適當調節。現在我們以春蘭虎豹系列摩托車為例,將其調整方法介紹如下:
持一字改錐將混合氣螺釘順時針方向往里旋 1/4 ~ 1/2 圈,然后卸下火花塞,將電極部分拭凈,裝到汽缸上啟動發動機。將怠速調整至 1400±100r/min 范圍內,維持此轉速 10 ~ 15min ,停車,再卸下火花塞。觀察其電極顏色,如是棕紅色,如發黑,則混合氣仍為過濃,應再向里旋 1/4 ~ 1/2 圈,直至電極顏色正常為止;若電極呈白色,則為過稀,應找出進氣管、汽缸蓋、化油器之間有無漏氣現象,如正常,則應將混合氣螺釘向外旋 1/8 ~ 1/4 圈,m.sudahong.cn直至電極顏色正常為止。另一種情況是,摩托車在中、高速行駛過程中,松開油門把手,握緊離合器,使之處于滑行工況,此時發動機極易熄火,令許多駕駛員感到頭痛。正常情況下,摩托車在高速行駛時,進氣溫度約在 80℃ ~ 90℃ ,化油器溫度也達到 80℃ 左右,但由于其風量相對增加,發動機散發出的熱量被風及時吹走,達到熱平衡。但此時若松開油門把手,節氣門會很快回到怠速位置(即關閉狀態),發動機瞬間轉速降至約 2000 ~ 4000r/min ,汽缸內的真空度突然升高,同時摩托車車速急劇下降,相對來說冷卻風量也相應減少,此時熱的平衡被打破,發動機的溫度一下上升許多。這會使沿進氣管內壁流動的油膜迅速蒸發,混合氣變得極濃。
由于進氣管溫度很高,部分廢氣在氣門重疊期間便會倒流入進氣管,使混合氣成雙倍或雙倍以上升高,導致了混合氣燃燒速率急劇下降,最終造成燃燒惡化直至熄火。解決方法是在急回油門的瞬間再稍加一點油門,讓部分新鮮空氣通過節氣門來沖淡過濃的混合氣,以免熄火的現象發生。若摩托車在低擋連續爬坡,發動機轉速較高,而此時摩托車車速相對較低,所需的冷卻風量也較少,不能及時散走發動機的熱量,待摩托車勉強爬上頂坡時,發動機的溫度已急劇上升,當轉入下坡滑行時,同上述道理一樣,也極易造成滑行熄火。
綜上所述,四沖程發動機的怠速不良,大部分都是由于混合氣過濃造成的(也有極少部分是由于進氣部分漏氣,使混合氣過稀造成的)。