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【肥肥博士】答疑解惑:发动机与进气负压的问题
2013-04-26 18:26:00   来源:摩信网   类型:原创   作者:作者:肥肥博士/技术顾问:阮天林(春兰公司高级技师)   阅读(7.02万次)
 

一问:为什么同一辆摩托车,夏季与春秋季的动力存在明显差异;相同排量的发动机相比,动力有着明显差异,问题出在哪里?如何解决?

答:这个问题有点含糊,也比较笼统,在解答问题之前,我们首先要搞清楚动力与发动机技术参数的关系。

从技术角度上说,发动机的动力与气缸排量、活塞行程、曲轴转速、压缩比、配气相位、点火提前角、功率、扭矩、机械效率及传动比等参数有关。大家都知道,发动机的气缸排量就是发动机的工作容积。单缸发动机的排量=气缸截面积×活塞行程。若是双缸以上的发动机,则总排量=气缸截面积×活塞行程×气缸数。

功率是发动机的一个重要技术参数,它表示发动机单位时间做功能力的大小,即功率越大,发动机单位时间所做的功越多,反之亦然。对于直线运动的摩托车来说,其功率和驱动力、移动距离及时间有关;对于转动的发动机来说,其功率和扭矩及转速有关。功率=扭矩×转速。在摩托车的技术参数中,功率一般是指标定功率,后面都标有转速值kW(r/min)。

扭矩是使物体环绕一个中心线转动的力量,其大小等于所施的力乘以着力点到中心的距离。扭矩又叫回转力矩,国际单位是牛顿•米,即N•m。摩托车发动机的扭矩,是指曲轴在输出端传送出去拖转其它机件能力的大小,通常用液力或电力测功机测定其扭矩。

经验表明,扭矩大小与车辆操作的关系非常密切,油门开度不同,发动机的扭矩也不同。在油门全开时,发动机便能产生最大的扭矩,在转速相同的前提下,油门开度越大,发动机的扭矩也越大。但实际上,油门开度变化之后,其扭矩并不能立刻发生变化,二者之间存在着一个时间差,这个时间差越大,说明该摩托车的油门响应性越差。这里有必要介绍一下检测发动机功率的环境标准:(1)大气压力101.325kPa(760mmHg);(2)进气温度293K±5(20℃±5℃);(3)温度≤65%。如试验时未达到以上标准,则应适当给予修正。看到这里大家就会明白,为什么摩托车到了炎热的夏季动力明显不如春秋季了。

那么相同排量的摩托车,为什么动力有差异呢? 这是因为发动机的动力除了与气缸排量等上述参数有关外,摩托车设计时还具有各自的特点,侧重于加速性能的车,其发动机的功率偏小,而扭矩较大;侧重于高速运行的车,其功率偏大,扭矩却相对小一些,通常情况下,加速性能好的摩托车均选用扭矩储备系数较大的发动机。即使赛车的动力和扭矩都很优秀,但它有一个致命的弱点,即参加完比赛后赛车的性能急剧下降,不能像其它摩托车那样,还能继续保持原有的动力。这就是各型发动机动力存在差异的真正根源。

对动力不足的摩托车,不能单就同一排量而言,如果品牌、型号各异,它们之间没有可比性。若是发动机动力不足,可从进、排气系统(重点是空气滤清器及滤芯)、气缸压缩压力、化油器状态、点火系统、传动系统(踏板车重点检查齿形皮带宽度和离心离合器蹄块磨损程度)等方面去检查。因杂志版面有限,恕不赘述。

二问:同样排量的摩托车,为什么有的车进气负压高,有的进气负压低?进气道里负压的高低会对发动机产生哪些影响呢?

答:我们知道,在同样排量的摩托车中,发动机的压缩比有高有低,这在各型号摩托车使用说明书的技术参数中有专门介绍。压缩比是发动机中一个非常重要的概念,它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比,即气缸总容积与燃烧室容积之比,表示气体的压缩程度。通常情况下,低压缩比在10以下,高压缩比在10以上。柴油机的工作原理是依靠压缩爆炸(没有火花塞点燃)来维持工作,因此,柴油机的的压缩比较高,一般为16~22。

压缩比与发动机性能有很大关系,汽油发动机在运转时,吸进来的是汽油与空气混合而成的混合气,在压缩过程中活塞上行,除了挤压混合气使之体积缩小之外,同时也发生了涡流和紊流两种现象。当密闭容器中的气体受到压缩时,压力是随着温度的升高而升高。若发动机的压缩比较高,压缩时所产生的气缸压力与温度也相对地提高,混合气中的汽油分子能汽化得更完全,颗粒也更细密,再加上涡流和紊流效果以及高压缩比所得到的密封效果,在下一刻运动中,当火花塞跳出火花时就能使这些混合气在瞬间完成燃烧,释放出最大的爆发能量,完成发动机的动力输出。反之,燃烧时间延长,能量会被耗费并增高发动机的温度而并非参与发动机动力的输出,所以压缩比的高低直接影响进气负压值,高压缩比的发动机就意味着具有较强的动力输出。国内不少摩托车企业通过各种试验得出一个结论:进气负压值与发动机压缩比有直接的关系。请看以下数据:普通发动机的压缩比为9.0~9.3时,怠速状态时的负压值为120mmHg~150mmHg;部分发动机压缩比达到10~11时,其怠速状态时的负压值高达180 mmHg~200mmHg。

从技术角度上说,进气道里的负压是指发动机的负压,作用是利用活塞向下运转,进气门打开,排气门关闭,活塞泵抽出真空,利用发动机产生的负压使混合气进入气缸燃烧做功,其工作原理就像针筒向下抽拉吸进空气一样。摩托车二次进气系统也是利用负压将排气管的部分废气吸入进气管充分燃烧,防止产生NO、CO,HC等污染物。同时,进气负压也会将活性碳罐中的汽油蒸汽吸入进气道内燃烧。

进气道内的负压对发动机的性能影响很大,负压值高,进气充分,功率强劲;若负压值低,进气量就会受到不同程度的影响,出现难启动、动力不足、高速性能差等问题。影响进气道负压的主要原因有:燃烧室压缩比变小、气门密封不严、进气管包括O形密封圈老化开裂、负压开关故障、橡胶管老化开裂产生泄漏,以及等真空化油器节气门处关闭不严或自动加浓装置中的加浓阀针行程过长等等。
 

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