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踏板摩托车发动机原理.pdf

踏板摩托车发动机原理

Longdas龙
2013-07-18 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《踏板摩托车发动机原理pdf》,可适用于工程科技领域

踏板摩托车发动机原理化油器:曲轴箱:缸头:配气机构:活塞:强制风扇:连杆、曲轴:电气系统、点火装置、点火正时()电气系统()点火装置是如何工作的?()什么是点火正时?变速和传动系统()为什么需要变速器和离合器?()变速器工作原理()踏板车上的一次变速传动机构()离合器()踏板车上的二次变速传动机构启动机构()脚启动机构()电启动机构图新大洲GY发动机图江门中裕GY发动机也许大多数人都曾感受当我们还是菜鸟时我们甚至连化油器是什么样子都不知道菜得连怠速都不会调整。现在也许将来我们仍然会很菜摩托车上的技术总是不断更新发展着作为机车羔羊这样一个网站我们的初衷就是提供一个大家交流学习的场所不断提高大家的机车知识、普及机车文化。作为一个摩托车手具有一些发动机知识是必要的。在这里我们试图做一些最基本的知识图解把我们知道的告诉大家也许它确实是很初步但是也许它对摩托菜鸟会很有用。而且以后我们希望我们之中的好手提供这方面的文章大家共同分享共同提高。这次我们首先要提供的是GY的资料图图是两个GY发动机。图是用于新大洲白雪公主的GY图是江门中裕产的。GY在国内按照国家规定的汽油机型号标示方法一般摩托厂家标式为XXQMI例如JCQMI其中JC是金城厂的缩写、是指单缸、是指缸径、Q指强制风冷。我们首先要提供的是GY的资料一方面因为它是目前国内踏板上最普遍的发动机。另一方面虽然它是很老的设计但是由于它的简单和可靠所以可以做为我们了解的第一个对象。当你了解了GY发动机结构再去看本田水冷大鲨、株洲雅马哈凌鹰等车就会感觉容易许多。GY的参数几乎是固定的:缸径Xmm压缩比:但是国内生产的GY功率和扭距都远远不及光阳原厂参数高低不一有的标示最大功率可达KWr有的则只能达到KWr但其共同点几乎是都是在转时达到最大扭距踏板的起步转速一般是转所以感觉GY起步还是较为有力的。另一共同点是转时达到峰值功率所以GY的最大转速并不高。化油器:化油器的功用是产生适宜浓度的可燃混和气。目前国内GY踏板大都使用等真式化油器且一般都带自动加浓装置(又叫电子风门)如下图所示:图合资MIKUNIBSv图国产化油器PDJ图是国内合资厂上海三国长航机械电子有限公司制造是国内最大的摩托车化油器生产企业主要客户:南京金城、济南轻骑、长铃集团、江门大长江、南方摩托、金城铃木、海南新大洲、天津富士达、南方雅马哈等。图是浙江永康市齿轮制造公司的产品我们可以看出制造品质上的不同。图上的黑色塑料块部份就是自动加浓装置它只在冷车启动的头几分钟起作用阀门打开提供较浓的混和气随后关闭。图刚好是相当于图的背面部份我们可以看到一个红色的插头是连接自动加浓装置的电源线。关于自动加浓装置的原理我们将在以后的文章中介绍。这里先有一个初步认识。图所示化油器中部的两个园孔一个连接空气滤清器另一端连接发动机汽缸进空管。图中部靠最左边有一棵"一字"镙钉那就是混和气调整镙钉图中最下方有一棵"十字"镙钉是浮子室泄油镙钉。图中部最左边有一个半园形的可动的键上面连接固定油门拉索使化油器随油门拉索的动作而开启节气门大小从而控制转速。在这里想说一下化油器不是主动输油是被动进油的活塞下行造成燃烧室和汽缸内的真空进气门打开则化油器在真空作用下供混合汽给汽缸。化油器是精密仪器其中的有的量孔通道细如发丝所以一般不要轻易调整以免难于恢复其要求的最佳工作数据。化油器也是整个发动机组成零件中较为昂贵的部份图所示的合资MIKUNIBS市场配件价格是¥左右图所示的一般国产货也在¥左右而我们经常看到的五羊本田公主(不是GY发动机)WHT的进口化油器是¥大洋。曲轴箱::::是发动机零件的支架和密封体。曲轴箱的工艺要求:气密性能好光滑平整轮廓清晰经十几道工序加工可达到高光洁度、高精密度从而减少发动机噪音。缸头:包括气缸头盖和气缸头从外观上看我们平时熟悉的火花塞、排气管就是安装在气缸头上的化油器也是通过与气缸头之间的进气管将可燃烧混和气被动输入到燃烧室。从内部看汽缸头中固定有凸轮轴、气门摇臂、进排气门导管、油封、气门弹簧等。气缸头盖起到密封作用与气缸头两者构成了安装配气机构的空间。所我们可以说气缸头有两个功用:、控制进气、排气。、与气缸构成燃烧室。图GY气缸头盖图气缸头图凸轮轴固定座配气机构:当我们还是菜鸟的时候经常听到一个名词:正时。似懂非懂那么这是什么意思呢?我们知道内燃机工作的灵魂就是燃烧燃烧就是生命最佳的燃烧需要两个条件:合适的地点、合适的时间。只有当进气、排气动作与火花塞点火的时间两者都最佳即油正时、火正时!才能有那么淋漓尽致的爆发。在这里配气机构就是完成前一个要素:控制气门在合适的时间打开及关闭。图凸轮轴组件图正时链条(局部)图气门摇臂组件图凸轮轴正时齿轮图凸轮图进气门摇臂组件先来认识配空机构的几个关键零件这样我们才能直觉地了解它。图是凸轮轴组件它通过图中的凸轮轴固定座固定在气缸头中。给出了正时链条的一段正时链条就是我们经常说的"小链条"。图是气门摇臂组件。图是气门组件。下面我们来逐一讲解。图凸轮轴组件左边上那个齿轮就是正时从动链轮(图)与此对应曲轴上有一个正时主动链轮它们之间的齿轮数目是:为什么是这个比值和曲轴是什么我们后面会讲到至于它们之间所谓的主、从完全是我们的一种命名我们需要知道的是正时链条就是套在这两个齿轮上的曲轴通过正时链条去驱动凸轮轴。注意到图凸轮轴组件中间的二个零件:凸轮(图)。凸轮要驱动的对象是摇臂。图就是气门摇臂组件包含摇臂和摇臂轴它们的分解如图所示。在图中左边那块是进气门摇臂右边那块是排气门摇臂应该注意到图中气门摇臂上的二棵螺钉(一个摇臂上一棵成对角)那就是气门调整螺钉我们平时调整气门间隙就是调整这个螺钉而包着这棵螺钉的螺母就是调整螺栓固定螺母每次调整好后一定要将其锁紧。摇臂在摇臂轴中旋转摆动它要驱动的下一个目标是气门组件。图是气门组件图中包含:进、排气门气门内、外弹簧气门油封气门锁夹、气门盖。摇臂的一端通过摇臂上的调节螺钉克服气门弹簧的弹力使得进气门或排气门定时驱动打开或者关闭。而气门又是靠弹簧的弹力回位到气门紧密贴合的密封状态。我们上面提到了气门间隙这个词语因发动机工作时气门受热而气门挺杆伸长所以在气门调整螺钉与气门杆端之间留有间隙。在发动机工作中调整螺钉与气门杆之间有接触应力和相对滑动存在因而产生磨损使气门间隙发生变化。因此行驶一定里程后要进行气门间隙的调整。现在我们来完整地回顾一下配气机构的整个工作过程:曲轴通过正时链条驱动凸轮轴旋转当凸轮轴转到凸轮的凸起部位时开始顶起摇臂使摇臂绕摇臂轴摆动而压缩气门弹簧推动气门向下运动即气门的开启。当凸起部位离开摇臂时气门在弹簧的作用下向上运动而落座即气门的关闭。而曲轴正时齿轮与凸轮轴正时从动齿轮两者齿轮数为:是为了使曲轴转动两转凸轮轴旋转一圈进排气门各开启一次。以上就是GY配气机构的简单描述。希望对大家有用。单顶置凸轮轴配气机构不仅仅是GY在许多车子上都有使用写这篇稿子时我就感觉这种配气机构早在年代的GS铃木王上就使用在今天应该是比较成熟了现在的建设YAMAHASRV上也仍是使用这种配气结构。相信MCR也是这种配气结构的优点是功率响应迅速气门磨损少嗓声低。但现在许多朋友说声音响我想可能是材质方面吧。特别是正时链条要求可靠耐久要不然更换起来是非常麻烦的所以一般最好用进口件包括凸轮轴、摇臂。Nx现在国内比较好的骑式车金城铃木刀JC采用的是双顶置凸轮轴气门这样上述零件可以做得更小更精巧从而传动更加可靠进排气效率更高。当然这是题外话。活塞:图气缸图气缸的另一视角图GY气缸如图所示。我们从图可以看到在气缸体边上有槽(或叫正时链条通道)正时链条从此通过到达气缸头其中还要安装链条的导板片(图a)、链条张紧器(图b)。图中我们可以看到气缸正前方有一个孔它是用来安装正时链条的链条调整器总成的链条调整器总成如图所示。当正时链条发生磨损松动及异响时我们可以通过链条调整器来对其进行一定的调整。图a导板片图b链条张紧器图GY链条调整器总成我们在前面已经了解过曲轴箱在实际的安装中图所示的气缸应该是反过来朝下安装在曲轴箱上的。在图中气缸中间圆形的缸套部分就是活塞在气缸中上下运动的空间。我们没有找到GY活塞的专门图片但图给出了一些活塞的照片图给出了一组活塞环的照片。图一组活塞图片图一组活塞环图片见图活塞上有环槽部用来安装活塞环。活塞环分气环、油环。GY有二道气环一道油环。气环是用来防止燃烧室气体进入曲轴箱而油环是用来防止润滑机油窜入燃烧室的。在这里给大家提一个问题为什么活塞顶部有两个倾斜凹坑?你想一想吧答案是:避免活塞位于气缸上止点时与进排气门相撞而设置的。国产上述GY配件零售价格:缸体大约是¥多块国产的活塞价格大约是¥左右活塞环¥左右。合资的和进口的就贵许多甚至数倍。强制风扇:在上述的文章中我们看到了躲在屁股下座垫下发动机里的某些真面目但是也许会有超级菜鸟问我还是看不到呀!是的气缸头和气缸是被包围起来的像巴基斯坦的妇女永远戴着一层面纱这个面纱就是:发动机风扇导风罩如图所示。图是风扇盖。图是各种冷却风扇。图风扇导风罩图风扇盖图各种冷却风扇在上文中我们看到了气缸头、气缸的图片为了带走燃烧产生的大量热量我们可以看到它们外周覆盖的巨大散热片但是还是不行啊热啊于是就用塑料罩包起来用风扇不停地吹塑料罩的功用就是形成冷却气流流动的气道。风扇是固定在右曲轴箱盖上和磁电机转子一同运动旋转一刻不停地吹向气缸、气缸头。连杆、曲轴:连杆图片见图曲轴图片见。图GY连杆图豪迈曲轴连杆总成混和气燃烧时活塞在气缸内做上下往复运动曲轴连杆将活塞的上下往复运动转变成曲轴的旋转运动曲轴再将动力传递给变速机构驱动后轮旋转。我们在前面已经看过左右曲轴箱的照片曲轴连杆总成就是安装在曲轴箱中的在GY曲轴箱中曲轴的左面安装有正时链条曲轴的右面安装有机油泵总成、磁电机总成。正时链条、机油泵总成、磁电机总成的能量来源都是来自于曲轴的旋转运动。从图中我们可以看到曲轴的左右两边都有小齿轮就是通过这些小齿轮将动力传导给上述各零件(其中磁电机飞轮是通过与曲轴相连接的半园键驱动的)。于是机油泵工作将润滑油压到各个零件表面及缸头磁电机总成里的飞轮(即转子)旋转切割磁力线发电正时链条驱动气门打开与关闭。整个内燃机系统就运转起来了。关于机油泵、磁电机我们在后续文章中会介绍。你将会看到它们的庐山真面目。电气系统、点火装置、点火正时由于这几个问题是相互联系在一起的所以把它们放在一起讲解。()电气系统图是GY磁电机总成磁电机由飞轮组件和定子组成如图所示其中是飞轮组件也叫转子组件其金属壳内缘有块永久磁铁。、是定子组件是由个铜线绕组线圈组成其中包含低压点火线圈、充电照明线圈。是脉冲感应线圈(触发线圈)。在这里我们复习一下磁电机是安装在发动机右曲轴箱盖上的拆下风扇就可以看到飞轮。图磁电机总成图CDI点火器图稳压整流器图高压点火线圈磁电机在台湾的摩托车图纸上也标"发电机"当曲轴旋转带动飞轮旋转时磁电机线圈切割磁力线产生交流电产生的电力作为全车所有用电部件的能量源泉。摩托车发动机要工作的三个条件是油、气、火这个火指的就是点火磁电机也是点火能量的来源。GY磁电机线圈共有三组独立线圈:第一组给CDI点火器中的储能元件(电容)充电(什么是CDI后面会叫到)我们称为低压点火线圈。第二组是给蓄电池充电给大灯照明我们称为充电照明线圈。第三组是触发线圈控制CDI中的电容放电。图是点火器它的全称应该叫:电容放电式点火装置CDI是电容放电点火的缩写。它的内部只是一个构造简单的电路板上面不外乎是有三个基本元件:一个电容C、一个可控硅SCR一个二级管D。电路板用环氧树脂固封(我想是为了防水之类吧)就成了图所示的样子。将CDI点火器加热到摄氏度左右就可脱掉固封物取出电路板。图是稳压整流器的外形其内部是一个稳压整流电路板将它用环氧树脂灌封后再装在一个带散热片的铸铝盒中就成了我们在图中所看到的样子。磁电机充电照明线圈送过来的交流电通过它调整后一路供蓄电池充电一路供前大灯照明。图是高压点火线圈及其组件是高压点火线圈俗称"高压包"有的书上写高压线圈有的写点火线圈都是指的它。它的作用是将CDI中输出的脉冲电压放大产生高压然后通过高压线到高压帽使火花塞放电。通常使火花塞放电的电压要KV以上KV。图是高压点火线圈的一幅大图。图高压点火线圈大图()点火装置是如何工作的?当磁电机飞轮旋转时磁电机低压点火线圈向CDI点火器中的电容C充电点火能量暂存在电容C中当曲轴转到需要点火的时刻(一定的气缸压缩行程时)磁电机触发线圈产生脉冲电压使CDI点火器中的可控硅导通此时电容C向高压点火线圈放电高压点火线圈中感应出高电压使火花塞产生电花火。当摩托车不能启动如果是火花塞无火花时查找故障点就可以沿着以上所述点火装置的工作过程去查找只不过查找顺序应相反。()什么是点火正时?我们在前面第部分中就接触到了"正时"一词在这儿我们又第二次讲到它。在前面第部分中我们学习了配气结构配气结构的目的就是使进排气呼吸自如即配气正时。而这里我们要讲到的是"点火正时"它是发动机得到正常工作发挥最佳动力性能的另一个必要条件。为什么要点火正时?当混和气在气缸中被压缩到适当好处时就需要点火而什么时候是最适当的呢?是活塞行程到气缸最上面时吗(上止点)?否!因为汽油的燃烧需要时间虽然是疯狂的燃烧但是从开始燃烧到燃烧结束是需要一定的时间的所以在活塞压缩行程到达气缸上止点前需要提前点火。如果这个提前点火实现我们就说它是点火正时的(正确的)。通常这个提前的点火时间我们用点火提前角来表示。(由于篇幅所限点火提前角的概念在这就不叙述了)在GY发动机中点火提前角是靠磁电机触发线圈与飞轮触发磁铁的相对位置来实现的在右曲轴箱盖上有安装对准标记通过安装固定后这个提前角度也就是固定的。另外在CDI点火器中也能产生有限的点火提前角度通常是多度。所以GY的上所能够提供的点火提前角变化范围是比较小的。国外大排量车子都是用复杂的电路和集成芯片来实现在不同转速变化下需要的最佳点火提前角来实现最佳的功率与扭距输出。我知道的合资车GN就采用了以集成芯片为核心的点火器电路。但是这些大排量车子的点火器坏了就完蛋了因为你可能还搞不清楚它用的是什么集成芯片只有买昂贵的拆车零件。现在发展的电喷发动机更是通过CPU分析计算各传感器采样值产生最佳的点火提前角。目前国产的大部分车子使用的都是CDI点火器在上文中我们已经说到这种点火器并不太好几乎不能够提供多少点火提前角之所以大量使用的原因还是由于它成本低廉(大量批发只要几元一个)简单可靠。许多国内厂商还将CDI几个字母印在车上炫耀实在是不敢恭维。变速和传动系统()为什么需要变速器和离合器?我们在前边内容讲到曲轴连杆将活塞的上下往复运动转换成曲轴的旋转运动那么曲轴的动力是如何传递到后轮的呢?我们知道曲轴的旋转转速是很高的转左右车子才起步显然后轮是不可能以这样的转速动作的我们需要获得不同转速下的不同车速和扭矩这个功能就由变速系统来完成。除此之外当我们飞驰时我们需要将动力传送到后轮当我们要停下来时则需要能够切断动力这个动作是由离合器来完成的。离合器在变速系统与传动系统之间起一个柔和地传递动力(切断动力)的作用。()变速器工作原理在讲解实际的GY变速器之前我们先来了解变速器的工作原理这样会比较容易理解后述部分。简单地说变速器就是根据这一原理来设计的:小齿轮(或小带轮)为主动轮传动大齿轮(或大带轮)则转速降低扭矩增加大齿轮(或大带轮)为主动轮传动小齿轮(或小带轮)则转速增高扭矩降低。该原理不仅仅适用于踏板车变速器而且适用于跨骑车变速器。踏板车上的无级变速器就是利用这一原理:当皮带在前主动轮、后从动轮上发生直径变化车速和扭矩就发生相应变化。()踏板车上的一次变速传动机构踏板车上使用的是离心式无级变速器、离心式自动离合器从字面上我们可以看出变速和离合都是利用离心力来完成。图是GY的变速传动系统部分(皮带轮)。图皮带轮部分结构如图所示皮带轮主要是由主动皮带轮和从动皮带轮两部分组成。图中部件是从动皮带轮组件部件是从动板组件部件是离合器外套部件、、共同组成从动皮带轮。从动皮带轮在有些书上又叫"传动皮带轮"。部件是滑动式驱动盘(有的书上叫滑动主动盘)部件是配重滚子(台湾叫普利珠)部件是斜坡板(又叫滑动板)部件是斜坡板边件(有的书上叫滑动片)部件是驱动皮带扇叶盘(有的书上叫主动盘)部件、、、、构成主动皮带轮主动皮带轮在有些书上又叫"驱动皮带轮"。各位看官看到这儿可能会觉得比较麻烦怎么这么多叫法我想这是各个厂家自己的喜好吧。图、图给出了上述一些零件的实物图。工作过程:(如图)当发动机转速升高时惯性离心力增大离心滚珠(部件)沿斜坡板(部件)由里向外滚动使滑动主动盘(部件)向主动盘(部件)方向滑动同时V形皮带向外挤压这样一来V形皮带的直径由小变大。与此同时由于V形皮带的内周长是一定的在皮带张力的作用下从动皮带轮克服弹簧压力使滑动从动盘沿轴向离开从动盘致使从动皮带轮上的V形皮带包角直径减小此时车速升高。反之当发动机转速下降时由于惯性离心力的减小以上部件做相反动作致使V形皮带的前后半径发生相反变化此时车速减慢。讲起来比较枯燥在这儿大家只要了解它的组成就行了如果有机会打开发动机边盖(左曲轴箱盖)看看实物就会明白。我在这儿借用一位师傅的话:很多问题虽然在脑子里无法想象但是见了实物就迎刃而解了。()离合器离合器就是图中的部件、。图是离合器蹄块GY的离合器内有三个蹄块蹄块是被拉簧向内拉紧的当发动机转速增高时个蹄块产生离心力当离心力超过拉簧的预拉力并达到一定数值时(发动机转速增高至转以上时)蹄块与外沿的摩托盘贴合产生磨擦力进而构成一个力矩传递到变速箱主轴。当发动机转速下降(至转时)蹄块所产生的离心力不足以克服拉簧拉力就不能与磨擦盘贴合离合器就处于分离状态此时传递到后轮的动力被切断(((()踏板车上的二次变速传动机构在前面第()中我们讲到踏板车上的一次变速传动这里我们要讲二次传动。二次传动一般是在曲轴箱后端装有齿轮箱以进一步减速就是我们经常说的减速箱齿轮也就是我们平时按照说明书要求定期更换齿轮油以润滑的部件即是图所示的齿轮组件。图GY齿轮组件图末级传动装置齿轮组件在齿轮箱中的安装位置如图所示回忆我们在本文第一部分第点中所述图中的部件是末级齿轮箱盖部件是主轴盖组部件、、是轴承(、、轴承)部件是副轴(也叫驱动轴)部件是副轴组件部件是主轴(也叫最终轴)部件是最终齿轮。注意到在这里我们多次用到了末级这个词语也即是说到了这里动力就传递给最末的后轮轮毂了。总结一下结束第大点在变速和传动系统部分动力的传递路线是:曲轴>润滑系统图GY机油泵四冲程发动机的润滑采用的是压力与飞溅相结合的方式图是GY的机油泵关于此机油泵的原理笔者尚未搞清楚搞不清楚它是转子式油泵还是什么齿轮式油泵有知道的朋友可以告诉我一下。但是可以肯定的是图所示的机油泵将把曲轴箱中的机油加压后输送到曲轴、凸轮轴、轴承等高速高负荷的零件表面。在气缸、气缸头中有相关的油道以通过润滑油。对于难于实现压力润滑的部位则利用曲轴、齿轮等旋转飞溅起来的、或者是重力下落的机油来润滑如气缸壁、正时齿轮等。GY机油泵的位置:在曲轴箱中拆下磁电机拆下右曲轴箱盖、起动离合器、机油泵隔离板就可看到。机油泵通过机油泵驱动链条被曲轴驱动。启动机构()脚启动机构脚启动组件安装位置如图所示部件是起动轴部件是起动惰轮组合实物如图、图所示。图脚启动机构安装图拆下起动磴杆拆下左曲轴箱盖(图部件)你就可以看到:皮带皮带套着的前端是叫主动轮后端是从动轮这你都可以不用管它。你需要注意的是这两者之间的二根轴一个是起动轴组合(靠后)、一个是起动惰轮轴(在前)。它们的工作过程是:脚踩动起动磴杆时力量传递给起动轴起动轴上的齿轮将动力传递给前面的起动惰轮(起动惰轮是由起动惰轮轴固定在曲轴箱上的)然后起动惰轮上的齿轮片再将力量传递给曲轴曲轴旋转此时按动点火开关汽缸里的汽油被点燃烧从而发动机燃烧工作。图起动轴组合图起动惰轮组合图起动蹬杆()电启动机构电启动机构由启动开关、启动继电器、启动电机、单向启动离合器、蓄电池组成。图启动继电器图启动电机工作过程:用钥匙将电锁开关转至ON的位置蓄电池电源接通按下启动开关>启动继电器工作(触点回路接通)>启动电机运转(齿轮轴旋转并带动齿轮组合)>单向启动离合器动作>磁电机转子运转>曲轴旋转>活塞上下运动压缩>点火成功化油器曲轴箱:缸头:配气机构:活塞:强制风扇:连杆、曲轴:电气系统、点火装置、点火正时()电气系统()点火装置是如何工作的?()什么是点火正时?变速和传动系统()为什么需要变速器和离合器?()变速器工作原理()踏板车上的一次变速传动机构()离合器()踏板车上的二次变速传动机构启动机构()脚启动机构()电启动机构

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