摩托車發(fā)動機結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

1、 摩托車發(fā)動機的結(jié)構(gòu)、性能及摩托車發(fā)動機的結(jié)構(gòu)、性能及公司各型發(fā)動機主要參數(shù)、指標(biāo)公司各型發(fā)動機主要參數(shù)、指標(biāo) 曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。 它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運動，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成活塞的直線運動。 活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿軸瓦（或滾針軸承） 構(gòu)造：活塞可分為三部分，活塞頂部、活塞頭部和活塞裙部?；钊敳砍惺軞怏w壓力，它是燃燒室的組成部分，其形狀、位置、大小都和燃燒室的具體形式有關(guān)，都是

2、為滿足可燃混合氣形成和燃燒的要求，其頂部形狀可分為四大類，平頂活塞、凸頂活塞、凹頂活塞和成型頂活塞。平頂活塞頂部是一個平面，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，受熱面積小，頂部應(yīng)力分面較為均勻。凸頂活塞頂部凸起呈球頂形，其頂部強度高，起導(dǎo)向作用，有利于改善換氣過程。凹頂活塞頂部呈凹陷形，凹坑的形狀和位置必須有利于可燃混合氣的燃燒，有雙渦流凹坑、球形凹坑、U形凹坑等等。活塞裙部活塞裙部 活塞裙部指從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括裝活塞銷的銷座孔?；钊共繉钊跉飧變?nèi)的往復(fù)運動起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力。裙部的長短取決于側(cè)壓力的大小和活塞直徑。所謂側(cè)壓力是指在壓縮行程和作功行程中，作用在活塞頂部的氣體壓

3、力的水平分力使活塞壓向氣缸壁。壓縮行程和作功行程氣體的側(cè)壓力方向正好相反，由于燃燒壓力大大高于壓縮壓力，所以，作功行程中的側(cè)壓力也大大高于壓縮行程中的側(cè)壓力?；钊共砍惺軅?cè)壓力的兩個側(cè)面稱為推力面，它們處于與活塞銷軸線相垂直的方向上?；钊h(huán)在高溫、高壓、高速和潤滑極其困難的條件下工作，尤其是 第一道環(huán)最為困難，長期以來，活塞環(huán)一直是發(fā)動機上使用壽命最 短的零件?；钊h(huán)工作時受到氣缸中高溫高壓燃?xì)獾淖饔茫瑴囟群?高(特別是第一道環(huán)溫度可高達(dá)600K)，活塞環(huán)在氣缸內(nèi)隨活塞一起 作高速運動，加上高溫下機油可能變質(zhì)，使環(huán)的潤滑條件變壞，難 以保證良好的潤滑，因而磨損嚴(yán)重。另外，由于氣缸壁的錐度和橢

4、圓度，活塞環(huán)隨活塞往復(fù)運動時，沿徑向會產(chǎn)生一張一縮運動，使 環(huán)受到交變應(yīng)力而容易折斷。因此，要求活塞環(huán)彈性好，強度高、 耐磨損。目前廣泛采用的活塞環(huán)材料是合金鑄鐵(在優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵中 加入少量銅、鉻、鉬等合金元素)，第一道環(huán)鍍鉻，其余環(huán)一般鍍 錫或磷化。 第一環(huán)桶面，第二環(huán)錐面。桶面結(jié)構(gòu)使機油容易進(jìn)入摩擦面，減小磨損。由于它與氣缸呈圓弧接觸，故對氣缸表面的適應(yīng)性和對活塞偏擺的適應(yīng)性均較好，有利于密封；而錐面結(jié)構(gòu)減小了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封?；钊滦袝r，便于刮油；活塞上行時，由于錐面的油楔作用，能在油膜上飄浮過去，減小磨損，安裝時，不能裝反，否則會引起機油上竄 新鮮

5、空氣或可燃混合氣被吸入氣缸愈多，則發(fā)動機可能發(fā)出的功率愈大。新鮮空氣或可燃混合氣充滿氣缸的程度，用充氣效率表示。越高，表明進(jìn)入氣缸的新氣越多，可燃混合氣燃燒時可能放出的熱量也就越大，發(fā)動機的功率越大。 凸輪軸的布置形式:凸輪軸下置,主要缺點是氣門和凸輪軸相距較遠(yuǎn)，因而氣門傳動另件較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，發(fā)動機高度也有所增加。凸輪軸上置,凸輪軸布置在氣缸蓋上。凸輪軸上置有兩種結(jié)構(gòu)，一是凸輪軸直接通過搖臂來驅(qū)動氣門，這樣既無挺柱，又無推桿，往復(fù)運動質(zhì)量大大減小，此結(jié)構(gòu)適于高速發(fā)動機。另一種是凸輪軸直接驅(qū)動氣門或帶液力挺柱的氣門，此種配氣機構(gòu)的往復(fù)運動質(zhì)量更小，特別適應(yīng)于高速發(fā)動機。包括氣門、氣門座、氣門

6、導(dǎo)管、氣門彈簧、鎖片、卡簧氣門頭部是一個具有圓錐斜面的圓盤，氣門錐角一般為45 ，也有30 ，氣門頭邊緣應(yīng)保持一定厚度，一般為1-3 mm，以防工作中沖擊損壞和被高溫?zé)g。氣門密封錐面與氣門座配對研磨。氣門彈簧氣門彈簧功用：保證氣門回位氣門彈簧的作用在于保證氣門回位，在氣門關(guān)閉時，保證氣門與氣門座之間的密封，在氣門開啟時，保證氣門不因運動時產(chǎn)生的慣性力而脫離凸輪。氣門彈簧多為圓柱形螺旋彈簧，它的一端支承在氣缸蓋上，另一端壓靠在氣門桿尾端的彈簧座上，彈簧座用鎖片固定在氣門桿的尾端。鎖片、卡簧鎖片、卡簧 鎖片、卡簧鎖片、卡簧其功用是在氣門彈簧力的作用下把彈簧座和氣門桿鎖住，使彈簧力作用到氣門桿上。

7、凸輪軸功用：控制氣門的開啟和關(guān)閉，每一個進(jìn)、排氣門分別有相應(yīng)的進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪。凸輪的形狀影響氣門的開閉時刻及高度，凸輪的排列影響氣門的開閉時刻和工作順序。（根據(jù)凸輪軸可以判斷工作順序）工作中，凸輪軸受到氣門間歇性開啟的周期性沖擊載荷，因此對凸輪表面要求耐磨，凸輪軸要有足夠的韌性和剛度。推 桿搖 臂搖臂實際上是一個雙臂杠桿，將推桿傳來的力改變方向，作用到氣門桿端打開氣門。 理論相位分析：a. 氣門的開、閉有個過程 開啟 總是 由小大 關(guān)閉 總是 由大小b. 氣體慣性的影響 隨著活塞的運動同樣造成進(jìn)氣不足、排氣不凈c. 發(fā)動機速度的要求 實際發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速很高，活塞每一行程歷時都很短，當(dāng)轉(zhuǎn)速為

8、 5600r/min時一個行程只有60/（56002）=0.0054s，就是轉(zhuǎn)速為1500r/min，一個行程也只有0.02s，這樣短的進(jìn)氣或排氣過程，使發(fā)動機進(jìn)氣不足，排氣不凈。進(jìn)氣門早開：增大了進(jìn)氣行程開始時氣門的開啟高度，減小進(jìn)氣阻力，增加進(jìn)氣量。進(jìn)氣門晚關(guān)：延長了進(jìn)氣時間，在大氣壓和氣體慣性力的作用下，增加進(jìn)氣量。排氣門早開：借助氣缸內(nèi)的高壓自行排氣，大大減小了排氣阻力，使排氣干凈。排氣門晚關(guān)：延長了排氣時間，在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下，使排氣干凈 作用：給熱膨脹留有余地保證氣門密封不同機型，氣門間隙的大小不同，根據(jù)實驗確定，一般冷態(tài)時，排氣門間隙大于進(jìn)氣門間隙，進(jìn)氣門間隙約為0.

9、250.3mm，排氣門間隙約為0.30.35mm。間隙過大：進(jìn)、排氣門開啟遲后，縮短了進(jìn)排氣時間，降低了氣門的開啟高度，改變了正常的配氣相位，使發(fā)動機因進(jìn)氣不足，排氣不凈而功率下降，此外，還使配氣機構(gòu)零件的撞擊增加，磨損加快。間隙過小：發(fā)動機工作后，零件受熱膨脹，將氣門推開，使氣門關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏氣，功率下降，并使氣門的密封表面嚴(yán)重積碳或燒壞，甚至氣門撞擊活塞。 發(fā)動機的性能指標(biāo)是用來衡量發(fā)動機性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動機的主要性能指標(biāo)有：動力性能指標(biāo)，經(jīng)濟性能指標(biāo)和排放性能指標(biāo)。(1) 動力性能指標(biāo)動力性能指標(biāo)動力性能指標(biāo)指曲軸對外作功能力的指標(biāo)，包括有效扭矩、有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速。a. a.有效扭

10、矩有效扭矩：指發(fā)動機通過曲軸或飛輪對外輸出的扭矩，通常用Te表示，單位為 Nm。有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過連桿、傳給曲軸 產(chǎn)生的扭矩，并克服了摩擦，驅(qū)動附件等損失之后從曲軸對外輸出的 凈扭矩。b. 有效功率有效功率：指發(fā)動機通過曲軸或飛輪對外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為 kW。有效功率同樣是曲軸對外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲 軸轉(zhuǎn)速的乘積。發(fā)動機的有效功率可以在專用的試驗臺上用測功器測 定。c. 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速： 指發(fā)動機曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min。發(fā)動機產(chǎn)品銘牌上標(biāo)明 的功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速。(2) 經(jīng)濟性能指標(biāo)經(jīng)濟性能指標(biāo) 通常用燃油消耗率燃油消

11、耗率來評價內(nèi)燃機的經(jīng)濟性能。燃油消耗率是指單位有效功的燃油消耗量，也就是發(fā)動機每發(fā)出1kW有效功率在1小時內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kWh，有效燃油消耗率越小，表示發(fā)動機曲軸輸出凈功率所消耗的燃油越少，其經(jīng)濟性越好。通常發(fā)動機銘牌上給出的有效燃油消耗率ge是最小值。(3) 排放性能排放性能排放性能指標(biāo)包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量、噪聲等。發(fā)動機的主要性能指標(biāo)有效扭矩Te，有效功率Pe，有效耗油率隨其運轉(zhuǎn)工況(負(fù)荷、轉(zhuǎn)速)變化而變化的關(guān)系稱為發(fā)動機的特性。其性能指標(biāo)隨發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為發(fā)動機的速度特性，而性能指標(biāo)隨負(fù)荷

12、變化的關(guān)系稱為發(fā)動機的負(fù)荷特性。用曲線來表示這些關(guān)系，稱為發(fā)動機的特性曲線。發(fā)動機特性是對發(fā)動機性能進(jìn)行全面評價和鑒定的依據(jù)。在發(fā)動機特性中，其速度特性最為常用。速度特性速度特性發(fā)動機的速度特性指發(fā)動機的性能指標(biāo)Te，Pe，ge，隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速n變化的規(guī)律，用曲線表示，稱為速度特性曲線。速度特性可以在發(fā)動機試驗臺上測得。當(dāng)節(jié)氣門開度保持不變時，同時用測功器對發(fā)動機曲軸施加一定數(shù)值的阻力矩。當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定時即阻力矩和發(fā)動機發(fā)出的有效扭矩相等時，可用轉(zhuǎn)速表測出此時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，同時在測功器上測出該轉(zhuǎn)速下的有效扭矩Te，計算出有效功率Pe，另外可測出消耗一定量汽油所經(jīng)歷的時間，換算成每小時耗油量GT，

13、然后計算出有效燃油消耗率ge。改變測功器的阻力矩數(shù)值，重復(fù)上述過程，又可以得出一組n、Te、Pe、ge，這樣重復(fù)若干次，可以得到一系列的n、Te、Pe、ge，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)，以轉(zhuǎn)速n為橫坐標(biāo)，以性能指標(biāo)Te、Pe、ge為縱坐標(biāo)作出三條曲線，即為相對應(yīng)于該節(jié)氣門開度的速度特性曲線。節(jié)氣門全開時的速度特性叫發(fā)動機的外特性；節(jié)氣門不全開的任意位置所得到的速度特性都稱為部分特性。發(fā)動機的外特性代表了發(fā)動機所具有的最高動力性能。產(chǎn)品特征代號缸數(shù)符號汽缸布置形式符號沖程符號缸徑符號冷卻方式特征符號發(fā)動機用途特征符號發(fā)動機名義排量符號設(shè)計及改型代號首部中 部后 部尾部M表2 沖程符號符 號含 義無符號水冷F自然風(fēng)冷Q強制風(fēng)冷Y油 冷表3 冷卻方式特征符號1 57 F M I 2單缸斜置式四沖程缸徑 57mm自然風(fēng)冷摩托車用名義排量125ml第2次設(shè)計一套完整的進(jìn)排氣系統(tǒng)主要由空濾器、化油器、缸頭燃燒室、進(jìn)排氣道和排氣管等組合而成?？諡V器主要負(fù)責(zé)空氣的過濾和凈化，根據(jù)濾芯