摩托车构造与原理

2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,第二章 发动机,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,本章学习内容,1、熟悉有关发动机的几个基本名词。 2、熟悉摩托车发动机的结构特点及基本工作原理。 3、熟悉摩托车发动机的主要组成。 4、熟悉摩托车发动机曲柄连杆机构的结构。 5、熟悉摩托车发动机的配气机构。 6、熟悉摩托车发动机的汽油供给系统。 7、熟悉摩托车发动机的润滑和冷却装置。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,第一节 发动机的基本术语,摩托车的发动机均是内燃机，其燃料一般是汽油。它是将燃料在气缸内燃烧后产生的化学能(热能)转变为机械功。它采用汽化装置使空气和汽油形成的可燃混合气充人气缸内。当混合气被活塞压缩到一定程度时，气缸内的火花塞电极间产生火花，将已被压缩的混合气点燃。 这时燃烧的气体迅速膨胀产生很高的压力，推动活塞连杆作往复运动，通过曲柄连杆机构使曲轴旋转。再将发动机的动力经传动装置传给车轮，变为车辆行驶的动力。 摩托车的发动机有单缸、双缸、三缸、四缸、五缸、六缸等。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,摩托车发动机的分类,1、往复式和旋转式(少）； 2、汽油机、柴油机发动机(少）； 3、水冷式和风冷式； 4、四冲程往复式和二冲程往复式； 5、单缸机和多缸机； 6、按气缸排列：直列、V型,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,发动机的型号,M,产品特征代号,气缸数,气缸布置形式,冲程符号,缸径符号,设计及改型代号,发动机名义排量符号,发动机用途,冷却方式符号,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,气 缸 布 置 形 式,冷 却 方 式 符 号,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,发动机名义排量符号,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,（1）工作循环：每完成一次热功转换的工作过程。 （2）上止点：活塞离曲轴最远处，活塞的最高位置。 （3）下止点：活塞离曲轴最近处，活塞的最低位置。 （4）曲柄半径R ：连杆与曲轴连接中心至曲轴旋转中心的距离。 （5）气缸工作容积Vs：活塞从上止点到下止点所扫 过的容积，又称气缸排量。 Vs（D2)/4×S,发动机的基本术语,D气缸直径(mm）；S活塞行程（mm）,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,（6）活塞行程S ：活塞上、下止点间的距离。 S=2R。 （7）发动机工作容积VL ：多缸发动机各缸工作容积的总和，又称发动机排量。 VL= Vs×气缸数。 （8）燃烧室容积Vc： 活塞在上止点时，活塞上方的容积。 （9）压缩比：气缸总容积（VaVs+Vc）与燃烧室容积Vc之比，表示气缸内气体被压缩的程度 。一般汽油机为69，柴油机1620。 （10）指示功:在气缸内完成一个循环燃料对活塞所做的有用功。 (11)指示功率:发动机单位时间所做指示功。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,(12)有效功率:发动机曲轴实际对外输出的功率。发动机铭牌上标明的有效功率称为额定功率。 (13)升功率:每升气缸工作容积所发出的有效功率。 (14)燃油消耗量:发动机每小时消耗的燃料千克数(kg/h)。 (15)给气比:每个循环通过换气口供给换气量，在标准状态下(Po、To)的容积与气缸工作容积之比。 (16)正转和反转:正、反转均指发动机曲轴的旋转方向。若发电机在右转时，从右侧看发电机转子的旋转方向，如果顺时针旋转，发动机为正转；反之为反转。同理，若发电机在左侧时，从左侧看发电机转子旋转方向，如果是逆时针方向旋转，发动机为正转；反之为反转。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,第二节 发动机的工作原理,一、对摩托车发动机的一般要求 1具有足够的功率： 发动机应具有较大的功率。在测功试验台上测试，在标准大气压状况下，发动机应保持连续运转15min发出最大功率，且应不低于出厂说明书额定功率的要求。 2要有良好起动、怠速和加速性能 。 (1)良好起动性能是发动机技术性能的一项重要指标。要求在环境温度在5C030C0范围内，起动时允许关闭阻风门或打开限压阀，在15s内能顺利起动，则说明该机起动性能良好。如果采用脚踏起动冷发动机时起动踏蹬不超过3次，热发动机起动踏蹬不超过1次者为良好。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,(2)怠速运转稳定，说明发动机技术状况良好和油电路调整正确。突然加大油门，发动机转速能迅速增加；突然把油门关小，发动机能稳定运转不熄火，则说明该机怠速性能良好。 (3)加速性能随油门突然加大转速迅速升高，有前冲的感觉，则说明加速性能良好。若转速增加缓慢，则说明加速性能差。 3体积小质量轻、结构简单工作可靠和维修方便。 4转速高、运转平稳。 公路用发动机转速可达8 000rmin；竞赛用发动机最高转速达17000rmin，要求发动机能在这样高转速运转且平稳。 5燃料消耗低，经济性好。 6废气排放污染少、噪声低即公害要少，结构完善、工作可靠、维修方便即制造成本低、工艺简单。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,二、摩托车汽油发动机结构特点 l、转速高、升功率大 发动机的容积有一定的规定系列，如：50；100；125；175；250；350；750和1000等。国产50系列摩托车最大升量为50。 2小功率发动机结构特点 1)广泛采用二冲程发动机，其结构简单且制造成本低；为了提高进气量，可以采用笛（舌）簧片阀或旋转圆盘阀进气系统来提高充气效率； 2) 燃烧室形状一般采用半球形结构，这种结构换气效率高、热损失小，适用高速运转。小功率发动机连杆的大、小头采用滚针轴承，适用高转速；,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,3）采用风冷却，即利用摩托车行驶的迎风进行冷却； 4)单缸汽油机一般采用蓄电池点火或磁电机点火 5)润滑方式采用掺油雾化润滑，这种简单润滑方式会导致活塞顶积炭增多，排气污染多和润滑油消耗量大。因此，现代摩托车上采用分离润滑装置； 6)小功率发动机的化油器一般没有加速和省油装置； 7)发动机在车架放置呈卧式、直立式或前倾斜式。 3金属材料采用质量轻、散热性好的铝合金来制造机体 4起动发动机采用脚蹬惯性和电机起动的方式.,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,三、单缸四冲程汽油机基本工作原理,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,1进气行程 气缸压力0.080.09MPa，约320380K 特点：活塞下行，排气门关，进气门开。混合气进入缸内。 进入汽缸的是经化油器混合的可燃混合气,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2压缩行程 气缸压力0.81.5MPa，温度约250300°C 特点：活塞上行，排气门关，进气门关，缸内气体被压缩，压缩比为710。为混合气体的燃烧做功创造了良好的条件。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,3作功行程 气缸压力36.5MPa，约18002000°C，结束时，气体压力0.350.5MPa，约8001000°C 特点：接近压缩上止点时火花塞跳火，进、排气门均关，缸内温度和压力进一步升高，缸内气体推动活塞下行，通过连杆推动曲轴输出机械功。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,4排气行程 气缸压力0.1050.12MPa，约500800°C 特点：排气门开，进气门关，活塞上行，缸内废气排出。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,四、二冲程汽油机基本工作原理,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,1、第一行程即辅助行程（吸气、压缩过程）：下止点到上止点。活塞在下止点时进气孔闭，排气扫气孔开，混合气体由扫气孔进入气缸扫除废气。向上止点运动过程中，活塞头部将扫气孔闭，扫气结束。但排气孔尚开，仍有部分废气和可燃混合气排出。当活塞将排气孔闭，开始压缩直至上止点，压缩结束。 2、第二行程即做功行程（燃烧做工功、排气、扫气）：上止点到下止点。压缩终了时，点燃混合气体，膨胀做功，排气和扫气孔闭，唯有进气孔仍开，混合气继续流入曲轴箱，直到进气孔闭。随活塞下移，曲轴箱容积受到压缩。此时排气孔开，做功结束排出废气。然后活塞又将扫气孔开启，预压缩的混合气体经扫气孔进入气缸扫除废气，直至下一行程时扫气孔闭为止。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,二 冲 程 汽 油 机,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,五、二冲程与四冲程内燃机相比较,1、曲轴转1周完成1个工作循环，做功1次。而四冲程则需要两周完成1个工作循环，做功1次，理论上它是四冲程做功效率的2倍，其实它只有1.5到1.8倍。 2、二冲程的换气过程短，仅为四冲程的1/3左右。但二冲程的换气质量差，废气排出不彻底，而且会使新混合气扫出，造成浪费和污染，经济性差。 3、二冲程采用曲轴箱式换气无需设进排气门，结构大为简化，体积小，单位比重功率大。 4、二冲程内燃机润滑条件差，需在汽油中加入机油，以保证正常润滑。 5、由于二冲程发动机作功过程中频率较快，与（单缸）四冲程发动机相比运转较平稳均匀。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,第三节 发动机的组成,两大机构：曲柄连杆机构、配气机构 五大系统：供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系。 1曲柄连杆机构 功用：是往复活塞式发动机实现热功转换的主要装置。 组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2配气机构 功用：使新鲜气体进入气缸，使气缸内废气排出。 主要类型：气孔式和气门式 3燃料供给系 功用：向发动机提供燃料和空气。 主要类型：化油器式和电控燃油喷射式 4润滑系 功用：向摩擦表面提供润滑，以减少摩擦和磨损。 主要类型：掺混式和强制供油式,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,5冷却系 功用：帮助发动机散热，以保持正常工作温度。 主要类型：水冷式和风冷式。 6点火系 功用：点燃混合气体，使其燃烧做功。 主要类型：传统点火式和电子点火式 7、起动系 功用：使发动机由停止进入工作状态。 主要类型：脚蹬式和电力起动,2010年2月,西南大学工程技术学院农机与车辆系 主讲：钱晓胜,课后复习思考题,1、摩托车发动机由哪些机构系统组成?各部分功用是什么? 2、二冲程与四冲程发动机比较有何优缺点? 3、对摩托车发动机一般有那些要求？ 4、发动机的基本术语有哪些？它们的关系？ 5、简述四冲程汽油发动机的基本工作过程。 6、简述二冲程汽油发动机的基本工作原理。,2010年2月,西南大学工程技术学院