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摩托車(chē)無(wú)高速,跑不快!為什么磁鋼凸臺長(cháng)度會(huì )影響到最高車(chē)速?

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作者:微波


注:本文較長(cháng),通過(guò)剖析一臺摩托車(chē)無(wú)高速故障詳細介紹了磁電機凸臺長(cháng)度與點(diǎn)火提前角影響車(chē)速的基本原理,純技術(shù)文,能堅持看完的估計不超過(guò)50%。


最近維修一輛踏板摩托車(chē),看樣子是仿本田CH125的,行駛48000多公里,據車(chē)主描述,他這車(chē)出現動(dòng)力下降現象,去某維修店更換了氣缸、活塞及環(huán)等零件,復裝后,動(dòng)力沒(méi)有任何改善。

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修理工再逐項進(jìn)行檢查,發(fā)現磁電機飛輪存在失磁現象,更換新件后,故障仍舊。


接著(zhù)又更換了同一廠(chǎng)家生產(chǎn)的電子點(diǎn)火器、高壓包和定子總成,仍然沒(méi)有排除故障,最高車(chē)速只有40km/h 左右。


車(chē)主無(wú)奈之下,經(jīng)人介紹來(lái)到我店。


發(fā)動(dòng)機動(dòng)力下降的原因很多,除去已經(jīng)檢查過(guò)的項目外,燃油系統供油不暢(含化油器)也是其中一個(gè)不可忽視的因素之一。


維修人員仔細檢查了該車(chē)燃油系統中的燃油箱蓋通氣孔、空氣濾清器濾芯、負壓開(kāi)關(guān)的工作性能,清洗了化油器,又更換一只新化油器作對比試驗,沒(méi)有發(fā)現故障點(diǎn)。


接著(zhù),又先后檢查了氣缸壓縮壓力、配氣正時(shí)的安裝,拆下火花塞套與高壓阻尼帽上試火,火花強勁有力,沒(méi)有找到故障的根源。


無(wú)奈之下,持點(diǎn)火正時(shí)燈檢查磁電機的點(diǎn)火正時(shí),發(fā)現發(fā)動(dòng)機轉速在1500~7000r/min時(shí),點(diǎn)火提前角應該由13±2°漸升至31±2°,但是,曲軸轉速已經(jīng)上升到9000r/min,點(diǎn)火提前角才勉強到22°左右,且發(fā)動(dòng)機轉速上升緩慢,這就太奇怪了。


根據磁電機點(diǎn)火原理分析,應該是觸發(fā)凸臺圓弧長(cháng)度過(guò)長(cháng)引起的故障。

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分解發(fā)動(dòng)機,打開(kāi)右曲軸箱蓋檢查發(fā)現,該水冷發(fā)動(dòng)機現在安裝的磁電機飛輪凸臺弧度長(cháng)為25㎜如上圖所示,找來(lái)原車(chē)磁電機飛輪,檢測其飛輪凸臺弧度長(cháng)為17㎜如下圖所示。

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更換上與原車(chē)凸臺同等長(cháng)度的磁電機飛輪,精心復裝發(fā)動(dòng)機,啟動(dòng)車(chē)輛,稍作暖車(chē)后上路行駛,緩慢加大油門(mén),車(chē)輛加速靈敏,最高車(chē)速達到85Km/h。


人們不禁要問(wèn),為什么磁電機飛輪凸臺長(cháng)度會(huì )對點(diǎn)火提前角有這么大的影響,甚至影響到摩托車(chē)的最高車(chē)速呢?


若要知道事情的真相,請耐心看下去 ,讓我們一起來(lái)揭開(kāi)披在磁電機飛輪凸臺長(cháng)度問(wèn)題上的神秘面紗。


由內燃機原理可知,摩托車(chē)磁電機飛輪觸發(fā)凸臺的設計問(wèn)題,是整個(gè)發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火提前角設計的基礎,直接決定了脈沖觸發(fā)信號的產(chǎn)生和高轉速下的正確的點(diǎn)火提前量。


這是因為磁電機飛輪上的觸發(fā)凸臺有二個(gè)關(guān)鍵之處。


第一是飛輪凸臺相對于花鍵中心孔的起始位置(即相對于飛輪花鍵軸心線(xiàn)的角度);第二是飛輪凸臺的長(cháng)度。


觸發(fā)凸臺的位置是由裝在機體上的觸發(fā)線(xiàn)圈的安裝位置決定的,它是經(jīng)過(guò)反復計算得到的(根據觸發(fā)線(xiàn)圈磁極中心和相對于上止點(diǎn)的角度再提前10~15°),并在工廠(chǎng)制造時(shí)已經(jīng)確定了具體位置,是發(fā)動(dòng)機的機械提前量。


而這個(gè)機械提前量就是發(fā)動(dòng)機的機械提前角,也是CDI電子點(diǎn)火器的坐標原點(diǎn)。


在整個(gè)點(diǎn)火系統設計完成后,還需根據發(fā)動(dòng)機的實(shí)際運行情況對機械提前量進(jìn)行微調。


然后要決定的是觸發(fā)凸臺的長(cháng)度,這個(gè)長(cháng)度實(shí)際上就是后面講到的CDI點(diǎn)火提前角,也就是發(fā)動(dòng)機在高速運行時(shí)的最佳點(diǎn)火提前角。


觸發(fā)凸臺的長(cháng)度要根據電子提前角來(lái)確定,過(guò)程是非常煩瑣的,要經(jīng)過(guò)反復的設計和修改,通過(guò)比較不同電子進(jìn)角情況下發(fā)動(dòng)機的燃燒情況,油耗、輸出功率、轉矩和排放等參數之后,才能最終確定。


其次,就是點(diǎn)火系統脈沖觸發(fā)信號的產(chǎn)生,常見(jiàn)的外轉子式磁電機觸發(fā)器,主要用于觸發(fā)信號。


觸發(fā)信號實(shí)際上只是轉速信號,它反映的不是脈沖電壓的高低,而是頻率的快與慢。


飛輪凸臺與觸發(fā)線(xiàn)圈磁極之間的關(guān)系,就是通過(guò)改變線(xiàn)圈繞組磁路的空氣氣隙的大小,使線(xiàn)圈自感應產(chǎn)生電壓信號。


飛輪轉動(dòng)時(shí)帶動(dòng)凸臺一起轉動(dòng),在剛接近觸發(fā)線(xiàn)圈磁極傳感器時(shí),間隙由大變??;轉過(guò)中間位置遠離時(shí),間隙由小變大,使觸發(fā)線(xiàn)圈內的線(xiàn)圈繞組感應出脈沖電壓。


觸發(fā)信號的峰值電勢隨轉速的加快而增大、觸發(fā)信號的頻率隨著(zhù)轉速的加快而加快。


觸發(fā)器觸頭和飛輪凸臺之間的間隙稱(chēng)為觸發(fā)間隙。觸發(fā)間隙實(shí)際上就是磁路的氣隙,氣隙越小,磁通損失就越少,觸發(fā)線(xiàn)圈中的感應電動(dòng)勢就越大。


但是,由于受到加工成本以及材料成本的影響,間隙不可能太小。一般控制在0.7mm左右(最大1.30mm)。


再有,觸發(fā)器輸出的觸發(fā)信號在波形上是有要求的,一般先正后負,下面介紹摩托車(chē)電子點(diǎn)火器的特性與觸發(fā)脈沖波形的產(chǎn)生。

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四沖程摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機電子點(diǎn)火器的點(diǎn)火特性,一般被設計成二階折線(xiàn),即低速段和高速段各對應一個(gè)接近于固定的點(diǎn)火提前角,中間過(guò)渡段用斜線(xiàn)連接(四沖程發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火曲線(xiàn)如上圖和下圖所示)。

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高低轉速段之間的點(diǎn)火提前角之差,通常由磁電機飛輪上的觸發(fā)凸塊所占長(cháng)度來(lái)決定(定子總成與飛輪不同凸臺長(cháng)度對比如下面兩圖所示)。

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觸發(fā)凸臺的技術(shù)參數,反映了曲軸角度位置信息,點(diǎn)火器正是判斷這個(gè)時(shí)刻來(lái)調節點(diǎn)火提前角的,也就是說(shuō),它的位置和長(cháng)度直接決定了脈沖觸發(fā)信號的產(chǎn)生和高轉速下的正確點(diǎn)火提前量。

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為表述方便,暫將飛輪觸發(fā)凸臺的起始點(diǎn)(即與飛輪鍵槽中心最近的一面)作為A點(diǎn),把觸發(fā)凸臺長(cháng)度的最末端(即與飛輪鍵槽中心最遠的一面)作為B點(diǎn)。


來(lái)看觸發(fā)信號產(chǎn)生的原理:當飛輪轉子觸發(fā)凸臺的A點(diǎn)剛剛進(jìn)入觸發(fā)器觸頭(即磁極)區域時(shí),觸發(fā)線(xiàn)圈通過(guò)的磁通量逐漸增大,形成觸發(fā)脈沖的正半波上升沿;


當凸臺的A點(diǎn)和觸發(fā)頭的中心(即磁極中心,我們將之稱(chēng)為C點(diǎn))點(diǎn)重合時(shí),觸發(fā)脈沖達到正半波的峰值。


之后,由于觸發(fā)線(xiàn)圈中通過(guò)的磁通量逐漸減小,故而形成正半波下降沿,直到觸發(fā)器觸頭全部進(jìn)入凸臺后,正半波結束。


此時(shí),飛輪繼續旋轉,由于觸發(fā)器的觸頭還在凸臺范圍內,觸發(fā)線(xiàn)圈的磁通量沒(méi)有變化,因此,其感應電動(dòng)勢為零。


當觸發(fā)凸臺長(cháng)度最末端的B點(diǎn)開(kāi)始通過(guò)觸發(fā)器觸頭時(shí),觸發(fā)線(xiàn)圈中通過(guò)的磁通量開(kāi)始減小,當B點(diǎn)完全離開(kāi)觸發(fā)器觸頭時(shí),觸發(fā)線(xiàn)圈中的磁通量將減小到零,這一過(guò)程形成了觸發(fā)脈沖的負半波。


從這里不難看出,飛輪上的觸發(fā)凸塊所占弧度的長(cháng)短,不同程度地影響著(zhù)磁電機觸發(fā)信號輸入到集成CDI中起作用的量,即影響著(zhù)在什么轉速下開(kāi)始進(jìn)角和在哪個(gè)轉速下達到最大進(jìn)角的過(guò)程,也就是說(shuō),影響著(zhù)最佳點(diǎn)火提前角。


事后,維修人員仔細詢(xún)問(wèn)用戶(hù)原來(lái)修理這輛車(chē)的情況得知,該故障磁電機飛輪是借用其它發(fā)動(dòng)機上,認為只要飛輪的錐孔與曲軸安裝端錐度吻合,磁鋼內外尺寸都相同,就能互相通用(磁電機飛輪結構剖視如圖8所示),未考慮到飛輪凸臺長(cháng)度差異對發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火提前角的影響。

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由于故障飛輪上的凸臺長(cháng)度過(guò)長(cháng),使發(fā)動(dòng)機在經(jīng)常使用的轉速范圍內的點(diǎn)火提前角過(guò)小,直接影響了點(diǎn)火系統的正常工作,反映到摩托車(chē)上,就是盡管加大油門(mén),發(fā)動(dòng)機最高轉速就是上不去,車(chē)速只有40km/h 左右的怪故障。


找到故障起因,更換同等凸臺長(cháng)度的磁電機飛輪配件,精心復裝所拆零部件,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機一觸即發(fā),摩托車(chē)上路行駛,加速靈敏,暖車(chē)結束后,加大油門(mén),最高車(chē)速達到85km/h 左右,確認原車(chē)故障徹底排除。


每臺車(chē)設計出廠(chǎng),磁鋼凸臺和點(diǎn)火器都是配套的,既不能隨意更換磁鋼,也不能隨意更換點(diǎn)火器。


以上這些理論闡述的,就是為什么許多車(chē)型的磁鋼飛輪和原車(chē)點(diǎn)火器不能互相替換使用的原因,有些凸臺長(cháng)度差異過(guò)大的車(chē)型,即使點(diǎn)火器插口完全一樣,仍然不能替換使用。


但隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,采用單片機編程的智能點(diǎn)火器現在已經(jīng)解決了點(diǎn)火器不通用的問(wèn)題,不論凸臺長(cháng)短,都可以通過(guò)內部程序進(jìn)行實(shí)時(shí)計算,得出最佳點(diǎn)火提前角。

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上述這個(gè)故障,除了更換飛輪,更換【泰昌智點(diǎn)】智能點(diǎn)火器也是可以解決的。尤其是在買(mǎi)不到同等凸臺長(cháng)度飛輪的情況下,只能通過(guò)更換智能點(diǎn)火器解決。

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