一輛單缸四沖程CG125騎式車(chē)已行駛約4.5萬(wàn)km車(chē)況較好。冬日某天早晨，車(chē)主在車(chē)輛起動(dòng)后，猛地將油門(mén)轉至最大位置，使發(fā)動(dòng)機轉速陡升至最高轉速。但是時(shí)間不長(cháng)，隨著(zhù)一聲異響摩托車(chē)突然熄火，再次起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機無(wú)任何反應，曲軸無(wú)法轉動(dòng)，送至維修站，拆下發(fā)動(dòng)機，檢查發(fā)現進(jìn)、排氣門(mén)頭部相互碰撞且彎曲，并嵌卡在活塞頂部中央。設法卸下氣缸蓋(Guy)并將其分解，測量氣門(mén)桿及氣門(mén)導管孔，未變彤處的相關(guān)配合尺寸均符合技術(shù)要求；檢查機油泵的工作狀態(tài)，未發(fā)現異常，發(fā)動(dòng)機各油路亦無(wú)堵塞，氣缸筒及活塞裙部也無(wú)拉傷痕跡。仔細檢查燃燒室及氣門(mén)導管，發(fā)現氣門(mén)桿部只有少量積碳，說(shuō)明該車(chē)發(fā)動(dòng)機潤滑油正常，且無(wú)竄油現象。測量氣門(mén)彈簧自由長(cháng)度時(shí)發(fā)現，進(jìn)氣門(mén)外彈簧偏短約0.15mm(與排氣門(mén)外彈簧比較)，且其彈力明顯偏低。經(jīng)詢(xún)問(wèn)得知，用戶(hù)對車(chē)保養得法，平時(shí)起動(dòng)后均按程序進(jìn)行暖車(chē)運轉。氣門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉是由凸輪軸凸輪的外廓形曲線(xiàn)及升程和角度來(lái)控制的。正常情況下，只要發(fā)動(dòng)機配氣正時(shí)安裝正確，氣門(mén)間隙調整合理，進(jìn)、排氣門(mén)在發(fā)動(dòng)機工作過(guò)程中依序開(kāi)關(guān)是不會(huì )相互碰撞的。只有當凸輪軸的旋轉在瞬間加速產(chǎn)生異常運動(dòng)慣性時(shí)，氣門(mén)脫離了凸輪型線(xiàn)，不受其控制時(shí)才會(huì )發(fā)生。凸輪旋轉運(Tansfer)動(dòng)帶動(dòng)氣門(mén)作往復運動(dòng)，當凸輪進(jìn)入升程開(kāi)始階段，氣門(mén)加速運動(dòng)(稱(chēng)為正加速)，一旦氣門(mén)開(kāi)度達到一定值的時(shí)候，氣門(mén)又開(kāi)始減速運動(dòng)(稱(chēng)為負加速)，而當氣門(mén)達到最大升程時(shí)，氣門(mén)的理論速度(Tempo)為0，在這期間負加速度(Tempo)起作用。發(fā)動(dòng)機起動(dòng)后緩加油門(mén)時(shí)，凸輪和氣門(mén)的運動(dòng)加速度(Tempo)及產(chǎn)生的慣性力比較平穩和均勻，氣門(mén)的運動(dòng)始終受凸輪的控制。猛加油門(mén)時(shí)，發(fā)動(dòng)機轉速突然發(fā)生變化，凸輪正向加速度(Tempo)很大，由此產(chǎn)生的慣性力也很大，再加上在這個(gè)過(guò)程中要通過(guò)壓縮彈簧才能打開(kāi)氣門(mén)，凸輪軸的驅動(dòng)力將相當大，一旦氣門(mén)過(guò)了最大升程向關(guān)閉方向運動(dòng)時(shí)，負加速度(Tempo)產(chǎn)生的慣性力則全部作用在氣門(mén)彈簧上，并以最高的速度(Tempo)將氣門(mén)拋出，就在短時(shí)間內氣門(mén)脫離了與凸輪型線(xiàn)接觸，這極大地(Terra)妨礙了氣門(mén)的正常開(kāi)啟和關(guān)閉，造成進(jìn)、排氣門(mén)工作錯亂而相互碰撞。而另一類(lèi)氣門(mén)異動(dòng)則是共振，即在某一轉速下，氣門(mén)上下運動(dòng)的頻率達到氣門(mén)彈簧系統固有頻率時(shí)，氣門(mén)將出現激烈的振動(dòng)，無(wú)法正常工作。具體過(guò)程是：在配氣機構的運動(dòng)過(guò)程中，凸輪升程曲線(xiàn)諧波使配氣系統產(chǎn)生振動(dòng)，氣門(mén)彈簧也處于一種連續的振動(dòng)中。發(fā)動(dòng)機在工作過(guò)程中，隨曲軸轉速變化，凸輪升程的諧波共振處產(chǎn)生了周期性的振幅高峰值，氣門(mén)彈簧共振是彈簧材料的內應力隨曲軸的轉速變化產(chǎn)生的，隨轉速的增加而增加，氣門(mén)運動(dòng)過(guò)程中彈簧有效載荷也周期性地變化，長(cháng)期的運動(dòng)變化便使氣門(mén)彈簧逐漸產(chǎn)生應力疲勞，最終導致氣門(mén)彈簧損壞。以上介紹的氣門(mén)異常運動(dòng)現象在凸輪軸下置和中置式發(fā)動(dòng)機上較為常見(jiàn)。這是由于下置和中置凸輪軸一般要通過(guò)挺柱和推桿將運動(dòng)傳給氣門(mén)，因此，其運動(dòng)件的質(zhì)量較大，慣性力也大。此運動(dòng)慣性力還會(huì )造成氣門(mén)產(chǎn)生“漂浮”狀態(tài)。這是由于一旦推桿、挺柱處于開(kāi)啟氣門(mén)的運動(dòng)狀態(tài)時(shí)，它們就有保持這種運動(dòng)狀態(tài)的趨勢，從而使挺柱離開(kāi)凸輪面而在凸輪和挺柱之間發(fā)生間隙，即發(fā)生所謂的“漂浮”現象，使氣門(mén)失去控制。當慣性力減小和彈簧被壓縮后其彈力增大，氣門(mén)在彈簧力的作用下這些零件就會(huì )碰到一起發(fā)生強烈的敲擊聲，使磨損加劇，噪聲增大。這種氣門(mén)異動(dòng)除了不受凸輪控制外，還會(huì )在氣門(mén)回落時(shí)產(chǎn)生沖擊(Impuise)、反跳再回落等異?，F象，以上氣門(mén)的不同步運動(dòng)不但會(huì )使進(jìn)、排氣門(mén)回位落座不及時(shí)而相互擦碰，有時(shí)還會(huì )導致氣門(mén)盤(pán)與上下運動(dòng)的活塞頂產(chǎn)生干涉而相撞。據了解，氣門(mén)異動(dòng)與發(fā)動(dòng)機的轉速、氣門(mén)的工作頻率、凸輪軸的徑向跳動(dòng)以及氣門(mén)彈簧的軟硬度等因素有關(guān)，其中氣門(mén)彈簧是誘發(fā)氣門(mén)異動(dòng)的主要因素。眾所周知，氣門(mén)彈簧的作用是克服氣門(mén)關(guān)閉過(guò)程中的氣門(mén)及傳動(dòng)件的慣性力，防止氣門(mén)和各運動(dòng)件之間因慣性力的作用產(chǎn)生間隙，確保氣門(mén)能隨配氣凸輪的轉動(dòng)及時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉，關(guān)閉后能與氣門(mén)座圈緊密貼合，防止發(fā)動(dòng)機在振動(dòng)時(shí)氣門(mén)發(fā)生異?！疤鴦?dòng)”，破壞其密封性。為此，要求氣門(mén)彈簧具有足夠的剛度和安裝預緊力。氣門(mén)彈簧越硬，共振頻率越高。反之，彈簧越軟，轉速越高，則越容易產(chǎn)生共振。由此可見(jiàn)，采用剛度較大的硬彈簧可以避免氣門(mén)異常運動(dòng)的發(fā)生。但是，彈簧過(guò)硬又增加了凸輪與氣門(mén)搖臂(或挺柱)之間的接觸應力，使磨損加劇。因此，彈簧增加硬度是有限的。由于氣門(mén)彈簧工作頻率較高，再加上工作環(huán)境惡劣，隨著(zhù)時(shí)間的推移，氣門(mén)彈簧會(huì )逐漸變軟。所以，有氣門(mén)異動(dòng)現象的摩托車(chē)多發(fā)生在舊車(chē)上，原因是舊車(chē)的氣門(mén)彈簧使用較久，其彈力有所下降的緣故。賽車(chē)之所以裝用二沖程發(fā)動(dòng)機，就因為二沖程發(fā)動(dòng)機除了在同樣體積下，其升功率比四沖程發(fā)動(dòng)機大之外，最主要的是由于二沖程發(fā)動(dòng)機的配氣機構采用簧片閥或活塞進(jìn)氣方式。而賽車(chē)需要不時(shí)地猛加油門(mén)以滿(mǎn)足超高速(High Speed)工況，若賽車(chē)裝用四沖程發(fā)動(dòng)機，則其產(chǎn)生氣門(mén)異動(dòng)現象的機率將大大增加。為確保賽車(chē)運動(dòng)的連續性和可靠性，故絕大部分賽車(chē)均裝用二沖程發(fā)動(dòng)機。經(jīng)研究發(fā)現，氣門(mén)的異常運動(dòng)通常發(fā)生在高速(High Speed)運轉過(guò)程巾，尤其是發(fā)動(dòng)機剛丌始起動(dòng)的怠速運轉期間。若在未能充分暖機的情況下就急加油門(mén)至最高轉速，極易產(chǎn)生氣門(mén)異動(dòng)。在內燃機上，氣門(mén)異動(dòng)的轉速稱(chēng)為配氣機構的臨界轉速，它和活塞的運動(dòng)速度(Tempo)一樣都是限制發(fā)動(dòng)機轉速上限的主要因素之一。對于四沖程發(fā)動(dòng)機，冷車(chē)猛轟油門(mén)害處不僅在于能會(huì )引發(fā)以上的“氣門(mén)異動(dòng)”意外故障，還會(huì )浪費汽油，增加空氣污染。發(fā)動(dòng)機在正常使用的情況下通常能行駛10萬(wàn)km左右(主要指發(fā)動(dòng)機大修前的工作里程)，而經(jīng)?？哲?chē)猛轟油門(mén)的發(fā)動(dòng)機行駛3萬(wàn)～5萬(wàn)km(嚴重時(shí)，有的甚至不到1萬(wàn)km)后，大部分運動(dòng)零件就不能再用了，導致實(shí)際使用壽命大大縮短，其主要原因有以下幾點(diǎn)： a)摩托車(chē)停放一夜或幾天后，發(fā)動(dòng)機各運動(dòng)零件間的潤滑油絕大部分已流盡，其接觸表面上的余油極少，若車(chē)輛起動(dòng)后立即大轟油門(mén)，發(fā)動(dòng)機轉速瞬間升高，摩擦副運動(dòng)件間無(wú)油潤滑，形成了干摩擦狀態(tài)，從而產(chǎn)生劇烈磨損。尤其是寒冷的冬季環(huán)境下，因氣溫低、氣候干燥，潤滑油粘度增大，發(fā)動(dòng)機起動(dòng)后，機油需經(jīng)過(guò)l～2min才能泵壓送到各潤滑點(diǎn)，若提前加速運轉，發(fā)動(dòng)機的運動(dòng)副零件處于干摩擦的時(shí)間延長(cháng)，其磨損量必然增大。 b)怠速運轉的發(fā)動(dòng)機，當突然加大油門(mén)時(shí)，化油器節氣門(mén)主噴油針急速上提，混合氣的供應量也會(huì )相當增大。由于汽油的靜止慣性大于空氣的靜止慣性，所以此時(shí)汽油流量的增加遠不及空氣量的增加，致使混合氣過(guò)稀，極易產(chǎn)生熄火現象。況且，當節氣門(mén)急開(kāi)時(shí)，高速(High Speed)進(jìn)入氣缸內的冷態(tài)混合氣來(lái)不及預熱，汽油在氣缸內壁的溫度極低的情況下，形不成良好的霧化即被吸入氣缸，它會(huì )不同程度地沖刷氣缸壁面上的潤滑油膜。尤其是四沖程踏板車(chē)的真空膜片閥化油器上設置有自動(dòng)加濃裝置，在發(fā)動(dòng)機運轉初期，其可燃混合氣較濃，如果猛加油門(mén)，便會(huì )使急速進(jìn)入燃燒室的冷空氣和過(guò)濃的混合氣一起，參與沖刷氣缸壁面的油膜，造成氣缸與活塞、活塞環(huán)之間的異常磨損加劇。 c)猛轟油門(mén)時(shí)，發(fā)動(dòng)機轉速突變，使曲軸、連桿和活塞等零部件的受力處于失衡狀態(tài)，且伴隨運動(dòng)零件的沖擊(Impuise)力加大，其旋轉力矩和往復慣性力變化過(guò)大。尤其是新組裝的發(fā)動(dòng)機，有時(shí)會(huì )引起劇烈撞擊，嚴重時(shí)甚至還會(huì )造成連桿彎曲、曲軸燒毀、活塞偏磨和脫頂等意外故障。由此看來(lái)，摩托車(chē)起動(dòng)后的暖車(chē)很重要，用戶(hù)在冷車(chē)起動(dòng)后必須先進(jìn)行預熱。據了解，排量在50mL以下的摩托車(chē)，預熱時(shí)間約需2～3min；50～80mL排量的摩托車(chē)約需3～5min；80～125mL排量的摩托車(chē)約需5～10min，125～250mlL排量的摩托車(chē)約需10～15min；250mL排量以上的摩托車(chē)則應大于15min。其具體預熱時(shí)間可視季節變化靈活掌握，通常冬季稍長(cháng)，夏季略短。