摩托车发动机原理及结构

摩托车发动机原理与结构内容1摩托车发动机工作原理3发动机分类四冲程发动机的组成及功用发动机主要性能指标和特性24一、摩托车发动机工作原理1.发动机：是摩托车的动力源，其主要原理是将液体或气体燃料与空气混合后输入机器内部燃烧而产生热能，热能驱使活塞做往复直线运动，再通过曲柄连杆机构将往复运动转化旋转运动的机械能的装置，也称为内燃机。在发动机内每一次将热能转化为机械能，都必须经过吸气、压缩、燃烧、排气四个过程，称之为一个工作循环。根据一个工作循环的活塞往复次数不同，将发动机分为二冲程和四冲程发动机。2.四冲程发动机工作原理：四冲程发动机的一个工作循环由四个冲程组成，即曲柄旋转两圈，活塞在汽缸中往返两次，完成吸气、压缩、燃烧、排气四个工作过程。一、摩托车发动机工作原理3.二冲程发动机工作原理：二冲程发动机的一个工作循环由二个冲程组成，即曲柄旋转一圈，活塞在汽缸中往返一次，完成吸气、压缩、燃烧、排气四个工作过程。其工作原理如图1所示。一、摩托车发动机工作原理图1二冲程发动机原理二、发动机分类1.按照活塞运动方式分为：往复活塞式和旋转活塞式；2.按照工作循环所需活塞行程数分为：两冲程和四冲程发动机；3.按照使用燃料分为：汽油、柴油、气体发动机等；4.按照着火方式分为：强制点燃式和压燃式发动机；5.按照冷却方式分为：风冷式和水冷式；6.按照供油方式分为：化油器式和喷射式汽油发动机；7.按照气缸数分为：单缸和多缸；8.按照配气机构的形式分为：顶杆机和链条机；9.按照进气方式分为：增压式和非增压式发动机。三、摩托车发动机组成及功用1.系统组成：摩托车发动机外形如图2所示，由机体组件、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、点火系、润滑系、起动装置和传动装置等八大系统组成。2.机体组件：2.1组成：主要由左右曲轴箱、左右曲轴箱盖、汽缸体、汽缸盖构成；2.2功用：为发动机各机构、部件的装配基体，而且其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、点火系、润滑系、起动装置和传动装置的组成部分。3.曲柄连杆机构：3.1组成：主要由活塞、连杆、曲轴组成；三、摩托车发动机组成及功用3.2功用：将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。图2发动机外形三、摩托车发动机组成及功用4.配气机构：4.1链条机：由进气门、排气门、气门摇臂、摇臂轴、凸轮轴、链轮和链条组成。4.2顶杆机：由进气门、排气门、上摇臂、下摇臂、摇臂轴、凸轮轴、顶杆组成。4.3功用：是使新鲜的可燃混合气按照要求的时间及时充入汽缸、废气及时排除汽缸。5.供给系：5.1组成：主要由油箱、燃油开关、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进气管等组成，核心部件是化油器。5.2功用：把空气与汽油混合为成分合适的可燃混合气供给汽缸燃烧，并将燃烧生成的废气排除发动机。三、摩托车发动机组成及功用5.3化油器原理：是利用文丘里管的原理，空气流经变截面的喉管处，因截面积逐渐变小，空气流速加大，在喉管处达到最大值，并在喉管处形成负压；化油器的浮子室与喉管上的主供油通道连通，浮子室又与大气相通，根据液体流动的压差原理，浮子室的汽油通过主油道、喷射到喉管中，被高速的气流吹散、蒸发、雾化和混合，供发动机燃烧。5.4摩托车化油器的工作系统：摩托车化油器结构如图3所示；怠速系统：保证发动机在怠速和很小负荷时供给较浓的混合气；起动加浓系统：当发动机在冷态下起动时，在化油器中形成极浓的混合气体，以保证发动机能顺利起动；主供油系统：保证发动机在全负荷范围内，按照理想的供油特性供给可燃混合气。三、摩托车发动机组成及功用图3化油器示意图三、摩托车发动机组成及功用6.点火系：6.1组成：主要由磁电机（蓄电池）、点火开关、点火器、点火线圈、火花塞组成；6.2功用：根据发动机工况变化，准时向发动机缸内的可燃混合气提供电火花，点燃混合气。6.3点火器工作原理：如图4所示图4点火器原理三、摩托车发动机组成及功用7.润滑系：四冲程发动机采用压力与飞溅相结合的润滑方式7.1组成：由机油泵、机油滤清器、限压阀、油道组成；7.2功用：润滑：将润滑油不断地供给作相对运动的零件表面，以减少摩擦副之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损；冷却：冷却摩擦零部件；清洁：带走铁削，清洗摩擦表面。7.3润滑部位：见图5、图68.起动装置：8.1脚起动装置组成：起动臂、起动轴、起动齿轮、起动棘轮、弹簧、起动轴回位弹簧、棘轮导向板组成，如图7所示；8.2电起动装置组成：蓄电池、起动开关、起动继电器、起动电机、减速齿轮副、超越离合器等组成，如图8所示；三、摩托车发动机组成及功用图5发动机内部结构及润滑部位三、摩托车发动机组成及功用图6发动机润滑部位三、摩托车发动机组成及功用图7脚起动装置图8电起动装置三、摩托车发动机组成及功用8.3功用：使禁止静止的发动机起动并转入自行运转。9.传动装置：9.1组成：主要由初级减速机构、离合器和变速器组成；9.2功用：把发动机发出的动力经过降速增矩、变速变矩，然后再通过末级减速机构传递给摩托车的驱动轮。9.3离合器：离合器分为手动和自动两种。手动离合器：主要由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四个部分，如图9所示；其中主动部分、从动部分、压紧机构是保证离合器结合并传递动力的机构，而操纵机构主要是是使离合器分离从而切断动力的传递。自动离合器：主要由主动部分、从动部分组成，图10为自动离合器的结构。三、摩托车发动机组成及功用图9手动离合器三、摩托车发动机组成及功用图10自动离合器三、摩托车发动机组成及功用9.4变速器：组成：主要由变速传动机构（主、副轴组件）和操纵机构（如图11所示）组成。功用：改变传动比，扩大驱动轮扭矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在最有利的工况下工作；利用空档切断动力传递，使发动机顺利起动和怠速运转。三、摩托车发动机组成及功用图11变速操纵机构四、发动机主要性能指标和特性发动机主要性能指标有动力性指标（有效扭矩、有效功率、转速等）和经济性指标（燃油消耗率等）1有效扭矩：发动机曲轴输出的扭矩为有效扭矩，以Me表示，扭矩的单位为N.m。有效扭矩与外界施加于发动机输出轴上的阻力矩相平衡。由于摩托车发动机在扭矩测试时是测量输出轴（副轴）的扭矩，用Mt（也就是发动机台架上的测量扭矩）表示，因此，必须将输出轴的扭矩Mt转化为曲轴有效扭矩Me，转化公式如下：Mt×KMe＝————I发×η式中：K－－为大气环境修正系数；I发－－为曲轴到副轴间的总传动比；η－－为曲轴到副轴间的传动效率。四、发动机主要性能指标和特性2.有效功率：发动机曲轴对外输出的功率为发动机的有效功率，用Pe表示，单位为Kw，它等于有效扭矩与曲轴角速度的乘积，即：Me×nPe＝————（Kw）9550式中：Me－－为有效扭矩，N.mn－－为曲轴转速，r/min由于摩托车发动机在功率测试时是测量输出轴（副轴）的功率，用Pt（也就是发动机台架上的测量功率）表示，因此，必须将输出轴的功率Pt转化为曲轴有效功率Pe，转化公式如下：Pt×KPe＝————η式中：K－－为大气环境修正系数；η－－为曲轴到副轴间的传动效率。四、发动机主要性能指标和特性3.转速和活塞平均速度：S×nVm＝————30式中：Vm－－活塞平均速度，m/sS－－活塞行程，mn－－发动机转速，r/min提高发动机的转速n，可增加单位时间的做功次数，使功率提高；而Vm增大将使发动机的往复惯性力增大，机械负荷和热负荷增加，零部件磨损加快、寿命降低，机械损失增加；因此，一般认为汽油机的Vm不应超过18m/S。4.平均有效压力：平均有效压力Pme是指单位汽缸工作容积所得到的有效功，它是发动机实际输出功的角度来评价汽缸工作容积的利用程度，是衡量发动机动力性能的一个重要参数。四、发动机主要性能指标和特性30×τ×PePme＝——————（MPa）Vh×n×Ⅰ式中：τ－－行程数Pe－－发动机有效功率Vh－－汽缸工作容积，LⅠ－－缸数5.升功率：升功率PL是平价发动机动力性能和强化程度的重要指标之一，它从发动机有效功率的角度对其汽缸工作容积的利用率做总的评价。PePmePL＝————（Kw/L)=————（MPa）Vh×Ⅰ30×τ四、发动机主要性能指标和特性升功率PL越大，发动机的强化程度越高，发动机的体积越小，不断提高发动机的平均有效压力Pme和转速n，以获得更加强化、更加轻巧、更加紧凑的发动机，一直是人们追求的目标。6.有效热效率：有效热效率ηet是内燃机实际循环的有效功We与所消耗燃料的热量Q1之比值：We3.6×103×Peηet＝————＝————————Q1qmf×Hu式中：qmf－－燃料热值，KJ/kgHu－－燃油消耗量，kg/h四、发动机主要性能指标和特性7.有效燃油消耗率：有效燃油消耗率ge是指单位有效功的耗油量，是平均发动机经济性能的重要指标，通常用每有效千瓦小时所消耗的燃油量表示。qmf×103ge＝————（g/Kw.h）Pe8.发动机速度特性：发动机的速度特性是指节气门位置一定时发动机的功率、扭矩、燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。当节气门全开时，发动机所获得的速度特性称为外特性，图12为发动机外特性曲线；当节气门部分打开时，发动机所获得的速度特性称为部分特性。目前摩托车企业均以外特性作为发动机性能判定的依据，因此，发动机性能测试主要是测试外特性曲线。四、发动机主要性能指标和特性图12发动机外特性曲线谢谢!方法重于目标&机制重于管理