摩托车发动机有哪些零件?
图1-3摩托车发动机
(1)生物群
发动机机体的作用是形成发动机的骨架,支撑所有运动部件,安装辅助系统,通过曲轴箱将发动机总成悬挂在车架上。发动机缸体总成包括曲轴箱、气缸和气缸盖,如图1-4所示。
图1-4发动机缸体组成
①曲轴箱体。曲轴箱的功能是与气缸体和气缸盖一起形成发动机基体。发动机的很多部件都安装在曲轴箱里,承受着发动机的各种力。曲轴箱有两种不同的结构类型:整体式和组合式。
②气缸。气缸是发动机完成工作循环的地方,也是活塞运动的轨迹。它承担着高温高压的作用,外壳上铸有多个散热片散热。
③气缸盖。气缸盖用于密封气缸的上端,它与气缸和活塞顶一起形成发动机的燃烧室。气缸盖还铸造有许多散热片来散热。火花塞安装在气缸盖上(顶置进气门和排气门也安装在气缸盖上)。
(2)曲轴连杆机构
曲柄连杆机构的作用是承受燃气燃烧的爆炸压力,推动活塞连杆,然后连杆推动曲轴旋转,使活塞的直线往复运动变成曲轴的旋转运动,为摩托车提供动力。同时,在曲轴和飞轮的驱动下,活塞完成进气、压缩和排气三个辅助冲程,驱动配气机构和辅助装置。
曲轴连杆机构主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆大小轴承、曲轴、飞轮等。组合曲轴中有曲柄销,如图1-5所示。
图1-5曲柄连杆机构
①活塞。它的作用是在气缸内燃烧气体的压力下作高速往复运动,气缸内的爆发压力通过活塞和活塞销传递给连杆和曲轴。二冲程发动机的活塞还起着控制进气、通风和排气的作用。
②活塞环。活塞环按功能分为气环和油环。气环的作用是防止燃烧气体逸出到活塞和气缸壁之间的曲轴箱内,使燃烧室保持一定的压力;另一个作用是将热量从活塞顶部传递到气缸壁上,并将其消散。油环的作用是刮掉气缸壁上多余的润滑油,防止润滑油漏入燃烧室,从而防止积碳。
③活塞销。它用来连接活塞和连杆,承受燃烧气体产生的巨大压力并将这个力传递给连杆。
④连杆。它用来连接活塞和曲轴,将活塞承受的气体压力传递给曲轴,使活塞的直线往复运动转化为曲轴的旋转运动。
⑤曲轴。它的作用是把连杆传来的动力转变成旋转扭矩和输出动力,同时也起平衡作用。
⑥飞轮。用于存储发动机的转动惯量。当发动机在膨胀冲程做功时,飞轮吸收并储存能量,当发动机处于进气、压缩和排气冲程时,利用飞轮的惯性带动曲轴转动,从而保持发动机平稳工作,满足摩托车起动和加速的要求。
⑦曲柄销。曲柄销是组合曲轴的重要零件。用于连接曲轴和连杆,使左右曲轴连为一体;它承受来自连杆的爆炸力和惯性力。
(3)配气机构
配气机构的作用是使发动机在工作过程中按照一定的时间控制气缸吸入混合气和排出废气。该机构工作正常与否,直接影响发动机工作。
在二冲程发动机中,进气、通风和排气由活塞和进气簧片阀共同控制。只有四冲程发动机配有凸轮轴、气门、气门座、气门弹簧、气门弹簧座圈、空气分离正时齿轮、空气分离驱动齿轮、气门挺杆(顶置气门结构中的推杆)、挺杆导管(或摇臂和摇臂轴)等零件的气门机构,如图1-6和图1所示。
图1-6顶置凸轮轴气门机构示意图
图1-7顶置气门机构示意图
①凸轮轴。它的功能是控制阀门的开启和关闭。一些凸轮轴配备有断路器凸轮来控制断路器触点的打开。
②阀门。气门分为进气门和排气门。它们的功能是分别控制进气门和排气门通道。工作过程中,进气门按一定时间使可燃混合气流入气缸,排气门按一定时间将燃烧后的废气排出气缸。
③气门座。承受气门落座时的巨大冲击力,起到密封作用。
④门弹簧。其作用是使气门回位,使气门与气门座紧密贴合。
⑤气门弹簧座圈。安装气门弹簧并起定位作用。
⑥配气传动齿轮。它的作用是驱动配气正时齿轮转动。
⑦空气分离正时齿轮。其功能是正确控制气门正时。
⑧气门挺杆(或推杆)。凸轮轴转动时产生的推力传递给气门,控制气门开启,承受凸轮转动产生的侧向力。
⑨摇滚歌手。承受凸轮轴转动时推杆传递的推力,定时推开气门。
(4)燃料供应系统
供油系统的作用是将汽油与所需的空气混合形成可燃混合气,并及时、定量、准确地将可燃混合气送入气缸。
燃油供给系统主要由化油器、油箱、燃油开关等部件组成。
①化油器。它的作用是配制混合气,使燃油和空气按一定比例混合成适当浓度的可燃混合气,然后送入气缸燃烧。
②油箱。用来储存一定量的燃油,供发动机工作时使用,以保证摩托车行驶一定的距离。它的顶部有加油口,油箱开关安装在油箱的下端。
③燃油箱开关。用于连接或关闭油箱和化油器之间的油路,以控制燃油的供给。它有三个位置:开、关和待机。
下面介绍二冲程发动机和四冲程发动机的燃油供给系统。
①二冲程发动机的燃油供给系统。二冲程发动机的燃油供给系统如图1-8所示。
图1-8二冲程发动机燃油供给系统
二冲程发动机燃油供给系统的工作过程是燃油从油箱经燃油开关,经油管进入化油器的浮子室,再经主计量孔或怠速计量孔从浮子室喷出,雾化后与从空滤器进入的空气混合成为可燃混合气。可燃混合气通过进气门(或旋转阀)被吸入曲轴箱,然后被曲轴箱压入气缸上部的燃烧室。混合物被火花塞点燃,燃烧后膨胀做功。
②四冲程发动机的燃油供给系统。四冲程发动机的燃油系统主要由化油器、油箱和油箱开关组成,如图1-9所示。
图1-9四冲程发动机燃油供给系统
四冲程发动机燃油供给系统的工作过程是:燃油从油箱经燃油开关流出,再经油管进入化油器的浮子室,再经主计量孔或怠速计量孔从浮子室喷出,雾化后与从空气滤清器进入的空气混合,形成可燃混合气。可燃混合气通过进气门进入气缸上部的燃烧室,被火花塞点燃膨胀做功。
(5)点火系统
点火系统的作用是将蓄电池或交流发电机输出的低电压转变为点火用的高电压,送入火花塞,使火花塞按时产生强烈的火花,点燃气缸内的可燃混合气,从而使发动机运转做功。
点火系统有多种类型,可归纳如下:
以电容放电无触点磁电机点火系统为例。点火系统主要由蓄电池、触发线圈(也叫脉冲线圈)、电容放电点火装置(简称CDI点火装置)、点火线圈和火花塞组成,如图1-10所示。
图1-10电容放电无触点磁电机点火系统组成
①点火线圈。其作用是利用电池感应原理,将电池或磁电机(或发电机)输出的低压(6V或12V)转换成高压(15000 ~ 16000 V),供给火花塞点燃混合气。
②磁电机。它的作用是将机械能转化为电能,及时提供足够的电能,供应发动机点火、照明、喇叭等所需的电流。,同时也给电池充电。
(3)断路器。它的作用是在点火凸轮的作用下,周期性地接通或断开点火线圈中低压线圈中的低压电流,使点火线圈中的高压线圈感应产生发动机工作所需的高压电流。
④CDI电子点火器。无触点点火装置是一种用电子开关代替传统的断路器接触开关的点火装置。
⑤电容器。其作用是利用自身的储存和放电功能,增强高压电流的电压,防止触头烧蚀,延长断路器的使用寿命。
⑥火花塞。在高压电的作用下,火花塞产生强烈的火花,点燃燃烧室中的可燃混合气。
微机控制的点火系统主要由输入信号、控制单元(ECU)和输出信号组成,如图1-11所示。
图1-11微机控制点火系统组成
(6)冷却系统
发动机冷却系统的主要作用是及时吸收温度过高零件的热量,使温度保持在正常工作范围内,保证发动机可靠运转。
摩托车发动机的冷却方式有气冷和液冷。
空气冷却分为自然空气冷却和强制空气冷却。自然风冷广泛应用于骑行摩托车。坐式摩托车一般采用强制风冷。
液冷分为水冷和油冷。高档大中型摩托车采用水冷。一些运动摩托车是油冷的。
①风冷发动机的冷却系统。对于自然风冷系统,主要由气缸体和气缸盖上的散热片组成,而对于强制风冷系统,主要由散热片、导风罩、风扇和导风罩组成,如图1-12所示。
②水冷发动机的冷却系统。水冷系统一般由备用水泵、水套、风扇、节温器和散热器组成,如图1-13所示。
图1-12风冷发动机冷却系统组成
图1-13水冷发动机冷却系统组成
水泵是水循环的动力源。大多数水冷式摩托车使用离心泵。即使水泵因故障停止工作,冷却液仍可通过水泵内腔自然循环。水泵主要由水泵体、水泵盖、叶轮和泵轴组成。水泵体上有出水口,水泵盖上有进水口,如图1-14所示。
恒温器安装在水管和散热器之间。大多数摩托车使用的是蜡式节温器或乙醚折叠式节温器,其中蜡式节温器应用最为广泛。当发动机(冷却液)温度较低时,关闭阀门,停止冷却液的循环,使发动机快速暖机。当发动机(冷却液)温度高时,打开阀门,冷却液开始再次循环。恒温器的组成如图1-15所示。
图1-14水泵的组成
图1-15节温器的组成
散热器主要由散热器盖、散热器、温控开关、出水口和进水口组成,如图1-16所示。
散热器盖上设有排气阀和压力阀,其作用是控制循环水的总量。散热器盖下有一个虹吸管连接到备用水箱。当散热器内压力随温度升高时,散热器盖上的压力阀被推开(向上移动),散热器内的部分高温冷却水和高压蒸汽通过虹吸管输送到备用水箱。散热器盖的组成如图1-17所示。
③油冷发动机的冷却系统。油冷冷却系统主要由油泵、喷嘴和散热器组成,如图1-18所示。
图1-16散热器组成
图1-17散热器盖的组成
图1-18油冷冷却系统的组成
(7)润滑系统
润滑系统的作用是润滑发动机中运动部件的接触面,通过润滑油的循环,减少运动部件之间的摩擦阻力,带走热量,降低温度,延长其使用寿命。润滑油在润滑系统中起着四大作用:润滑、冷却、密封和清洗。
四冲程发动机一般采用飞溅润滑和压力润滑相结合的综合润滑方式,其润滑系统主要由油底壳、机油泵和油管(油路)组成,如图1-19所示。
图1-19四冲程发动机典型润滑系统示意图。
二冲程发动机有两种润滑方式:混合润滑和自动分离润滑。混合润滑方式没有专门的润滑系统。燃油和机油预先按适当的比例(一般为18 ~ 22: 1)混合,然后注入油箱,通过化油器吸入发动机进行润滑。自动分离润滑是利用润滑油泵根据曲轴转速和化油器节气门开度自动调节所需的润滑油量,按比例输送到簧片阀安装座的输入孔,然后被吸入发动机进行润滑。
图1-20二冲程发动机分离润滑系统示意图
分离润滑系统主要由油泵、油壶、油道和滤网组成。机油泵的作用是产生一定的压力,把润滑油送到所有需要润滑的摩擦表面;二冲程发动机的机油泵还可以随着曲轴转速和节气门开度的变化自动调节混油比例。油壶的作用是储存一定量的润滑油,用于发动机润滑。油道的作用是使润滑油顺利通过。过滤网的作用是清洁润滑油。二冲程发动机的分离润滑系统如图1-20所示。
(8)启动系统
起动系统的作用是借助外力启动发动机,带动曲轴转动,使曲轴达到一定速度后进入工作状态。启动方式有两种:脚踏启动和电动启动。踏板启动机构在变速器中,电启动主要由电机和启动离合器组成,如图1-21和1-22所示。
(9)进气系统
进气系统的主要作用是引导和过滤空气,控制进入气缸的混合空气量,降低进气噪声。进气系统主要由进气管、空气滤清器和进气阀组成,如图1-23所示。
图1-21起动离合器接合类型
图1-22起动机二级减速机构
图1-23进气系统的组成
(10)排气系统
排气系统的作用主要是降低排气噪声和排出废气。排气系统主要由排气管和消声器组成,如图1-24所示。
图1-24排气系统
排气管由钢管弯曲而成,安装在气缸(气缸盖)的排气口和消声器之间。其功能是引导和改变废气流的方向,并将其引导至消声器。消声器的作用是降低发动机排气噪声,消除废气中的火焰和火花,对废气进行冷却和减速并排放到大气中,从而减少环境污染。
根据消声原理,消声器可分为三类:电阻式消声器、反应式消声器和阻抗复合消声器。