四缸平衡

原创文集 -

随笔

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1:何为四缸平衡

  四缸平衡是指具有两个以上的汽缸的发动机在工作时每个气缸的压力一致,转速一致,曲轴所承受的多个汽缸活塞连杆上下行压力一致,每个汽缸组件所做的功一致,使发动机运转良好的一种动态状态.上面所指的"一致"当然只是一种理想的理论值,从发动机的实际工况来看永远也不可能达到绝对的平衡,只是相对的尽可能平衡.因为多用于指四个汽缸发动机的平衡调校,所以称之为四缸平衡,其用意也涵盖了双缸和三缸发动机.

  注意,单缸机没有平衡一说,其施加在曲轴上的活塞上下行压力只限于一个活塞组件所做的功,因此不论转速高低曲轴的运转永远是没有另一个作用力的.

  以上观点仅是个人意断,不当之处还请各位指教.

2:四缸为何需要平衡

  其实答案在上一节中已很明确了,多缸发动机只有在平衡的状态下才可能取得最佳的运行状态和机件最低的磨损.

  绝大多数汽车只采用一个化油器来供气给多个汽缸的发动机,因为绝大多数汽车发动机采用的设计是低转速,大扭矩(摩托里的巡航车也多采用这样的设计),不需要高流速的进气量(注意:不是不需要高容积的进气量),因此只要其发动机的每个汽缸组件磨损量没有超出极限值,它的平衡也就是一致的,因为只有一个化油器供气,每个汽缸的进气量也是一样的,当然其发动机因磨损造成了四缸不平衡也就不可能通过调校化油器来使之平衡.四缸不平衡在汽车上造成的负面影响不是很明显,严重时对其的调效也只能通过对发动机(主要时汽缸,活塞等做功组件)的修理来使之平衡.

  多缸摩托车多采用高转速,大功率,大扭矩设计,为了保证有充足的高流速进气量,也就采用了多个化油器供气.这种设计的"缺点"就是只要化油器不正常,发动机正常,也会造成四缸不平衡.反之"优点"就是发动机不正常(指每个缸的磨损量不一样造成四缸不平衡时)也可通过调校化油器改变进气量和混合比浓度使每个缸运转平顺达到四缸平衡.

  也不是所有的摩托车都是这样,如HONDA的CM125,YAMAHA的XV250,它们都是双缸发动机,但只用了一个化油器供气,好处就是只要机件磨损不严重就不会被四缸平衡所困,坏处就是不能通过调整化油来弥补机件磨损造成的四缸不平衡(磨损大的发动机也不可能通过调校化油器使四缸平衡,上面这两点概念是相对的).

  看了那么多一定看得您眼晕吧,不要紧,记住我们玩多缸摩托车所需要的重点就行了,那就是-通过对多个化油器的调整,供给每个汽缸的混合气浓度,进气量不同,使每个缸的转速一致达到四缸平衡.因为每个汽缸运转一致时所需要的混合气浓度,进气量是不同的,每个汽缸的磨损量不可能一致,因此也就需要用不平衡的供气来使四缸平衡.

  并不是所有的多缸机(一个化油器供气)都能通过对化油器的调校而达到平衡,也不是通过对化油器的调校就一定能使多缸机(磨损过大的发动机)达到平衡.

3:四缸不平衡的弊端

  让我们先亲身体验一下,把自行车后轮架空(把它想象成一台双缸发动机),你出一只手(相当于1缸的活塞连杆)握住左边的脚踏,我出一只手(相当于2缸的活塞连杆)握住右边的脚踏,我们一起转动脚踏就能使脚踏中轴(相当于曲轴)转动从而驱动大飞,带动链条使后轮转动.如果我偷懒使的劲不够你就会觉得转动的很费劲对不对,如果我转一圈用力转下一圈时又不用力,你肯定也会感到脚踏中轴上传来的不规则震动.如果我们一致均匀的用力转动脚踏,是不是就会觉得省力轻快得多.这就是发动机为什么需要四缸平衡.

  在摩托车的实际运行过程中,四缸不平衡会使怠速不稳,运转阻力大,不顺畅,难启动,加速性差,机件磨损大(主要是曲轴所承受的上下应力不一,离合器所传动的力也不一),发动机异响(离合器大鼓响,鉴别四缸平衡的重要特征,但不绝对).

4:实战四缸平衡

  先强调一点,不熟悉化油器的菜鸟请不要参照本文动手,老鸟们也请拿出耐心再动手.

  先分解清洗化油器,同时仔细检查有无损坏,除化油器外,空滤和进气管也是重点,空滤需干净,进气管不得有裂缝.清洗化油器时看好浮子和主油针高度是否完全一致(本人接触的车少,还没见过不一致的车),仔细看主量孔上的编号(口径)是否一样,这是调整时的省力重要依据.有的车完全一样,如ZX-6R,有的车2,3缸口要稍大,如黑鸟,X4,这里不讨论其设计目的,仅强调其重要性,拆的时候开清楚,绝不可复装错位.

  化油器清洗完复原后先找出基准缸化油器,就是怠速螺丝直接驱动节气门的那只,用怠速螺丝使之节气门打开一点点,出在刚好露出过渡喷口1/3的位置,再调整同调螺丝(你找不到同调螺丝?不要紧,除基准缸外每个化油器的节气门旁边都有一颗套着弹簧的螺丝,用起子拧一下看看,是不是节气门会动了,这就是节气门同步螺丝)使其余三个化油器的节气门也处在同样位置,板动几次怠速螺丝压板(可能叫法不一样,就是油门线钢丝带动的那个圆片片),再看四个节气门的位置是否一样,有偏差的话再照上面的方法微调,注意:以基准缸的为准.

  把混合比螺丝(一般都在化油器本体的下端)全部轻轻拧到底,刚好接触座面时拧不动就点到为止了.这时你还记得你的化油器主量孔口径吗?如果全是一样的,就把混合比螺丝全部回退出2圈,如果是2,3缸主量孔口径稍大的,就把1,4缸的混合比螺丝回退出2圈,2,3缸的混合比螺丝回退出1.5圈.

  装复化油器时空滤连接化油器的胶管一定要装到位并紧固,化油器连接到发动机的胶管也同样要装到位并紧固,注意检查进气管上预留有连接真空压力表的连接嘴是否漏气,有的车型是在发动机的进气口处预留铸件,川崎车大多是用胶管把1-4.2-3连接串通,调整时要断开用螺丝堵严实,调完后再原样恢复.

  很多车装上空滤油箱就没法调了,可用个可乐瓶做个临时油箱箱供油,化油器上盖上一块干净的毛巾(除改装车外不可空调,盖上毛巾是模拟空滤的进气阻力).启动发动机,充分热车,用怠速螺丝把怠速调到标准值,车子本身车况良好的话,此时怠速应该站的住了,最多会有上下波动,找个人帮忙或者用小凳子把车子摆正放平.

  以0.5圈的幅度顺时针或反时针调整每个缸的混合比螺丝看转速是否有变化,但一般转速表并不能灵敏的直接反应出来,因为是多缸发动机.这时就要靠听力了,不管你听发动机哪个部位,能感到转速有变化就行,我是把耳朵贴在离合器边箱上听.感觉到调整螺丝时带来的转速变化了吗?感觉到就好,把混合比螺丝的位置停留在转速的最高点上.每个缸的化油器都照这样的方法调一次,每个缸的混合比螺丝都把它停留在调整时转速的最高点上,千万不要急躁,慢慢的调,仔细的听.

  完全有可能调了半天还是发现转速不随着混合比螺丝的转动而产生转速变化,这时就把所有的混合比螺丝统一顺时针拧进半圈或反时针退出半圈,再照上面的办法微调.耐心的反复调节,你会发现转速表指针虽没有明显的上升或下降,但波动范围会变小,甚至会纹丝不动(机械表波动肯定会比电子表的要大),车况好的车其四缸平衡就算基本调试好了.如果怎么调转速还是波动大那就要对节气门开度进行调整.

  照上面的方法尽可能找出每个缸的转速最高点,或者是把转速波动降到最低点.用起子很小幅度的拧节气门开度同步螺丝,把每个缸的转速都调到刚刚开始上升(这时转速变化是很灵敏的,先调混合比螺丝是改变混合气的浓度,现在调节气门开度同步螺丝是改变进气量)就停止,再轻微的调使转速刚刚开始下降时就停止.注意:这个过程转速变化非常灵敏,要慢慢来.

  这时如果怠速还不稳,波动还较大(超出正负50rpm)的话就微调节气门开度同步螺丝使转速稳定,具体做法如下:微调每个缸的同步螺丝,1缸的调了转速只是上升或下降而不是稳定就恢复原位置(不升也不降的那个位置),如稳定了就说明调整成功.剩下的2,3,4缸也照此做一遍,直到转速稳定.还有一种可能就是要1-4,2-3来分组同时调才会稳定.如1-4缸调到转速刚刚开始上升,2-3缸调到转速刚刚开始下降,这时怠速就稳定了,当然也有可能是反过来的分组,如2-3上升,1-4下降,也有可能会是交叉的分组调才行,如1-3,2-4.总之不管怎么调,调到转速稳定,油门响应性好,上升下降都灵敏,轻轰或暴轰油门转速都稳稳的回落到标准怠速,而不是回落时掉到几百转又恢复到怠速那样就算成功了.

  前两天我才对X4进行了调整,下面就介绍一下过程供参考.

  这部X4车况良好,已更换了全新的铱金火嘴,空滤,做完了一切保养.之所以要调,是其怠速(1000rpm)在热车时也波动较大,大概有正负50rpm的范围,看着很不爽,排气声也有川崎味-"嗡嗡"的抖动,离合器大鼓偶有"咯咯"的声音,特别是冷车时.

  因为有了上次调ZX-6R的经验,也就不是太怕调不好.还是先分解清洗了化油器,难拆的要命,不过还是拆下了.拆开后发现2,3缸的主量孔口径比1,4缸的要大,看编号也是如此,当时没太在意,清洗完也就装复了.

  装完后还特意检查了真空压力表接口是否漏气,X4的真空压力表接口是在发动机上,进气口处铸有钻了孔用螺丝四个小凸包,一缸的已接了负压汽油开关的管子,另外三个我用内六角板手试了一下,非常紧,没有漏气的迹象.

  先把节气门开度完全调同步,开度一致.再把混合比螺丝调到底均退出2圈,发着车后发现怠速波动更大且轰油易熄火,离合器边盖那很明显的听出大鼓一直在响,典型的四缸不平衡现象.微调了一下每个缸的混合比螺丝,大鼓不响了,可转速表针无任何变化,再细听着曲轴运转的声音调混合比螺丝,转速似乎没什么变化,幅度一调大离合器大鼓就开始响.百思不得其解,原来就是这样调很快就调顺的啊.而且发现2,3缸排气管的温度明显要比1,4缸的低.

  想不出个头续只好上网来问,在MOTO2论坛里得到了资深车友SUZUKI的提示才想起四个化油器的主量孔口径不一样大,2,3缸的口径要大些就是为了需要比1,4缸更浓或更多的混合气.怪不得回退圈数一致时2,3缸的排气温度要低,吃不饱嘛.茅塞顿开,把1,4缸退出2圈,2,3缸退出1.5圈,才打着车就发现转速波动比原来小多了,加油试之,油门响应性很好只是略显沉闷,排气声还有抖动但小多了,四只排气管的温度变得参差不齐,但不明显.看来做法是对了,从轰油声音显得有点沉来判断是混合比过浓,上路一试,急加速后迅速抓下离合器手柄让车滑行时怠速不稳,立即熄火,试五次有三次会熄,看来过渡性还没调好.

  接着又把1,4缸的混合比螺丝同时再回退0.2圈,怠速抖动更小了,且怠速转速上升了近100rpm,混合比向着理想的状态前进!随后把怠速调回1000rpm,把2,3缸的混合比螺丝也同时再回退0.2圈,怠速又上升了一些.再轰油门,不论轻加还是暴轰,怠速极稳,回落时牢牢的钉在1000rpm上.再摸排气管,温差已很小,随后仔细听着每个缸的转速,不时的抬头看看转速表,把每个缸的混合比螺丝微微拧进拧出,1缸没变化,恢复原位置.2缸也没变化,也恢复原位置,拧到3缸时,顺时针拧进0.1圈后转速略上升,OK.再拧4缸,反时针拧出0.2圈时,转速没有变化,但发动机的声音变得最顺了,排气再无抖动,转速表针没了一点波动,可以说是纹丝不动!

  再上路试之,无论用哪个档位都不会再出现前述的熄火了,化油器过渡性很好.随后几天的骑行均未出现不妥,还发现热车时间比以前没调时缩短了1/3怠速就非常稳定了,至此X4的四缸平衡调校完成.

  这次调X4取得的经验就是化油器主量孔口径不一的车混合比螺丝回退的圈数差异较大,因调整了混合比就取得了理想的效果,也就未再对节气门开度进行调整,仔细分析是加浓了2,3缸的混合比或者说是2,3缸设计时就需要比1,4缸更浓的混合气才可运行平衡.那么2,3缸的主量孔比1,4缸的要大就应该是通过调节,使2,3缸的节气门开度比1,4缸的稍大才更能满足设计要求?究竟2,3缸需要的混合气是更浓还是更多?还望高人赐教.

  我个人的经验和请教了数位大师傅的结论是除非很烂的车通过这样的调法还没有不能成功的.车况好的车只需对混合比浓度进行调整就可调好,差点的通过节气门开度同步螺丝调整也能调好.调好四缸平衡的车反应是怠速巨稳,运转顺滑悦耳,油门响应性灵敏度很高,加速伶俐,离合器大鼓没有一点"咯咯"的响声.

  如果有四缸真空压力表就简单多了,只需接在进气管的接头上,调节上述的两个螺丝(混合比螺丝,节气门开度同步螺丝)使表上的读数基本一致就OK了.问题是这东西价格昂贵,且不易买到,我们受条件所限,也只能靠耐心和经验来调校四缸平衡.很久以前我就见过有介绍土法自制真空压力表,买四条数米长的塑料管,水族店里多的是,透明柔软细细的那种,口径适合套在进气管的真空表接头上就行.接好后把管子绕过两米的高度再插到水筒里,把插到水筒里的管子对齐并垂直,启动后就能看到负压把水吸起来的高度从而有参照的进行调整.其原理就和真空压力表是一样的,分析也完全可行,只是本人未做过这样的尝试,也只能把这个办法当做听来的密技告诉各位了.

  本文只是针对四缸平衡的调校,车辆无怠速,怠速不稳,加速性差等常见毛病不一定是四缸平衡不良所致,还请大伙根据实际情况正确的诊断调整.