摩托車發(fā)動機結構介紹

1、按工作沖程分:2沖程與4沖程CG頂桿機類型 日本本田在70年代研發(fā)的CG125進入中國后就受到追捧，后來臺灣光陽（KYMCO）在其基礎上增加了電起動，并將四檔變速改為業(yè)五檔，后因其結構相結簡單，被幾乎所有的國內(nèi)廠家所仿制，因其最早的原型是CG125，所以就把這款頂桿發(fā)動機統(tǒng)稱為CG機 CBF渦燃、內(nèi)置平衡軸發(fā)動機 渦流氣道： 特殊角度的進氣道，配合量身設計的燃燒室，讓混合氣以旋渦狀被吸入，充分融合，使極稀薄的混合氣也能夠充分燃燒，瞬間爆發(fā)強勁動力，大大提高燃油效率。 C100系列臥式發(fā)動機 此發(fā)動機來源于日本本田公司所設計的Super Cub C100型車。其原型發(fā)動機為單缸臥式風冷OHC49

2、ml汽油發(fā)動機，該機型的設計特點是：熱機部分采用半球頂燃燒室，頂置凸輪軸，頂置氣門；正時部分采用帶自動張緊機構的鏈傳動；活塞為高硅鋁合金壓力鑄造，活塞環(huán)采用三道環(huán)，其中頭環(huán)（一環(huán)）為楔形環(huán)，油環(huán)（三環(huán)）槽內(nèi)有機油收集孔；傳動部分采用濕式多板螺旋彈簧式離合器，配以手動及半自動操作，四級常嚙合齒輪傳動，換檔采用凸輪鼓撥叉機構，末級傳動為鏈傳動。其綜合特點是：設計合理，機體質(zhì)量輕，強度高，功率大，油耗較低。本田公司在此機型的基礎上，將49ml的機型改進發(fā)展形成了49ml，72ml，85ml及99ml一系列發(fā)動機。雙缸發(fā)動機 并列雙缸 V型雙缸OHC 小鏈機（GS）GY6-CVT無級變速發(fā)動機C型機結

3、構介紹及技術要點以QJ154FMI-2發(fā)動機為例整體剖析圖曲軸連桿活塞機構氣缸體總成氣缸蓋總成配氣機構正時傳動張緊機構總成初級離合器組件和次級離合器組件變速系統(tǒng)分總成電起動分總成腳起動分總成磁電機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油泵分總成發(fā)動機的組成部分曲柄連桿機構機體機構配氣系統(tǒng)動力轉換機構啟動系統(tǒng)機體機構潤滑系統(tǒng)點火系統(tǒng)機體機構曲柄連桿機構：曲軸連桿活塞總成 曲柄連桿機構是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉換的主要運動零件。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內(nèi)作直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又

4、把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。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，正時主動鏈輪，機油泵驅(qū)動齒輪 其它附屬零件如：半圓鍵，鎖緊螺母等技術要點活塞的設計應重點解決的問題是：（1）改善活塞頂及第一環(huán)的工作條件，防止頂部熱裂，環(huán)槽的過渡磨損。（2）改善活塞小和銷座的實際承載能力，減少磨損、防止破裂。（3）設計合適的裙部外形，提高裙部承載能力，減小配缸間隙，改善磨損并使運轉平穩(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、銷座強度要經(jīng)過分析組應力計算確定合適

5、的尺寸。 材料：AC8A，熱處理要去：應經(jīng)T6處理，硬度為95130HBS，同一活塞硬度差不超過10個布氏硬度單位； 活塞頂部到氣缸上平面保證0.5-1mm，最小間隙0.5mm， 活塞和氣門的一個工作循環(huán)的最小間隙大于2毫米，必須配合氣門升程通過計算得到該最小間隙； 為提高活塞的磨合性能，活塞表面必須進行磷化處理 活塞銷擋圈槽開檔尺寸應與活塞銷配合設計 活塞銷孔中心一般向主推力側偏心0.5mm （摩托車發(fā)動機為進氣門側為助推力側），減少活塞在上止點換向時對氣缸表面的沖擊，降低振動和噪聲。 活塞底部要檢查是否和曲柄干涉連桿 連桿屬模鍛件；連桿大小頭支撐必須要選擇合適的圓角過渡，以減小應力，增加強

6、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 連桿整體滲碳處理，大小頭淬火；整體抗疲勞強度大，抗交變沖擊大 連桿質(zhì)量公差要控制+-5g； 曲柄銷潤滑連桿的出油口位于上止點前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，有足夠的潤滑油。 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 目標壽命連續(xù)強化220小時曲柄 對于單缸機：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)生的旋轉慣性力和活塞、活塞銷，連桿小頭所產(chǎn)生的往復慣性力， 注意計算平衡率大小和合力橢圓夾角方向。且合力方向應同整車方面一起確定，以減輕整車的振動。 曲柄左右兩半必須保證平衡重相等

7、，以保證左右軸承的壽命相當。氣缸體總成 主要有氣缸體組件，和氣缸墊片，定位銷，螺栓等附件組成 氣缸體組件目前應用最多的是干式鑄鐵缸套 風冷發(fā)動機需要注意氣缸體散熱片的設計，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)動機需要注意水套的設計 氣缸套內(nèi)部要進行珩磨處理，珩磨出夾角為22-32溝紋，有利于油膜均勻分布，使活塞得到足夠潤滑，減小磨損。 氣缸墊片一般為無石棉耐油橡膠紙墊氣缸蓋總成 主要由氣缸蓋組件，火花塞，缸蓋墊片，鏈輪蓋，進氣管，二次進氣管組件等零件組成 氣缸蓋需要注意燃燒室形狀和進、排氣門座圈，進、排氣道，散熱片的設計。 燃燒室是由氣缸蓋、進、排氣門、火花塞所組成

8、的空間，必須根據(jù)整機設定的壓縮比，燃燒室容積公差應按照發(fā)動機的排量來控制公差,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排氣門之間，靠緊燃燒室中心的區(qū)域，有利于火焰的傳播。氣缸蓋總成 氣道外形應過度圓滑順暢，截面積從進口由大到小漸變；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：氣道座圈口位置應單側收口0.5mm，便于加工后保證過渡圓滑,在設計氣道時就按照收口設計； 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)下最少預留

9、2-3mm的間隙；檢查缸頭進排氣管螺栓安裝是否方便，火花塞套筒在工作時是否與缸頭干涉. 風冷缸頭要進行散熱計算 燃燒室頂部設計有散熱片，并設計專門的進、出風口，加強燃燒室頂部和火花塞的散熱 氣門導管要有O形圈密封，防止缸蓋頂部機油從導管外幣滲入氣道中，容易引起積碳和影響排放。氣門導管導向長度盡量為7倍氣門桿徑 氣門座圈：過盈配合，過盈量8-11絲;氣門座圈厚度取座圈內(nèi)徑的0.1-0.15倍,高度為外徑的0.16-0.22倍.氣門密封帶寬度1-1.3mm左右 氣門導管和氣門座圈的材料均為粉末冶金材料，具有高的耐磨性和較低的價格配氣系統(tǒng) 主要由凸輪軸，鏈輪、搖臂，搖臂軸，進、排氣門、氣門彈簧、彈簧

10、盤、鎖夾、調(diào)整螺釘、軸承等零件組成 配氣機構的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實現(xiàn)換氣過程。配氣機構大多采用頂置氣門式配氣機構，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成技術要求 保證發(fā)動機有良好的換氣質(zhì)量，必須是排氣盡量干凈，進氣盡量充分。 具有良好的動力特性，保證發(fā)動機工作平穩(wěn)可靠，使噪聲減至最低的程度 磨損小，使用壽命高 結構簡單，便于維修凸輪型線 應保證能獲得盡可能大的時間斷面值，氣門開啟和關閉要快，以求在盡可能大的凸輪轉角內(nèi)，氣門接近全開位置。 應保證配氣機構各零件所受的沖擊和振動盡可能小，以求獲得配

11、氣機構工作的平穩(wěn)性和可靠性。 以上兩個方面是相互矛盾的，如追求進氣量，凸輪型線很陡，氣門的落座沖擊和反跳增大，增大氣門和座圈，凸輪和搖臂的磨損，并帶來噪音。氣門 氣門盤直徑和氣門座圈內(nèi)徑大小的選擇需性能分析組確認，確保足夠的進排氣能力 氣門錐角為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，增加氣門剛度）氣門盤厚度t=0.080.11D(t為錐面上邊到盤面的厚度，D為氣門盤直徑)，確保氣門盤有足夠的剛度， 為保證氣門密封可靠，只允許氣門座錐角比氣門錐角大0.5-1度。氣門錐角必須取正公差 排氣門的錐面需堆焊鈷基和鎳基合金，進氣門不需要。氣門桿端面一般要求堆焊。以

12、增強耐磨性能 氣門桿部精加工面到氣門頸部的毛坯面要有一端R15-R20的圓弧過渡，以減少加工導致的應力集中氣門彈簧 作用是保證氣門關閉時氣門與氣門座的閉合密封，氣門開啟時氣門準確的隨凸輪運動 彈簧最大應力,根據(jù)材料來確定,一般要小于700-850MPa 彈簧剛度及彈簧安裝時壓縮力，根據(jù)動力分析結果調(diào)整，要防止氣門飛脫 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，共振頻率達到凸輪轉速頻率的9倍以上，否則容易引起彈簧共振斷裂。正時傳動張緊機構分總成 主要由主導鏈板，副導鏈板，鏈條，漲緊器

13、組成 鏈條多為齒形鏈，噪音低，也有采用滾子鏈，小排量摩托車正時鏈條節(jié)距都為6.35mm，注意計算鏈條節(jié)數(shù)時一定是偶數(shù)節(jié)。 導鏈板要設計合理的導鏈曲面，以減小鏈條噪音 張緊器的張緊升力一般為5-10N，過大會導致鏈條過分張緊，加快導鏈板的磨損，過小導致鏈條松動產(chǎn)生噪音。初級離合器組件和次級離合器組件 離合器總體布置形式：前置(發(fā)動機輸出的扭矩先經(jīng)離合器，再傳給一次減速機構，然后傳給變速器主軸，用于小排量和輕便摩托車)，后置(發(fā)動機輸出的扭矩先經(jīng)一次減速機構傳給離合器，然后傳給變速器主軸，可用于各類摩托車) 初級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速影響，結合轉速

14、大于怠速轉速。 次級離合器組件是多片濕式離合器，分離靠外加的軸向推力，使離合器片打滑，結合靠離合器彈簧的彈力壓緊。 初級和次級離合器同時組成了初級減速機構。減速比：68/193.58初級離合器組件 主要由主動齒輪組合、主動盤組合、濾清器墊片、濾清器蓋、止退墊片組成注意：彈簧預拉力影響離合器的結合轉速，一般彈簧的剛度要小些，取K值=7-10N/mm，其硬度要適當，否則彈簧容易發(fā)生斷裂。（K指彈簧的彈性模量；力與位移的方向相反 ）單向離合器機構次級離合器組件 構成：次級大齒輪、次級外罩、中心套、摩擦片組合、摩擦鐵片、緩沖體、蓋板、升盤、彈簧、彈簧壓盤、襯套、螺栓、鉚釘?shù)?設計時要注意校核離合器的最

15、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計要重視：彈簧不能夠在側向卡死或者橡膠無變形空間，否則引起離合器松，斷齒等問題 手把握力要小，一般 20-40N變速系統(tǒng)總成功能：1）改變傳動比，擴大驅(qū)動輪扭矩和轉速的變化范圍，以適應經(jīng)常變化的道路條件，同時使發(fā)動機在最有利的工況下工作，達到油耗低、功率大的目的。2）利用空檔實現(xiàn)中斷動力傳遞，使發(fā)動機能夠順利起動和怠速運轉。變檔軸組合 主軸組件 副軸組件 鏈輪1）主副軸檔位設計時，是使滑動齒輪處于空檔位置，此時齒輪棘爪的間隙為1.5-1.6mm，滑動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)，即變擋時齒輪滑動后和對面齒輪保持嚙

16、合狀態(tài)2）摩托車傳動裝置總的傳動比：ii1*ig*i2 即一次傳動比，變速器傳動比，二次傳動比的乘積。 最小傳動比應使摩托車達到最高設計車速；最大傳動比應保證摩托車的最大爬坡度。3）齒輪模數(shù)，摩托車發(fā)動機齒輪常用模數(shù)為1.25，1.5，1.75，2，2.25，2.5。本機：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確定。 根據(jù)檔位數(shù)量確定每個擋的轉角（常用轉角為72和60），可以先畫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際形狀 變擋操縱機構主要零件：變檔軸組合，變檔星輪，撥盤，星輪定位組件電起動系統(tǒng) 要使發(fā)動機由靜止狀

17、態(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉動發(fā)動機的曲軸，使活塞作往復運動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉。發(fā)動機才能自行運轉，工作循環(huán)才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉動到發(fā)動機開始自動地怠速運轉的全過程，稱為發(fā)動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機的起動系。 總成包括： 電起動馬達 過渡齒輪 過渡齒輪軸 星輪組合（滾柱式超越離合器） 齒輪嚙入輕松、沖擊小 發(fā)動機起動后，能防止發(fā)動機帶動起動電機高速旋轉 發(fā)動機進入正常工作后，起動系統(tǒng)動力聯(lián)系中斷 能使曲軸產(chǎn)生足夠的起動轉速，一般最低轉速不低于400rpm，在500rpm以上起動比較可靠，電起動的減速比一般為

18、15-25設計要求：腳起動分總成 腳起動軸 腳起動齒輪 腳起動棘輪 腳起動彈簧 腳起動扭簧1）由起動軸向曲軸增速，在起動瞬間使曲軸達到一定的轉速，保證發(fā)動機點火運轉，增速比為5-8（一般腳起動軸的轉速為60-80rpm）2）發(fā)動機起動后，起動機構在其嚙合解脫裝置的作用下自動脫離嚙合并回位，不隨曲軸的旋轉而轉動設計要求：點火系統(tǒng)：磁電機總成 轉子組件 定子組件 觸發(fā)器 線纜在汽油機中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。左曲軸

19、箱體分總成左箱體右曲軸箱體分總成箱體類零件設計在確保箱體有足夠的強度和剛度前提下盡量減輕重量。右箱體左蓋分總成 邊蓋類的零件在滿足外觀需要的前提下，要保證適當?shù)膹姸群蛣偠缺ＷC和箱體之間的密封性，壁厚設計一般在2.5-3mm，并有適當?shù)募訌娊?，以增強剛度，減輕噪音輻射傳播。右蓋分總成潤滑系統(tǒng)：機油泵總成 機油泵體 內(nèi)轉子 外轉子 機油泵齒輪 機油泵蓋： 潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。機油流量和分配 1.機油循環(huán)量0.34-0.43Pe,帶

20、活塞冷卻的話0.42-0.50Pe.(Pe 為發(fā)動機的有效功率) 2.機油分配比例：冷卻25%-30%，潤滑70%-75% 3.曲軸活塞分油量50%-60% 4.主副軸分油量15%-20% 5.缸頭分油量20%-30% 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，在其結構形式上也各有不同特點，所配備的發(fā)動機也不同，下面簡單介紹一下國內(nèi)生產(chǎn)的整車類型和發(fā)動機。按乘騎姿勢分類：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)動機，發(fā)動機的主要特點是：氣缸布置是立式，配氣傳動機構采

21、用搖臂+頂桿的方式街跑車 暢跑QJ125-9 采用的是GS款125cc發(fā)動機，發(fā)動機的主要特點是：氣缸布置是立式，配氣傳動機構采用鏈輪+鏈條的方式太子車 QJ250-3 采用的是直列兩缸風冷250cc發(fā)動機彎梁車 風尚QJ110-6F 采用的是C110cc發(fā)動機，發(fā)動機的主要特點是：氣缸布置是臥式，采用自動雙離合器踏板車 領悅QJ125T-15A 采用的是臥式踏板發(fā)動機，發(fā)動機的主要特點是：氣缸布置是臥式，采用皮帶式無級變速器，即CVT（Continuously Variable Transmission ）越野車 QJ50-23 ，為娛樂型越野車，非比賽用途 發(fā)動機采用二沖程水冷50CC發(fā)動

22、機公務車 在騎式車或太子車的基礎上配備相關的設備：警燈，警報器，對講機，儲備箱，并噴涂具有鮮明特征的油漆。 發(fā)動機基本不變公路跑車 Q.J. Benelli TNT 1130 和Trek 1130跑車 采用并列3缸水冷電噴發(fā)動機，排量1130cc，最大功率101kW/9250rpm，最大扭矩117Nm/6750rpm，最高車速255km/h謝謝聆聽！整體剖析圖氣缸體總成 主要有氣缸體組件，和氣缸墊片，定位銷，螺栓等附件組成 氣缸體組件目前應用最多的是干式鑄鐵缸套 風冷發(fā)動機需要注意氣缸體散熱片的設計，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)動機需要注意水套的設計 氣缸套內(nèi)部要進行珩磨處理，珩磨出夾角為22-32溝紋，