四冲程发动机怠速不良分析及排除

  由于高速高功率的四冲程发动机（指多缸机）其固有的特性，在中低速，特别是怠速工况时转速显得不太稳定，一时成为许多摩托车驾驶员和维修人员共同关注的热门话题。为解决这个棘手的难题，我们不妨先将四冲程发动机的固有特性作以剖析。
  一般高速高功率的发动机都存在这样一种设计状态：当排气门尚未完全关闭时，进气门就已经打开，此时进、排气门同时处于敞开状态，叫作“气门重叠”，所持续的曲轴转角称为“气门重叠角”。从实现最大功率方面来说，气门重叠角应尽可能大一些。在理想状态下，当发动机某缸排气时，要求其排气门处压力波为负，以利于汽缸排出废气，同时利于该排气气流惯性引入新鲜混合气，使换气效果达到最佳状态，它可以改善燃烧，提高功率。但由于排气管的长度是根据发动机最大功率时，使第一次（即初次）负压力波在气门重叠角发射回到排气门处的距离而定的，是固定不变的。因此，在发动机的其它转速，如中、低速及怠速工况下，由于其工作频率的不同，且各缸排气脉冲相互干扰，而使排气门处于重叠期间受到初次或二次正压力波。
  这正压力波，一方面使进气阻力增大，减少了新鲜混合气的充气量，使汽缸内的残余废气量增加，引起燃烧恶化；同时还造成瞬时新鲜混合气的倒流（即反喷）。也就是说，排气中的正压力波将排出的部分废气重新推回汽缸，并一直推向进气门，流经化油器，并从化油器中吸出燃油，形成一定浓度的“废气 — 燃油”混合气。而当发动机正式进入吸气冲程的时候，这种“变态混合气”又会再流经化油器，并再次将化油器中的燃油吸出，于是便形成了双倍燃油浓度的混合气。最终使进气过程中吸入的混合气含油浓度过大，导致汽缸内失火，燃烧迟缓（即燃烧速率下降），功率锐减，油耗增加，形成大量未燃的 HC 污染环境。从而相应导致了发动机中、低速时扭矩谷的出现和怠速的不稳定，严重时甚至会熄火，这便是著名的“富油平谷”。
  四冲程发动机（指化油器式）虽然存在这种先天性缺陷，但化油器怠速油系在设计时考虑到怠速工况时，其节气门几乎处于完全关闭状态，流经喉管处的空气流速很慢，形成的压力差很低，只有极少量的燃油进入汽缸，因此特别供给稍浓的混合气以维持发动机最低稳定转速，而不至于熄火。所以发动机在怠速状态时，应满足其进气充分，排气顺畅，机械阻力小，点火功能强等条件。四冲程发动机的怠速一般在新车时较为稳定，使用一段时间后（一般约在 800 ～ 2000km 以后）冷车还可稳定几分钟，而热车后，怠速转速波动较大，甚至无怠速。这是为什么呢，原来发动机在初期磨合阶段，活塞环与汽缸，气门与门座配合不十分贴合，难免存在少量漏气的现象，其真空度仅有 100 ～ 120mmHg 左右。经过约一千公里磨合后，汽缸内真空度逐步升至 180 ～ 240mmHg （指热车时的状态），但刚启动时冷车状态真空度却仅有 160mmHg 左右。而化油器的怠速油系混合气量是根据新车工况设定的，在冷车时由于其真空度还未上升到最高值，其混合气浓度基本适中，一旦发动机温度上升，汽缸内真空度急升至约 200mmHg 时，由于吸入的混合气相对冷车时多了许多，致使混合气过浓而造成可燃混合气燃烧不完全，具体表现为怠速不稳。对此，应对化油器的混合气量进行适当调节。其调整方法如下：
持一字改锥将混合气螺钉顺时针方向往里旋 1/4 ～ 1/2 圈，然后卸下火花塞，将电极部分拭净，装到汽缸上启动发动机。将怠速调整至 1400±100r/min 范围内，维持此转速 10 ～ 15min ，停车，再卸下火花塞。观察其电极颜色， 如发黑，则混合气仍为过浓，应再向里旋 1/4 ～ 1/2 圈，直至电极颜色正常为止；若电极呈白色，则为过稀，应找出进气管、汽缸盖、化油器之间有无漏气现象，如正常，则应将混合气螺钉向外旋 1/8 ～ 1/4 圈，直至电极颜色正常为止（此处指真空膜片式化油器）。另一种情况是，摩托车在中、高速行驶过程中，松开油门把手，握紧离合器，使之处于滑行工况，此时发动机极易熄火，令许多驾驶员感到头痛。正常情况下，摩托车在高速行驶时，进气温度约在 80℃ ～ 90℃ ，化油器温度也达到 80℃ 左右，但由于其风量相对增加，发动机散发出的热量被风及时吹走，达到热平衡。但此时若松开油门把手，节气门会很快回到怠速位置（即关闭状态），发动机瞬间转速降至约 2000 ～ 4000r/min ，汽缸内的真空度突然升高，同时摩托车车速急剧下降，相对来说冷却风量也相应减少，此时热的平衡被打破，发动机的温度一下上升许多。这会使沿进气管内壁流动的油膜迅速蒸发，混合气变得极浓。
  由于进气管温度很高，部分废气在气门重叠期间便会倒流入进气管，使混合气浓度成双倍或双倍以上升高，导致了混合气燃烧速率急剧下降，最终造成燃烧恶化直至熄火。解决方法是在急回油门的瞬间再稍加一点油门，让部分新鲜空气通过节气门来冲淡过浓的混合气，以免熄火的现象发生。若摩托车在低挡连续爬坡，发动机转速较高，而此时摩托车车速相对较低，所需的冷却风量也较少，不能及时散走发动机的热量，待摩托车勉强爬上顶坡时，发动机的温度已急剧上升，当转入下坡滑行时，同上述道理一样，也极易造成滑行熄火。
  综上所述，四冲程发动机的怠速不良，大部分都是由于混合气过浓造成的（也有极少部分是由于进气部分漏气，使混合气过稀造成的）。