摩托車構(gòu)造與原理PPT課件.ppt

2020 1 8 可編輯 第二章發(fā)動機(jī) 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 本章學(xué)習(xí)內(nèi)容 1 熟悉有關(guān)發(fā)動機(jī)的幾個(gè)基本名詞 2 熟悉摩托車發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及基本工作原理 3 熟悉摩托車發(fā)動機(jī)的主要組成 4 熟悉摩托車發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 5 熟悉摩托車發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu) 6 熟悉摩托車發(fā)動機(jī)的汽油供給系統(tǒng) 7 熟悉摩托車發(fā)動機(jī)的潤滑和冷卻裝置 2020 1 8 可編輯 第一節(jié)發(fā)動機(jī)的基本術(shù)語 摩托車的發(fā)動機(jī)均是內(nèi)燃機(jī) 其燃料一般是汽油 它是將燃料在氣缸內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的化學(xué)能 熱能 轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功 它采用汽化裝置使空氣和汽油形成的可燃混合氣充人氣缸內(nèi) 當(dāng)混合氣被活塞壓縮到一定程度時(shí) 氣缸內(nèi)的火花塞電極間產(chǎn)生火花 將已被壓縮的混合氣點(diǎn)燃 這時(shí)燃燒的氣體迅速膨脹產(chǎn)生很高的壓力 推動活塞連桿作往復(fù)運(yùn)動 通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)使曲軸旋轉(zhuǎn) 再將發(fā)動機(jī)的動力經(jīng)傳動裝置傳給車輪 變?yōu)檐囕v行駛的動力 摩托車的發(fā)動機(jī)有單缸 雙缸 三缸 四缸 五缸 六缸等 2020 1 8 可編輯 摩托車發(fā)動機(jī)的分類 1 往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式 少 2 汽油機(jī) 柴油機(jī)發(fā)動機(jī) 少 3 水冷式和風(fēng)冷式 4 四沖程往復(fù)式和二沖程往復(fù)式 5 單缸機(jī)和多缸機(jī) 6 按氣缸排列 直列 V型 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 發(fā)動機(jī)的型號 M 產(chǎn)品特征代號 氣缸數(shù) 氣缸布置形式 沖程符號 缸徑符號 設(shè)計(jì)及改型代號 發(fā)動機(jī)名義排量符號 發(fā)動機(jī)用途 冷卻方式符號 2020 1 8 可編輯 氣缸布置形式 冷卻方式符號 2020 1 8 可編輯 發(fā)動機(jī)名義排量符號 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 1 工作循環(huán) 每完成一次熱功轉(zhuǎn)換的工作過程 2 上止點(diǎn) 活塞離曲軸最遠(yuǎn)處 活塞的最高位置 3 下止點(diǎn) 活塞離曲軸最近處 活塞的最低位置 4 曲柄半徑R 連桿與曲軸連接中心至曲軸旋轉(zhuǎn)中心的距離 5 氣缸工作容積Vs 活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的容積 又稱氣缸排量 Vs D2 4 S 發(fā)動機(jī)的基本術(shù)語 D 氣缸直徑 mm S 活塞行程 mm 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 6 活塞行程S 活塞上 下止點(diǎn)間的距離 S 2R 7 發(fā)動機(jī)工作容積VL 多缸發(fā)動機(jī)各缸工作容積的總和 又稱發(fā)動機(jī)排量 VL Vs 氣缸數(shù) 8 燃燒室容積Vc 活塞在上止點(diǎn)時(shí) 活塞上方的容積 9 壓縮比 氣缸總?cè)莘e Va Vs Vc 與燃燒室容積Vc之比 表示氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度 一般汽油機(jī) 為6 9 柴油機(jī)16 20 10 指示功 在氣缸內(nèi)完成一個(gè)循環(huán)燃料對活塞所做的有用功 11 指示功率 發(fā)動機(jī)單位時(shí)間所做指示功 2020 1 8 可編輯 12 有效功率 發(fā)動機(jī)曲軸實(shí)際對外輸出的功率 發(fā)動機(jī)銘牌上標(biāo)明的有效功率稱為額定功率 13 升功率 每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率 14 燃油消耗量 發(fā)動機(jī)每小時(shí)消耗的燃料千克數(shù) kg h 15 給氣比 每個(gè)循環(huán)通過換氣口供給換氣量 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 Po To 的容積與氣缸工作容積之比 16 正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn) 正 反轉(zhuǎn)均指發(fā)動機(jī)曲軸的旋轉(zhuǎn)方向 若發(fā)電機(jī)在右轉(zhuǎn)時(shí) 從右側(cè)看發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向 如果順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 發(fā)動機(jī)為正轉(zhuǎn) 反之為反轉(zhuǎn) 同理 若發(fā)電機(jī)在左側(cè)時(shí) 從左側(cè)看發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向 如果是逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) 發(fā)動機(jī)為正轉(zhuǎn) 反之為反轉(zhuǎn) 2020 1 8 可編輯 第二節(jié)發(fā)動機(jī)的工作原理 一 對摩托車發(fā)動機(jī)的一般要求1 具有足夠的功率 發(fā)動機(jī)應(yīng)具有較大的功率 在測功試驗(yàn)臺上測試 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀況下 發(fā)動機(jī)應(yīng)保持連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15min發(fā)出最大功率 且應(yīng)不低于出廠說明書額定功率的要求 2 要有良好起動 怠速和加速性能 1 良好起動性能是發(fā)動機(jī)技術(shù)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo) 要求在環(huán)境溫度在 5C0 30C0范圍內(nèi) 起動時(shí)允許關(guān)閉阻風(fēng)門或打開限壓閥 在15s內(nèi)能順利起動 則說明該機(jī)起動性能良好 如果采用腳踏起動冷發(fā)動機(jī)時(shí)起動踏蹬不超過3次 熱發(fā)動機(jī)起動踏蹬不超過1次者為良好 2020 1 8 可編輯 2 怠速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定 說明發(fā)動機(jī)技術(shù)狀況良好和油電路調(diào)整正確 突然加大油門 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速能迅速增加 突然把油門關(guān)小 發(fā)動機(jī)能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)不熄火 則說明該機(jī)怠速性能良好 3 加速性能隨油門突然加大轉(zhuǎn)速迅速升高 有前沖的感覺 則說明加速性能良好 若轉(zhuǎn)速增加緩慢 則說明加速性能差 3 體積小質(zhì)量輕 結(jié)構(gòu)簡單工作可靠和維修方便 4 轉(zhuǎn)速高 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 公路用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)8000r min 競賽用發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速達(dá)17000r min 要求發(fā)動機(jī)能在這樣高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)且平穩(wěn) 5 燃料消耗低 經(jīng)濟(jì)性好 6 廢氣排放污染少 噪聲低即公害要少 結(jié)構(gòu)完善 工作可靠 維修方便即制造成本低 工藝簡單 2020 1 8 可編輯 二 摩托車汽油發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)l 轉(zhuǎn)速高 升功率大發(fā)動機(jī)的容積有一定的規(guī)定系列 如 50 100 125 175 250 350 750和1000等 國產(chǎn)50系列摩托車最大升量為50 2 小功率發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1 廣泛采用二沖程發(fā)動機(jī) 其結(jié)構(gòu)簡單且制造成本低 為了提高進(jìn)氣量 可以采用笛 舌 簧片閥或旋轉(zhuǎn)圓盤閥進(jìn)氣系統(tǒng)來提高充氣效率 2 燃燒室形狀一般采用半球形結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)換氣效率高 熱損失小 適用高速運(yùn)轉(zhuǎn) 小功率發(fā)動機(jī)連桿的大 小頭采用滾針軸承 適用高轉(zhuǎn)速 2020 1 8 可編輯 3 采用風(fēng)冷卻 即利用摩托車行駛的迎風(fēng)進(jìn)行冷卻 4 單缸汽油機(jī)一般采用蓄電池點(diǎn)火或磁電機(jī)點(diǎn)火5 潤滑方式采用摻油霧化潤滑 這種簡單潤滑方式會導(dǎo)致活塞頂積炭增多 排氣污染多和潤滑油消耗量大 因此 現(xiàn)代摩托車上采用分離潤滑裝置 6 小功率發(fā)動機(jī)的化油器一般沒有加速和省油裝置 7 發(fā)動機(jī)在車架放置呈臥式 直立式或前傾斜式 3 金屬材料采用質(zhì)量輕 散熱性好的鋁合金來制造機(jī)體4 起動發(fā)動機(jī)采用腳蹬慣性和電機(jī)起動的方式 2020 1 8 可編輯 三 單缸四沖程汽油機(jī)基本工作原理 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 1 進(jìn)氣行程氣缸壓力0 08 0 09MPa 約320 380K特點(diǎn) 活塞下行 排氣門關(guān) 進(jìn)氣門開 混合氣進(jìn)入缸內(nèi) 進(jìn)入汽缸的是經(jīng)化油器混合的可燃混合氣 2020 1 8 可編輯 2 壓縮行程氣缸壓力0 8 1 5MPa 溫度約250 300 C特點(diǎn) 活塞上行 排氣門關(guān) 進(jìn)氣門關(guān) 缸內(nèi)氣體被壓縮 壓縮比為7 10 為混合氣體的燃燒做功創(chuàng)造了良好的條件 2020 1 8 可編輯 3 作功行程氣缸壓力3 6 5MPa 約1800 2000 C 結(jié)束時(shí) 氣體壓力0 35 0 5MPa 約800 1000 C特點(diǎn) 接近壓縮上止點(diǎn)時(shí)火花塞跳火 進(jìn) 排氣門均關(guān) 缸內(nèi)溫度和壓力進(jìn)一步升高 缸內(nèi)氣體推動活塞下行 通過連桿推動曲軸輸出機(jī)械功 2020 1 8 可編輯 4 排氣行程氣缸壓力0 105 0 12MPa 約500 800 C特點(diǎn) 排氣門開 進(jìn)氣門關(guān) 活塞上行 缸內(nèi)廢氣排出 2020 1 8 可編輯 四 二沖程汽油機(jī)基本工作原理 2020 1 8 可編輯 1 第一行程即輔助行程 吸氣 壓縮過程 下止點(diǎn)到上止點(diǎn) 活塞在下止點(diǎn)時(shí)進(jìn)氣孔閉 排氣掃氣孔開 混合氣體由掃氣孔進(jìn)入氣缸掃除廢氣 向上止點(diǎn)運(yùn)動過程中 活塞頭部將掃氣孔閉 掃氣結(jié)束 但排氣孔尚開 仍有部分廢氣和可燃混合氣排出 當(dāng)活塞將排氣孔閉 開始壓縮直至上止點(diǎn) 壓縮結(jié)束 2 第二行程即做功行程 燃燒做工功 排氣 掃氣 上止點(diǎn)到下止點(diǎn) 壓縮終了時(shí) 點(diǎn)燃混合氣體 膨脹做功 排氣和掃氣孔閉 唯有進(jìn)氣孔仍開 混合氣繼續(xù)流入曲軸箱 直到進(jìn)氣孔閉 隨活塞下移 曲軸箱容積受到壓縮 此時(shí)排氣孔開 做功結(jié)束排出廢氣 然后活塞又將掃氣孔開啟 預(yù)壓縮的混合氣體經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸掃除廢氣 直至下一行程時(shí)掃氣孔閉為止 2020 1 8 可編輯 二沖程汽油機(jī) 2020 1 8 可編輯 五 二沖程與四沖程內(nèi)燃機(jī)相比較 1 曲軸轉(zhuǎn)1周完成1個(gè)工作循環(huán) 做功1次 而四沖程則需要兩周完成1個(gè)工作循環(huán) 做功1次 理論上它是四沖程做功效率的2倍 其實(shí)它只有1 5到1 8倍 2 二沖程的換氣過程短 僅為四沖程的1 3左右 但二沖程的換氣質(zhì)量差 廢氣排出不徹底 而且會使新混合氣掃出 造成浪費(fèi)和污染 經(jīng)濟(jì)性差 3 二沖程采用曲軸箱式換氣無需設(shè)進(jìn)排氣門 結(jié)構(gòu)大為簡化 體積小 單位比重功率大 4 二沖程內(nèi)燃機(jī)潤滑條件差 需在汽油中加入機(jī)油 以保證正常潤滑 5 由于二沖程發(fā)動機(jī)作功過程中頻率較快 與 單缸 四沖程發(fā)動機(jī)相比運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)均勻 2020 1 8 可編輯 第三節(jié)發(fā)動機(jī)的組成 兩大機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng) 供給系 潤滑系 冷卻系 點(diǎn)火系和起動系 1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)功用 是往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換的主要裝置 組成 機(jī)體組 活塞連桿組 曲軸飛輪組 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2 配氣機(jī)構(gòu)功用 使新鮮氣體進(jìn)入氣缸 使氣缸內(nèi)廢氣排出 主要類型 氣孔式和氣門式3 燃料供給系功用 向發(fā)動機(jī)提供燃料和空氣 主要類型 化油器式和電控燃油噴射式4 潤滑系功用 向摩擦表面提供潤滑 以減少摩擦和磨損 主要類型 摻混式和強(qiáng)制供油式 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 5 冷卻系功用 幫助發(fā)動機(jī)散熱 以保持正常工作溫度 主要類型 水冷式和風(fēng)冷式 6 點(diǎn)火系功用 點(diǎn)燃混合氣體 使其燃燒做功 主要類型 傳統(tǒng)點(diǎn)火式和電子點(diǎn)火式7 起動系功用 使發(fā)動機(jī)由停止進(jìn)入工作狀態(tài) 主要類型 腳蹬式和電力起動 2020 1 8 可編輯 課后復(fù)習(xí)思考題 1 摩托車發(fā)動機(jī)由哪些機(jī)構(gòu)系統(tǒng)組成 各部分功用是什么 2 二沖程與四沖程發(fā)動機(jī)比較有何優(yōu)缺點(diǎn) 3 對摩托車發(fā)動機(jī)一般有那些要求 4 發(fā)動機(jī)的基本術(shù)語有哪些 它們的關(guān)系 5 簡述四沖程汽油發(fā)動機(jī)的基本工作過程 6 簡述二沖程汽油發(fā)動機(jī)的基本工作原理 2020 1 8 可編輯 第四節(jié)曲柄連桿機(jī)構(gòu) 2020 1 8 可編輯 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用是將燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)構(gòu) 它是發(fā)動機(jī)產(chǎn)生動力的主要機(jī)構(gòu) 活塞在汽缸中的往復(fù)運(yùn)動變換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)并輸出動力 曲柄連桿機(jī)構(gòu)主要由活塞組 連桿組和曲軸飛輪組等構(gòu)成 機(jī)體零件構(gòu)成了發(fā)動機(jī)的骨架 所有運(yùn)動零件和輔助系統(tǒng)都由它支承 由機(jī)體 汽缸體 汽缸墊 汽缸蓋和曲軸箱等構(gòu)成 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 一 氣缸體氣缸體是構(gòu)成發(fā)動機(jī)的骨架 是發(fā)動機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ) 其內(nèi) 外安裝著發(fā)動機(jī)的所有主要零件和附件 承受各種載荷及高溫作用 因此 機(jī)體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度及高溫抗蝕性 2020 1 8 可編輯 氣缸體 2020 1 8 可編輯 1 氣缸體的材料 1 合金鑄鐵缸體 整體鑄造 如嘉陵JH70 幸福XFl25 本田C50 CF50 70 CD50 70等摩托車 其缸體用優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵整體鑄造 2 鋁合金缸體加鑲合金鑄鐵缸套 鑲套的方法有兩種 一是將合金鑄鐵的缸套粗加工后再壓人缸體的鑄造 如南方NFl25 重慶雅馬哈CY80等車型 這種結(jié)構(gòu)多用于風(fēng)冷式發(fā)動機(jī) 另一種方式是將精加工好的合金鑄鐵缸套壓配在鋁合金缸體的座孔中 此種結(jié)構(gòu)多用于水冷式發(fā)動機(jī) 如圖2 6所示 3 鋁合金缸體在氣缸內(nèi)表面多孔鍍鉻 如謂陽WY50摩托車鋁合金缸體 氣缸表面多孔鍍鉻 雖然工藝較復(fù)雜 但缸體質(zhì)量小 耐磨性和散熱性能較好 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2 氣缸體的結(jié)構(gòu)種類1 二沖程發(fā)動機(jī)的氣缸體 二沖程發(fā)動機(jī)的氣缸壁上都鑄有配氣用的進(jìn)氣 排氣孔和掃氣孔 如圖2 7所示的南方NFl25摩托車氣缸體的氣缸內(nèi)壁設(shè)有7個(gè)氣孔 其中1個(gè)排氣孔 2個(gè)主掃氣孔 2個(gè)次掃氣孔 1個(gè)輔助掃氣孔 1個(gè)進(jìn)氣孔 鈴木AXl00摩托車氣缸體有5個(gè)孔 1個(gè)排氣孔 3個(gè)掃氣孔和1個(gè)進(jìn)氣孔 又因采用風(fēng)冷式 缸體外表設(shè)有散熱片 與缸體鑄成一體 2 四沖程發(fā)動機(jī)的氣缸體 四沖程發(fā)動機(jī)采用氣門實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣 因此氣缸內(nèi)壁上沒有氣孔 但是為了安裝配氣機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)件 側(cè)置式發(fā)動機(jī)的缸體側(cè)面設(shè)有氣門座 氣門導(dǎo)管和進(jìn)排氣道 頂置式發(fā)動機(jī)氣缸體上鑄有上下貫通的通道 用于安裝正時(shí)傳動鏈條式氣門搖臂推桿 2020 1 8 可編輯 3 冷卻方式不同的氣缸體風(fēng)冷式發(fā)動機(jī)是依靠空氣來散熱的 為了提高冷卻的效果 必須增大散熱面積 所以氣缸體的外圍都鑄有散熱片 而水冷式發(fā)動機(jī)是依靠冷卻液來帶走機(jī)體的熱量 達(dá)到散熱的目的 因此 水冷式發(fā)動機(jī)的氣缸體和曲軸箱大都被鑄成一體 在氣缸套的外圍鑄有通冷卻液的夾層 其結(jié)構(gòu)形式有 一種是干式缸套 氣缸套的外表面不接觸冷卻液 其缸套很薄 壁厚一般只有1mm 3mm 在氣缸體內(nèi)部圍繞氣缸套鑄有水套夾層 這種缸體鑄造較復(fù)雜 另一種是濕式缸套 氣缸套外表直接與冷卻液接觸 為了防止漏水 缸套上凸肩下端用紫銅墊片 在缸套下部設(shè)有耐熱耐油的橡膠密封圈 這種方式冷卻效果好 鑄造方便 但漏水的可能性較大 2020 1 8 可編輯 摩托車上大多采用風(fēng)冷 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 1 直列式L 各個(gè)氣缸和曲軸軸線方向成一列布置 這種發(fā)動機(jī)在車架上往往是橫向布置 摩托車為了降低發(fā)動機(jī)的高度 把發(fā)動機(jī)傾斜一個(gè)角度 2 V型 對向布置的兩個(gè)氣缸連桿裝在一個(gè)曲柄銷上 這樣可使曲軸的長度大幅度地縮短 能使發(fā)動機(jī)小型輕量化 廣為大中排量的摩托車所采用 減輕了發(fā)動機(jī)的重量 但加大了發(fā)動機(jī)的寬度 且形狀較復(fù)雜 加工困難 3 對置式 水平對置發(fā)動機(jī)的高度大大降低 使整車的重心低 行駛平穩(wěn) 而且發(fā)動機(jī)的工作也較平穩(wěn) 因?yàn)闅飧讘T性力能得到很好的平衡 因此這種車型適用高速公路上長途旅行 氣缸的排列形式 4 發(fā)動機(jī)氣缸的不同排列形式 2020 1 8 可編輯 直列雙缸發(fā)動機(jī) 2020 1 8 可編輯 直列四缸發(fā)動機(jī) 2020 1 8 可編輯 V型雙缸發(fā)動機(jī) 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 對置雙缸發(fā)動機(jī) 2020 1 8 可編輯 5 發(fā)動機(jī)在車架上的布置形式發(fā)動機(jī)在車架上的布置形式 關(guān)系到摩托車的總體布置 關(guān)系到方向把的轉(zhuǎn)向手感 發(fā)動機(jī)的冷卻 傳動的方式 所以不同機(jī)型的發(fā)動機(jī)在車架上安裝的方式各不一樣 一般布置的形式有橫置直列式 縱置直立式 橫置V型式 縱置V型式等 1 橫置直列 2 縱置直列 3 橫置V型 4 縱置V型 5 其他布置形式 如德國寶馬K系列運(yùn)動摩托車 它采用水平躺倒的臥式縱向四缸水冷發(fā)動機(jī) 使用軸傳動 如圖2 15所示 這樣使發(fā)動機(jī)的高度大幅度降低 它有利于進(jìn)排氣系統(tǒng)的布置 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 氣門室罩蓋 二 氣缸蓋與氣缸墊 氣缸蓋 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 1 氣缸蓋氣缸蓋的作用除密封氣缸外 缸蓋下底面的凹洼部分與活塞頂及氣缸內(nèi)壁共同構(gòu)成燃燒室 在氣缸蓋上安裝火花塞或配氣機(jī)構(gòu)等零件 如圖2 16 2 17所示 氣缸蓋直接承受燃?xì)獾母邷?高壓 既要使氣缸密封不漏氣 又要把發(fā)動機(jī)大部分熱量散發(fā)出去 因此氣缸蓋多采用具有較高強(qiáng)度 剛度的導(dǎo)熱性能好的優(yōu)質(zhì)鋁合金制造 為了提高缸蓋的散熱能力 在風(fēng)冷發(fā)動機(jī)上 缸蓋的外部鑄有適量的散熱片 在水冷發(fā)動機(jī)上 氣缸蓋內(nèi)部鑄有冷卻水道 一般稱冷卻水套 如圖2 18所示 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 圖2 20所示為嘉陵本田JH70型摩托車四沖程頂置整體式氣缸蓋 凸輪軸由缸蓋右側(cè)穿人進(jìn)行裝配 故設(shè)有氣缸蓋罩 2020 1 8 可編輯 二沖程發(fā)動機(jī)的氣缸蓋上結(jié)構(gòu)簡單 只有火花塞 為了使掃氣流和排氣流圓滑運(yùn)動 把活塞頂制成弧形凸頂 同時(shí)把缸蓋上的燃燒室接近半圓形 其目的是使混合氣進(jìn)一步均勻地混合 在燃燒室的邊緣設(shè)計(jì)有擠氣面積 在壓縮終了階段 擠氣面積把夾在擠氣間隙中的混合氣強(qiáng)力地?cái)D出 使混合氣在火花塞周圍產(chǎn)生較大的擠氣旋流 以提高混合氣的燃燒速度 2020 1 8 可編輯 四沖程發(fā)動機(jī)的氣缸蓋及其燃燒室 2020 1 8 可編輯 2 氣缸墊缸蓋與缸體之間起密封作用 它可防止高壓燃?xì)獾男孤?同時(shí)在水冷發(fā)動機(jī)和頂置氣門式發(fā)動機(jī)上防止冷卻水和機(jī)油的泄漏 另外 起到傳遞氣缸上部熱量給氣缸蓋的作用 由于燃?xì)獾母邷?高壓和化學(xué)腐蝕 要求氣缸墊有一定的彈性和高溫強(qiáng)度 以保證密封 又不易損壞和便于拆裝 氣缸墊材料大多采用金屬薄片包裹彈性填料組成 金屬薄片為銅片或鋼片 彈性填料多用耐熱的石棉并夾有金屬片或金屬屑 氣缸墊的孔周圍用金屬片鑲邊以增加強(qiáng)度 石棉氣缸墊的結(jié)構(gòu)比較簡單 由于石棉是致癌物質(zhì) 所以目前摩托車上已廣泛使用金屬氣缸墊 金屬氣缸墊的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 中間部分是三層不銹鋼的薄板 兩側(cè)是薄銅板 為了確保氣缸墊具有一定彈性 在不銹鋼板材的若干位置上沖出凹凸形狀 由于二側(cè)的薄銅板較軟 因此密封較好 且有較高的傳熱性 在二沖程風(fēng)冷發(fā)動機(jī)上可用銅板或鋁板做氣缸 例如南方NFl25缸墊是用0 5mm的銅板制成 某些二沖程發(fā)動機(jī)不用氣缸墊 但為了密封冷卻水 在缸蓋與缸體相通的出水口上大都布置了O形環(huán) 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 3 氣缸蓋螺釘氣缸蓋螺釘要承受很高的燃?xì)鈮毫?并保證氣缸墊的密封 為此螺釘用優(yōu)質(zhì)鋼材制造 并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理 以提高其強(qiáng)度 在位置布置上 要使氣缸蓋各處的壓力均勻 在螺釘種類上 一般鑄鐵缸體用螺釘把氣缸蓋壓緊 若是鋁合金缸體時(shí) 用兩頭螺栓粗牙螺紋可固定在氣缸體或曲軸箱上 細(xì)牙螺紋可用螺母把氣缸蓋或與缸體一起壓緊 在安裝氣缸蓋時(shí) 應(yīng)按規(guī)定順序和扭矩把螺釘擰緊 以防缸蓋變形和漏氣產(chǎn)生 2020 1 8 可編輯 三 曲軸箱曲軸箱是發(fā)動機(jī)的底座 是支撐曲軸的箱體 為了使整車布置緊湊 達(dá)到小型輕量化的要求 往往把發(fā)動機(jī)和變速器一體化 在二沖程發(fā)動機(jī)上 進(jìn)氣是通過曲軸預(yù)壓 來提高掃氣效率 所以曲軸箱必須是單獨(dú)的腔室 與變速器隔離不通 四沖程發(fā)動機(jī)則不同 為了減少曲軸箱內(nèi)壓力的波動 必須盡力擴(kuò)大曲軸箱的容積 所以曲軸箱與變速器腔室是互通的 為了減輕質(zhì)量 曲軸箱大都用鋁合金鑄造 為了提高其剛度 在曲軸箱的內(nèi)部布置了大量的加強(qiáng)筋 按發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)不同 曲軸箱一般有三種型式 整體式 左右分體式和上下分體式 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 圖2 26 圖2 27所示是南方NFl25摩托車發(fā)動機(jī)的曲軸箱 罩與蓋板 這是左右分體式曲軸箱 其分開面一般在氣缸縱向的平分線上 合攏后組成曲軸箱體 前腔安裝曲軸 后腔安裝變速器 前部上方安裝氣缸體 曲軸箱的左右外端面分別安裝離合器和飛輪磁電機(jī)等機(jī)件 并用左右罩及蓋板罩起來 左右分開式曲軸箱的剛度較低 適用于單缸機(jī)和V型雙缸機(jī)上 圖2 28所示是上下分體式曲軸箱 其分開面在曲軸軸頸的平分線上 合攏后組成曲軸箱 前腔安裝曲軸 后腔安裝變速器 在安裝曲軸腔的上方安裝氣缸體 這種曲軸箱支撐曲軸的剛度高 適用于多缸發(fā)動機(jī) 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 四 活塞 活塞環(huán)及活塞銷 活塞組包括活塞 活塞環(huán)和活塞銷等零件 與汽缸 汽缸蓋構(gòu)成燃燒室 將燃?xì)鈮毫νㄟ^連桿傳給曲軸 防止燃?xì)饴┤肭S箱和機(jī)油進(jìn)入燃燒室 1 活塞活塞是由頂部 頭部 裙部和活塞銷座構(gòu)成 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2010年2月 西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院農(nóng)機(jī)與車輛系主講 錢曉勝 2010年2月 西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院農(nóng)機(jī)與車輛系主講 錢曉勝 2020 1 8 可編輯 活塞是發(fā)動機(jī)上的心臟 在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)直線運(yùn)動 當(dāng)混合氣燃燒時(shí) 活塞承受高壓燃?xì)獾耐屏?通過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)作功 而在曲軸和飛輪的慣性作用下 完成進(jìn)氣 壓縮 排氣3個(gè)輔助行程 在二沖程發(fā)動機(jī)中 活塞還起閥門的作用 完成換氣工作 由于活塞在氣缸內(nèi)直接承受高溫 高壓 其工作條件較為惡劣 因此 在活塞材料的選用上 應(yīng)滿足下列要求 必須具有一定的強(qiáng)度 能承受高壓 在高溫下工作 強(qiáng)度變化和熱變形要小 質(zhì)量要輕 以減少轉(zhuǎn)動慣量 具有較好的抗腐蝕性和耐磨性 膨脹系數(shù)要小 所以活塞的材料是采用優(yōu)質(zhì)鋁合金鑄造或鍛造 例如南方NFl25發(fā)動機(jī)的活塞是用高硅鋁合金鑄造 經(jīng)精密加工而成 對高性能摩托車和賽車都是用鍛造鋁活塞制造工藝 以提高其強(qiáng)度 2020 1 8 可編輯 1 活塞頂部活塞頂與氣缸蓋內(nèi)凹部分 氣缸壁組成燃燒室 活塞頂?shù)男螤钆c燃燒室的形狀有關(guān) 二沖程發(fā)動機(jī)的活塞頂多采用凸面球形 以適應(yīng)掃氣過程的需要 例如南方NF125 幸福XF250摩托車的活塞頂都是凸面形的 四沖程發(fā)動機(jī)的活塞頂多用平頂 如圖2 29b 所示 因制造工藝簡單 為了防止活塞頂在上止點(diǎn)時(shí)與氣門頭部相碰 往往在頂面上與氣門對應(yīng)部分有凹坑 某些四沖程發(fā)動機(jī)的活塞頂是凸頂?shù)?這主要是為了提高篷形燃燒室的壓縮比而把活塞做成凸頂 例如本田CX500等發(fā)動機(jī)活塞頂就是凸頂?shù)?2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2 活塞頭部活塞頭部是指安裝活塞環(huán)的部分 其作用是與活塞環(huán)一起實(shí)現(xiàn)氣缸的密封 同時(shí)將活塞頂吸收的熱量傳給活塞環(huán)和氣缸壁 把熱量散發(fā)到大氣中去以冷卻發(fā)動機(jī) 頭部還承受燃?xì)獾母邏?所以頭部較其他部位厚 以增加活塞在高溫高壓下的強(qiáng)度和剛度 頭部安裝活塞環(huán)的溝槽稱活塞環(huán)槽 環(huán)槽支撐活塞環(huán)的上下面稱環(huán)岸 從活塞頂?shù)降谝坏拉h(huán)的部分稱頂岸 它承受的沖程活塞壓力和熱量最大 因此也比其他環(huán)岸厚 活塞環(huán)槽的數(shù)量因發(fā)動機(jī)而異 一般為1 3道 活塞環(huán)槽的形狀與寬窄因活塞環(huán)的形狀而異 氣環(huán)安裝在上面 環(huán)槽較窄 油環(huán)安裝在下面 環(huán)槽較寬 二沖程發(fā)動機(jī)上 只有氣環(huán) 沒有油環(huán) 為了防止氣環(huán)的轉(zhuǎn)動 避免活塞環(huán)開口與氣缸氣孔相遇而拉傷氣缸或?qū)⒒钊h(huán)卡斷 所以每道環(huán)槽內(nèi)壓人一個(gè)銷釘 銷釘壓人活塞環(huán)槽后 應(yīng)低于活塞頭部表面0 2mm一0 3mm 拉傷氣缸表面 四沖程發(fā)動機(jī)上 都有氣環(huán)和油環(huán) 在油環(huán)槽上有若干小孔 使油環(huán)刮下來的潤滑油經(jīng)小孔回人曲軸箱 這些回油小孔稱泄油孔 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 3 活塞裙部作用是活塞在氣缸上下運(yùn)動的導(dǎo)向和承受側(cè)壓力 為了使活塞在工作時(shí)上下高速平順滑動 活塞裙部與氣缸壁之間留余適量的間隙 若間隙太小 運(yùn)動阻力過大 受熱膨脹會產(chǎn)生粘著磨損 因此根據(jù)活塞受側(cè)壓力和高溫高壓燃?xì)鈮毫υ斐傻淖冃我?guī)律 裙部在橫斷面的銷孔軸線方向伸長較多 而垂直于銷孔軸線方向的伸長較小 為了使裙部工作時(shí)接近一個(gè)正圓形 所以活塞在制造時(shí)將銷孔方向做成短軸 垂直銷孔方向做成長軸 即活塞裙部的橫截面呈橢圓形 使活塞受側(cè)壓力和導(dǎo)向作用的垂直于銷孔軸線的兩側(cè)面 與氣缸壁保持較小的間隙 減少換向運(yùn)動時(shí)對缸壁的拍擊 還能使裙部受側(cè)壓力的一面容易形成 油楔 從而使裙部既具有較好的潤滑條件 減少磨損 又能平穩(wěn)導(dǎo)向 為了減輕活塞的質(zhì)量 在不受側(cè)壓力和非導(dǎo)向面的兩銷孔下方部位內(nèi)去掉一塊就還可避免活塞在下止點(diǎn)時(shí)曲軸平衡塊碰撞 在二沖程發(fā)動機(jī)中 氣缸套上的氣孔是靠活塞來啟閉的 因此二沖程活塞的裙部比四沖程長 有些二沖發(fā)動機(jī)的活塞裙部朝進(jìn)氣口方向 還開有窗口 形成曲軸箱的進(jìn)氣通道 2020 1 8 可編輯 受到機(jī)械力和熱膨脹裙部在活塞銷孔部易增大 因而一般把此處削薄 再用鋼片加固 銷孔處小 垂直處大 2020 1 8 可編輯 4 活塞銷座活塞銷座位于裙部偏上方 其作用是安裝活塞銷 并承受頂部傳來的燃?xì)鈮毫?再傳給活塞銷 為了提高銷座承受高壓的剛度 在銷座的上半部常鑄有加強(qiáng)筋 銷座的兩端有卡環(huán)槽 用以安裝卡環(huán)或擋圈 防止活塞銷的軸向竄動 為了減輕活塞的側(cè)壓力 活塞銷孔往往不在活塞的中心線上 而是稍偏向作功沖程受側(cè)壓力大的一面 在活塞頂上 往往有指示箭頭 在裝配時(shí) 其箭頭方向應(yīng)指向前方 綜上所述 活塞大體上是一個(gè)圓筒狀的零件 但從微觀上看 活塞頭部的尺寸比裙部略小 因活塞頭部的溫度高 頭部的壁又較厚 熱脹變形量較大 所以活塞是上小下大 在裙部的橫截面上 活塞銷軸線方向是短軸 與銷孔軸線垂直方向是長軸 因此又是橢圓形的 2020 1 8 可編輯 活塞銷座的作用是將作用力傳給連桿 要求活塞銷座十分牢固 銷座孔內(nèi)有彈性卡環(huán) 防止活塞銷在工作中發(fā)生軸向竄動 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 97 2020 1 8 可編輯 2 活塞環(huán)活塞環(huán)是安裝在活塞環(huán)槽中的開口環(huán)形零件 它跟活塞一起上下運(yùn)動 其作用是與活塞一起密封氣缸 防止高壓的燃?xì)鈴幕钊喜肯蛳滦孤?并將活塞的熱量傳給缸壁 使之散發(fā)出去 同時(shí)它控制缸壁上潤滑油膜的厚度 將多余的潤滑油刮回曲軸箱 防止?jié)櫥透Z人燃燒室 根據(jù)活塞環(huán)完成密封和刮油的功能不同 活塞環(huán)分為氣環(huán)和油環(huán) 2020 1 8 可編輯 為了保證活塞環(huán)具備上述功能 對活塞環(huán)有以下要 1 能與氣缸壁保持良好的接觸 有適當(dāng)?shù)膹椓?也不能過大 并能保證最少的漏氣量和竄油量 2 在高溫的條件下工作 材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度 3 與氣缸能保持有良好的走合 不僅能使氣缸避免刮傷或過甚磨損 而且本身又具有良好的耐磨性 4 有良好的導(dǎo)熱性 因此活塞環(huán)通常用合金彈簧鋼或優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵制成 例如南方NFl25的活塞環(huán)用60SiZCrA合金彈簧鋼制造 為了提高其耐磨性 一般第一道氣環(huán)表面進(jìn)行多孔鍍鉻 2020 1 8 可編輯 1 氣環(huán) 迷宮似的密封原理 最終漏氣量為0 2 1 為適應(yīng)氣缸的磨損 氣環(huán)要能自由伸縮 但開口間隙又不能過大 1 根據(jù)開口形狀可分為 直開口 梯形 密封好 加工藝差 斜開口 二沖程發(fā)動機(jī)的氣環(huán)切口處有定位銷 因此活塞環(huán)切口處應(yīng)與定位銷相配合 其目的如活塞頭部結(jié)構(gòu)所述 是為了防止活塞環(huán)開口處與氣孔相遇而損壞 走位銷位于氣孔切口的上方 若位于氣環(huán)切口下方 則漏氣量將成3至4倍增加 2 根據(jù)斷面形狀可分為 矩形 錐形 扭曲 上側(cè)面內(nèi)切正 下側(cè)面內(nèi)切反 下側(cè)面外切正 梯形 桶形 2 油環(huán) 把潤滑油均勻地分布在汽缸壁上 把多余的潤滑油刮回曲軸箱 類型 槽孔式 圓孔式 長孔式 渠式和彎片式 槽孔撐簧式 螺旋簧 板簧和軌形簧 組合環(huán) 上下刮油環(huán)和軌道撐簧組成 自適應(yīng)氣缸變形 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 保證活塞與汽缸壁間的密封 將活塞頂部的熱量傳導(dǎo)到氣缸壁 2020 1 8 可編輯 a 矩形 b 錐形 c上側(cè)面內(nèi)切正扭曲環(huán)d 下側(cè)面外切正扭曲環(huán) e 梯形 f 桶面環(huán) 2020 1 8 可編輯 在摩托車上 每個(gè)活塞大都采用兩道氣環(huán) 分別安裝在活塞的第一道和第二道環(huán)槽內(nèi) 為了減少活塞的高度和質(zhì)量 同時(shí)降低摩擦損失 目前 在設(shè)計(jì)中有減少氣環(huán)的趨勢 如賽車上 大都使用一個(gè)氣環(huán) 在部分二沖程發(fā)動機(jī)的第二道氣環(huán) 采用了組合環(huán)結(jié)構(gòu) 即在氣環(huán)后面加裝一個(gè)彈簧脹圈 以提高氣環(huán)的密封性 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 油環(huán) 普通油環(huán)和組合環(huán) 把潤滑油均勻地分布在汽缸壁上 把多余的潤滑油刮回曲軸箱 普通油環(huán) 2020 1 8 可編輯 油環(huán)的斷面形式 2020 1 8 可編輯 組合油環(huán) 2020 1 8 可編輯 活塞銷的功用是將活塞承受的氣體作用力傳給連桿 活塞銷要有足夠的剛度和強(qiáng)度和表面耐磨 活塞銷一般用低碳鋼或低碳合金鋼制造 經(jīng)表面滲碳處理和淬火精磨 心部有韌性 而表面有硬度 活塞銷與活塞銷座孔和連桿小頭襯套孔的連接配合 一般多采用 全浮式 3 活塞銷 2020 1 8 可編輯 摩托車發(fā)動機(jī)多采用全浮式活塞銷 即在發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)下 活塞銷可在活塞銷座孔內(nèi)和連桿小頭孔內(nèi)自由地轉(zhuǎn)動 以減小磨損并使磨損均勻 為了防止活塞銷的軸向竄動 在銷的兩端用裝在活塞銷座孔擋圈雙槽中的擋圈來定位 活塞銷擋圈如圖2 40所示 擋圈用彈性較好的鋼絲制成 兩端有彎鉤或圓孔 便于拆裝 其斷面形狀有圓形和矩形兩種 嘉陵50系列 重慶雅馬哈CY80 鈴木AX100等摩托車發(fā)動機(jī)的活塞銷均采用全浮式 活塞銷擋圈采用圓斷面的擋圈定位 2020 1 8 可編輯 五 連桿 由于連桿要承受周期性變化的燃?xì)鈮毫途薮蟮膽T性力 尤其是慣性力要比燃?xì)鈮毫Υ蟮枚?因?yàn)檫B桿的加速度十分巨大 特別是在上止點(diǎn)和下止點(diǎn)時(shí)的加速度最大 加速度產(chǎn)生了巨大的慣性力 作用于連桿上產(chǎn)生很大的拉壓應(yīng)力 所以要求連桿有足夠的強(qiáng)度與剛度 還要努力減輕各運(yùn)動件的往復(fù)運(yùn)動質(zhì)量 連桿是用來連接活塞與曲軸 其作用是使活塞的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 把作用在活塞上的燃?xì)鈮毫ψ兂汕S的轉(zhuǎn)矩輸出功率 2020 1 8 可編輯 1 功能 將活塞承受的力傳給曲軸 并將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 2 要求 足夠強(qiáng)度和剛度 質(zhì)量小 結(jié)合面耐磨好 3 構(gòu)造 a 小頭 與活塞銷連接方式有全浮式 自由轉(zhuǎn)動 磨損均勻 和半浮式 高溫加熱裝入固定 無需活塞銷卡環(huán) 高速汽油機(jī)上普遍采用 b 連桿桿身 工字形 c 連桿大頭 整體式和分開式 便于從曲柄銷上取下 汽油機(jī)一般為平切口 精密加工的螺桿和螺孔 d 連桿螺栓 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 連桿體1和連桿蓋5 連桿螺栓7和連桿軸承3 4 軸瓦 連桿襯套2組成 2010年2月 西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院農(nóng)機(jī)與車輛系主講 錢曉勝 2020 1 8 可編輯 定位凸唇 記號 2020 1 8 可編輯 連桿大頭有兩種形式 一種是整體式 另一種是分開式 整體式連桿大頭 這種形式的連桿與組合式曲軸配套使用 一般二沖程發(fā)動機(jī)和單缸 小功率發(fā)動機(jī)多用整體式連桿 其大頭為薄壁環(huán)形結(jié)構(gòu) 大頭孔內(nèi)裝有針軸承或滾柱軸承 與曲軸上的曲柄銷配合 在工作時(shí) 大頭隨曲柄銷作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 并通過連桿大頭端面的油槽 使曲軸箱內(nèi)的機(jī)油油霧或機(jī)油很好地進(jìn)人大頭內(nèi)孔 潤滑大頭內(nèi)孔表面 軸承和曲柄銷 在摩托車上 連桿小頭大部分裝用滾針軸承 如嘉陵50系列 JH70 鈴木A100 南方NF125等車型都是用滾針軸承的 但也有些發(fā)動機(jī) 如幸福XF250 幸福XF125 嘉陵JH125 長江750等車型是使用青銅襯套作為軸承的 分開式連桿大頭的軸承是對半分的滑動軸承 一般稱連桿軸瓦 軸瓦是用薄鋼板制成 作為瓦背 在內(nèi)表面澆鑄了一層厚度為0 3mm左右的抗磨合金 具有保存油膜 減少摩擦磨損的作用 在自由狀態(tài)時(shí) 其曲率半徑大于大頭座孔的曲率半徑 裝入座孔時(shí) 可供自身的彈性與座孔緊密的配合 2020 1 8 可編輯 V型發(fā)動機(jī)連桿1 并列式 兩個(gè)連桿一前一后安在同一曲柄銷上 2 主副式 主連桿上絞接一個(gè)副連桿 軸向尺寸小 3 叉形連桿 連桿大頭為叉型 2020 1 8 可編輯 六 曲軸 曲軸將連桿傳來的推力變成旋轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)力矩并輸出功率 同時(shí)帶動發(fā)動機(jī)的其他機(jī)件運(yùn)轉(zhuǎn) 井與飛輪一起 共同完成發(fā)動機(jī)的輔助沖程 曲軸在工作時(shí)承受周期性變化的燃?xì)鈮毫?慣性力 離心力的作用 而且轉(zhuǎn)速很高 2020 1 8 可編輯 要求 曲軸具有較高的抗疲勞強(qiáng)度 剛度及韌性 要有好的平衡性 以保證發(fā)動機(jī)的工作平穩(wěn) 軸頸要耐磨 材料 曲軸通常用高強(qiáng)度 沖擊韌性好的中碳鋼或中碳合金鋼 經(jīng)模鍛和調(diào)質(zhì)處理 對軸頸表面通過高頻淬火或氮化處理 經(jīng)精加工而成 例如南方NFl25曲軸用40Cr或45鋼鍛坯 進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 在軸頸及錐體等部分進(jìn)行高頻淬火 對一些多缸發(fā)動機(jī)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的曲軸 也可使用鑄造的 其成本較低 能鑄造出較復(fù)雜的形狀 但鑄造的曲軸韌性較差 摩托車發(fā)動機(jī)的曲軸 一般有兩種結(jié)構(gòu) 一種是組合式曲軸 另一種是整體式曲軸 2020 1 8 可編輯 曲軸分為主軸頸 連桿軸頸 曲柄 曲軸前端 曲軸后端五部分 曲軸后端 全支承式六缸曲軸 2010年2月 西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院農(nóng)機(jī)與車輛系主講 錢曉勝 2020 1 8 可編輯 七 飛輪 飛輪是利用其本身的旋轉(zhuǎn)慣性 在作功沖程中貯存發(fā)動機(jī)的能量 而在進(jìn)氣 壓縮 排氣行程中釋放能量 使發(fā)動機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的均勻和穩(wěn)定 因此要求飛輪有高的平衡度 與曲軸裝合后 要保證旋轉(zhuǎn)的平衡性 2020 1 8 可編輯 溫故 1 試述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用 主要組成 2 二沖程發(fā)動機(jī)的活塞頂部通常做成弧形凸頂 為什么 3 活塞環(huán)一般分為哪兩種 它們各自安裝位置有何不同 各自主要作用是什么 4 為什么要把活塞的橫斷面制成橢園形 而將其縱斷面制成上小下大的錐形或桶形 5 二沖程發(fā)動機(jī)的飛輪有那些作用 2020 1 8 可編輯 第五節(jié)配氣機(jī)構(gòu) 2020 1 8 可編輯 本節(jié)學(xué)習(xí)要求 1 熟悉配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成 2 熟悉二沖程及四沖程發(fā)動機(jī)的配氣過程 3 熟悉發(fā)動機(jī)配氣正時(shí)的定義和如何保證配氣正時(shí) 2020 1 8 可編輯 作用 按照發(fā)動機(jī)的工作循環(huán) 定時(shí)地打開或關(guān)閉氣缸的進(jìn) 排氣門 孔 使所需要的新鮮混合氣及時(shí)地進(jìn)入氣缸 并將燃燒后的廢氣排出氣缸 在高轉(zhuǎn)速的發(fā)動機(jī)中 每一個(gè)工作循環(huán)的進(jìn) 排氣過程只有千分之幾秒 在這短暫的時(shí)間內(nèi) 廢氣排出得愈徹底 進(jìn)入的可燃混合氣愈多 發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率愈大 同時(shí)配氣機(jī)構(gòu)在急劇變化的高速下工作 要受到很大的沖擊力 還要受高溫燃?xì)獾臒嶝?fù)荷及化學(xué)腐蝕的作用 工作條件惡劣 要求 要有足夠的氣體通面積 以提高充氣系數(shù) 要有小的排氣阻力 使排氣干凈 以提高進(jìn)氣量 結(jié)構(gòu)要簡單 工作可靠 維修要方便 類型 配氣機(jī)構(gòu)因發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)不同而異 目前摩托車常用的配氣機(jī)構(gòu)有 氣孔式配氣機(jī)構(gòu) 它適于二沖程發(fā)動機(jī) 氣門式配氣機(jī)構(gòu) 它適用于四沖程發(fā)動機(jī) 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 一 二沖程發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu) 摩托車用二沖程發(fā)動機(jī)采用氣孔式配氣機(jī)構(gòu) 氣孔式配合機(jī)構(gòu)主要由進(jìn)氣系統(tǒng) 掃氣孔 排氣孔等組成 掃氣孔 排氣孔一般都開在氣缸壁上 由發(fā)動機(jī)活塞的上下移動 依次關(guān)閉和開放各氣孔 而進(jìn)氣孔 進(jìn)氣道和相應(yīng)進(jìn)氣閥門組成的進(jìn)氣系統(tǒng)在氣缸壁或曲軸箱上 1 掃氣孔與排氣孔二沖程發(fā)動機(jī)的掃氣 換氣 是在做功沖程后期進(jìn)行的 因二沖程發(fā)動機(jī)沒有獨(dú)立的排氣行程 所以廢氣排出主要是由掃氣行程完成的 掃氣孔位于進(jìn)排氣孔中間 先排后掃 是曲軸箱與氣缸連接通道 為減少阻力應(yīng)使通道圓滑 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 二沖程發(fā)動機(jī)的換氣過程 按掃氣來源分類 有曲軸箱掃氣 掃氣泵掃氣和廢氣渦輪增壓掃氣 而摩托車大都采用曲軸箱掃氣 按掃氣流動方式分類 有橫流式掃氣 回流式掃氣和直流式掃氣 而摩托車都采用回流式掃氣 如圖2 47所示 在早期的二沖程發(fā)動機(jī)上 大都在排氣孔的兩側(cè)各布置一個(gè)掃氣孔 一般這種結(jié)構(gòu)叫三口式 即氣缸壁上有一個(gè)排氣孔 兩個(gè)掃氣孔和一個(gè)進(jìn)氣孔 進(jìn)氣孔在壓縮沖程時(shí)被關(guān)閉 所以不計(jì)算在內(nèi) 隨著技術(shù)的進(jìn)步 二沖程發(fā)動機(jī)有了很大的進(jìn)步 為了提高掃氣效率 對掃氣孔和排氣孔的數(shù)量 形狀 大小及位置進(jìn)行了準(zhǔn)確計(jì)算 設(shè)計(jì)和不斷的改進(jìn) 出現(xiàn)了有 一個(gè)排氣孔 三個(gè)掃氣孔 一個(gè)進(jìn)氣孔 一個(gè)排氣孔 四個(gè)掃氣孔 一個(gè)進(jìn)氣孔 即五口式 一個(gè)排氣孔 五個(gè)掃氣孔 一個(gè)進(jìn)氣孔 即七口式 南方NFl25發(fā)動機(jī)就采用七口式結(jié)構(gòu) 即一個(gè)排氣孔 兩個(gè)主掃氣孔 兩個(gè)次掃氣孔 一個(gè)輔助掃氣孔和一個(gè)進(jìn)氣孔 進(jìn)氣孔中間有一根筋 在氣缸內(nèi)壁有兩個(gè)孔 但往外連成一體 就只算一個(gè)進(jìn)氣孔 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2 進(jìn)氣系統(tǒng)二沖程發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)由進(jìn)氣孔和進(jìn)氣閥組成 但因其結(jié)構(gòu)形式不同 一般進(jìn)氣的方式有 活塞閥進(jìn)氣 舌簧閥進(jìn)氣 活塞 舌簧閥進(jìn)氣和旋轉(zhuǎn)圓閥進(jìn)氣 2020 1 8 可編輯 1 活塞閥或進(jìn)氣系統(tǒng)活塞閥式進(jìn)氣系統(tǒng)如圖2 50a 所示 其進(jìn)氣孔 排氣孔 掃氣孔都在氣缸壁上 各氣孔的打開與關(guān)閉都靠活塞的上下往復(fù)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn) 因此稱活塞閥式 當(dāng)活塞在下止點(diǎn)時(shí) 進(jìn)氣孔關(guān)閉 排氣孔 掃氣孔開啟 完成掃氣過程 當(dāng)活塞上行 掃氣孔和排氣孔被關(guān)閉 進(jìn)氣孔開始開啟 可燃混合氣在曲軸箱的負(fù)壓下吸人曲軸箱 活塞到上止點(diǎn)時(shí) 進(jìn)氣孔完全打開 活塞下行到進(jìn)氣孔關(guān)閉 使進(jìn)人曲軸箱的可燃混合氣得到預(yù)壓縮 活塞到上止點(diǎn) 又開始下一個(gè)工作循環(huán) 這種進(jìn)氣方式 結(jié)構(gòu)簡單 成本低 工作可靠 因此是二沖程發(fā)動機(jī)上最早采用的方式 如幸福XF250就是活塞閥式 但這種進(jìn)氣方式 當(dāng)發(fā)動機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 由于活塞下移 使已經(jīng)進(jìn)入曲軸箱的可燃混合氣向化油器方向倒流 出現(xiàn)反噴現(xiàn)象 導(dǎo)致發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn) 燃料經(jīng)濟(jì)性變壞 所以這種進(jìn)氣方式的應(yīng)用已越來越少 2020 1 8 可編輯 2 舌簧閥式進(jìn)氣系統(tǒng)所謂舌簧閥 就是把具有彈性的金屬薄片一端固定在進(jìn)氣通道上 形成單向閥 它是靠進(jìn)氣道與曲軸箱內(nèi)的壓力差來開啟和關(guān)閉舌簧閥 實(shí)現(xiàn)混合氣只能從化油器流向曲軸箱 而不能從曲軸箱流回化油器 所以不會產(chǎn)生活塞閥那種倒流現(xiàn)象 改善了二沖程發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性 使加速也較靈敏 這種進(jìn)氣方式 二沖程發(fā)動機(jī)上用得較廣泛 如南方NFl25 重慶CY80 鈴木FRS0 80 AXl00等車型上都采用了舌簧閥進(jìn)氣系統(tǒng) 舌簧閥的結(jié)構(gòu)如圖2 52所示 它主要有閥座 橡膠層 簧片 限位板等組成 閥座常用鋁合金制成 其密封表面有一層橡膠層 可起緩沖 減振作用 并能提高簧片的壽命 為了使簧片開閉頻率更好 一般采用0 15 0 2mm的不銹鋼 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 舌簧閥有單片式和雙片式 舌簧閥裝在曲軸箱上部或氣缸體下部的進(jìn)氣管口 活塞上行是 曲軸箱內(nèi)形成真空 混合氣頂開舌簧閥進(jìn)入 當(dāng)活塞下行曲軸箱內(nèi)壓力增高 舌簧閥關(guān)閉 使已經(jīng)進(jìn)入曲軸箱的混合氣不會倒流 2020 1 8 可編輯 3 活塞舌簧閥式進(jìn)氣系統(tǒng)活塞閥增設(shè)舌簧閥的進(jìn)氣方式 把進(jìn)氣分為成兩部分 即活塞閥進(jìn)氣口和舌簧閥進(jìn)氣口 兩個(gè)口配合工作 在發(fā)動機(jī)低速曲軸箱真空度小 大部分可燃混合氣經(jīng)過舌簧閥進(jìn)入曲軸箱 當(dāng)發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí) 曲軸箱內(nèi)的真空度增大 大部分可燃混合氣則通過活塞閥進(jìn)氣口進(jìn)入曲軸箱 這樣既避免低速時(shí)活塞閥式出現(xiàn)的反噴現(xiàn)象 又可以彌補(bǔ)舌簧閥式在高速時(shí)進(jìn)氣阻力較大的缺點(diǎn) 因此提高了發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性 2020 1 8 可編輯 4 旋轉(zhuǎn)圓盤閥式進(jìn)氣系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)圓盤閥簡稱為轉(zhuǎn)盤閥 如圖2 54所示 這種結(jié)構(gòu)的曲軸箱側(cè)面有進(jìn)氣孔 化油器直接裝在這個(gè)孔處 在曲軸上裝有帶扇形切口的圓盤 并與曲軸同步旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)圓盤與曲軸箱內(nèi)側(cè)面進(jìn)氣孔相匹配 當(dāng)切口與進(jìn)氣孔相對時(shí) 即進(jìn)氣 進(jìn)氣孔被圓盤遮蓋時(shí) 即關(guān)閉 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 二 四沖程發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu) 它由氣門組和氣門傳動組組成 氣門式配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 體積大 質(zhì)量也大 造價(jià)較高 維修也復(fù)雜 但是它充氣系數(shù)高 燃料熱量的利用率高 燃燒較完全 排放污染小 潤滑條件好 機(jī)件磨損慢 同時(shí)發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性都比較好 所以在當(dāng)今摩托車上越來越廣泛的被采用 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 1 氣門式配氣機(jī)構(gòu)的型式1 按氣門的布置位置 側(cè)置式 很少用 和頂置式 現(xiàn)代摩托車發(fā)動機(jī)廣泛采用 即進(jìn) 排氣門置于氣缸蓋 倒掛在氣缸頂上 頂置式配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 會產(chǎn)生較大慣性力 2 按凸輪軸的位置 下置式和上置式三種 3 氣門驅(qū)動形式 搖臂驅(qū)動 擺臂驅(qū)動和直接驅(qū)動三種類型 4 按每缸氣門數(shù)分為 2 3 4 5氣門 5 按凸輪軸的驅(qū)動不同 鏈條 皮帶和齒輪傳動 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2 氣門組 包括氣門 氣門導(dǎo)管 氣門座 氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及氣門彈簧等零件 氣門組要求 氣門與氣門座有良好的密封性氣門導(dǎo)管對氣門桿有良好的導(dǎo)向氣門組有良好的耐磨性氣門密封面具有良好的自潔性 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 氣門由頭部和桿部兩部分組成 進(jìn)氣門頭部的溫度高達(dá)670K 排氣門達(dá)1070K 要求氣門具有足夠的強(qiáng)度 剛度和耐磨能力 進(jìn)氣門一般用中碳合金鋼制造 如鉻鋼 鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等 排氣門則采用耐熱合金鋼制造 如硅鉻鋼 硅鉻鉬鋼 硅鉻錳鋼等 2020 1 8 可編輯 氣門頭頂部有平頂 球面頂和喇叭形頂 平頂氣門進(jìn) 排氣門都可采用 球面頂氣門適用于排氣門 喇叭形頂氣門適用于進(jìn)氣門 2020 1 8 可編輯 錐角減小 氣門通道斷面增大 進(jìn)氣阻力減小 但氣門頭部剛度變小 導(dǎo)熱性變差 2020 1 8 可編輯 氣門頭與氣門座的密封錐面應(yīng)互相研磨 改善密封性 排氣門密封錐面堆焊特種合金 提高耐磨性和耐腐蝕性 2020 1 8 可編輯 氣門桿端部的環(huán)槽用來安裝彈簧座鎖片 2020 1 8 可編輯 氣門鎖片 2020 1 8 可編輯 氣門導(dǎo)管起導(dǎo)向和導(dǎo)熱作用 潤滑困難 容易磨損 氣門導(dǎo)管用球墨鑄鐵或鐵基粉末冶金制造 在以一定的過盈將氣門導(dǎo)管壓入氣缸蓋上的氣門導(dǎo)管座孔之后 再精鉸氣門導(dǎo)管孔 以保證氣門導(dǎo)管與氣門桿之間的配合間隙0 05 0 12mm 使氣門桿能在導(dǎo)管中自由運(yùn)動 2020 1 8 可編輯 氣缸蓋上與氣門錐面相貼合的部位稱氣門座 氣門座的溫度很高 又承受頻率極高的沖擊載荷 容易磨損 因此 鋁氣缸蓋和大多數(shù)鑄鐵氣缸蓋均鑲嵌由合金鑄鐵或粉末冶金或奧氏體鋼制成的氣門座圈 在氣缸蓋上鑲嵌氣門座圈可以延長氣缸蓋的使用壽命 也有一些鑄鐵氣缸蓋不鑲氣門座圈 直接在氣缸蓋上加工出氣門座 2020 1 8 可編輯 排氣門座用合金鑄鐵制作 然后鑲嵌到氣缸蓋上 缺點(diǎn)是導(dǎo)熱性差 加工精度要求高 工作時(shí)鑲座脫落 會導(dǎo)致重大事故 氣門座圈 2020 1 8 可編輯 氣門彈簧能消除氣門開 關(guān)閉過程中產(chǎn)生間隙 并保證氣門關(guān)閉緊密 氣門彈簧材料為高碳錳鋼或鉻釩鋼絲 2020 1 8 可編輯 1 采用雙氣門彈簧廣泛采用每個(gè)氣門安裝兩個(gè)直徑不同 旋向相反的內(nèi) 外彈簧 由于兩個(gè)彈簧的固有頻率不同 當(dāng)一個(gè)彈簧發(fā)生共振時(shí) 另一個(gè)彈簧能起到阻尼減振作用 采用雙氣門彈簧可以減小氣門彈簧的高度 而且當(dāng)一個(gè)彈簧折斷時(shí) 另一個(gè)彈簧仍可維持氣門工作 彈簧旋向相反 可以防止折斷的彈簧圈卡入另一個(gè)彈簧圈內(nèi)使其不能工作或損壞 2 采用變螺距氣門彈簧某些高性能汽油機(jī)采用變螺距單氣門彈簧 變螺距彈簧的固有頻率不是定值 從而可以避開共振 3 采用錐形氣門彈簧錐形氣門彈簧的剛度和固有振動頻率沿彈簧軸線方向是變化的 因此可以消除發(fā)生共振的可能性 2020 1 8 可編輯 3 氣門傳動組主要包括凸輪軸正時(shí)齒輪 挺柱及其導(dǎo)管 氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)還有推桿搖臂和搖臂軸等 氣門傳動組的作用是讓進(jìn) 排氣門按要求開閉 進(jìn) 排氣凸輪使氣門按工作次序和配氣相位開閉 并保證氣門有足夠的升程 要求凸輪軸有足夠的韌性和剛度 并對凸輪表面要求耐磨 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 2020 1 8 可編輯 凸輪軸的變形會影響配氣相位 采用全支承以減小變形 一般凸輪軸是每隔兩個(gè)氣缸設(shè)置一個(gè)軸頸 凸輪軸的材料一般用優(yōu)質(zhì)鋼模鍛而成 2020 1 8 可編輯 挺柱的功