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摩托車發動機爆震的分析及預防

放大字體  縮小字體 www.163seo.com  2012-06-06  摩托車配件
核心提示:摩托車的正常工作是依賴于可燃混合氣的正常燃燒來完成的,即由火花塞高壓打火,點燃混合氣形成火焰中心,并且以此中心按一定速率急速連續地向燃燒室四周傳播,在極短的時間內把所有的混合氣燒完。但是有些摩托車發動機使用一段時間后,或經過維修后會出現一種“嗒嗒”的聲響,略帶一種粗暴燃燒產生震動的感覺,這種聲音出自燃燒室部位,一般在發動機的工作噪聲中都能分辨出來。習慣上把這種現象稱為發動機的“爆震”。

爆震,顧名思義,是爆炸性燃燒,又稱突爆、爆燃。摩托車發動機的正常工作是依賴于可燃混合氣的正常燃燒來完成的,即由火花塞高壓打火點燃混合氣形成火焰中心,并且以此中心按一定速率連續地向燃燒室四周傳播,在極短的時間內把所有混合氣燒完。

通常情況下,發動機的燃燒過程是指從點火到膨脹使活塞做功的過程,這一過程大約持續千分之幾秒的時間。若一臺轉速為 13500r/min 的發動機,其曲軸旋轉一圈需要 4.44ms ,而燃燒過程則需 0.88ms ,相當于 70° 左右曲軸轉角,可見燃燒占據了不少時間:從火花塞在活塞到達上止點前約 30° ~ 40° 曲軸轉角時點火燃燒(點火從這里開始)到活塞運行到上止點后 30° ~ 40° 曲軸轉角處燃燒結束,這期間活塞僅僅向下止點移動了 1 ~ 2mm 。我們知道,可燃混合氣在汽缸內正常燃燒時,汽缸壓力均勻,發動機聲音清晰柔和。但如果由于多種因素的影響,汽缸內未燃部分的氣體在火焰前鋒還沒有到達便“自燃”而猛烈爆發,即產生了爆燃。

這種局部的高溫和壓力劇升產生的氣體帶有很大的沖擊性,并直接作用于曲軸連桿機構,此時發動機的聲音異常,發出明顯的金屬敲擊聲,同時伴隨動力下降、發動機過熱,整機抖動劇烈,嚴重地影響發動機功率的正常發揮。發動機產生爆震的原因很多,但不管哪種原因造成的爆震,從機理上看,它們都有如下特征。

 1. 可燃混合氣燃燒不同步。由于火焰前沿以正常的傳播速度推進,使處于最后燃燒位置上的未燃混合氣受到進一步熱擠壓和熱輻射作用,促進先期氧化反應加快,并放出部分能量預熱未燃氣體,使其溫度不斷升高。當達到燃油的著火點時,正常的火焰到達之前,在未燃混合氣最適宜的發火部位形成新的火焰中心,混合氣自燃并由此開始改變火焰的傳播速度。

2. 未燃混合氣的局部溫度、壓力急劇上升,造成未燃混合氣迅速燃燒完畢,極大提高了火焰的傳播速度,通常都在 400 ~ 600m/s ,爆震嚴重時,高達 1500m/s ,而正常燃燒的火焰傳播速度僅為 20 ~ 50m /s 。

 3. 由于未燃混合氣急速自燃,造成缸內壓力急劇升高,產生強大的壓力沖擊波,導致缸壁和燃燒室內表面強烈震動,發出異常噪聲,其振頻可達 2500 ~ 4500Hz ,故爆震的聲尖銳而清晰,可從發動機的工作聲響中明顯地分辨出來。發動機一旦產生爆震,其危害極大,它會引起發動機功率下降,油耗驟增,嚴重時還會使發動機的汽缸壁、活塞、活塞環、氣門、連桿及連桿軸承等運動件發生變形損壞。www.163seo.com產生爆震具體原因通常有以下幾點:

① 積碳聚集過多。發動機燃燒室內積碳過多,其容積相對變小,致使壓縮比相應變大,積碳的蓄熱和不導熱性使可燃混合氣由于熾熱而提前燃燒,同時會降低混合氣在壓縮終了時產生的渦流強度,延長了燃燒時間,增大了自燃傾向,故而極易引發爆震的產生。
 
② 發動機過熱。當發動機長期處于大功率、超負荷工況或低擋高速連續行駛,尤其是炎熱的夏季外界氣溫高,發動機散熱不良時,容易造成發動機過熱。當過熱較嚴重時,可燃混合氣在進入燃燒室的同時就被預熱,造成局部混合氣的溫度過高,提前達到著火點的溫度,不等到點火就自燃,從而引發爆震。

③ 燃油使用不當。汽油的牌號越低,其抗爆性能就越差。存放過久或密封不良的汽油辛烷值會自然降低,其抗爆性能變壞。若被誤用,容易使混合氣燃燒不完全,先燃的部分膨脹而壓縮其余未燃的混合氣使其達到自燃溫度,突然全部起火而產生高速爆炸性燃燒。
 
④ 火花塞熱值偏低。火花塞的熱值是表示火花塞散走在發動機燃燒室中吸收熱量的程度。發動機在工作過程中,火花塞的溫度隨時都在變化,影響火花塞溫度最主要因素是每秒鐘燃燒室內燃燒的混合氣量,即發動機負荷,反映到摩托車上即為車的速度和車輛的負載。車速、車載增加時,單位時間內的燃燒的混合氣量相應增大,火花塞吸收的熱量也增加。在相同車速、車載條件下,高熱值的火花塞散熱快,溫度低;而低熱值的火花塞散熱慢,溫度高。有的車迷及用戶唯恐燒混合油(二沖程車)沾污火花塞,故選用熱值偏低的火花塞,以期達到火花塞凈化好的效果。但發動機連續工作后,尤其是夏季跑長途的車輛,當火花塞端部溫度達到高溫時,其電極和絕緣體會構成熱源使混合氣提前著火,此時即使火花塞不跳火,混合氣也能被點燃而產生爆震。

 ⑤ 點火時間過早。由于曲軸正時鍵在飛輪轉子的鍵槽內產生剪切或觸發信號發生較大變化,使點火時間變得提前;另一個原因是電子點火器( CDI )工作失常,造成提前點火,最終導致發動機的爆燃。

⑥ 發動機漏氣。二沖程曲軸油封唇口處的自緊彈簧脫落或失效;油封橡膠老化變得僵硬,使彈簧自緊力不能起到密封作用;發動機在修理時油封被刮破或碰傷;化油器轉接座(進氣管或中間墊片)沒有擰緊等等。以上這些部件造成的漏氣都會使混合氣變稀,從而破壞正常的燃燒,容易引發早燃、爆震。

防止摩托車發動機爆震,一定要在額定的技術數據范圍內合理科學地使用和保養車輛,并切記以下幾點注意事項:

 ① 在維護保養車輛、拆卸發動機時,不能隨意改變缸墊的厚度及規格。

② 依照各型號的壓縮比選擇合適辛烷值的燃油,壓縮比高的發動機嚴禁使用低辛烷值的燃油,并注意避免燃油氧化變質。

 ③ 按照各車型說明書要求選用熱值相符的火花塞。在使用過程中,注意觀察火花塞裙部的顏色和火花塞的緊固度。一般來說,當火花塞的絕緣體外表面呈棕黃色,沒有積碳和油污,且火花塞電極呈褐色,說明火花塞熱值合適。若絕緣體表面有嚴重積碳和油污或絕緣體表面呈灰白色,甚至有熔珠狀時,說明火花塞的熱值偏低,需要更換高一擋熱值的火花塞,并予旋緊到位(若火花塞存在松動現象,極易燒損火花塞并會引發自燃)。

④ 定期清理燃燒室的積碳和清洗散熱片,保證發動機有良好的散熱性能避免其過熱。清理積碳時,注意不得碰傷燃燒室內表面,要知道燃燒室內哪怕有細小的毛刺翻邊,都會形成熾熱點,從而引發爆燃。

 ⑤ 二沖程車在修完曲軸箱時,一定要將曲軸油封安裝到位,保持曲軸箱曲柄室的良好密封。選配油封需經過挑選,特別是油封的自緊彈簧凹槽尺寸一定要大于自緊彈簧的尺寸,以免安裝時,其彈簧滑脫。安裝自緊彈簧時應逆彈簧的旋轉方向轉 1 ~ 2 圈,稍用力插緊后再順方向轉回原位,使插緊后的彈簧又往前竄 1 ~ 2 圈,以增加連接力。合箱時,曲柄左、右軸外徑上需涂薄薄一層機油,避免彈簧在使用中脫落。當爆震現象發生后,特別是當關了點火開關也不能熄火的情況下,切莫亂拽高壓線,應將油箱開關和點火開關分別

關閉,再把節氣門開到最大,或采用不減擋踏制動器使車輛熄火。爆震產生的原因是相當復雜的,危害也是極大的。只要我們精心地駕駛與維護車輛,爆震的預防和消除也是不難辦到的。
 

來源:摩托車雜志  作者:阮天林 
 
 
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