1. 爆震。是指压缩比、汽缸内压力等过高时所引起的一种不正常燃烧现象。发动机爆燃时一般表现为:发动机发出“铛铛”的金属敲击声,且伴有功率下降,工作不稳定,发动机强烈震动及汽缸盖温度上升等现象。产生这种现象的主要原因是终燃混合气的自然现象,即当正常火焰在传播时,处于后面燃烧位置上的部分未燃混合气,受到高温、高压的作用,出现火焰中心,并且火焰中心以每秒数百米的速度传播,而这种压力波在碰到燃烧室壁后,又发生反射,如此反射波在有限的空间内反复进行,从而产生振动,于是就产生了特有的“铛铛”的敲击声。
2. 早期点火。早期点火是炽热点火现象之一。是指在火花正常点火以前,由燃烧室内炽热部分所产生的点火燃烧现象,早期点火的火焰传播与正常燃烧时的火焰传播速度一样。最容易形成早期点火的炽热点是火花塞绝缘体和火花塞电极,因为这些部分是火花塞上温度最高的地方,同时也是和新鲜混合气最容易接触的地方,我们常说的火花塞的顶端温度就是指这些地方的温度。由此可见爆震与早期点火的区别主要在两个方面:一是早燃的区别。虽然爆震与早期点火都属于早燃引起的,但爆震的早燃是由于未燃混合气受到压缩而自燃引起的,不像早期点火是由于炽热点点火引起的。二是火焰传播速度上的区别。
爆震的传播速度极高,达到每秒数百米,而早期点火的火焰传播速度与正常燃烧的火焰传播速度相同。区分爆震与早期点火这两种不正常燃烧现象是有重要意义的。
1. 为排除故障指明了方法。由上面的分析可以知道,如果遇到一起摩托车发动机不正常燃烧所引起的故障,经过分析确认故障是由于发动机的爆震所致,那么我们采取的措施就可能是减小压缩比,降低缸内的气体压力,从而消除引起爆震的根源,这时就没有必要去花费精力寻找炽热点等。同样,如果故障是由于早期点火所引起的,那么我们排除故障的重点就是消除产生早期点火的炽热点,而不必盲目下手或者去花很多时间在压缩比及缸内压力上做太多的文章。
2. 有利于对复杂的不正常的燃烧进行分析及判断。在具体的实践中,常常会出现这样的问题,对一个复杂的故障,解决了这个问题,就很难再解决另一个问题,并且往往顾此失彼。而弄清了以上两个概念,对解决不正常燃烧所引起的复杂的故障是极为有利的。如认识清楚了爆震与早期点火的关系,就可以较容易地处理由这两种现象同时发生而导致的故障。我们知道,如果爆震强烈的话,火焰的传播速度就会很快,且燃烧的峰值温度会很快上升。再加上火花塞的燃烧气体间的热导率变大,使火花塞的顶端温度上升,由此而引起的后果就是容易发生早期点火,这就是爆震诱发的早期点火。此故障还可以导致不正常燃烧的进一步发展。同样,由于发生早期点火,点火提前,使未燃混合气处于高温高压状态,这又可引起爆震。对于发动机来说,通常爆震至多使活塞胀死,输出功率下降,还不至于严重损坏发动机。但是,由于爆震而引起的早期点火,特别是在发动机高速运行的时候,人们很难听清爆震的声音,这时的爆震极容易诱发早期点火,损坏发动机(如活塞打洞,火花塞损坏等)。因此,对一个复杂的不正常燃烧引起的故障,我们应该首先分析原因。如果发现不正常燃烧是由于爆震或爆震诱发的,那么只要排除了爆震现象,其它现象也就会之消失。同样,如果爆震是由于早期点火诱发的,那么只要严格控制易形成炽热点火的部位,故障也往往会随之消失。我们可以通过一个实例来加深对这个问题的认识。在摩托车的研制及维修实践中,经常发生活塞打洞的严重故障。所谓活塞打洞就是指活塞的顶部被击穿,形成一个孔(一般在活塞顶部的中心)。
我们经过分析后认为,故障是由于不正常燃烧所引起的。起初认为是早期点火造成的,于是就对容易形成炽热点的几个部位作了比较严格的控制,但是这样做并没有排除故障,这时我们意识到故障的根源可能是由于爆震而诱发的,于是我们在发动机上增加了一个缸头垫,适当地减小了压缩比,降低了缸内的气体压力,故障便随之消除了。通过上面的修理实践及对打洞活塞的实际观察,便可得出这样一个结论,活塞打洞现象的形成机理是由于摩托车发动机强烈爆震而诱发了早期点火,这时产生早期点火的炽热点是火花塞端部。由于火花塞端部形成炽热点而引起的早期点火,使活塞顶部引起局部烧熔(在火花塞正下方),这种烧熔状况达到一定的深度,就容易在爆震时产生的巨大的压力波的推动下使活塞头部受到高频冲击,从而在活塞头部产生一定深度的熔融区并击穿,同时伴有火花塞电极被烧熔的现象。这种事故虽然不多见,但是其危害是极其严重的。
发生活塞打洞故障后,轻者需要开箱清洗,重者则不但要开箱清洗,而且往往造成拉缸等故障。发生这样的故障一般是有预兆的。具体来说就是有强烈的爆震,如果爆震无法听出来时,就应该密切注意摩托车发动机的功率。如果发动机的功率大幅度下降,速度降低,温度失控,就有可能是这种故障已在发生或将要发生。这时就应该及时停车,拆下火花塞进行观察,如果火花塞电极有被烧熔的迹象,那就是这种故障的预兆。应急的措施就是减小压缩比和缸内气体压力,有效的方法就是加一缸头垫,这时故障现象就会消除。