摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)介紹

1、摩托車的種類 騎式車 街跑車 太子車 彎梁車 踏板車 越野車 公務(wù)車 公路跑車 各種不同用途的摩托車，由于使用性能不同，在其結(jié)構(gòu)形式上也各有不同特點(diǎn)，所配備的發(fā)動(dòng)機(jī)也不同，下面簡(jiǎn)單介紹一下我公司在生產(chǎn)的整車類型和發(fā)動(dòng)機(jī)。按乘騎姿勢(shì)分類：1.騎式車 2.彎梁車3.踏板車騎式車 金禧王QJ125-19A 采用的是CG款125cc發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是：氣缸布置是立式，配氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用搖臂+頂桿的方式街跑車 暢跑QJ125-9 采用的是GS款125cc發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是：氣缸布置是立式，配氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用鏈輪+鏈條的方式太子車 QJ250-3 采用的是直列兩缸風(fēng)冷250cc發(fā)動(dòng)機(jī)彎梁車 風(fēng)

2、尚QJ110-6F 采用的是大陽(yáng)款110cc發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是：氣缸布置是臥式，采用自動(dòng)雙離合器踏板車 領(lǐng)悅QJ125T-15A 采用的是臥式踏板發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是：氣缸布置是臥式，采用皮帶式無(wú)級(jí)變速器，即CVT（Continuously Variable Transmission ）越野車公務(wù)車公路跑車 Q.J. Benelli TNT 1130 和Trek 1130跑車 采用并列3缸水冷電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，排量1130cc，最大功率101kW/9250rpm，最大扭矩117Nm/6750rpm，最高車速255km/h彎梁發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)介紹及設(shè)計(jì)要點(diǎn)以QJ154FMI-2發(fā)動(dòng)機(jī)為例曲軸連

3、桿活塞分總成氣缸體分總成氣缸蓋分總成配氣機(jī)構(gòu)分總成正時(shí)傳動(dòng)張緊機(jī)構(gòu)分總成初級(jí)離合器組件和次級(jí)離合器組件變速系統(tǒng)分總成電起動(dòng)分總成腳起動(dòng)分總成磁電機(jī)分總成左曲軸箱體分總成右曲軸箱體分總成左蓋分總成右蓋分總成機(jī)油泵分總成發(fā)動(dòng)機(jī)的組成部分曲軸連桿活塞分總成主要零部件活塞，活塞環(huán)，活塞銷，擋圈左右曲柄，曲柄銷連桿，連桿大頭滾針軸承左、右軸承，正時(shí)主動(dòng)鏈輪，機(jī)油泵驅(qū)動(dòng)齒輪其它附屬零件如：半圓鍵，鎖緊螺母等設(shè)計(jì)要點(diǎn)活塞的設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)解決的問(wèn)題是：（1）改善活塞頂及第一環(huán)的工作條件，防止頂部熱裂，環(huán)槽的過(guò)渡磨損。（2）改善活塞小和銷座的實(shí)際承載能力，減少磨損、防止破裂。（3）設(shè)計(jì)合適的裙部外形，提高裙部承載能

4、力，減小配缸間隙，改善磨損并使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。選擇合適的活塞壓縮高度、火力岸高度，環(huán)帶高度，活塞總高，活塞頂部厚度，環(huán)槽形狀，其中火力岸高度、一道環(huán)岸寬度、活塞頂部厚度、銷座強(qiáng)度要經(jīng)過(guò)分析組應(yīng)力計(jì)算確定合適的尺寸。材料：AC8A，熱處理要去：應(yīng)經(jīng)T6處理，硬度為95130HBS，同一活塞硬度差不超過(guò)10個(gè)布氏硬度單位；活塞頂部到氣缸上平面保證0.5-1mm，最小間隙0.5mm，活塞和氣門(mén)的一個(gè)工作循環(huán)的最小間隙大于2毫米，必須配合氣門(mén)升程通過(guò)計(jì)算得到該最小間隙；為提高活塞的磨合性能，活塞表面必須進(jìn)行磷化處理活塞銷擋圈槽開(kāi)檔尺寸應(yīng)與活塞銷配合設(shè)計(jì)活塞銷孔中心一般向主推力側(cè)偏心0.5mm （摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)

5、為進(jìn)氣門(mén)側(cè)為助推力側(cè)），減少活塞在上止點(diǎn)換向時(shí)對(duì)氣缸表面的沖擊，降低振動(dòng)和噪聲?；钊撞恳獧z查是否和曲柄干涉連桿 連桿大小頭支撐必須要選擇合適的圓角過(guò)渡，以減小應(yīng)力，增加強(qiáng)度； 連桿桿身一般采用工字形截面 連桿大小頭內(nèi)孔倒角要小，為C0.5 連桿設(shè)計(jì)要作運(yùn)動(dòng)干涉檢查。必須做出一圈的軌跡圖 連桿質(zhì)量公差要控制+-5g；曲柄銷潤(rùn)滑連桿的出油口位于上止點(diǎn)前30-40度范圍內(nèi)，保證滾針軸承在最受到最大爆發(fā)壓力時(shí)，有足夠的潤(rùn)滑油。連桿大頭滾針軸承壽命允許的情況下，安裝尺寸盡量小且輕 目標(biāo)壽命220小時(shí)曲柄對(duì)于單缸機(jī)：曲柄的偏心質(zhì)量用于平衡曲柄銷、連桿大頭、滾針軸承所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力和活塞、活塞銷，連桿小

6、頭所產(chǎn)生的往復(fù)慣性力，注意計(jì)算平衡率大小和合力橢圓夾角方向。且合力方向應(yīng)同整車方面一起確定，以減輕整車的振動(dòng)。曲柄左右兩半必須保證平衡重相等，以保證左右軸承的壽命相當(dāng)。氣缸體分總成主要有氣缸體組件，和氣缸墊片，定位銷，螺栓等附件組成氣缸體組件目前應(yīng)用最多的是干式鑄鐵缸套風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)需要注意氣缸體散熱片的設(shè)計(jì)，散熱片根部做成斜面和大的圓角，提高缸套剛度和缸套散熱能力，水冷發(fā)動(dòng)機(jī)需要注意水套的設(shè)計(jì)氣缸套內(nèi)部要進(jìn)行珩磨處理，珩磨出夾角為22-32溝紋，有利于油膜均勻分布，使活塞得到足夠潤(rùn)滑，減小磨損。氣缸墊片一般為無(wú)石棉耐油橡膠紙墊氣缸蓋分總成主要由氣缸蓋組件，火花塞，缸蓋墊片，鏈輪蓋，進(jìn)氣管，二次進(jìn)

7、氣管組件等零件組成氣缸蓋需要注意燃燒室形狀和進(jìn)、排氣門(mén)座圈，進(jìn)、排氣道，散熱片的設(shè)計(jì)。燃燒室是由氣缸蓋、進(jìn)、排氣門(mén)、火花塞所組成的空間，必須根據(jù)整機(jī)設(shè)定的壓縮比，燃燒室容積公差應(yīng)按照發(fā)動(dòng)機(jī)的排量來(lái)控制公差,大約是0.16%,燃燒室形狀有球形，屋頂形，異形等，火花塞一般布置在進(jìn)排氣門(mén)之間，靠緊燃燒室中心的區(qū)域，有利于火焰的傳播。氣道外形應(yīng)過(guò)度圓滑順暢，截面積從進(jìn)口由大到小漸變；在有一定滾流跟渦流系數(shù)的情況下,流量系數(shù)盡量大.氣道收口：氣道座圈口位置應(yīng)單側(cè)收口0.5mm，便于加工后保證過(guò)渡圓滑,在設(shè)計(jì)氣道時(shí)就按照收口設(shè)計(jì)；壁厚：燃燒室頂部壁厚控制在8-10mm，氣道外壁厚度控制在4.5-5mm，其

8、余壁厚控制在3.5-4mm；干涉檢查：檢查搖臂，凸輪軸，張緊鏈條等與缸蓋最小間距，一般在拔模的狀態(tài)下最少預(yù)留2-3mm的間隙；檢查缸頭進(jìn)排氣管螺栓安裝是否方便，火花塞套筒在工作時(shí)是否與缸頭干涉. 風(fēng)冷缸頭要進(jìn)行散熱計(jì)算 燃燒室頂部設(shè)計(jì)有散熱片，并設(shè)計(jì)專門(mén)的進(jìn)、出風(fēng)口，加強(qiáng)燃燒室頂部和火花塞的散熱氣門(mén)導(dǎo)管要有O形圈密封，防止缸蓋頂部機(jī)油從導(dǎo)管外幣滲入氣道中，容易引起積碳和影響排放。氣門(mén)導(dǎo)管導(dǎo)向長(zhǎng)度盡量為7倍氣門(mén)桿徑氣門(mén)座圈：過(guò)盈配合，過(guò)盈量8-11絲;氣門(mén)座圈厚度取座圈內(nèi)徑的0.1-0.15倍,高度為外徑的0.16-0.22倍.氣門(mén)密封帶寬度1-1.3mm左右氣門(mén)導(dǎo)管和氣門(mén)座圈的材料均為粉末冶金

9、材料，具有高的耐磨性和較低的價(jià)格配氣機(jī)構(gòu)分總成 主要由凸輪軸，鏈輪、搖臂，搖臂軸，進(jìn)、排氣門(mén)、氣門(mén)彈簧、彈簧盤(pán)、鎖夾、調(diào)整螺釘、軸承等零件組成設(shè)計(jì)要求 保證發(fā)動(dòng)機(jī)有良好的換氣質(zhì)量，必須是排氣盡量干凈，進(jìn)氣盡量充分。 具有良好的動(dòng)力特性，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)可靠，使噪聲減至最低的程度 磨損小，使用壽命高 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修凸輪型線應(yīng)保證能獲得盡可能大的時(shí)間斷面值，氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉要快，以求在盡可能大的凸輪轉(zhuǎn)角內(nèi)，氣門(mén)接近全開(kāi)位置。應(yīng)保證配氣機(jī)構(gòu)各零件所受的沖擊和振動(dòng)盡可能小，以求獲得配氣機(jī)構(gòu)工作的平穩(wěn)性和可靠性。 以上兩個(gè)方面是相互矛盾的，如追求進(jìn)氣量，凸輪型線很陡，氣門(mén)的落座沖擊和反跳增大，增大氣

10、門(mén)和座圈，凸輪和搖臂的磨損，并帶來(lái)噪音。設(shè)計(jì)中應(yīng)使用TYCON進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 凸輪設(shè)計(jì)時(shí)檢查活塞與氣門(mén)間隙，最小氣門(mén)間隙2-2.5。氣門(mén) 氣門(mén)盤(pán)直徑和氣門(mén)座圈內(nèi)徑大小的選擇需性能分析組確認(rèn)，確保足夠的進(jìn)排氣能力 氣門(mén)錐角為45，錐面寬度b（0.8-1.3）t，頸部斜角一般為20（可減少氣流流通阻力，增加氣門(mén)剛度）氣門(mén)盤(pán)厚度t=0.080.11D(t為錐面上邊到盤(pán)面的厚度，D為氣門(mén)盤(pán)直徑)，確保氣門(mén)盤(pán)有足夠的剛度， 為保證氣門(mén)密封可靠，只允許氣門(mén)座錐角比氣門(mén)錐角大0.5-1度。氣門(mén)錐角必須取正公差 排氣門(mén)的錐面需堆焊鈷基和鎳基合金，進(jìn)氣門(mén)不需要。氣門(mén)桿端面一般要求堆焊。以增強(qiáng)耐磨性能 氣門(mén)桿部精加

11、工面到氣門(mén)頸部的毛坯面要有一端R15-R20的圓弧過(guò)渡，以減少加工導(dǎo)致的應(yīng)力集中氣門(mén)彈簧作用是保證氣門(mén)關(guān)閉時(shí)氣門(mén)與氣門(mén)座的閉合密封，氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)氣門(mén)準(zhǔn)確的隨凸輪運(yùn)動(dòng)彈簧最大應(yīng)力,根據(jù)材料來(lái)確定,一般要小于700-850MPa彈簧剛度及彈簧安裝時(shí)壓縮力，根據(jù)動(dòng)力分析結(jié)果調(diào)整，要防止氣門(mén)飛脫彈簧兩端并圈并磨平，磨平面要加上倒角，磨平面尾部最小厚度要保證0.6mm以上,最上端的一圈的彈簧厚度要逐步變化且并圈處節(jié)距的變化要均勻緩慢。注意共振檢查，共振頻率達(dá)到凸輪轉(zhuǎn)速頻率的9倍以上，否則容易引起彈簧共振斷裂。正時(shí)傳動(dòng)張緊機(jī)構(gòu)分總成 主要由主導(dǎo)鏈板，副導(dǎo)鏈板，鏈條，漲緊器組成 鏈條多為齒形鏈，噪音低，也有采

12、用滾子鏈，小排量摩托車正時(shí)鏈條節(jié)距都為6.35mm，注意計(jì)算鏈條節(jié)數(shù)時(shí)一定是偶數(shù)節(jié)。 導(dǎo)鏈板要設(shè)計(jì)合理的導(dǎo)鏈曲面，以減小鏈條噪音 張緊器的張緊升力一般為5-10N，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致鏈條過(guò)分張緊，加快導(dǎo)鏈板的磨損，過(guò)小導(dǎo)致鏈條松動(dòng)產(chǎn)生噪音。初級(jí)離合器組件和次級(jí)離合器組件離合器總體布置形式：前置(發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩先經(jīng)離合器，再傳給一次減速機(jī)構(gòu)，然后傳給變速器主軸，用于小排量和輕便摩托車)，后置(發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩先經(jīng)一次減速機(jī)構(gòu)傳給離合器，然后傳給變速器主軸，可用于各類摩托車)初級(jí)離合器組件是蹄塊離心式離合器，與曲軸同軸裝配，離合器的離合主要受曲軸轉(zhuǎn)速影響，結(jié)合轉(zhuǎn)速大于怠速轉(zhuǎn)速。次級(jí)離合器組件是多片濕式離

13、合器，分離靠外加的軸向推力，使離合器片打滑，結(jié)合靠離合器彈簧的彈力壓緊。初級(jí)和次級(jí)離合器同時(shí)組成了初級(jí)減速機(jī)構(gòu)。減速比：68/193.58初級(jí)離合器組件 主要由主動(dòng)齒輪組合、主動(dòng)盤(pán)組合、濾清器墊片、濾清器蓋、止退墊片組成注意：彈簧預(yù)拉力影響離合器的結(jié)合轉(zhuǎn)速，一般彈簧的剛度要小些，去K=7-10N/mm，其硬度要適當(dāng)，否則彈簧容易發(fā)生斷裂。單向離合器機(jī)構(gòu)次級(jí)離合器組件 構(gòu)成：次級(jí)大齒輪、次級(jí)外罩、中心套、摩擦片組合、摩擦鐵片、緩沖體、蓋板、升盤(pán)、彈簧、彈簧壓盤(pán)、襯套、螺栓、鉚釘?shù)?設(shè)計(jì)時(shí)要注意校核離合器的最大摩擦力矩，并選擇合適的后備系數(shù)。 緩沖彈簧或橡膠的設(shè)計(jì)要重視：彈簧不能夠在側(cè)向卡死或者橡

14、膠無(wú)變形空間，否則引起離合器松，斷齒等問(wèn)題 手把握力要小，一般 20-40N變速系統(tǒng)分總成功能：1）改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪扭矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的道路條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況下工作，達(dá)到油耗低、功率大的目的。2）利用空檔實(shí)現(xiàn)中斷動(dòng)力傳遞，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠順利起動(dòng)和怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。變檔軸組合 主軸組件 副軸組件 鏈輪1）主副軸檔位設(shè)計(jì)時(shí)，是使滑動(dòng)齒輪處于空檔位置，此時(shí)齒輪棘爪的間隙為1.5-1.6mm，滑動(dòng)齒輪的變擋行程一般是5.5-5.7，所有齒輪為常嚙合狀態(tài)，即變擋時(shí)齒輪滑動(dòng)后和對(duì)面齒輪保持嚙合狀態(tài)2）摩托車傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)比：ii1*ig*i2 即一次傳動(dòng)比，變速器傳動(dòng)比，二次

15、傳動(dòng)比的乘積。 最小傳動(dòng)比應(yīng)使摩托車達(dá)到最高設(shè)計(jì)車速；最大傳動(dòng)比應(yīng)保證摩托車的最大爬坡度。3）齒輪模數(shù)，摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪常用模數(shù)為1.25，1.5，1.75，2，2.25，2.5。本機(jī)：1擋1.5，2擋1.75，3擋2，4擋1.75變擋鼓型線根據(jù)主副軸檔位的排布，變擋鼓和撥叉軸的位置來(lái)確定。根據(jù)檔位數(shù)量確定每個(gè)擋的轉(zhuǎn)角（常用轉(zhuǎn)角為72和60），可以先畫(huà)出變擋鼓的平面檔位型線，再將型線環(huán)形折彎形成變擋鼓的實(shí)際形狀 變擋操縱機(jī)構(gòu)主要零件：變檔軸組合，變檔星輪，撥盤(pán)，星輪定位組件電起動(dòng)分總成 電起動(dòng)馬達(dá) 過(guò)渡齒輪 過(guò)渡齒輪軸 星輪組合（滾柱式超越離合器）齒輪嚙入輕松、沖擊小發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，能防止發(fā)動(dòng)機(jī)

16、帶動(dòng)起動(dòng)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作后，起動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力聯(lián)系中斷能使曲軸產(chǎn)生足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)速，一般最低轉(zhuǎn)速不低于400rpm，在500rpm以上起動(dòng)比較可靠，電起動(dòng)的減速比一般為15-25設(shè)計(jì)要求：腳起動(dòng)分總成腳起動(dòng)軸腳起動(dòng)齒輪腳起動(dòng)棘輪腳起動(dòng)彈簧腳起動(dòng)扭簧1）由起動(dòng)軸向曲軸增速，在起動(dòng)瞬間使曲軸達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，保證發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)，增速比為5-8（一般腳起動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為60-80rpm）2）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，起動(dòng)機(jī)構(gòu)在其嚙合解脫裝置的作用下自動(dòng)脫離嚙合并回位，不隨曲軸的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)要求：磁電機(jī)分總成 轉(zhuǎn)子組件 定子組件 觸發(fā)器 線纜發(fā)動(dòng)機(jī)研究所負(fù)責(zé)確定磁電機(jī)的外形尺寸和安裝尺寸，電器性能參數(shù)由電器研究所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。左曲軸箱體分總成右曲軸箱體分總成箱體類零件設(shè)計(jì)在確保箱體有足夠的強(qiáng)度和剛度前提下盡量減輕重量。左蓋分