保证发动机启动与正常工作必需的条件及其影响因素

保证发动机启动与正常工作必需的条件及其影响因素作为《摩托车》杂志的维修顾问、全国《摩托车》维修技术俱乐部的技术顾问，在解答技术咨询的过程中，常会遇到这样的咨询：某某型号的摩托车，发动机经过修理（更换汽缸、活塞、活塞环、曲轴连杆总成、配气凸轮轴、气门等机件）后，不能启动或动力性能、加速性能差；反复检查，什么都正常，没有任何问题；再更换点火系统所有元、器件和化油器等，也没有效果。我们可以肯定地说：凡是不能启动或是虽能启动但动力性能差、加速不良的发动机，肯定有问题。只是当事的维修人员没有发现故障点或异常点而已。现在就谈谈保证发动机启动与正常工作必需的条件及其影响因素。保证发动机启动与正常工作必需的条件保证汽油机启动与正常工作必需的条件，如图1所示，概括的讲，是：汽缸内有油、有火、油正时、火正时。也就是说：汽缸内有油、有火、油正时、火正时，发动机肯定就能启动和工作；只要发动机不能启动，肯定是这四个因素中有缺项。确切的讲，应该是：“在规定的时间”，汽缸内有“足量”、“达到一定压力”、“比例适当”的可燃混合气；“在规定的时间”，“火花塞电极间有足够强度的高压电火花跳过”。即：汽缸压力正常、发动机压缩正常、配气正时（包括气门开度正常）、可燃混合气比例适当、火花塞电极间跳火强烈并且正时、（二冲程发动机还必须曲轴箱密封良好，因为曲轴箱密封不良，必然使进入汽缸的混合气量不足、比例不当。此外，二行程发动机活塞阀进气的，活塞与汽缸体上的气口必须完全重合；簧片阀进气的，簧片的开度必须正确；旋转阀进气的，阀片的安装方向必须正确、标记必须对正。否则，发动机的怠速不良、加速性能和动力性能下降、变速器的传动比接近1或小于1时，发动机加速无效）。发动机启动与正常工作必需条件的含义所谓“在规定的时间”，是指“配气正时”与“点火正时”。1.“配气正时”，是指进、排气门开启与关闭时，活塞在汽缸内的位置。即活塞位于上、下止点前、后的曲轴转角，即进、排气持续角，如图2所示。这个曲轴转角，又叫配气相位角，如图3所示，是制造发动机时通过试验确定的并且有严格的规定。“配气正时”，不仅仅是指“磁电机飞轮上的‘T’标记与‘曲轴箱上的定标记’对正时‘配气凸轮轴链轮上的标记’与‘汽缸头上的定标记’对正”（顶杆机是曲轴正时齿轮与凸轮轴齿轮上的标记对正），如图4所示。其前提是“此时（飞轮上的‘T’标记与‘曲轴箱上的定标记’对正时），活塞必须位于上止点位置”；当活塞位于压缩行程终了的上止点时，进、排气门完全关闭，并且气门间隙正确，如图5所示；当活塞位于排气行程终了的上止点时，进、排气门叠开，如图6所示。由于进、排气门的开启与关闭，是由凸轮轴的旋转来执行，而凸轮轴的旋转由曲轴驱动，如图7所示。所以，“配气正时”，还包括配气凸轮的高度正常与气门间隙正确，当配气凸轮因磨损高度过小或气门间隙过大时，使进、排气门迟开早关，进、排气持续角减小，导致排气不净、进气不足，造成发动机的动力性能和加速性能下降。2.“点火正时”，是指“火花塞电极间跳过电火花时，活塞在汽缸内（上、下止点间）所处的位置”。即活塞在上止点前的曲轴转角，如图8所示。这个曲轴转角（即点火提前角），是制造发动机时通过试验确定的，也有严格的规定。火花塞电极间跳过的电火花，由位于磁电机飞轮上的触发头越过触发线圈的铁芯时产生。通常，“磁电机飞轮上的‘F’标记与‘曲轴箱上的定标记’对正时”，活塞应位于上止点前一定距离（约2mm左右），即启动发动机火花塞电极间跳过电火花时，磁电机飞轮上的“F”标记与曲轴箱上的定标记对正；而当发动机转速升高到一定转速时，飞轮上的（两条竖线即最大提前点火角）“Ⅱ”标记与“曲轴箱上的定标记”对正。3.“汽缸内有‘足量’的‘比例适当’的混合气”，包括的内容有：“汽缸密封良好、化油器调整适当、化油器至汽缸之间没有漏气现象”。“汽缸密封不良”时，“汽缸内可燃混合气的量势必不足”。“化油器调整不当”、“化油器至汽缸之间有漏气现象”时，“汽缸内可燃混合气的比例势必不当”。4.“汽缸内有足够强度的电火花”，指的是“汽缸内的火花塞电极间必须跳过强有力的电火花”。高压线端的电火花再强，火花塞电极间跳火不良，还是等于零。影响发动机启动与正常工作必需条件的因素影响配气正时的因素以小链机为例，配气正时包括的内容是在配气凸轮与气门摇臂无磨损、气门间隙正确的情况下；活塞位于压缩行程终了的上止点时，飞轮上的“T”标记与“曲轴箱上的定标记”对正，“配气凸轮轴链轮上的动标记”与“汽缸头上的定标记”对正，进、排气门均关闭；活塞位于排气行程终了的上止点时，飞轮上的“T”标记与“曲轴箱上的定标记”对正，“配气凸轮轴链轮上的动标记”与“汽缸头上的定标记”错位180°，进、排气门叠开的曲轴转角符合规定要求。（1）当配气正时主动链轮在曲轴轴颈上滑动、或配气从动链轮在凸轮轴轴颈上滑动、或小链条与配气正时链轮打滑后，活塞位于压缩行程终了的上止点，飞轮上的“T”标记与“曲轴箱上的定标记”对正时，“配气凸轮轴链轮上的动标记”与“汽缸头上的定标记”不能对正，使配气正时失准，如图9、图10所示。在“配气正时主动链轮在曲轴轴颈上滑动、或配气从动链轮在凸轮轴轴颈上滑动”的情况下，即使重新调整配气正时，也无济于事。其原因是“进、排气门开启与关闭时，活塞在汽缸内的位置，即活塞位于上、下止点前、后的曲轴转角”失准。（2）在所更换的曲轴连杆总成的磁电机飞轮定位键槽位置错误的情况下，由于“飞轮上的‘T’标记与‘曲轴箱上的定标记’对正时”，活塞不在上止点位置，此时既是使“配气凸轮轴链轮上的动标记”与“汽缸头上的定标记”对正，配气也不正时。其原因还是“进、排气门开启与关闭时，活塞在汽缸内的位置，即活塞位于上、下止点前、后的曲轴转角”失准。（3）当配气凸轮因磨损高度减小、气门间隙过大时，气门迟开早关，使进、排气持续角减小，进、排气时间推迟。导致排气不净、进气不足，造成发动机的动力性能和加速性能下降。（4）装有“汽缸自动减压装置”的发动机，当单向止动片不能止动减压凸轮时，减压凸轮随凸轮轴旋转，使排气门的开启与关闭失常，导致发动机加不起速。2.影响点火正时的因素点火正时包括的内容是火花塞电极间跳过电火花（即磁电机飞轮上的触发头越过触发线圈的铁芯）时，活塞位于上止点前规定的位置。通常，发动机启动、怠速工作，火花塞电极间跳过电火花时，活塞位于上止点前约2mm左右。（1）当磁电机飞轮的定位键损坏，飞轮在曲轴轴颈上滑动后，在火花塞电极间跳过电火花时，活塞不在上止点前规定的位置，如图11所示。（2）当脉冲触发线圈安装方向错误、或脉冲触发线圈的两根输出线与线路错位连接时，使火花塞电极间跳过电火花的时间提前。（3）当触发头与触发线圈铁芯之间的间隙过大，用电启动时，因启动转速较低，使脉冲触发线圈输出的触发电压也低一些、点火系统的点火进角延迟，导致高压电火花减弱，造成发动机不易用电启动甚至不能用电启动。（4）在所更换的曲轴连杆总成上的磁电机飞轮定位键键槽位置错误、或所更换的飞轮上的定位键键槽错误的情况下，由于“飞轮上的‘T’标记与‘曲轴箱上的定标记’对正时”，活塞不在上止点位置，此时，既是使“触发头”与“触发线圈铁芯”对正，点火也不正时。其原因还是“火花塞电极间跳过电火花时，活塞在汽缸内的位置，即活塞位于上止点前的曲轴转角”失准。3.影响混合气量、汽缸压力的因素“汽缸内有‘足量’、‘达到一定压力’‘比例适当’的可燃混合气”包括的内容是汽缸密封良好（二冲程发动机还必须曲轴箱密封良好，曲轴箱密封不良，必然使进入汽缸的混合气量不足、比例不当。此外，二行程发动机活塞阀进气的，活塞与汽缸体上的气口必须完全重合；簧片阀进气的，簧片的开度必须正确；旋转阀进气的，阀片的安装标记必须对正。否则，发动机的怠速不良、加速性能和动力性能下降、变速器的传动比接近1或小于1时，发动机加速无效）、配气正时、配气凸轮和摇臂无严重磨损、气门间隙正确、化油器调整适当、化油器与汽缸之间密封良好、空气滤清器清洁无堵塞、排气管与消声器畅通无堵塞、燃烧室内清洁无积炭。(1)当汽缸、活塞、活塞环磨损严重，出现窜气，或气门与气门座密封不良漏气，或汽缸与汽缸头的结合面翘曲严重、汽缸垫损坏漏气时，由于混合气泄漏使压缩行程终了时燃烧室内的混合气量不足或比例失当、压力不够，导致高压电火花不能点燃混合气，或是混合气被点燃后燃烧的速度下降。（2）配气不正时、配气凸轮和摇臂严重磨损、气门间隙过大时，使气门早开早关、或晚开晚关、或晚开早关，都使进入汽缸的混合气量减少并且使压缩行程终了时汽缸内的压力有一定的下降。（常有行驶里程并不太多的摩托车，发动机因配气凸轮轴、摇臂过量磨损使配气相位角减小，导致动力性能、加速性能下降的现象发生。其根本原因是发动机的怠速转速过低，使汽缸头内的机件因润滑不良而磨损。在使用与维修摩托车的过程中，对“怠速”的误解有二。其一是对“怠速定义”的误解。对“怠速”，传统与习惯的定义是发动机在空载时的最低稳定转速。即“怠速”是以“稳定”为前提的“最低转速”，“最低”的限度是“稳定”。由此衍生“发动机的怠速转速越低越好”的错误认识，而一味追求过低的怠速转速——发动机以怠速工作时，不接触摩托车者以为发动机处在熄火状态。其二是对“怠速混合气浓度”的误解。一味追求“发动机冷态在不加浓混合气的情况下也能（好）启动”的调整。由于科技含量与生产工艺的提高，现代摩托车发动机，有很多都能以800r/min左右甚至更低的转速维持空载稳定工作，但以此转速稳定工作时，润滑系统中的润滑油压力不足，难以可靠地润滑汽缸头内的机件。因此，对现代摩托车发动机来讲，“怠速的定义”应是“发动机空载工作时各机件能得到充分润滑的规定转速”。这种规定转速，是在设计与生产发动机时经过计算与试验确定的。（3）化油器调整不当时，使进入汽缸的混合气比例失当。（4）化油器与汽缸之间密封不良漏气时，使进入汽缸的混合气变稀。（5）空气滤清器过脏时，使进入汽缸的混合气变浓。（6）排气管或消声器堵塞、或气门开度不够，进、排气持续角减小时，由于排气不畅，使进气不足；还产生发动机反喷：在进气门开启的瞬间，汽缸内存留的气体流至空气滤清器方向，在活塞下行进气时，有一部分气体两次经过化油器的混合室，增加了进入汽缸的混合气的浓度。（7）燃烧室内积碳过多时，使发动机的压缩比增大，导致暴震、发动机温度过高甚至发动机过热，引发发动机早然、自燃，造成发动机动力性能下降以至不能正常工作甚至损坏机件。4.影响高压电火花强度的因素影响高压电火花强度的因素有电源的电压、点火器内部元器件的性能、点火线圈初级和次级线圈的绝缘性能、火花塞帽内电阻的性能、火花塞的性能、点火系统线路的连接（包括紧急熄火开关接触可靠与断开彻底）情况。