那么是什么直接原因导致了发动机汽缸磨损失圆呢,简单地说,这是因为发动机投入工作之后,在发动机的进气行程,活塞由上止点方向向下止点方向运动,使汽缸内产生了一定的真空度,此时汽缸内的压力大大小于汽缸外的环境压力,形成了一定的压力差。在压力差的作用下,化油器生成的可燃混合气被吸入汽缸内,形成了一股可燃混合气气流,受可燃混合气流流动的惯性作用,吸入汽缸内的可燃混合气气流,较多地冲向了与进气门相对应的汽缸壁,由于经常会受到新鲜可燃混合气的冲刷,可燃混合气的温度又大大小于汽缸壁的温度,此处的汽缸壁的温度就会相对比别处的汽缸壁温度低一些,加之可燃混合气中还有尚未充分雾化的汽油小颗粒,就会依附在汽缸壁上,这些小的汽油油滴会对汽缸壁上的润滑油膜产生稀释作用,对汽缸壁表面润滑油膜有很强的直接破坏作用,同时也为酸性物质的产生提供了有利条件,并且酸性物质是可以直接腐蚀损坏汽缸壁的。另外,散热效率比较高的一侧汽缸壁,也是最容易形成腐蚀磨损的部分。在一般情况下,汽缸磨损失圆的长轴是汽缸进气门相对应的或冷却效率最大的部位。就摩托车发动机来说,通常就是汽缸壁的进气门相对应的汽缸壁,也就是汽缸壁的排气一侧。
另外,发动机工作时,当活塞受到燃烧膨胀气体的压力向下止点方向运动时,或者是,活塞承受发动机曲轴旋转惯性向上止点方向运动时,因为发动机曲轴连杆大头的运动轨迹,并不是一条直线,连杆大头在回转中,与连杆小头形成的夹角是不断变化着的,当活塞由下止点方向向上止点方向,或由上止点方向向下止点方向运动时,连杆小头就会产生一个分力,一个力是推动或拉动活塞作往复直线运动,另一个力对活塞产生了侧压力,此时活塞两侧的汽缸壁产生侧压力,因此,摩托车发动机的进、排气门两侧的汽缸壁的磨损程度要大于左、右两侧汽缸壁的磨损程度。所以,汽缸内径就会因磨损而产生失圆。我们在进行维修作业中,对已经磨损的汽缸进行检查,就会认同这个这观点。(这里讲的汽缸磨损,是指正常工作中产生的磨损,不包含非正常的磨损)
根据发动机工作原理,四冲程发动机润滑系统采用的是压力和飞溅润滑方式,发动机曲轴在高速运转时,受发动机曲轴旋转方向的惯性作用,大量的润滑油呈抛物线被甩入汽缸内,对汽缸壁、活塞及活塞环进行润滑。不知大家注意到了这样一个现象没有,那就是不管是从发动机右侧方向或者是左侧方向进行观察,(绝大多数发动机都是这样设置的,只有少数发动机是例外的)发动机曲轴的旋转方向,都是朝着发动机汽缸的排气一侧进行旋转,也就是朝向我们通常确认的汽缸最容易磨损的部位进行旋转。(如GY6型发动机、CG125型发动机等等)大家若有兴趣的话,可以在空余时间注意观察一下,是否是这样。
这个工作原理并不难理解,由于发动机曲轴旋转方向的惯性作用,润滑油呈抛物线被抛入汽缸内,所以落入汽缸壁排气一侧的润滑油相对居多,而落入汽缸壁进气一侧的润滑油相对偏少,这是因为充分利用了发动机的维修理论和磨损规律,从发动机的润滑设计方面入手,努力解决和改善汽缸壁最容易磨损的部位润滑条件,最大程度上减缓汽缸壁最容易磨损的部位的磨损。
这样的设计正是依据了发动机汽缸磨损的规律,汽缸壁的排气一侧相对磨损较重,那么科研人员就进行技术改进,加强汽缸壁的排气一侧的润滑条件,就可以有效降低汽缸壁的排气一侧相对磨损程度,也就达到了延长了发动机的使用寿命目的。
可以肯定地说,这样的设计技术最初是近乎完美的,但是随着人们对摩托车发动机输出功率的需求不断提高,发动机较多地采用了扩大汽缸缸径的方法,来提高发动机的输出功率。发动机历经多次的更新换代,发动机的汽缸内径也就在不断地被扩大,就拿我们常见的本田系列卧缸发动机来说,(也就是以嘉陵JH70型发动机为例,)最初的排量为50mL,现在已经衍生了70mL、90mL、100mL、110mL、125mL多种排量系列,发动机功率不断加大提升的同时,发动机的热负荷也就会随之增大,就使得发动机汽缸的磨损程度也随之加大了,特别是汽缸壁、活塞及活塞环的失圆磨损加大。随之发动机汽缸的磨损规律就有了新的微弱的变化,特别是随着发动机使用年限的延长,发动机润滑系统的工作性能降低,曲轴连杆大头轴向间隙、径向间隙的增大等一系列问题的出现,导致汽缸的润滑条件变差了,尤其是汽缸壁进气一侧的润滑条件变差,就会影响到汽缸壁整体的润滑条件,汽缸壁整体的失圆磨损被加速了。
当我们在长期的维修作业中不断积累有了新的发现,也就注意到了,现代的发动机由于结构的特殊性,汽缸壁进气一侧反而得不到完全充分的润滑,加剧磨损现象日益突出,(加剧磨损的原因有很多,这里仅从润滑的角度来探讨。)目前我们需要的是加强汽缸壁进气一侧的润滑条件,增加汽缸壁润滑油的布油量,在汽缸壁上形成良好的润滑油膜。如果是对发动机的润滑系统进行整体性的技术改进,这无疑是一个较大的工程,是要花费较多的财力和精力的。那么有没有一种可能,进行低成本的技术改进呢。
新大洲本田XDH125—2型摩托车的发动机,率先成功进行了技术改造。除了采用了以往高档摩托车才能够使用的活塞背冷技术外,(国内一般称之为:发动机智能润滑技术)同时对汽缸体也进行了部分技术改进。