摩托车发动机结构基础讲解

（8）起动系统 要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动
发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧 膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运 转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转 动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。 完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。
摩托车发动机的结构、性能及 公司各型发动机主要参数、指标
培训大纲
一 .目的及绪论
二. 摩托车发动机的主要结构、性能 1.发动机的基础知识介绍 2.发动机的典型系统及结构 3.发动机的主要性能指标及特性
三. 公司各型发动机的主要参数、指标 1.发动机的编号方法 2.公司各型发动机的主要参数、指标
( 2 ) 压缩行程
曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门 都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不 断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。此时气体的压力和温度 主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达0.6～1.2MPa，温度可 达600～700K。 压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高， 则燃烧速度越快，发动机功率也越大。但压缩比太高，容易引起爆燃。 所谓爆燃就是由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情 况下自行燃烧，且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖 锐的敲缸声。会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及机件 损坏。轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃对发动机是很有害的，但。汽 油机的压缩比一般为ε＝6～11
件。 它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活 塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动， 并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量 又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
（2）配气机构
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时 开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入。气缸， 并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶 置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组 组成。
四. 综述
一. 目的及绪论
目的：通过对天钇公司摩托车发动机产品的介绍并结合发动机基本原理 知识的讲解，使员工系统的了解摩托车发动机的种类、 结构和性 能指标。
绪论：自1885年德国人戈特利伯·戴姆勒发明世界上第一台摩托车以来，历 经百年的发展，摩托车已由最初时原始、简单的自动车逐渐演变成 为集中了先进能源、技术和材料的带步工具。其所对应的摩托车发 动机的结构和组成也越来越复杂、越来越精密，并且带动了一个产 业链的形成。虽同为汽油机，与汽车发动机相比，摩托车发动机的 使用条件更为苛刻（发动机外露）、体积更加窄小，因此在外形的 选取、零部件材料选用、尺寸控制等方面形成了独特的要求。对于 摩托车维修、售后人员来讲，了解发动机的类型、组成、结构和相 关要求，并熟练掌握是十分关键的。下面就针对上述目的，结合内 燃机的基础理论进行讲述。
( 3 ) 作功行程
作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气 门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角)位 置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大 量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达3～5MPa， 最高温度可达2200～2800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点 向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发 动机本身继续运转外，其余用于对外作功。随着活塞向下运动，气缸 内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，作功行 程结束，气体压力降低到0.3～0.5MPa，气体温度降低到1300～1600K。
（2）内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃 机和二行程内燃机。把曲轴转两圈（720°），活塞在气缸内上 下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程 内机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下往复运动两 个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。
（3）内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动 机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循 环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用 流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介 质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果 好。
（4）按照气缸数目分类内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发 动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动 机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。
（5）内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单 列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为 了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列 式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一般为 90°)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式 发动机。
( 4 ) 排气行程
可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去以便 进行下一个进气行程。当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然 关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运 动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门 关闭，排气行程结束。实际汽油机的排气行程也是排气门提前打开， 延迟关闭，以便排出更多的废气。由于燃烧室容积的存在，不可能将 废气全部排出气缸。受排气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高 于大气压力，约为0.105～0.115MPa，温度约为900～1200K。 曲轴继续 旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。 可见四行程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工 作循环，这期间活塞在上、下止点往复运动了四个行程，相应地曲轴 旋转了两圈。
2.发动机的典型系统及结构 2 .1 连杆活塞机构
（1）组成: 活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦（或滚针轴承）
（2）活 塞
① 功用: 承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶 部还是燃烧室的组成部分。
② 工作条件：活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与 高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散 热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K， 且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功 行程压力最大高达3～5MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧 压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)往复运动，且 速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的 附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨 损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。
1.2 发动机的基本构造
发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是 柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机， 还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正 常工作，都必须具备以下一些机构和系统。
（1）曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零
两大机构：曲柄连杆机构、 配气机构
五大系统：燃料供给系统、 润滑系统、 冷却系统、 点火系统、 起动系统
1. 3 发动机常用术语介绍
上止点TDC: 活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最
高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置
下止点BDC: 活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最
发动机的排量Vh : 多缸发动机各气缸工作容积的总和。 Vh = i × Vh
压缩比ε: 气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸
总容积与燃烧室容积之比，表示了气体的压缩程度。
ε = Vc /（Vh + Vc ）
1. 4 四冲程发动机的工作原理
( 1 ) 进气ຫໍສະໝຸດ Baidu程
由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动，这时排气门关闭， 进气门打开。进气过程开始时，活塞位于上止点，气缸内残存有上一 循环未排净的废气，因此，气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞 下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在气缸内 产生真空吸力，空气经空气滤清器并与化油器供给的汽油混合成可燃 混合气，通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。在进 气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响， 进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为0.075～0.09MPa， 同时受到残余废气和高温机件加热的影响，温度达到370～400K。实 际汽油机的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延迟到下止点 之后关闭，以便吸入更多的可燃混合气。
活塞头部
活塞头部指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分。它有数道环槽，用以安 装活塞环，起密封作用，又称为防漏部。汽油机一般有三道环槽，其中有两 道气环槽和一道油环槽，在油环槽底面上钻有许多径向小孔，使被油环从气 缸壁上刮下的机油经过这些小孔流回油底壳。第一道环槽工作条件最恶劣， 一般应离顶部较远些。活塞顶部吸收的热量主要也是经过防漏部通过活塞环 传给气缸壁，再由冷却水传出去。总之，活塞头部的作用除了用来安装活塞 环外，还有密封作用和传热作用，与活塞环一起密封气缸，防止可燃混合气 漏到曲轴箱内，同时还将(70～80)%的热量通过活塞环传给气缸壁
（3）燃料供给系统
汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定 数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内 排出到大气中去；
（4）润滑系统
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润 滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并 对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、 机油滤清器和一些阀门等组成。
室的具体形式有关，都是为满足可燃混合气形成和燃烧的要求，其顶部形状可分 为四大类，平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成型顶活塞。平顶活塞顶部是一个 平面，结构简单，制造容易，受热面积小，顶部应力分面较为均匀。凸顶活塞顶 部凸起呈球顶形，其顶部强度高，起导向作用，有利于改善换气过程。凹顶活塞 顶部呈凹陷形，凹坑的形状和位置必须有利于可燃混合气的燃烧，有双涡流凹坑、 球形凹坑、U形凹坑等等。
低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位
活塞行程S: 活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止
点之间的距离，对应一个活塞行程，曲轴旋转180°。
曲柄半径R: 曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离，通常活塞行程
为曲柄半径的两倍，即 S =2R 。
气缸工作容积Vh：活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积。 Vh = π×（D/4）2×S
③ 要求: a. 要有足够的刚度和强度，传力可靠； b. 导热性能好，要耐高压、耐高温、耐磨损； c. 质量小，重量轻，尽可能地减小往复惯性力。 铝合金材料基本上满足上面的要求，因此，活塞一般都采用高 强度铝合金
④ 构造：活塞可分为三部分，活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。
活塞顶部承受气体压力，它是燃烧室的组成部分，其形状、位置、大小都和燃烧
二.摩托车发动机的主要结构、性能
1. 发动机的基础知识介绍 1.1 发动机的分类
（1）内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。 使用汽油为燃料的内燃机称为汽油 机；使用柴油机为燃料 的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点；汽 油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低； 柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽 油机好。
（5）冷却系统
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去， 保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系 通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
（6） 点火系统
在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此 在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。 能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系， 点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等 组成。