摩托车冷起动后猛加油门出现气门异动故障

天涯明月

一辆单缸四冲程CG125骑式车已行驶约4.5万km车况较好。冬日某天早晨，车主在车辆起动后，猛地将油门转至最大位置，使发动机转速陡升至最高转速。但是时间不长，随着一声异响摩托车突然熄火，再次起动时发动机无任何反应，曲轴无法转动，送至维修站，拆下发动机，检查发现进、排气门头部相互碰撞且弯曲，并嵌卡在活塞顶部中央。设法卸下气缸盖并将其分解，测量气门杆及气门导管孔，未变彤处的相关配合尺寸均符合技术要求；检查机油泵的工作状态，未发现异常，发动机各油路亦无堵塞，气缸筒及活塞裙部也无拉伤痕迹。仔细检查燃烧室及气门导管，发现气门杆部只有少量积碳，说明该车发动机润滑油正常，且无窜油现象。测量气门弹簧自由长度时发现，进气门外弹簧偏短约0.15mm(与排气门外弹簧比较)，且其弹力明显偏低。经询问得知，用户对车保养得法，平时起动后均按程序进行暖车运转。

气门的开启与关闭是由凸轮轴凸轮的外廓形曲线及升程和角度来控制的。正常情况下，只要发动机配气正时安装正确，气门间隙调整合理，进、排气门在发动机工作过程中依序开关是不会相互碰撞的。只有当凸轮轴的旋转在瞬间加速产生异常运动惯性时，气门脱离了凸轮型线，不受其控制时才会发生。

凸轮旋转运动带动气门作往复运动，当凸轮进入升程开始阶段，气门加速运动(称为正加速)，一旦气门开度达到一定值的时候，气门又开始减速运动(称为负加速)，而当气门达到最大升程时，气门的理论速度为0，在这期间负加速度起作用。发动机起动后缓加油门时，凸轮和气门的运动加速度及产生的惯性力比较平稳和均匀，气门的运动始终受凸轮的控制。猛加油门时，发动机转速突然发生变化，凸轮正向加速度很大，由此产生的惯性力也很大，再加上在这个过程中要通过压缩弹簧才能打开气门，凸轮轴的驱动力将相当大，一旦气门过了最大升程向关闭方向运动时，负加速度产生的惯性力则全部作用在气门弹簧上，并以最高的速度将气门抛出，就在短时间内气门脱离了与凸轮型线接触，这极大地妨碍了气门的正常开启和关闭，造成进、排气门工作错乱而相互碰撞。

而另一类气门异动则是共振，即在某一转速下，气门上下运动的频率达到气门弹簧系统固有频率时，气门将出现激烈的振动，无法正常工作。具体过程是：在配气机构的运动过程中，凸轮升程曲线谐波使配气系统产生振动，气门弹簧也处于一种连续的振动中。发动机在工作过程中，随曲轴转速变化，凸轮升程的谐波共振处产生了周期性的振幅高峰值，气门弹簧共振是弹簧材料的内应力随曲轴的转速变化产生的，随转速的增加而增加，气门运动过程中弹簧有效载荷也周期性地变化，长期的运动变化便使气门弹簧逐渐产生应力疲劳，最终导致气门弹簧损坏。

以上介绍的气门异常运动现象在凸轮轴下置和中置式发动机上较为常见。这是由于下置和中置凸轮轴一般要通过挺柱和推杆将运动传给气门，因此，其运动件的质量较大，惯性力也大。此运动惯性力还会造成气门产生“漂浮”状态。这是由于一旦推杆、挺柱处于开启气门的运动状态时，它们就有保持这种运动状态的趋势，从而使挺柱离开凸轮面而在凸轮和挺柱之间发生间隙，即发生所谓的“漂浮”现象，使气门失去控制。当惯性力减小和弹簧被压缩后其弹力增大，气门在弹簧力的作用下这些零件就会碰到一起发生强烈的敲击声，使磨损加剧，噪声增大。这种气门异动除了不受凸轮控制外，还会在气门回落时产生冲击、反跳再回落等异常现象，以上气门的不同步运动不但会使进、排气门回位落座不及时而相互擦碰，有时还会导致气门盘与上下运动的活塞顶产生干涉而相撞。据了解，气门异动与发动机的转速、气门的工作频率、凸轮轴的径向跳动以及气门弹簧的软硬度等因素有关，其中气门弹簧是诱发气门异动的主要因素。

众所周知，气门弹簧的作用是克服气门关闭过程中的气门及传动件的惯性力，防止气门和各运动件之间因惯性力的作用产生间隙，确保气门能随配气凸轮的转动及时开启和关闭，关闭后能与气门座圈紧密贴合，防止发动机在振动时气门发生异常“跳动”，破坏其密封性。为此，要求气门弹簧具有足够的刚度和安装预紧力。气门弹簧越硬，共振频率越高。反之，弹簧越软，转速越高，则越容易产生共振。由此可见，采用刚度较大的硬弹簧可以避免气门异常运动的发生。但是，弹簧过硬又增加了凸轮与气门摇臂(或挺柱)之间的接触应力，使磨损加剧。因此，弹簧增加硬度是有限的。由于气门弹簧工作频率较高，再加上工作环境恶劣，随着时间的推移，气门弹簧会逐渐变软。所以，有气门异动现象的摩托车多发生在旧车上，原因是旧车的气门弹簧使用较久，其弹力有所下降的缘故。

赛车之所以装用二冲程发动机，就因为二冲程发动机除了在同样体积下，其升功率比四冲程发动机大之外，最主要的是由于二冲程发动机的配气机构采用簧片阀或活塞进气方式。而赛车需要不时地猛加油门以满足超高速工况，若赛车装用四冲程发动机，则其产生气门异动现象的机率将大大增加。为确保赛车运动的连续性和可靠性，故绝大部分赛车均装用二冲程发动机。

经研究发现，气门的异常运动通常发生在高速运转过程巾，尤其是发动机刚丌始起动的怠速运转期间。若在未能充分暖机的情况下就急加油门至最高转速，极易产生气门异动。在内燃机上，气门异动的转速称为配气机构的临界转速，它和活塞的运动速度一样都是限制发动机转速上限的主要因素之一。

对于四冲程发动机，冷车猛轰油门害处不仅在于能会引发以上的“气门异动”意外故障，还会浪费汽油，增加空气污染。发动机在正常使用的情况下通常能行驶10万km左右(主要指发动机大修前的工作里程)，而经常空车猛轰油门的发动机行驶3万～5万km(严重时，有的甚至不到1万km)后，大部分运动零件就不能再用了，导致实际使用寿命大大缩短，其主要原因有以下几点：

a)摩托车停放一夜或几天后，发动机各运动零件间的润滑油绝大部分已流尽，其接触表面上的余油极少，若车辆起动后立即大轰油门，发动机转速瞬间升高，摩擦副运动件间无油润滑，形成了干摩擦状态，从而产生剧烈磨损。尤其是寒冷的冬季环境下，因气温低、气候干燥，润滑油粘度增大，发动机起动后，机油需经过l～2min才能泵压送到各润滑点，若提前加速运转，发动机的运动副零件处于干摩擦的时间延长，其磨损量必然增大。

b)怠速运转的发动机，当突然加大油门时，化油器节气门主喷油针急速上提，混合气的供应量也会相当增大。由于汽油的静止惯性大于空气的静止惯性，所以此时汽油流量的增加远不及空气量的增加，致使混合气过稀，极易产生熄火现象。况且，当节气门急开时，高速进入气缸内的冷态混合气来不及预热，汽油在气缸内壁的温度极低的情况下，形不成良好的雾化即被吸入气缸，它会不同程度地冲刷气缸壁面上的润滑油膜。尤其是四冲程踏板车的真空膜片阀化油器上设置有自动加浓装置，在发动机运转初期，其可燃混合气较浓，如果猛加油门，便会使急速进入燃烧室的冷空气和过浓的混合气一起，参与冲刷气缸壁面的油膜，造成气缸与活塞、活塞环之间的异常磨损加剧。

c)猛轰油门时，发动机转速突变，使曲轴、连杆和活塞等零部件的受力处于失衡状态，且伴随运动零件的冲击力加大，其旋转力矩和往复惯性力变化过大。尤其是新组装的发动机，有时会引起剧烈撞击，严重时甚至还会造成连杆弯曲、曲轴烧毁、活塞偏磨和脱顶等意外故障。

由此看来，摩托车起动后的暖车很重要，用户在冷车起动后必须先进行预热。据了解，排量在50mL以下的摩托车，预热时间约需2～3min；50～80mL排量的摩托车约需3～5min；80～125mL排量的摩托车约需5～10min，125～250mlL排量的摩托车约需10～15min；250mL排量以上的摩托车则应大于15min。其具体预热时间可视季节变化灵活掌握，通常冬季稍长，夏季略短。

[ 本帖最后由 天涯明月 于 2007-12-17 20:03 编辑 ]

月满西楼

谢谢，受益颇深！！！！！！！！:hy :hy :hy

林冲

新车买来才620KM，一直坚持预热后起步。