摩托车发动机发展概述

摩托车发动机发展概述

王攀222010322210039

摘要：目前，世界上摩托车的生产量已达到年产4000万辆以上，而摩托车的发展实际上是以发动机的发展为主体的。现代摩托车对发动机的要求也越来越高，四冲程、水冷、大排量、电喷、多气门、节油高效等越来越多先进技术应用在摩托车发动机上，随着市场对摩托车技术要求的增加，摩托车发动机的发展也必将进入一个新的阶段，可以预见，在未来市场，谁掌握了摩托车发动机的先进技术和自主知识产权，谁就能在摩托车市场的竞争中脱颖而出……

关键词：摩托车、发动机、先进技术、技术发展

随着1867年美国人西尔维斯特—罗佩尔发明第一台摩托车开始，迄今为止，摩托车的发展已经经历了近一个半世纪的发展。在这发展的历程中，摩托车的整体结构并没有大的发展，其发展的主体主要是发动机的发展。在摩托车整体结构中，发动机始终扮演着心脏部件的角色，摩托车发动机的技术要求比较高，结构相对复杂，而且直接影响摩托车的安全、节能、排量等，因此，发动机的各项指标对摩托车的发展起着至关重要的作用。本文主要对摩托车发动机的发展做一个基本的阐述。

1 摩托车发动机发展的初始阶段。

1867年，美国人西尔维斯特—罗佩尔发明了第一台摩托车。与现代摩托车不同的是，罗佩尔发明的摩托车使用的动力并不是以汽油为燃料的汽油机，而是一台小型双缸蒸汽机。这也给日后人们对摩托车的发展初期的认知带来了争议。然而，根据摩托车的定义，我们姑且可以将罗佩尔的发明作为摩托车的雏形，那么，双缸蒸汽机便也成了摩托车发动机的雏形。双缸蒸汽机以蒸汽为动力，推动活塞在缸体内做直线运动，通过连杆使之转化为曲轴的旋转运动，这和现代发动机的原理是完全相同的。

1885年8月30日，德国工程师戈特利布—戴姆勒造出了世界上第一台具有严格意义上的摩托车。他利用一辆拆除了脚踏板的自行车为骨架，装上一台小功率内燃机，以汽油为燃料，可能在该内燃机上还有一个类似于现代化油器的装置，以便于汽油与空气更好的混合，达到预期的燃烧效果。从严格意义上来说，戴姆勒发明的小型内燃机，便是如今摩托车发动机的原型。基于当时的科技，戴姆勒发明的内燃机有工作效率低，燃烧不充分，动力不足等诸多缺点，但是，这也是摩托车发动机发展的里程碑似的进步。

2.摩托车发动机发展的中期

2.1 早期的发动机

随着近一个世纪的发展，在上世纪七八十年代以前，摩托车的发动机主要以二冲程发动机为主。二冲程发动机结构比较简化，减轻了自身的重量，制造成本低廉，因此被广泛的应用在摩托车上。二冲程发动机的进气和压缩在同一个行程下完成，做功和排气在另一个行程下完成。基于这样的工作原理，二冲程发动机的压缩比较小，燃烧不完全，功效较低，而且其排量也受到很大的限制。由于燃烧不完全，而且在燃烧的过程中存在烧润滑油的现象，二冲程发动机排出的气体中氮氧化物和和碳氢化合物较多，对环境的影响比较大。基于二冲程发动机的燃烧过程，在使用过程中缸体和活塞的磨损比较严重，其使用寿命受到很大的限制，由于二冲程发动机的这些缺点，其越来越不能满足社会的需求，在此背景下，四冲程发动机开始被应用到摩托车上，同时，电动机也越来越广泛的被应用，甚至，开始出现混合动力的摩托车。

2.2 具有现代气息的发动机

八十年代以后，随着现代制造技术的发展，四冲程发动机的制作的小型化使之被应用于摩托车上成为可能。通常情况下，四冲程的发动机可按照其冷却方式分为水冷和风冷，也可按照其排量分为大排量和小排量。四冲程发动机的进气、压缩、燃烧、排气各占用一个独立的行程，这就使得其进气比较充足，可获得较大的压缩比，燃烧比较完全充分，排气比较彻底。进气充足，可保证汽油的充分完全燃烧，效能较高，可有效降低发动机的燃油消耗率，获得较高的经济效果。同时，燃油的充分燃烧有效降低了氮氧化物和碳氢化合物的生成，对环境的影响较小。多数情况下，四冲程发动机仍采用了传统的化油器结构，化油器的主要功能是使燃油雾化并和空气能够充分的混合，及时为气缸提供良好的混合气体，以保证发动机具有较高的功效。

2.3 新型发动机的应用

随着四冲程发动机的广泛使用，二冲程发动机的生存空间被不断压缩，至二十世纪末期，二冲程发动机基本被淘汰，与此同时，一种新的动力即电动机开始被应用的摩托车上。电动摩托车是一种以蓄电池作为动力源，通过电力驱动马达工作的二轮行走装置。众所周知，二十一世纪随着能源的短缺，环境的恶化，人们越来越将关注的重点放在廉价，对环境友好的能源上，因此，电动摩托车虽然发展较晚，但在短期内已经发展比较成熟。与传统的汽油机摩托车相比，电力具有价格低廉，对环境友好的有利条件，因此越来越受到人们的青睐。目前，电动摩托车发展的瓶颈在于续航能力和所能提供的动力上。由于受到电力的影响，目前的电动车一般时速较低，且持续续航的能力受到了很大的限制。加上存贮电力的蓄电瓶使用寿命短，一般情况下使用寿命为1~2年，因此导致电动摩托车的使用成本较高，这就限制了电动车的普及和发展。

可以预见，在未来很长一段时间，摩托车由于其轻便性和较强的适应能力，必将继续在人们的生活中扮演重要的角色，因此，作为摩托车的心脏部件，发动机必将迎来新的大发展。

3 发动机的发展前景

3.1 汽油机的未来发展

汽油机的发展方向。作为摩托车的传统和主要动力，汽油机在未来的发展应该主要在以下几个方面。第一，压缩比的提高。一般情况下汽油机测压缩比都较低，然而，高压缩比不仅有利于汽油的充分燃烧，还可以将汽油机的效能得到充分提高。因此，提高汽油机的压缩比，必将是汽油机发展的重要方面。第二，采用风冷和水冷相结合。目前，绝大多数摩托车发动机的冷却方式为传统的自然风冷，这给发动机的制造带来了很大的便利，然而，风冷的效果较差，导致发动机的额效能受到一定的限制。若采用风冷和水冷相结合，使发动机具有良好的冷却效果，对发动机效能的提高也至关重要。第三，采用电子燃油喷射系统。二十一世纪以来，电子燃油喷射系统开始越来越多的被应用在汽车的发动机上，由于电喷具有高效准时精确等特点，因此对提高燃油的利用率和发动机的功效具有里程碑的作用。日前，在摩托车领域，已经有私人爱好者将电喷技术应用于摩托车发动机上，这说明该技术的应用完全是可行的，若将此技术大规模应用在摩托车上，那么，对摩托车的发展必将起到至关重要的作用。第四，摩托车发动机的高度智能化。氧传感器、温度传感器、转速传感器等传感器的应用，利用ECU处理器对测得的数据进行快速精确的计算处理，使发动机随时处于最佳运行状态。第五，多气门，可变气门，多缸小排量等先进技术的应用也必将成为摩托车发动机发展的趋势。第六，将柴油机应用在摩托车上。柴油机由于具有高效高能等汽油器没有的优势，因此，摩托车上柴油机的应用必将为摩托车的改革带来新的浪潮。

3.2 混合动力发动机的发展趋势

除此之外，混合动力也必将成为摩托车发展的大趋势之一。目前，在某些类型的汽车上已经实现了混合动力的应用。混合动力，即使用两种及以上的动力。若摩托车的发动机采用汽油