摩托车发动机结构设计介绍

摩托车的种类 骑式车 街跑车 太子车 弯梁车 踏板车 越野车 公务车 公路跑车各种不同用途的摩托车，由于使用性能不同，在其结构形式上也各有不同特点，所配备的发动机也不同，下面简单介绍一下我公司在生产的整车类型和发动机。按乘骑姿势分类：1.骑式车 2.弯梁车3.踏板车骑式车 金禧王 QJ125-19A 采用的是 CG款 125cc发动机，发动机的主要特点是：气缸布置是立式，配气传动机构采用摇臂 +顶杆的方式街跑车 畅跑 QJ125-9 采用的是 GS款 125cc发动机，发动机的主要特点是：气缸布置是立式，配气传动机构采用链轮 +链条的方式太子车 QJ250-3 采用的是直列两缸风冷 250cc发动机弯梁车 风尚 QJ110-6F 采用的是大阳款 110cc发动机，发动机的主要特点是：气缸布置是卧式，采用自动双离合器踏板车 领悦 QJ125T-15A 采用的是卧式踏板发动机，发动机的主要特点是：气缸布置是卧式，采用皮带式无级变速器，即CVT（ Continuously Variable Transmission ）越野车 QJ50-23 ，为娱乐型越野车，非比赛用途 发动机采用二冲程水冷 50CC发动机公务车 在骑式车或太子车的基础上配备相关的设备：警灯，警报器，对讲机，储备箱，并喷涂具有鲜明特征的油漆。 发动机基本不变公路跑车 Q.J. Benelli TNT 1130 和Trek 1130跑车 采用并列 3缸水冷电喷发动机，排量 1130cc，最大功率 101kW/9250rpm，最大扭矩 117Nm/6750rpm，最高车速 255km/h弯梁发动机结构介绍及设计要点以 QJ154FMI-2发动机为例 曲轴连杆活塞分总成 气缸体分总成 气缸盖分总成 配气机构分总成 正时传动张紧机构分总成 初级离合器组件和次级离合器组件 变速系统分总成 电起动分总成 脚起动分总成 磁电机分总成 左曲轴箱体分总成 右曲轴箱体分总成 左盖分总成 右盖分总成 机油泵分总成发动机的组成部分曲轴连杆活塞分总成主要零部件 活塞，活塞环，活塞销，挡圈 左右曲柄，曲柄销 连杆，连杆大头滚针轴承 左、右轴承，正时主动链轮，机油泵驱动齿轮 其它附属零件如：半圆键，锁紧螺母等设计要点活塞的设计应重点解决的问题是：（ 1）改善活塞顶及第一环的工作条件，防止顶部热裂，环槽的过渡磨损。（ 2）改善活塞小和销座的实际承载能力，减少磨损、防止破裂。（ 3）设计合适的裙部外形，提高裙部承载能力，减小配缸间隙，改善磨损并使运转平稳。 选择合适的活塞压缩高度、火力岸高度，环带高度，活塞总高，活塞顶部厚度，环槽形状，其中火力岸高度、一道环岸宽度、活塞顶部厚度、销座强度要经过分析组应力计算确定合适的尺寸。 材料： AC8A，热处理要去：应经 T6处理，硬度为 95130HBS，同一活塞硬度差不超过 10个布氏硬度单位； 活塞顶部到气缸上平面保证 0.5-1mm，最小间隙 0.5mm， 活塞和气门的一个工作循环的最小间隙大于 2毫米，必须配合气门升程通过计算得到该最小间隙； 为提高活塞的磨合性能，活塞表面必须进行磷化处理 活塞销挡圈槽开档尺寸应与活塞销配合设计 活塞销孔中心一般向主推力侧偏心 0.5mm （摩托车发动机为进气门侧为助推力侧），减少活塞在上止点换向时对气缸表面的冲击，降低振动和噪声。 活塞底部要检查是否和曲柄干涉连杆 连杆大小头支撑必须要选择合适的圆角过渡，以减小应力，增加强度； 连杆杆身一般采用工字形截面 连杆大小头内孔倒角要小，为 C0.5 连杆设计要作运动干涉检查。必须做出一圈的轨迹图 连杆质量公差要控制 +-5g； 曲柄销润滑连杆的出油口位于上止点前 30-40度范围内，保证滚针轴承在最受到最大爆发压力时，有足够的润滑油。 连杆大头滚针轴承寿命允许的情况下，安装尺寸尽量小且轻 目标寿命 220小时曲柄 对于单缸机：曲柄的偏心质量用于平衡曲柄销、连杆大头、滚针轴承所产生的旋转惯性力和活塞、活塞销，连杆小头所产生的往复惯性力， 注意计算平衡率大小和合力椭圆夹角方向。且合力方向应同整车方面一起确定，以减轻整车的振动。 曲柄左右两半必须保证平衡重相等，以保证左右轴承的寿命相当。气缸体分总成 主要有气缸体组件，和气缸垫片，定位销，螺栓等附件组成 气缸体组件目前应用最多的是干式铸铁缸套 风冷发动机需要注意气缸体散热片的设计，散热片根部做成斜面和大的圆角，提高缸套刚度和缸套散热能力，水冷发动机需要注意水套的设计 气缸套内部要进行珩磨处理，珩磨出夹角为 22-32沟纹，有利于油膜均匀分布，使活塞得到足够润滑，减小磨损。 气缸垫片一般为无石棉耐油橡胶纸垫气缸盖分总成 主要由气缸盖组件，火花塞，缸盖垫片，链轮盖，进气管，二次进气管组件等零件组成 气缸盖需要注意燃烧室形状和进、排气门座圈，进、排气道，散热片的设计。 燃烧室是由气缸盖、进、排气门、火花塞所组成的空间，必须根据整机设定的压缩比，燃烧室容积公差应按照发动机的排量来控制公差 ,大约是 0.16%, 燃烧室形状有球形，屋顶形，异形等，火花塞一般布置在进排气门之间，靠紧燃烧室中心的区域，有利于火焰的传播。 气道外形应过度圆滑顺畅，截面积从进口由大到小渐变；在有一定滚流跟涡流系数的情况下 ,流量系数尽量大 . 气道收口：气道座圈口位置应单侧收口 0.5mm，便于加工后保证过渡圆滑 ,在设计气道时就按照收口设计； 壁厚：燃烧室顶部壁厚控制在 8-10mm，气道外壁厚度控制在 4.5-5mm，其余壁厚控制在 3.5-4mm； 干涉检查：检查摇臂，凸轮轴，张紧链条等与缸盖最小间距，一般在拔模的状态下最少预留 2-3mm的间隙；检查缸头进排气管螺栓安装是否方便，火花塞套筒在工作时是否与缸头干涉 . 风冷缸头要进行散热计算 燃烧室顶部设计有散热片，并设计专门的进、出风口，加强燃烧室顶部和火花塞的散热 气门导管要有 O形圈密封，防止缸盖顶部机油从导管外币渗入气道中，容易引起积碳和影响排放。气门导管导向长度尽量为 7倍气门杆径 气门座圈：过盈配合，过盈量 8-11丝 ;气门座圈厚度取座圈内径的 0.1-0.15倍 ,高度为外径的 0.16-0.22倍 .气门密封带宽度 1-1.3mm左右 气门导管和气门座圈的材料均为粉末冶金材料，具有高的耐磨性和较低的价格配气机构分总成 主要由凸轮轴，链轮、摇臂，摇臂轴，进、排气门、气门弹簧、弹簧盘、锁夹、调整螺钉、轴承等零件组成设计要求 保证发动机有良好的换气质量，必须是排气尽量干净，进气尽量充分。 具有良好的动力特性，保证发动机工作平稳可靠，使噪声减至最低的程度 磨损小，使用寿命高 结构简单，便于维修凸轮型线 应保证能获得尽可能大的时间断面值，气门开启和关闭要快，以求在尽可能大的凸轮转角内，气门接近全开位置。 应保证配气机构各零件所受的冲击和振动尽可能小，以求获得配气机构工作的平稳性和可靠性。以上两个方面是相互矛盾的，如追求进气量，凸轮型线很陡，气门的落座冲击和反跳增大，增大气门和座圈，凸轮和摇臂的磨损，并带来噪音。设计中应使用 TYCON进行优化设计 凸轮设计时检查活塞与气门间隙，最小气门间隙 2-2.5。气门 气门盘直径和气门座圈内径大小的选择需性能分析组确认，确保足够的进排气能力 气门锥角为 45，锥面宽度 b（ 0.8-1.3） t，颈部斜角一般为 20（可减少气流流通阻力，增加气门刚度）气门盘厚度 t=0.080.11D(t为锥面上边到盘面的厚度， D为气门盘直径 )，确保气门盘有足够的刚度， 为保证气门密封可靠，只允许气门座锥角比气门锥角大 0.5-1度。气门锥角必须取正公差 排气门的锥面需堆焊钴基和镍基合金，进气门不需要。气门杆端面一般要求堆焊。以增强耐磨性能 气门杆部精加工面到气门颈部的毛坯面要有一端R15-R20的圆弧过渡，以减少加工导致的应力集中气门弹簧 作用是保证气门关闭时气门与气门座的闭合密封，气门开启时气门准确的随凸轮运动 弹簧最大应力 ,根据材料来确定 ,一般要小于700-850MPa 弹簧刚度及弹簧安装时压缩力，根据动力分析结果调整，要防止气门飞脱 弹簧两端并圈并磨平，磨平面要加上倒角，磨平面尾部最小厚度要保证 0.6mm以上 ,最上端的一圈的弹簧厚度要逐步变化且并圈处节距的变化要均匀缓慢。 注意共振检查，共振频率达到凸轮转速频率的 9倍