更换排气系统时,为什么需要重新点火?

更换排气系统时,为什么需要重新点火?

首页休闲益智集气放波更新时间:2024-08-01

一个非常广泛的问题:“你最近几次提到喷射和空燃比。我仍然不明白为什么改变四冲程发动机的排气系统通常需要重新调整碳水化合物。为什么降低排气背压会影响进气的空燃比?”

为了在这里提供一些理解,我将从一个可能是错误的假设开始,即化油器为它们所服务的任何发动机提供恒定且正确的空气-燃料混合物。他们没有。

当单个化油器供给大量气缸时,这个假设几乎是完全正确的,就像在汽车引擎中的情况。在这种情况下,众多气缸的进气事件会相互重叠,形成相当平稳的气流通过化油器。此时,化油器最接近于能够提供恒定的空气-燃料混合物,因为这是稳定的流量,它会在化油器的文丘管中产生恒定的局部真空。然而,大多数摩托车发动机的化油器与此完全不同,因为每个气缸都配备了一个独立的化油器。因此,每个化油器的空气流量将是脉冲式的、间歇性的,因为每个气缸的进气冲程仅占整个四冲程循环(720度)的四分之一,即180度。

化油器故障;巨音炎

导致燃料流动的文丘里真空绝不是一成不变的,其实际上由化油器喉部中的负压和正压交替组成,犹如人的呼吸一般,进气流量不断地启停。对此,一个典型的实例便是那部令人瞩目的诺顿·马恩岛单缸公路赛车。在转速逼近5500转时,化油器的进油量会因为排气系统中产生的负压波不断反复,变得极为充沛,乃至趋于饱和而无法继续增加。当时,人们将这种现象称之为“巨音炎”,因为这一现象对于装配有扩音器排气的发动机来说,尤其难以应对。背后的缘由在于:在设计排气系统的转速区间内,一旦排气阀启动开启,一股强大的正压波便会在管道中释放出来当。这股波传播到管道末端或连接扩音器的节点时,其流经的路径会逐渐拓宽。

当时,这种现象被称为“巨音炎”,因为它对于带有扩音器排气的发动机来说尤其是一个问题。

无论是哪种情况,这种加宽都会产生一股负的低压波,这股波会如弹簧般反射回排气门。一旦在所需的时机,这股负波会在“气门重叠”期间到达,也就是排气冲程上止点(TDC)附近的时候,此时进气门已经打开但是排气门尚未关闭。这股负的排气波如今就肩负起了从活塞上方的空间中排出残留废气的任务,取而代之的是从进气口和化油器进入汽缸的新鲜空气。这种由排气管中的低压波驱动的早期进气流甚至在活塞开始下降到其进气冲程之前就已经发生了。

这一过程对发动机扭矩的增加起着双重作用:首先,由于残余废气在新鲜空气被引入燃烧室之前就已经被排出,因此新鲜空气可以更加集中地进入,增加了燃烧效率;其次,由于进气过程的尽早启动,汽缸填充也更加完整,从而进一步增加了发动机的动力。这是排气波增强四冲程发动机动力的主要过程,也是我们提升发动机性能的关键所在。

负排气波总是跟在正排气波后面

现在考虑在发动机转速低于排气系统调整转速时会发生什么。在较低的转速下,返回的负排气波在开始提升之前到达排气阀。紧随其后的是正波(因为负波和正波在排气管中不断交替)。如果此时排气门已经开始抬起,那么后来到达的正排气波将废气塞回燃烧室,充满燃烧气,然后通过进气口和化油器继续排出。

化油器是被动装置,可在文丘里管压力低时随时供应燃料。因此,化油器为通过它吹回的废气波增加了燃料。它不关心流向。

化油器是一种被动装置,可在文丘里管内出现低压时随时提供燃料。

最后,活塞在吸气冲程中向下运动,化油器废气受压缩后反向流回化油器,并再次通过化油器吸入,这一次是朝向气缸,并再次携带燃料。经过两次化油器的洗礼,它变得极为丰富,主要由惰性、不可燃废气和燃料组成。它进入气缸,很快成为正常的化油器空气。在进气结束时,我们得到一个气瓶,部分充满了极为丰富的废气,部分充满了新鲜空气。如果混合物过于浓厚以至于无法点燃,我们就会遭遇火势控制问题(浓度超过10:1的空气燃料混合物无法被火花点燃)。

化油器中的条件,因排气管的反吹废气而变得复杂,产生了一种粗糙、运行弱的气流,伴随着大量的咳嗽声和撞击声。这就是巨音炎的源头。当发动机加速到其排气管设计的转速范围时,返回的有用负排气波在重叠期间得到了增强,因此发动机得以“清除”并强劲运行,因为现在排气波正在帮助气缸重新充注而不是阻碍它。

发动机在峰值时干净利落地运行,在Manx 500的情况下接近7,000 rpm。然而,你可能会说,那是扩音器发挥作用的时候。那么,我的自行车搭载了一个四缸发动机,带有集气排气系统和一个消声器。这是否能预防巨音炎呢?

当Dynojet公司开始通过销售大量后轮压路机测功机来让测功机测试更为民主化时,马克·多贝克(Mark Dobeck)开始接到投诉电话和信件,指称他的测功机一定存在问题。人们在使用四缸自行车搭载带有4合1管道的四缸自行车进行测功机测试时发现了一个一直存在的问题:在发动机扭矩开始向峰值扭矩攀升之前,存在一个相当深的扭矩平坦点。

在某些情况下,这个平坦的地方非常糟糕,以至于一些发动机无法穿过它。它们只是全速运转然后停滞不前,宛如狼吞虎咽般地吃力。这时喷射更稀薄的碳水化合物确实改善了在平点转速下的运行状况,但却严重影响了其他地区的发动机扭矩

有些发动机有备用排气系统,就像你打喷嚏时捏住鼻子一样——它们对气流提供了很大的阻力。

当前发生的现象是导致巨音炎的相同正排气波问题-在低于峰值扭矩的转速范围内,正当排气脉冲在重叠期间回弹到气缸时,会挤满并无实际用途的废气。就如同巨发炎一样,气体被压力波在碳水化合物中来回推送多次,变得越来越密集——或许过于密集而无法按照规定时间进行燃烧。因为这种密集性,喷射的时候扭矩提高了,但发动机在任何其他地方的性能却下滑,削弱了其扭矩或实际上导致稀薄失火(比大约18:1 更稀薄的混合物也无法被火花点燃)。

解决问题的一种方法是大大减少阀门重叠,关闭这片“窗口”,排气管道中的波动会因此而操控化油器。这是大多数化油器街车所采用的解决方案——阀门重叠的时间非常短暂。这就是为什么杜卡迪的技术人员将Diavel的发动机称之为“11度”,因为为了增强其底部扭矩,它的重叠期非常短暂,仅11度。

在赛车中,车队不希望失去在重叠过程中因撞击气缸的负波而产生的扭矩提升,因此找到了不同的解决方案——4-2-1排气管。该系统通过提供第二个管道扩大(成对的头管连接)也产生了第二个反射波作用源。第二个负波能够在平衡点的转速下按照规定的时间产生,以此抵消随后到来的正波,从而降低其给废气充盈的气缸增压的能量。几乎在一夜之间,4合1管道从公路自行车上消失无踪,取而代之的是4-2-1排气管。

化油器信号的影响

化油器“信号”是发动机进气冲程产生的吸力脉冲的强度(或缺乏)。例如,我有在三个不同尺寸的气缸上使用相同尺寸的化油器的经验——166cc、250cc 和 350cc 气缸。由于较大的气缸产生更强烈的“信号”,因此这三个气缸在相同的35mm化油器中需要非常不同的主射流。

如果您缩短进气门打开的时间,也会产生相同的效果,因为您将吸入事件集中在较短的打开时间内,使其拉动更短但更深的真空,从而真正使燃料移动。因此,对于持续时间较短的泥土履带凸轮轴,与为同一发动机配备公路赛车凸轮以保持进气门打开更长时间相比,碳水化合物的强信号需要更小的主射流

排气背压

一些发动机的排气系统就像打喷嚏时捏住鼻子一样——它们提供了很大的流动阻力。一个典型的例子是哈雷不朽的“Sportster”,由于传统风格的原因,它被赋予了可追溯到 1957 年的小型香肠消声器。为了使这些小消声器满足声音,它们必须非常严格。由于推动废气通过它们所需的压力增加,因此在排气冲程结束时,更多的废气留在气缸中。通过为新鲜空气燃料混合物留出更少的空间,这减少了混合物流量,足以削弱碳水化合物喉咙的信号,可能需要更大的主射流。将排气管改为更自由流动的东西,您可能会产生更强的碳水化合物信号,需要更小的主射流。

空气过滤器限制

相反的问题影响了雅马哈流行的 RD350 二冲程双缸发动机,其限制性很强的库存空气滤清器就像部分打开了扼流圈一样。通过要求发动机“更用力地吸吮”以获得所需的进气,它在化油器文丘里管中产生了更强的真空,因此需要使用相当小的主射流(140左右)来防止过度丰富,过多的烟雾和缓慢的性能。当骑手更换自由流动的过滤器时,进气真空度降低,需要使用更大的主射流(超过 200 个)来提供正确的混合物。

燃油喷射

一些燃油喷射系统具有允许测量混合物强度的排气氧传感器,旨在“学习”改变的排气系统所需的混合物。

其他的则纯粹是“映射”的,这意味着喷油器开启时间,油门角和发动机转速的3D地图已经在测功机上绘制出来,然后存储在每个发动机ECU的内存中。如果您更换排气系统,则必须安装新的燃油系统图才能与之配合使用,或者转到测功机并制作自己的系统。

一些早期的燃油喷射摩托车采用了质量气流传感器,就像汽车上使用的传感器一样。它们能够补偿操作变量的变化,但没有提供摩托车手习惯于化油器的那种油门响应。

过去的化油器大师

由于化油器发动机中的所有气缸填充变量都是相互关联的,因此针对天气或设备的变化(例如改变的排气系统)进行调整需要调整所有化油器系统的技能。如果有兴趣,我将再次发布一位澳大利亚老赛车手教给已故骑手和工程师赫尔利威尔弗特的循序渐进的碳水化合物调整方法。


查看全文
大家还看了
也许喜欢
更多游戏

Copyright © 2024 妖气游戏网 www.17u1u.com All Rights Reserved