摩托车发动机教程课件.ppt

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1、2023/3/10,摩托车结构与设计,1,摩托车发动机教程,2023/3/10,摩托车结构与设计,2,第一节 有关发动机的几个基本名词,2023/3/10,摩托车结构与设计,3,动态演示,上止点；下止点；活塞行程；,工作容积；燃烧室；总容积；,2023/3/10,摩托车结构与设计,4,发动机在各种运行条件下所需要的空燃比，就是通常所说的理想化油器特性曲线。理论上，汽油与空气完全燃烧时的空燃比为15：1，称为理论空燃比。与气缸能保持有良好的走合；同时也要求消声器的阻力尽可能小，以免增加排气阻力，影响发动机功率。若冷却过度，将引起热量散失过多，混合气雾化不良，燃烧不完全，润滑油粘度增大而使运动件间

2、的摩擦阻力增大，从而导致发动机性能下降。其工作原理是：曲轴通过链轮、链条，把动力传递给凸轮轴，凸轮轴通过它上面的凸轮驱动摇臂，并通过摇臂的杠杆作用，克服气门弹簧的弹力，驱动气门。根据整车造型的需要，燃油箱一般用薄钢板或塑料制成各种外形，通过减震块和螺栓固定在车架上，如图所示。水冷却系有两种方式：强制水冷和自然水冷。为了有效地冷却发动机，提高发动机的散热效果，风冷式发动机常采用增加发动机表面散热面积的方式，即在气缸盖与气缸体的表面铸有许多翼形散热片。(4)节气门用来控制进入汽缸的混合气量。1、转阀式节气门化油器的结构及工作原理发动机停止工作时，铝阀芯在压簧的弹力作用下，向阀体方向移动，真空膜片亦

3、复原。摩托车发动机属往复活塞式汽油机，描述它的主要术语有：气缸直径，活塞止点、行程，气缸工作容积，发动机排量，燃烧室容积，气缸总容积和压缩比。四冲程发动机主要有两种润滑系统，即湿槽润滑系统和干槽润滑系统。节温器的作用就是通过改变冷却液的流动路线和流量来改变冷却强度，从而实现发动机正常工作。,7）压缩比,气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用表示。,Va 气缸总容积；Vh 气缸工作容积；Vc 燃烧室容积；,1、进气行程,2、压缩行程,3、作功行程,4、排气行程,8）工作循环,2023/3/10,摩托车结构与设计,5,指示功：在气缸内完成一个循环燃料对活塞所做的功。指示功率：发动机单位时间所做指

4、示功。有效功率：发动机曲轴实际对外输出的功率。升功率：每升气缸工作容积所发出的有效功率。燃油消耗量：发动机每小时消耗的燃料千克数(kg/h)给气比：每个循环通过换气口供给换气量，在标准状态下的容积与气缸工作容积之比。正转和反转：正、反转均指发动机曲轴的旋转方向。,2023/3/10,摩托车结构与设计,6,第二节 发动机的工作原理,一、对摩托车发动机的一般要求,具的足够的功率；要有良好的起动、怠速和加速性能；体积小、质量轻、结构简单、工作可靠和维修方便；转速高、运转平稳；燃料消耗低，经济性好；废气排放污染少，噪声低即公害要少。,2023/3/10,摩托车结构与设计,7,二、摩托车汽油发动机结构特

5、点,1、转速高、升功率大；2、具有小功率发动机结构特点；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方式。,2023/3/10,摩托车结构与设计,8,三、四冲程发动机的工作原理,1、进气行程,2、压缩行程,3、作功行程,4、排气行程,2023/3/10,摩托车结构与设计,9,四行程汽油机的工作原理,2023/3/10,摩托车结构与设计,10,汽油发动机四个行程的图示,1.进气行程,.压缩行程,.作功行程,4.排气行程,2023/3/10,摩托车结构与设计,11,四、二冲程汽油发动机的工作原理,1、辅助行程吸气；压缩过程。2、作功过程爆气；排气；扫气。

6、,2023/3/10,摩托车结构与设计,12,五、二冲程与四冲程发动机的比较,二冲程发动机的曲轴每旋转一周，完成一个工作循环；而四冲程发动机的曲轴每转两周才作功一次，完成一个工作循环。由于二冲程发动机作功过程中频率较快，与四冲程发动机相比运转平稳均匀。二冲程发动机没有专门设置的配气机构，因此，构造简单、质量轻。由于二冲程发动机附属机构少，容易磨损的运动部件也少，故维修使用方便，使用寿命较长。二冲程发动机最大缺点：废气排净困难，污染大气，由于气缸中废存在，在换气时减少了有较工作容积，且有一部分新鲜可燃混合气随同废气排走，浪费了燃料，经济性差。,2023/3/10,摩托车结构与设计,13,第三节

7、发动机的组成,曲柄连杆机构；配气机构；冷却系；润滑系；燃料系；点火系；起动系。,2023/3/10,摩托车结构与设计,14,第四节 曲轴连杆机构,将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。,曲轴连杆机构组成：固定部分：气缸盖、气缸垫、气缸体、和曲轴箱。运动部分：活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴承、曲轴和飞轮。,2023/3/10,摩托车结构与设计,15,一、气缸体,气缸体是气体压缩、燃烧和膨胀的地方，它形成气缸的工作容积；并对活塞运动起导向作用，此外，还将气缸中的热量传递给周围的大气。1、气缸体的材料1)合金铸铁气缸：这种气

8、缸成本低，价格便宜，耐磨性好。,2023/3/10,摩托车结构与设计,16,2)铝合金气缸：这种气缸的内表面一般采用镀铬工艺，镀铬处理后，具有硬度高，耐磨性强，内应力小，散热性好和重量轻等的优点。3)组合式气缸：即气缸体为铝合金，再热压入合金铸铁缸套。2、气缸体的结构种类1）二冲程发动机缸体 主要特点是扫气口、排气口都布置在气缸壁上。,2023/3/10,摩托车结构与设计,17,2023/3/10,摩托车结构与设计,18,2023/3/10,摩托车结构与设计,19,曲柄室的体积十分重要，它的大小直接决定燃气一次压缩比的大小；根据动作机理，其结构有利用水温加热的蜡感应阀和利用电加热的双金属阀两种

9、类型。燃油稳压器的结构为膜片弹簧缓冲装置。实际上，当空燃比为5：122：1时，混合气都能燃烧。空气流量计的作用是测定发动机的空气吸入量。化油器担负着燃油的计量及对燃油进行雾化的双重任务，其工作状态的好环，直接影响到发动机的工作平稳性及动力、经济指标，是燃料供给系统中的一个关键部件。空气阀的作用是增供发动机在暖机时所需的进气量。这两种发动机各有其优缺点。燃油箱为摩托车的燃油贮存容器。由于可按各缸设定的最佳时刻喷油，故能扩大稀混合气的燃烧范围，降低燃油消耗。发动机在各种运行条件下所需要的空燃比，就是通常所说的理想化油器特性曲线。柱塞凸轮的最高点转至与柱塞上的滚针接触时，将柱塞往右推至极限位置，此时

10、，柱塞筒的油孔正好转至与壳体上的进油孔上，在柱塞右移的过程中将机油吸入柱筒。发动机工作时，混合油与空气混合并经化油器雾化成微粒进入曲轴箱，参与混合气经历的一切过程，当混合气经过曲轴箱和气缸时，机油油粒在主轴承、曲柄连杆机构、活塞和气缸壁等摩擦表面形成油膜而起到润滑作用。(3)提供空气与汽油进行充分雾化的场所。转子式油泵主要由泵体、内转子、外转子等组成它结构紧凑，吸油真空度较高，泵油量大，且供油均匀。,2）四冲程发动机缸体 四冲程发动机采用气门实现进排气，因此气缸内壁上没有气孔。但侧置式发动机的缸体侧面设有气门座、气门导管和进排气道；顶置式发动机气缸体上铸有上下贯通的通道，用于安装正时传动链条式

11、气门摇摆推杆。,2023/3/10,摩托车结构与设计,20,3）冷却方式不同的气缸体 风冷发动机是依靠空气来散热的，为了提高冷却的效果，必须增大散热面积，所以气缸体的外围都铸有散热片。水冷式发动机是依靠冷却液来带走机体的热量，达到散热的目的。,2023/3/10,摩托车结构与设计,21,4）发动机气缸的不同排列形式 直列式、V形式、对置式。,2023/3/10,摩托车结构与设计,22,2023/3/10,摩托车结构与设计,23,5）发动机在车架上的布置形式 发动机在车架上的布置形式，关系到摩托车的总体布置，关系到方向把的转向手感、发动机的冷却、传动方式。（1）横置直列发动机 发动机的曲轴轴线与

12、摩托车前进方向相垂直。（2）纵置直列式发动机 发动机的曲轴轴线与摩托车前进方向一致。（3）横置V型式发动机 发动机的曲轴轴线与摩托车前进方向相垂直。（4）纵置V型发动机 发动机的曲轴轴线与摩托车前进方向一致。（5）其它布置型式,2023/3/10,摩托车结构与设计,24,二、气缸盖及气缸垫,1、气缸盖 气缸盖安装在气缸体上，其功能是密封气缸并与活塞共同构成燃烧室，它必须承受高温和高压的作用，并且承受较大的螺栓预紧力，为此气缸盖要具有足够的刚度、强度和抗疲劳性能。发动机气缸盖一般都是采用铝合金材料(也有采用镁合金材料)，通过压铸而成型的。这些材料导热性好，膨胀系数小，高温疲劳强度高，并具有较好的

13、流动性，可避免产生缩孔等压铸缺陷，保证气缸盖正常的工作。,2023/3/10,摩托车结构与设计,25,二冲程发动机的气缸盖上结构简单，只的火花塞。四冲程发动机的气缸盖上要安装进排气门。,2023/3/10,摩托车结构与设计,26,2、气缸垫 气缸垫的作用是在盖与缸体之间起密封作用，它可防止高压燃气的泄漏，同时在水冷发动机和顶置气门式发动机上防止冷却水和机油的泄漏，另外，起到传递气缸上部热量给气缸盖的作用。3、气缸盖螺栓工作条件；材料及热处理；布置位置。,2023/3/10,摩托车结构与设计,27,2023/3/10,摩托车结构与设计,28,三、曲轴箱,1、曲轴箱的作用与要求 曲轴箱是发动机的骨

14、架，一方面发动机的其它零部件都是直接或间接地安装在曲轴箱上，另一方面发动机又是通过它和整车联接的。曲轴箱对曲轴、汽缸体、汽缸盖、离合器、变速机构、磁电机、机油泵、启动机构等起支承作用，还承受燃烧爆发压力的冲击和曲柄连杆机构运动的惯性力。因此，要求曲轴箱具有足够的强度、刚度和尺寸、位置精度，且有良好的密封性，还要求其结构紧凑合理，体积小，重量轻，易于制造。,2023/3/10,摩托车结构与设计,29,2023/3/10,摩托车结构与设计,30,2023/3/10,摩托车结构与设计,31,2、二冲程与四冲程曲轴箱的区别1）曲柄室 二冲程发动机利用曲柄室泵气。曲柄室与变速器室是完全隔开的。曲柄室的体

15、积十分重要，它的大小直接决定燃气一次压缩比的大小；曲柄室的气密性也相当重要。四冲程发动机则不需曲柄室泵气，曲柄室与变速器室是贯通的。2）配气零部件的安装通道 四冲程发动机有专门的配气机构，配气机构零部件是靠曲轴驱动的，因此，在曲轴箱上设有曲轴与进气门和排气门之间的运动传递通道。,2023/3/10,摩托车结构与设计,32,3）润滑油道 四冲程发动机的曲轴、配气机构、主轴、副轴等零部件均采用压力润滑，因此，曲轴箱上安装有机油过滤网、油泵，设有内部润滑油道。二冲程发动机的结构独特，燃机部分的润滑油不是传动箱内的机油而是来自机外的润滑油箱，经进油管、机油泵、出油管，流至化油器或进气管，并经设置在该处

16、的喷油管喷出，与汽油、空气一起雾化，形成雾状混合气，渗入并附着于曲轴轴承、连杆大头和小头轴承、缸壁和活塞表面等各运动副，实现润滑，因此，其曲轴箱上无润滑这些零部件的油道。,2023/3/10,摩托车结构与设计,33,四、活塞组合,1、活塞组合的作用与构成 活塞组合包括活塞、活塞环、活塞销、挡圈等在汽缸中作往复运动的零件。它是活塞式发动机中工作条件最恶劣的组件。活塞组合的作用是它与汽缸、汽缸盖共同形成发动机的密闭燃烧空间，将燃气压力通过活塞销传递给连杆，推动曲轴旋转做功。,2023/3/10,摩托车结构与设计,34,2、活塞的结构特征1）二冲程发动机活塞 它由头部、槽部和裙部三部分组成。（1）顶

17、部 摩托车二冲程活塞的顶面通常被铸成球冠形。（2）活塞槽部 活塞槽部是指安装活塞环的部分，其作用是用于安装活塞环，并同活塞环一起实现气缸的密封，以及将活塞顶吸收的热量传给活塞环和气缸壁，继而散发到大气中去以冷却发动机。,2023/3/10,摩托车结构与设计,35,（3）裙部 活塞裙部的作用是引导活塞在汽缸内运动和承受侧压力。（4）活塞销座 活塞销座位于裙部偏上方，其作用是安装活塞销，并承受顶部传来的燃气压力，再传给活塞销。2）四冲程发动机活塞的结构特征 四冲程发动机活塞，它与二冲程活塞的不同之处如下。,2023/3/10,摩托车结构与设计,36,(1)顶面通常做成平顶形，受热面积小，加工简单；

18、(2)有一个环槽的底部沿周向钻有许多回油小孔，用于安装油环；(3)所有环槽上均无定位销孔。因为四冲程发动机汽缸上无气口，允许活塞环作周向移动，这种移动有利于环和缸壁磨损均匀。(4)裙部较短，又无配气缺口。,2023/3/10,摩托车结构与设计,37,2023/3/10,摩托车结构与设计,38,3、活塞环1)活塞环的功用(1)密封作用；(2)控制机油的作用；(3)传热作用；(4)支承作用。2）对活塞环的要求能与气缸壁保持良好的接触，有适当的弹力，并能保证最少量的漏气和窜油量；在高温的条件下工作，材料应具有足够的强度；与气缸能保持有良好的走合；有良好的导热性。,2023/3/10,摩托车结构与设计

19、,39,3)活塞环的结构 活塞环可分为气环和油环两类。自由状态的活塞环为非圆形，有一开口，而在装入汽缸后成为圆形，仍存在一定的开口间隙(亦称闭合间隙)，以防止活塞环受热膨胀后被卡死、折断。但为使漏气量减少到最低限度，闭合间隙不能过大。,2023/3/10,摩托车结构与设计,40,4）气环 气环的作用主要是密封缸内气体不使混合气或高温燃气通过活塞与汽缸之间的间隙而漏入曲轴箱，并将活塞顶部的大部分热量传递给汽缸散发出去。摩托车发动机用的气环一般采用合金铸铁材。气环开口形式如下图：,2023/3/10,摩托车结构与设计,41,气环的横断面形状有多种，常用的有矩形、锥形、楔形、梯形、桶形等。5）油环

20、它的作用是刮回气缸壁上多余的机油，并在气缸壁上均铺一层油膜以润滑气缸壁和活塞环的作用。油环可分为普通油环和组合油环两种。,2023/3/10,摩托车结构与设计,42,2023/3/10,摩托车结构与设计,43,2023/3/10,摩托车结构与设计,44,4、活塞销、活塞销挡圈1）活塞销 活塞销装在活塞销座孔内，中间与连杆小头相连，其作用是连接活塞与连杆，将活塞承受的压力传给连杆。活塞销承受很大的冲击力，要求足够的强度和刚度，而且要有好的耐磨性和较小的质量。活塞销一般用低碳合金钢制造，外表面经渗碳淬火并精磨，以提高表面的硬度和小的粗糙度。2）活塞销挡圈,2023/3/10,摩托车结构与设计,45

21、,为了防止活塞销的轴向窜动，在销的两面端用装在活塞销座孔挡圈双槽中的挡圈来定位。,五、连杆,连杆的作用是将活塞承受的力传递给曲轴，从而推动曲轴作旋转运动。连杆必须有足够的强度和刚度。,2023/3/10,摩托车结构与设计,46,连杆按结构特点可分为小头、杆身和大头三部分，如图所示。,连杆一般用中碳钢或中碳合金钢模煅调质加工而成。,2023/3/10,摩托车结构与设计,47,六、曲轴,曲轴的功用是承受连杆传递来的力，将其转化成绕其自身轴线的力矩扭矩，驱动传动系统、配气机构和其它辅助装置。发动机工作时，曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，即受到弯曲和扭转载荷。因此，

22、要求曲轴具有足够的强度和刚度，各运动副耐磨性好，润滑良好。曲轴可分为整体式和组合式两种，单缸机或部分双缸机采用组合式曲轴，多缸机采用整体式曲轴。,2023/3/10,摩托车结构与设计,48,2023/3/10,摩托车结构与设计,49,整体式曲轴采用整体式加工，虽然加工工艺较复杂，但精度易于保证。它必须配套采用剖分式连杆和连杆轴瓦。组合式曲轴是先将曲轴各部分分别加工，然后组装成整个曲轴的。相应地采用整体式连杆和滚针轴承。具有加工工艺简单的优点，但连杆安装后不易拆卸，曲轴左部和右部的同轴度不易保证。为保证同轴度、曲柄销和曲轴的平行度，曲轴左右部通常是先按曲柄半径尺寸大小分组，然后同组别进行压装。,

23、2023/3/10,摩托车结构与设计,50,1二冲程发动机曲轴 主要由左曲柄、右曲柄、曲柄销等组成。,2023/3/10,摩托车结构与设计,51,左曲轴和右曲轴通常采用中碳钢或中碳合金钢，进行调质、轴颈高频感应淬火等热处理。曲柄销通常采用低碳合金钢，进行渗碳淬火热处理。2四冲程发动机曲轴 它与二冲程曲轴不同之处是：其上加工有压力润滑油道。在曲轴的一端还装有正时主动链轮。3、曲轴支承轴承 曲轴支承轴承一般采用向心球轴承，轴承内圈和曲轴一起高速旋转，因此除应有足够的承载能力外，还应有合适的工作游隙，以避免轴承烧死，并保证轴承运转灵活、平稳、振动小、噪声低。,2023/3/10,摩托车结构与设计,5

24、2,2023/3/10,摩托车结构与设计,53,2023/3/10,摩托车结构与设计,54,4、连杆大头轴承和小头轴承,在中排量和小排量的摩托车发动机中，为了适应发动机的高速运转和减小摩擦阻力，连杆大头一般采用只有保持架而无外圈的滚针轴承。二冲程发动机的连杆小头般也采用无外圈滚针轴承。四冲程连杆小头的润滑条件较好，可以不使用滚动轴承。,2023/3/10,摩托车结构与设计,55,在大排量摩托车发动机中，考虑到结构、负荷等因素，连杆的大头和小头常采用滑动轴承，即通常说的轴瓦。滑动轴承的最大优点是承载能力强、成本低，并使结构更加紧凑，但对高速滑动轴承，要特别注意轴承材料的选用和润滑的可靠性。即使短

25、暂的缺油，都有可能将轴承和轴颈烧坏。,七、飞轮,飞轮是利用其本身的旋转惯性，在作功行程中储蓄能量，而在其余的进气、压缩、排气行程中释放能量，来保证曲轴旋转转速均匀和稳定。,2023/3/10,摩托车结构与设计,56,2023/3/10,摩托车结构与设计,57,第五节 配气机构,配气机构的作用：精确地控制进气门、排气门(或进气、扫气、排气门)的开闭动作，使之与曲轴旋转角度相配合，保证正确的进气、排气时刻，满足发动机各个行程的工作要求。配气机构的要求：(1)能定时地开闭气缸的进气、排气门(或进气、扫气、排气口)，使新鲜混合气适时进入缸内，废气及时排出缸外。(2)尽可能地使进气充足，废气被扫除干净。

26、(3)在需要密闭时，能适时地密闭气缸，以保证发动机正常工作。,2023/3/10,摩托车结构与设计,58,一、二冲程发动机的配气机构,二冲程摩托车发动机的扫排气孔均设置在汽缸体上，新鲜混合气由进气口引入曲轴箱经预压后，再出扫气口导入气缸内。其扫气口、排气口的开启和关闭由活塞控制，而没有专门的配气机构，故具有运动件少，结构简单的特点。根据不同的进气方式，进气口则分别设置在气缸体或曲轴箱上，由不同结构的控制方式控制其开启和关闭时刻。,2023/3/10,摩托车结构与设计,59,1、扫气孔与排气孔 二冲程发动机的扫气过程（即换气过程）是在作功的后期进行。因二冲程发动机的排气没有自已的独立过程，所以要

27、使废气排得干净，扫气过程十分重要。扫气孔开口于气缸中部略低于排气孔，是曲轴箱和气缸的连接通道，为了减少扫气气流的阻力，扫气通道大都倾斜地布置在气缸周围，使通道的弯曲部分尽可能地过渡圆滑。,2023/3/10,摩托车结构与设计,60,2023/3/10,摩托车结构与设计,61,2023/3/10,摩托车结构与设计,62,2、进气系统 二冲程发动机的进气系统由进气孔和进气阀组成。,2023/3/10,摩托车结构与设计,63,1）活塞阀进气系统,2023/3/10,摩托车结构与设计,64,2）舌簧阀进气系统,2023/3/10,摩托车结构与设计,65,2023/3/10,摩托车结构与设计,66,3）

28、活塞舌簧式进气系统,活塞舌簧阀进气的二冲程发动机配气结构是将活塞阀进气和舌簧阀进气两种结构组合形成的。,2023/3/10,摩托车结构与设计,67,活塞舌簧阀进气的发动机配气结构，既可克服活塞阀进气结构进气时间短和低速时新鲜混合气反喷的缺点。又可克服舌簧阀进气结构在高速时进气阻力大、给气比较小的不足，是改善发动机性能的有效措施之一。虽然其结构相对较复杂，但能使发动机在整个工作转速范围内保证较好的性能。所以，这种进气结构在最近发展迅速，其应用将越来越广泛。,2023/3/10,摩托车结构与设计,68,4)旋转圆盘阀式进气系统,旋转阀进气是一种进气口开闭时间非对称于活塞上止点(或下止点)的进气方式

29、，其进气定时由进气阀盘(或曲柄外圆)上的扇形进气缺口及曲轴箱上的进气口边缘确定。进气相位可根据需要设计得较大，一般为16001750曲轴转角。进气口靠近曲柄室，气道短且直，进气流动阻力小，给气比高；曲轴箱结构紧凑，其预压缩比较高，因而发动机的高速性能好。但中低速时，仍易产生新气反喷现象。进气控制零件的加工精度要求高，制造难度较大，制造成本相应较高。,2023/3/10,摩托车结构与设计,69,2023/3/10,摩托车结构与设计,70,2023/3/10,摩托车结构与设计,71,2023/3/10,摩托车结构与设计,72,2023/3/10,摩托车结构与设计,73,二、四冲程发动机的配气机构,

30、四冲程发动机采用气门式配气机构，它由气门组和气门传动组组成。四冲程发动机的配气机构结构比较复杂，型式也比较多。,2023/3/10,摩托车结构与设计,74,为了配合提高发动机转速的需要，普遍在高性能发动机上采用了三气门、四气门或五气门等多气门结构，以减少气门机构的等效质量，避免进气排气门的反跳、振动及失控现象。多气门结构可在减轻每个气门重量的同时，增加气门的总面积，,2023/3/10,摩托车结构与设计,75,顶置凸轮轴式配气机构主要由凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧及凸轮驱动件链轮、链条(也有用齿轮驱动的)等组成。其工作原理是：曲轴通过链轮、链条，把动力传递给凸轮轴，凸轮轴通过它上面的凸轮驱动摇

31、臂，并通过摇臂的杠杆作用，克服气门弹簧的弹力，驱动气门。气门的回位是靠气门弹簧的弹力完成的。,2023/3/10,摩托车结构与设计,76,2023/3/10,摩托车结构与设计,77,1、气门传动组,2023/3/10,摩托车结构与设计,78,(1)正时齿轮（链轮）正时主动链轮装在曲轴上，正时从动链轮装在凸轮轴上，通过套筒滚子链条传动。它的作用是：将曲轴的动力传递给凸轮，以驱动凸轮旋转；使曲轴和凸轮之间有固定的传动比和角度关系，以保证配气正时。在工作中，两个正时链轮与链条，均要承受周期性冲击载荷，特别是链条，应有较好的抗冲击载荷的能力和抗疲劳的能力。,2023/3/10,摩托车结构与设计,79,

32、(2)凸轮轴 凸轮轴是配气机构的主要驱动件，它控制进排气门按一定的规律开启或关闭。凸轮轴上设有进排气凸轮和支承轴颈。凸轮轴中心的油道孔与支承轴颈和凸轮上的油道孔相通，润滑油经过油道孔润滑摩擦表面。凸轮在工作时，同样承受周期性冲击载荷。凸轮工作面与摇臂产生剧烈磨擦，很容易受到磨损或刮伤，因此要求凸轮耐磨，并且润滑良好。,2023/3/10,摩托车结构与设计,80,2023/3/10,摩托车结构与设计,81,（3）凸轮轴的传动机构 凸轮轴的传动机构常见的有链传动、齿轮传动、齿形皮带传动。顶置凸轮轴离曲轴较远，一般采用链传动和皮带传动。链传动由正时链轮、链条、链条张紧器、导板等组成。下置凸轮轴式配气

33、机构一般使用一对齿轮副来驱动凸轮。上置凸轮轴式配气机构，除一对正时齿轮外，还需增加中间齿轮，才能驱动凸轮轴。齿轮传动的优点是：高速运转时传动精确，可靠性高，传动平稳。缺点：机构复杂、制造成本高，质量比链传动重。,2023/3/10,摩托车结构与设计,82,2023/3/10,摩托车结构与设计,83,2023/3/10,摩托车结构与设计,84,(4)气门摇臂和摇臂轴、推杆 摇臂的作用是把凸轮轴的运动传递给气门。摇臂工作时，两个臂均承受较大的弯曲压力。它是一个双臂杠杆，背部设有加强肋，使两个臂的断面呈T字形，以增强抗弯能力。中部是摇臂轴孔。摇臂轴是用来支承摇臂的。工作时，摇臂围绕它来回摆动，并在轴

34、和孔间产生摩擦。它上面的油孔用来润滑摩擦表面。推杆对顶置气门、下置凸轮轴或高位凸轮轴的配气机构，设有推杆。推杆为钢制细空心圆杆，两端镶有凸顶形球接头，其一端与上摇臂接触，另一端在下摇臂或挺柱的作用下，作上下运动。,2023/3/10,摩托车结构与设计,85,摇臂组示意图,摇臂轴,螺栓,摇臂轴支座,摇臂轴紧固螺钉,摇臂称套,调整螺钉,摇臂,定位弹簧,2023/3/10,摩托车结构与设计,86,2023/3/10,摩托车结构与设计,87,（5）气门间隙,气门间隙是指气门在完全关闭状态下(压缩上止点)，气门杆端面与调整螺钉端面的间隙。这是由于气门与传动机件在发动机工作后要受热膨胀而伸长，因此，冷机时

35、，在气门与传动机件间留有一定习隙，使气门与传动机件在受热伸长时不致于顶开气门而漏气。气门间隙不能太大，否见会影响配气正时，并产生较大的敲击噪声；气门间隙也不能太小，否则气门会出受热伸长而被顶开漏气。,2023/3/10,摩托车结构与设计,88,气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。,气 门杆,凸轮轴,2023/3/10,摩托车结构与设计,89,2、气门组 气门组件有进气门、排气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁紧装置等。,1）气门 气门有进气门、排气门两种其作用是开启和关闭进、排气孔。进气门开启，可让新鲜可燃混合

36、气进入气缸；排气门开启，可使废气排出气缸。,2023/3/10,摩托车结构与设计,90,气门受高温燃气油冲刷和化学腐蚀并以高速上下运动。与气门座相冲击，其工作条件恶劣，同时还要求气门与气门座圈的气密性好，强度较高，质量小。因此。进气门常用铬合金钢制作，而排气门则用耐热、抗腐蚀的硅铬合金钢制作。,2023/3/10,摩托车结构与设计,91,较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配合精度和耐磨性,气门杆尾部：环形槽、锁销孔,凹槽,易断裂处,2023/3/10,摩托车结构与设计,92,气门可分为头部和杆部。杆部插入气门导管的内孔中，对气门起导向作用。杆端部的环槽是用来安装气门弹簧座的

37、锁夹。气门的头部是阀门，为圆锥形。一般进气门的头部直径略大于排气门。2)气门导管、气门座圈 气门导管为一中空的圆柱管。在气门开闭时，引导气门上下住复运动。气门导管多用灰铸铁或粉末冶金制造。导管的外圆压入气缸盖上的气门导管孔内，外圆常有两级台阶，用以预防气门导管在使用中脱落而造成事故。,2023/3/10,摩托车结构与设计,93,气门座是与气门配合的孔座，可在气缸盖上直接镗出，由于气门座与气门的频繁冲击，磨损严重而影响气门的气密性，故常在气缸的气孔上镶上合金铸铁的座圈气门座圈用以抗磨损，且便于更换。,2023/3/10,摩托车结构与设计,94,气门导管,气缸盖,过盈配合,卡环：防止气门导管在使用

38、中脱落。,伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。,2023/3/10,摩托车结构与设计,95,3)气门弹簧、弹簧座、弹簧锁片 气门弹簧在预压力的作用下使气门回位，并使之紧压气门座，以保证气密性。气门弹簧承受发动机内的高热，并要求相当的弹力压紧气门。所以，气门弹簧一般采用优质冷拔钢丝如高碳锰钢制作并经严格的热处理。气门弹簧一般为圆柱螺旋弹簧，也有变螺距圆柱螺旋弹簧，以防共振。,气门弹簧,气门弹簧座,锁片,2023/3/10,摩托车结构与设计,96,安装弹簧座与弹簧锁片是用来定位弹簧，并使弹簧具有一定的预紧力。弹簧座一般为钢制圆盘座，弹簧锁片常为两个半圆的锥形锁片。在安装睦，在气门杆上套上弹簧与弹簧

39、座后，应用专用工具压缩弹簧，再安放弹簧锁片于气门杆上的环槽内，在弹簧作用下，弹簧锁片被紧压在弹簧座锥形内孔中，将弹簧座锁紧在气门杆端。,2023/3/10,摩托车结构与设计,97,配气机构按照发动机工作循环的要求，适时控制进气、排气门(或进气、扫气、排气口)的开闭时刻称为配气时刻。配气时刻是按活塞在汽缸中的位置设计规定的，而活塞在汽缸中的位置是由曲轴旋转角度决定的。因此把气门(或气口)的开闭动作与曲轴相对于上下止点时的转角大小及起止位置之间的配合关系叫做配气相位。以上下止点为基准，用曲轴转角来表示气门(或气口)开闭时刻的图形称为配气相位图。,三、配气相位,2023/3/10,摩托车结构与设计,

40、98,从理论循环来讲，进、排气门的启闭都发生在活塞的上、下止点的时刻。实际上，不论是四冲程还是二冲程发动机，为了提高发动机的功率，必须使进入气缸的混合气充足，排除废气彻底。因此，必须提前开启与延迟关闭进、排气门，以延长进气和排气时间。,2023/3/10,摩托车结构与设计,99,2023/3/10,摩托车结构与设计,100,2023/3/10,摩托车结构与设计,101,第六节 汽油机燃料供给系,一、燃料供给系统的构成,燃料供给系的功用是根据发动机不同工况的需要，将干净的汽油和空气，按一定比例混合成可燃混合气，准时把不同数量和不同浓度的可燃混合气供给气缸，燃烧作功。,摩托车燃料供给系主要由燃油箱

41、、燃油开关、化油器及燃油管等零部件组成。其功能是按发动机各种工况的需要。供给足够的，比例适当的可燃混合气。,2023/3/10,摩托车结构与设计,102,2023/3/10,摩托车结构与设计,103,1、燃油箱 燃油箱为摩托车的燃油贮存容器。根据整车造型的需要，燃油箱一般用薄钢板或塑料制成各种外形，通过减震块和螺栓固定在车架上，如图所示。,2023/3/10,摩托车结构与设计,104,进油口在燃油箱上方，其箱盖上设有与大气相通的小孔，使燃油箱内的压力始终等于大气压力，以保证燃油能顺畅地流动。燃油箱根据其安装位置，可分为外露式油箱和内藏式油箱两类。一般骑式车等车型均采用外露式油箱，造型精美，外观

42、豪华。而座式车、踏板车等车型则多采用内藏式油箱。该类油箱内多安有浮动杠杆式油标，称为燃油信号发送器，通过电缆与仪表盘相连，便于观察存油量。,2023/3/10,摩托车结构与设计,105,2、燃油开关 燃油开关设置于燃油箱下方，由它控制燃油在燃油箱和化油器之间的流动。燃油开关按其动作原理，可分为机械式燃油开关和负压式燃油开关两类。,2023/3/10,摩托车结构与设计,106,2023/3/10,摩托车结构与设计,107,2023/3/10,摩托车结构与设计,108,上图为负压式燃油开关结构图。真空膜片将阀体、阀盖分隔为两个密封腔。发动机工作时，在化油器喉口真空度作用下，膜片向阀盖方向凹入，并带

43、动铝阀芯克服压簧弹力移动，而使o型密封圈脱离密封锥面，形成间隙。燃油自该间隙处经缺口流入喇叭形空腔，再由出油管流向化油器。发动机停止工作时，铝阀芯在压簧的弹力作用下，向阀体方向移动，真空膜片亦复原。密封锥面被o型密封圈密封，使燃油流向化油器的通道被隔断。,2023/3/10,摩托车结构与设计,109,3、滤油网 在燃油箱和燃油开关之间设置有滤油网，用以去除汽油中的水分和杂质。为便于清洗，滤油网多设置于燃油开关上。也有将其设置于燃油箱出油口处。4、化油器 化油器担负着燃油的计量及对燃油进行雾化的双重任务，其工作状态的好环，直接影响到发动机的工作平稳性及动力、经济指标，是燃料供给系统中的一个关键部

44、件。,2023/3/10,摩托车结构与设计,110,二、化油器的功能及工作原理,化油器是形成汽油机不同工况所需浓度和良好雾化品质的可燃混合气的装置。1、混合气及混合比 摩托车发动机的工作过程是一个燃烧放热，产生动力的过程。由于发动机在每个工作循环中的燃烧时间极短，因此要求作为燃料的汽油，要在很短的时间内与空气混合，进行燃烧。为了满足这一要求，必须将汽油雾化成微小的油滴，并按一定的比例与空气均匀混合，在进入汽缸前形成雾状可燃混合物，再输送给发动机。这种雾化成微滴的汽油，按一定比例与空气均匀混合形成的可燃混合物，就是通常所说的可燃混合气。,2023/3/10,摩托车结构与设计,111,混合气中汽油

45、和空气的重量之比称为混合比，它是衡量混合气质量的重要参数。混合比可用空燃比、燃空比或过量空气系数表示。即：,理论上，汽油与空气完全燃烧时的空燃比为15：1，称为理论空燃比。实际上，当空燃比为5：122：1时，混合气都能燃烧。但能使发动机进行有效燃烧的空燃比范围一般为8：117：1，这就是通常所说的实用空燃比范围。,2023/3/10,摩托车结构与设计,112,化油器提供的混合气空燃比随空气流量的变化关系曲线称为化油器的特性曲线。发动机在各种运行条件下所需要的空燃比，就是通常所说的理想化油器特性曲线。它是设计化油器和评价其好坏的依据。化油器的特性曲线如图所示。,2023/3/10,摩托车结构与设

46、计,113,可用过量空气系数,2023/3/10,摩托车结构与设计,114,2、化油器的功能 化油器是汽油和空气在进入发动机前的汇合处。是使汽油雾化，并按一定比例与空气混合而形成可燃混合气的场所。化油器应具备的基本功能如下。(1)能雾化汽油。将汽油雾化成微滴，与空气均匀混合，形成可燃雾状混合气，使其进入汽缸后能充分气化。(2)能调整混合气质量。根据发动机在不同工况下对混合气质量的要求，按最佳比例进行混合。(3)能控制混合气数量。根据发动机不同输出功率(转速和负荷)的要求，输送给发动机足够数量的混合气。,2023/3/10,摩托车结构与设计,115,3、简单化油器的工作原理 化油器是根据燃料的雾

47、化原理进行设计的，它利用进气流动时的动能来使燃料雾化。简单化油器的结构原理如图所示。其主要构件及作用如下：,(1)带有浮子和针阀的浮子室，使从进油管流入的汽油保持一定的油面高度。(2)浮子室通气孔使浮子室内油面压力始终等于大气压。以利于汽油喷出。,2023/3/10,摩托车结构与设计,116,(3)具有量孔的喷油管能准确地计量喷入气流中的汽油。喷油管喷口略高于油面，以防发动机不工作时汽油溢出。(4)节气门用来控制进入汽缸的混合气量。(5)喉口保证空气流动时在喷油口处形成一定的真空度，吸出汽油。,2023/3/10,摩托车结构与设计,117,对于简单化油器来说，虽然汽油和空气流量均随节气门开度增

48、大而增加，但两者增加的速度不同，即汽油流量增加的速度大于空气流量增加的速度。因此，随着节气门开度的增大，简单化油器提供的混合气越来越浓，这从简单化油器的特性曲线可看出。显然，简单化油器不能满足发动机对空燃比的实际要求。只有在其基础上，加上各种补偿系、怠速系、启动系等机构，才能构成具有实用价值的化油器。摩托车化油器正是在简单化油器的基础上发展而成的实用化油器。按其结构特征，摩托车化油器可分为柱塞式节气门化油器、转阀式节气门化油器和等真空式节气门化油器三种类型。,2023/3/10,摩托车结构与设计,118,三、柱塞式节气门化油器,1、柱塞式节气门化油器的结构及工作原理 柱塞式节气门化油器的喉口处

49、设有一个可上下移动的柱塞。利用柱塞的移动，可改变喉口截面的大小，以适应发动机各种工况的需要。CY80化油器为典型的柱塞式节气门化油器。其结构如图所示。,2023/3/10,摩托车结构与设计,119,2023/3/10,摩托车结构与设计,120,2023/3/10,摩托车结构与设计,121,2023/3/10,摩托车结构与设计,122,2、优点1）结构简单成本较低。2）由于化油器进气通道中只有柱塞节气阀，不存在节气门，因而气体流动阻力小，所以，当柱塞节气阀式与等真空膜片式化油器的柱塞阀开度相同时使用柱塞节气阀式化油器的发动机的功率就高一些。3、缺点 当使用柱塞式节气阀式化油器的摩托车从低速状态突

50、然加速时车速往往不能迅速增加、而是在出现短暂的停顿后才加速。对于四冲程发动机而言.这种现象尤其严重，甚至会出现发动机熄火现象。,2023/3/10,摩托车结构与设计,123,四、转阀式节气门化油器,1、转阀式节气门化油器的结构及工作原理,转阀式节气门化油器无柱塞油针机构，喉口截面大小固定不变，结构简单，常用于价格较低的轻便摩托车和助力车上。,2023/3/10,摩托车结构与设计,124,本体16上的喉管、混合室与空气导流罩15共同构成化油器的进气雾化系，形成化油器的主空气通道，完成将空气和汽油混合并雾化的功能。,2023/3/10,摩托车结构与设计,125,转阀式节气门化油器的结构特点：节气门