影響發動機起動的幾大因素的分析

摘 要:
    發動機難起動中產生的故障，通過工作經驗和技術參考書本，并加以解決。
關 鍵 詞：
    發動機啟動困難 解決方法
前 言：
    本文重點討論影響發動機起動的四大因素，包括氣缸壓力、最低起動轉速、供油、點火正時。介紹改善發動機冷起動的幾種裝置，提供了在汽車維修、保養、使用中要注意的事項，以供同仁參考。
    一、影響發動機起動的幾個因素分析
    （一）、氣缸壓力
    發動機正常起動應該保證氣缸壓力正常，氣缸壓力由壓縮比、氣缸的密封性兩方面因素共同決定。
    1、壓縮比
    壓縮比是氣缸總容積與燃燒室容積之比。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內的壓力、溫度就越高，越便于發動機的起動。在汽油機中，壓縮比太高，易出現爆燃。汽油機的壓縮比一般為7—10。柴油機如果壓縮比過高,將出現機械負荷過大,工作粗暴等現象，柴油機的壓縮比一般為16--24。
    2、氣缸的密封性
    氣缸的密封性好壞直接影響到壓縮終了時燃燒室內的壓力，因此氣缸密封很關鍵。氣缸的密封性包括氣門密封性、活塞環的密封性、氣缸蓋與氣缸體之間密封性。
    （1）氣門密封
      氣門工作面磨損將破壞氣門與氣門座的密封性，導致漏氣，氣缸壓力下降。檢查氣門工作面磨損主要是觀察氣門工作面是否有點蝕、刻痕、斑痕、燒傷、凹陷。產生氣門密封不嚴的主要原因有氣門存在積炭、維修時氣門密封環研磨不好等。
    （2）活塞密封性
      活塞環分氣環和油環兩種。活塞環是在高溫、高壓、高速及潤滑困難的條件下工作，當活塞環嚴重磨損、失去彈性或密封面燒蝕失去密封作用時，將引起活塞環的背隙、端隙變大，密封性變差，直接影響發動機的起動。
    （3）氣缸蓋與氣缸體之間密封
      如果氣缸蓋與氣缸體的結合面翹曲不平、有劃道、氣缸墊損壞，將影響氣缸的密封性。在平時的維修保養中，要注意結合面的平整、清潔，觀察氣缸墊有無損壞，同時在拆裝氣缸蓋時，要嚴格按維修手冊所規定的順序拆裝氣缸蓋螺栓。
    （二）、最低起動轉速
    發動機正常起動的條件是要達到最低起動轉速，影響最低起動轉速主要有兩方面原因：蓄電池的性能和起動機的性能等。
    1、蓄電池的性能
    蓄電池要充電充足。要經常檢查，發現存電不足應立即補充充電。蓄電池的電壓有12V和24V（柴油機）兩種。
    影響蓄電池性能的因素有：
    (1)放電電流
    由于放電電流過大，直接影響蓄電池的容量，汽車上規定每次使用起動機時間不得超過5s，再次起動間歇10～15s以上。否則會導致蓄電池容量減少，使用壽命縮短。
    (2)電解液溫度
    由于溫度對蓄電池的放電容量及端電壓影響較大，電解液溫度每降1℃，容量約下降1％，這也是冬季起動時總感到蓄電池電容量不足的主要原因之一。一般電解液溫度應控制在20～30℃之間，最高不超過35℃。
    (3)電解液的相對密度
    一般情況下，電解液的相對密度稍低有利于提高放電電流和容量，同時也有利于延長蓄電池的使用壽命。冬季在不結冰的前提下，應盡可能使用密度稍低的電解液。
    (4)電解液的純度
    使用純度不好的電解液，會明顯減少蓄電池的容量，縮短蓄電池的使用壽命。
    2、起動機的性能
    起動機的作用是供給曲軸起動轉矩，使曲軸達到必需的起動轉速，使發動機進入自行運轉狀態。一般來說汽車上的起動機都是專用的。
    （三）、供油
    發動機在低溫下冷車起動時，混合氣中有一部分汽油會發生冷凝，粘在進氣管的壁上，使實際進入氣缸的混合氣變稀。在電噴發動機中為了對混合氣變稀進行補償，采用電磁式冷起動噴油器，以改善發動機低溫冷起動性能。
    目前在較先進的車型上取消冷起動噴嘴，采用延長噴油器噴油時間以增大噴油量的方法來加濃混合氣。噴油器噴油時間由ECU控制。
    （四）、點火
    1、擊穿電壓
    火花塞電極間產生火花時的電壓叫擊穿電壓。起動時需要的擊穿電壓最高可達7KV。點火系除了必須提供滿足不同工況要求的擊穿電壓外，還應具有一定的次級電壓儲備。電噴發動機點火系能提供的擊穿電壓超過28KV。
    2、足夠的電火花能量
    一般而言，電火花能量越大，則混合氣的著火性能也越好。發動機在低溫下冷車起動時，需要較高的火花能量。目前采用的高能點火裝置，要求火花能量超過80mJ～100mJ。
    3、點火提前角
    發動機冷起動時，電控電元不進行最佳點火提前角調整控制，而是根據發動機的轉速（Ne）和起動開關信號（STA）以固定不變的點火提前角點火。當發動機的轉速超過一定值時，自動轉入由ECU控制的最佳點火提前角計算及控制程序。
    最佳點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角：初始點火提前角由發動機結構及曲軸位置傳感器安裝位置決定，未經電子控制單元修正的點火提前角。基本點火提前角由電子控制單元根據發動機的轉速和負荷所確定的點火提前角作為基本點火提前角。修正點火提前角由電子控制單元ECU中的CPU根據發動機的轉速和負荷以外信號對點火提前角修正的角度，包括水溫修正、大氣修正、進氣溫度修正等。
    二、改善發動機低溫冷起動的幾種預熱裝置
    為了保證低溫條件下迅速可靠地起動，在多數柴油機和少數汽油機上設有低溫起動預熱裝置，以提高進入氣缸的空氣（可燃混合氣）的溫度。下面介紹幾種低溫起動預熱裝置。
    （一）、電熱塞
    安裝在柴油機的預熱室或進氣口處，通電10s--15s，電熱絲溫度將達800℃，最高溫度達1000℃--1100℃。
    （二）、火焰式加熱器
    當發動機水溫低于0℃時，電子預熱控制模塊自動接通，預熱指示燈常亮，火焰式加熱器進入加熱狀態。電子預熱控制模塊使加熱溫度維持在800℃--1200℃，此時起動發動機，柴油進入柴油霧化室，被加熱呈霧狀后噴出，在火焰式噴射器下方與空氣混合后被點燃，對進氣加熱，于是發動機在低溫下順利起動。南京依維柯S系列汽車采用了該裝置。
    （三）、柴油中摻加添加劑
    對于柴油機，還可向柴油中加入一定量的乙醚，乙醚的沸點低，自燃點低，向柴油中加入10—50%，可使柴油機起動溫度降低5--15℃.
    三、由表及里，由易到難
    如果汽車出現起動問題，我認為可按由表及里，由易到難步驟進行：
    第一步：
    檢查蓄電池電量是否充足，可采用萬用表測量其兩端電壓；
    第二步：
    檢查電氣接頭是否接觸良好，查看接頭有無銹蝕現象；
    第三步：
    檢查點火是否正常，可采用跳火法檢查。如火花塞出現積炭，將會造成次級電壓降低，從而無法跳火。另外初級線圈的導線如接觸不良、松脫、斷路或者次級線圈未插緊，都會引起次級電壓降低，火花塞火花變弱，影響起動。
    第四步：
    檢查氣缸內壓力是足夠，可采用發動機分析儀分析其波形。主要是觀察波形的擊穿電壓的大小和電火花的持續時間。
    第五步：
    檢查發動機電子控制單元（ECU）。電子控制單元（ECU）有自診斷功能，當發動機微機控制系統工作時，自診斷系統連續監測每個傳感器的輸入信號和各執行器反饋電路的反饋信號，如出現異常，說明微機控制系統發生故障，故障自診斷將此故障所對應的故障代碼存入存儲器，同時點亮儀表上的″CHECK″故障指示燈，提示微機控制系統有故障，應及時排除。
結論：
    從上述分析，我們清楚地認識到影響發動機起動的決定因素有壓力、點火、供油、溫度、最低起動轉速。在我們以后的實踐中對分析起動問題有一定的幫助。除此之外，為使發動機順利起動，還必須具備其基本前提：即發動機裝配要符合有關技術要求，如各軸瓦的配合間隙、氣門間隙、配氣相位以及各運動副之間的潤滑狀況。否則，過大的曲軸扭矩將使起動機帶不動。不正確的配氣相位（氣門開閉）也影響其正常起動。