鹰眼
Q1
编辑同志:
您好!我是一名车迷,通过贵刊栏目,学到了不少关于摩托车方面的专业知识。现有两个问题始终困扰着我,盼望得到您们的指点。
a)我和一位朋友同时购买了国产CB125T款摩托车,已经行驶约56 000多km,在平路上没有什么差别,最高车速基本一致。只要到了爬坡工况,我的车就跟不上朋友的车。维修工检查过所有的零件没有发现故障点(包括油、电、气路),看到有的书上介绍是转矩特性不一样,但这样的说法不能让我信服,同样的车子,同样的零件,也没有毛病,为什么爬坡就不行呢?
b)按照使用说明书的规定测量气缸压力,总达不到说明书上标注的压力值,只有850kPa左右,不知是否正常?
河南省郑州市一车迷
A1
读者朋友:
您好!来信收悉!经仔细分析和核查相关资料,现解答您提出的疑问,供您参考。
a)您所反映的第一个问题,按照内燃机理论来说,应该是功率和转矩关系的问题。我们知道,在各种转速下,发动机产生的转矩都不一样,在发动机运转过程中,发动机输出转矩和发动机的各个参数有关,如进气效率、燃烧情况、排气效率、配气相位、化油器性能等。而这些参数大都与发动机的转矩和转速关系十分密切。
在发动机的实际运转过程中,发动机转速变化能相应地引起转矩的变化,并使输出的转矩值产生变化。发动机型号不同,发动机的转矩和转速的相互关系也各不相同,一般常把转矩和转速的关系叫做发动机的转矩特性。转矩特性曲线大体可分为两大类,一类是平坦型,另一类是陡峭型。如果在很大的转速范围内,发动机的转矩变化不大,则这种发动机的转矩特性曲线比较平坦,最大转矩值相对较低。如果发动机最大转矩的转速越高,与发动机最大功率点的转速越近,则这种发动机的功率转速范围就越窄,转速一旦降低,输出功率也随之而急剧下降,这种发动机的转矩特性曲线比较陡峭。当然,大排量的发动机在各种转速都能获得很高的转矩,排量越小发动机的转矩越小,而且只能在进排气效率最高的转速条件下得到最大转矩。也就是说,小排量发动机的转矩特性比较敏感,转矩的转速特性曲线比较陡峭,同样,最大转矩点的转速范围也相对较小,只在某一个转速工况时出现。
在摩托车行驶过程中,发动机并不能一直在最大功率点的转速上工作。例如摩托车处于某一变速挡位,在发动机油门全开加速时,发动机转速急速上升,其变化幅度往往达到2 000r/min或4 000r/min。转速变化的幅度越小,说明摩托车的加速性不好,摩托车速度不能提高。您所介绍的车辆爬坡情况,我们暂将操作技能和离合器打滑的因素排除在外。由于摩擦副的配合间隙、化油器性能、配气相位、燃烧情况等存在着差异,因此当摩托车处于大油门低转速工况时,发动机此时的功率曲线(实际上也就是转矩特性曲线),不可能相同。由于二者的功率特性曲线不同,这二台发动机的加速性也不会一样,爬坡时有快有慢就不足为奇了。当然,如果离合器存在问题,则另当别论。
b)摩托车使用说明书上都介绍了气缸压缩压力的数值,您发现测量的气缸压力值与说明书上存在差异。其实,您可能没有注意到测量气缸压缩压力数值的必要条件,这就是在发动机某一转速下测量。如:本田CH125水冷摩托车的气缸压缩压力1 400kPa,本田CH125为坐式摩托车,采用齿形皮带传动的发动机(型号为152MI),故将左曲轴箱盖和变速器部分拆去,测功机转矩轴直接与发动机曲轴左端联结,然后拖带曲轴旋转,达到发动机设定的额定转速(曲轴转速为500r/min),在此状态下测量发动机的气缸压缩压力,才能达到1 400kPa。还有:本田CBR400R摩托车的气缸压缩压力1 300kPa(曲轴转速为400r/min);本田CB125T摩托车的气缸压缩压力1 100kPa(曲轴转速为1 300r/min);春兰豹车压缩压力值与本田CB125T车一致。在工厂测量这些发动机气缸压缩压力时,是将发动机的变速器机构置于最高挡(五挡),用测功机拖动发动机变速器输出轴达到标定转速时,测量得到气缸压缩压力如图1所示。根据实践经验,不管是使用电起动或脚起动装置,测量气缸压缩压力时,其曲轴转速只有500r/min左右,因此其压力值达不到说明书规定的数值,也就可以理解了。一般情况下,连续蹬踩脚踏起动杆(必须使发动机预热10min和使化油器节气门处于最大位置),国产CB125T摩托车发动机的气缸压缩压力在850~900kPa之间(曲轴转速约500r/min),就算基本正常。
图1
Q2
编辑同志:您好!我有一辆隆鑫宝马LX200-3摩托车(车架号LLCLP230X5A050060,发动机号DD156352),已行驶4万多km,现有几个问题向您们请教,盼望给予指点。
a)镁合金发动机材料主要用在哪些部位?请介绍“减振王”的特点。
b)气门间隙是按照车辆行驶里程,还是靠感觉声音的大小进行调整?
c)机油选用“统一途乐”,API—SG级(冬季用SAE-10W/30,夏天用SAE-50)。我现在按照里程更换机油,每次加“JB保护神”。该车气温低于0℃,发动机难起动,-10℃更难起动,-15℃或更低几乎不能起动,而在0℃以上都是一触即发(承德地区冬季气温为-20℃±5℃,夏季气温为40℃±5℃),为什么会是这样的呢?
d)200mL排量摩托车的经济油耗是多少?
e)现在车的油耗4.0L/100km,在加装“节油魔力师”后仍有3.0L/100km,还比经济油耗高。在一次出游时偶然发现里程表有误差(与众车友车辆比较要慢很多,慢30%左右),请问这种情况正常吗?
承德市承钢集团焦化厂一摩托车爱好者
A2
读者朋友:
您好!首先感谢您对《摩托车技术》杂志的信任和来信!现根据来信所述内容,作如下解答,供您参考。
a)经核查相关资料得知,镁是目前世界上最轻的金属结构材料之一,纯镁在大气压力下的熔点为650℃,沸点为1 090℃。纯镁的硬度很低,但它与其他金属形成合金,加工或适当热处理后,其合金强度可与铝合金媲美。
具体地说,镁合金具有以下特点:1)质量轻。金属结构质量最轻,按镁合金比重1.8g/cm3(纯镁的密度为1.74g/cm3,镁合金密度在1.75~1.90g/cm3,仅为铝合金的2/3、铁的2/9)计算,镁合金比塑料型聚合物约轻20%,比铝约轻30%;2)比强度高。比强度指零件强度与质量之比,比强度越高,承载能力越强;3)弹性模量低(约为45 000MPa)。刚性好,抗振力强,具有良好的阻尼减振性,和能量吸收能力,能承受比铝合金更大的冲击载荷,适于作承受剧烈运动的零件,如车轮轮辋等;4)镁合金件的突出特性是不需要退火和消除应力,就具有很好的尺寸稳定性,且在负载下具有较高的抗蠕变强度;5)抗电磁干扰及屏蔽性好;6)镁合金色泽鲜艳美观,做成镁合金零件能长期保持完好如新;7)镁合金不仅具有铸造成型和机械工作性能好,导热性能高的特点,更具有一般金属所没有的降噪、减振和质轻的优势,再加上对环境无污染,其废料回收利用率高达85%以上,其回收利用的费用就为镁金属材料价格的40%左右,因此“镁”被誉为绿色环保金属。基于镁的这些特点,早在上世纪80年代就被世界各国广泛应用于汽车、摩托车、电子、航空、航天、军工和其他领域。
镁金属于最近几年被应用到摩托车上,其主要项目有:1)摩托车后轮轮毂及链齿轮(如:日本五十铃GSXR系列摩托车600R、700R、1000R);2)摩托车前灯梁、头灯壳、仪表盘、电镀配件和其它装饰件(如:美国哈利集团Buell摩托车公司生产的霹雳XB9R系列摩托车)。镁合金零部件可以降低机动车辆(含汽车、摩托车)的起动和行驶质量,提高摩托车的加速和减速性能,能有效减少行驶过程中的振动,使驾驶更加舒适和顺畅,操纵车辆轻便灵活。
关于“减振王”的特点,在您随信寄来的图片已有专利平衡轴的介绍。大家知道,当活塞每上下运动一次,将使发动机一上一下二次振动。因此,发动机的振动频率和发动机的转速有关。在振动理论上,常使用多个谐波振动来描述发动机的振动,其中频率和发动机转速相等的叫一阶振动,频率是发动机转速二倍的叫二阶振动。依次类推,还存在三、四阶振动等等,但频率越高的高阶振动振幅越小。因此,一阶振动振幅最大,二阶振动振幅略小,二阶以上的高阶振动振幅大体上可以忽略不计。对摩托车而言,振动可由路面不平、发动机惯性力和回转零件不平衡等引起。其中对人体的不适感,主要是因为人体胸腹系统在垂直振动4~8Hz,水平振动1~2Hz频率范围内最为敏感,使坐在摩托车上的驾驶员难以忍受车体不断的颤抖。因此,需加装平衡装置,以消除振动,提高摩托车的稳定性。隆鑫宝马LX200-3摩托车采用单轴平衡轴,是一个装有偏心质量块的轴。发动机工作时,平衡轴和曲轴的转向相反,产生反向振动力,可以消除发动机的一阶振动。这样可以有效地平衡曲柄的离心力和活塞的惯性力,将发动机的振动降低到最低限度,以提高乘骑的舒适性和减小因振动给整车带来的故障隐患,使发动机的噪音和振动大大降低。
b)气门间隙是指发动机冷机状态时(即35℃以下),气门完全关闭的情况下,气门杆端面与气门间隙调整螺钉端面之间的间隙。由于气门与传动机构在发动机工作后因受热膨胀而自然伸长,若此处无间隙,会造成气门关闭不严,严重时,发动机不能工作。气门杆端面与传动件之间预留有一定的间隙,可以补偿气门受热后的膨胀量,使气门与气门座之间形成良好的密封。气门间隙的调整主要是依据配气机构的磨损情况来确定的,一般情况下,发动机运行2 000km左右时,就要检查气门间隙是否在规定的数值范围。如果听到气门处发出较大的“嗒嗒”声,就应该打开气缸盖罩进行适当的调整。
c)目前国内四冲程摩托车发动机通常选用润滑油牌号为SAE-15W/40、API—SF、SG级。SAE是美国汽车工程师学会规格粘度分类法;API是美国石油协会性能分类法(亦称质量分类法)。您所说的SAE-10W/30为多级油,它可在-15℃~30℃环境温度下,而SAE-50则是夏季用油,它可在50℃环境温度以下使用。如果发动机工作正常,没有烧机油等异常现象,可以不加“JB保护神”。
关于冬天冷车难起动的问题,表面看上去非常简单,但要回答您提的这个疑问,还得从内燃机原理说起。大家知道,发动机正常工作必须具备3个条件:1)要有良好的混合气;2)要有良好的火花;3)要有良好的压缩。在这三个条件都具备的情况下,就要看发动机起动时的环境温度是不是适宜了,原理是汽油的燃烧离不开氧气和温度。在严寒的冬季,当气缸内的混合气压力高而温度低时,气体的密度相对较大,单位体积中的气体分子越多,离子自由运动的距离(即每次碰撞的运动距离)就越短,气体分子的碰撞就不易发生电离作用。因此,只有提高加在电极上的电压,增加电极间的电场力,加速分子运动才能发生碰撞电离,使火花塞电极间产生电弧放电。而磁电机中的发电机的能量是有限的,就一台发电机而言,是固定不变的,所以就出现了摩托车每逢到冬季就难以起动的现象。国家标准规定,摩托车在-10℃环境温度下,脚踏起动时间不超过15s(不包括辅助时间);电起动时间不超过5s;连续起动三次,至少有两次成功。若超过上述规定的时间或起动次数,就属于“起动困难”,如果发动机无法实现起动,则属于不能起动的范畴。
d)关于摩托车的经济车速和经济油耗问题,许多用户普遍存在着一些疑虑,因为他们只注意观看车辆使用说明书的经济车速指标,而对国家检测机构测量摩托车经济油耗的方法不太了解,现向您作简要介绍:摩托车百公里油耗的测定是在某一特定等速值及特定条件下测得的。其中,测试的必备条件为:1)受测车辆已经过1 000km磨合,且处于最高挡位(指跨式带挡位车);2)大气温度5℃~30℃;3)相对湿度<95%;4)最大风速≤3m/s;5)大气压力不小于97kPa;6)测试路面在无坡度的沥青或混凝土的直线上进行。而摩托车在用户手中,由于受天气、路面、交通等客观环境的限制,车辆随时处于起动低速、中速、高速、加速、减速、爬坡、制动、直行、转弯、怠速等各种路面、各种挡位、各种速度的不同工况,也就是说是随机的。因此,用户实际使用的油耗与说明书上的技术指标肯定有不小的差距。您的车百公里油耗在3L左右,应该是基本正常的。至于200mL排量摩托车的经济车速是多少,这是由摩托车制造单位经过试验确定的,请您注意查看隆鑫宝马LX200-3摩托车使用说明书技术参数一栏便知。
e)您与朋友一起出行,经过测试发觉摩托车里程表显示比实际里程慢30%左右,这是由里程表和转速表的制造误差产生的(可能您的车里程表显示误差是下限,而朋友车的里程表显示误差是上限,故出现了您所描述的现象)。车速里程表常用的传动比有1∶1 000和1∶1 400两种,而机械式转速表有1∶4、1∶5及1∶6三种,仪表在每一刻度值都规定有对应的允许误差范围,其工作时未超出这个范围就可认为是准确的。我国汽车、摩托车仪表行业标准中车速表的基本误差规定为不超过上限值的±3%,同样道理,发动机转速表也存在这个范围内的误差。由于您的摩托车里程表显示比实际里程慢,如仪表累计显示为100km,实际里程可能会在120~130km,因此摩托车百公里油耗应该比您测试的还要低一些(200mL排量经济车速油耗为2.3L/100km)。另摘录“车速表基本误差范围表”(用户常用的车速范围)如表1所示,供您参考。
表1 车速表基本误差范围表