我司小型汽油机结构1.ppt

1、发动机结构以及原理我司链条发动机,2010/05/21,四冲程发动机的工作原理,1、进气冲程活塞从上止点移到下止点，进气门打开，排气门关闭，随着活塞的下行活塞顶部的汽缸容积增大，压力随之减小，当缸内压力低于大气压力时，外部的油气混合气体就会被吸入汽缸，直到活塞运行到下止点，汽缸内充满了新鲜油气混合气体以及上循环未排尽的少量气体。,2、压缩冲程活塞从下止点移到上止点，进气门打开，排气门关闭，随着活塞的上行活塞顶部的汽缸容积减小，压力以及温度随之增高，直至上止点,3、做功冲程活塞仍然从上止点移到下止点，进排气门关闭，由于在压缩终了前，火花塞点火，油气混合气体在密闭的缸体中燃烧，产生大量热能使汽缸内

2、的温度以及压力急剧上升，高温高压的气体推动活塞下行，通过曲柄连杆对外输出功，随着活塞的下移，汽缸内的压力以及温度逐步降低。,4、排气冲程活塞从下止点移到上止点，进气门关，排气门开，随着活塞的上行活塞顶部的汽缸容积减小，废气排出缸体,四冲程发动机的工作原理,示功图,发动机总成（CB发动机）,配气机构,气门摇臂,凸轮轴,受轴承支撑的轴颈,1.功用： 配气机构是进、排气的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。进满排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。 2.充气效

3、率： 新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。充气效率越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。,配气机构,配气相位 定义：配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间，通常用环形图表示配气相位图。 气门重叠 定义：由于进气门早开，排气门晚关，势必造成在同一时间内两个气门同时开启。把两个气门同时开启时间相当的曲轴转角叫作气门重叠角。,排气,进气,上止点,下止点,气门间隙为1mm,进排气门的提前开起以及延后关闭主要是为了利用气体的惯性力进行进排气： 惯性进气就是利用进气的惯性能量，把进气进行压缩从而提高进气密度

4、。 空气具有质量，所以也具有一定的惯性。使空气从静止状态加速到一定的速度，需要花费一定的时间，并产生一定的能量损失。反之，要把空气停止下来，也需要一定的时间。在发动机上，推动空气加速的是气缸内的真空度。 在进气行程的开始阶段，进气道的气体并不是一下子就能流进气缸，而是逐渐加速，并把进气道前端的气体吸进去，同时由于进气道后端的气流速度较低，所以使进气道内气体分子间隔变大，密度降低。此后由于气流速度越来越快，爱进气道里进气管、进气管、空虑器内，气流不断被加速，气体就越来越快地进入气缸，使气缸内的气体密度迅速上升。由于气流有较大的惯性，所以尽管气缸内的气体已经够大，但进气速度并不降低。甚至当活塞转过

5、下止点，开始上行一段时间后，进气还在进行，这种状态相当于进气被压缩了。,配气机构,.进、排气门的实际开闭时刻和延续时间 实际进气时刻和延续时间：在排气行程接近终了时，活塞到达上止点前，即曲轴转到离上止点还差一个角度，进气门便开始开启，进气行程直到活塞越过下止点后时，进气门才关闭。整个进气过程延续时间相当于曲轴转角180+。 - 进气提前角 一般=1030 - 进气延迟角 一般=4080 所以进气过程曲轴转角为230290 实际排气时刻和延续时间：同样，作功行程接近终了时，活塞在下止点前排气门便开始开启，提前开启的角度一般为3080，活塞越过下止点后角排气门关闭，一般为1030，整个排气过程相当

6、曲轴转角180+。 - 排气提前角 一般=3080 - 进气延迟角 一般=1030 所以排气过程曲轴转角为220290 四行程发动机的换气过程包括从排气门开启到进气门关闭的整个时期，约占410480曲轴转角。,换气过程,换气过程的任务,热机缸头组合,我们都知道，发动机气道是混合气进出气缸的通道，为了减少进气阻力，原则上应尽可能地采用直气道，此管内气流流速非常高时，直气道的效果十分明显，但由于受车架的限制，这种气道很难完全将进排气通道设计成真正意义上的直气道，只是尽可能将其设计成直气道。另外，在整个进气通道中，气门处的通道面积最小，这是气道上的喉口部位。在设计时，应尽量使气道转弯顺畅，气道断面圆

7、滑过渡，相邻两段气道的截面积应相近，不得突然加大或减小气流通道面积。通道面积突然变化时，将在较大截面通道的区域产生涡流，剥离沿壁面流动的气流，而且涡流和气流流向相反，产生很大的流动阻力，这将降低气流流速，减小了进气的效果。 一般都认为，等内径的气道流动阻力小。实际上并非如此，因为气流在流动中总会产生涡流，进气涡流的存在极大地影响着气流的流动，实际上锥形气就可以防止涡流产生，因为气流越向里流气道越细，气流越被压缩，所以没有产生涡流的条件。锥形气道的第二个好处是气流的流速逐渐提高，气流的密度也逐渐加大，这有助于提高进气惯性，提高进气效率。 所以在设计时应尽可能地使进气道各处尺寸均匀，减小内径的变化

8、。此外，为了获得高速的惯性气流，应尽可能地采用直气锥形道。,热机缸体组合,汽缸体中用作活塞往复运动的内腔叫汽缸，他对活塞起导向作用，汽缸内壁直接与高温高压的燃气接触，其承受高温高压气体作用力，同时又承受活塞的侧压力，其外表面与接触低温的介质，其内外温差大，使汽缸材料内部产生很大的机械应力和热应力其次活塞在缸内做往复高速运动，切润滑不良，故缸体的工作环境相当 汽缸替壁的结构不是圆筒型，而是设计成凹型，顶部和下部较厚，中间较薄，因为缸头上的一部分热量需要通过缸体传递出去，为了更好的传热，将缸体上部做的稍微厚一些。,曲柄活塞连杆机构,火力岸,二环岸,三环岸,活塞偏心,1、活塞组件,二环,刮环,一环,

9、油环,1、活塞环的功用活塞环槽与活塞环一起阻止气体漏入曲轴箱，并将活塞的热量经过活塞环传给汽缸壁，活塞油环主要是刮油，将从汽缸壁上刮的多余的润滑油经过活塞环槽的小孔流回曲轴箱；同时其也气到将油均匀的涂部在汽缸壁上的作用，已减少活塞环的磨损以及摩擦阻力。考虑到气密性现代的四冲程发动机都设有两道气环2、活塞的形状活塞一般都是上下阶梯型，周圈为椭圆型，主要是顶部温度高壁厚，膨胀大；群部温度低壁薄，膨胀小，故通常活塞都做成上下截锥型或阶梯型，周圈椭圆型；以便活塞在高温高压下膨胀成正圆型与缸体形成良好的配合DB133活塞销孔相对活塞中心向排气偏0.4mm，其主要是在活塞到达上止点前同时在最大爆发压力到来

10、之前活塞偏摆到进气，靠在汽缸壁上，避免高压气体强行冲击活塞，使缸体与活塞之间产生敲击声音,爆發,曲柄连杆机构,1、活塞的功用活塞的顶部与缸头形成一个燃烧室，他直接承受汽缸中的燃气的压力，并将压力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转,曲柄活塞连杆机构,1、连杆组件 连杆主要是连接活塞与曲轴的的功用，其主要是将活塞的往复直线运动转变成曲轴的旋转运动； 连杆工作时承受三种作用力；一：活塞的气体压力；二：活塞组件以及连杆小头的往复惯性力；三：连杆本身绕活塞销做变速摆动时的惯性力。这些力的大小都成周期性变化 连杆分为连杆小头；杆身以及连杆大头，杆身一般为“工”字型这是因为在材料断面相等的情况下其抗弯模数最大

11、,連桿小端軸承受力 Fres (S.end)(爆發力+小端慣性力)/cos= 連桿軸向力 連桿小端軸承等效負荷 Fequ (S.end),曲柄连杆机构,曲柄活塞连杆机构,1、曲轴组件 其主要是将活塞连杆的运动转变成曲轴的旋转运动，输出功；主要包含左右曲柄、曲柄销、连杆大头滚针连杆大头的一部分。,1、曲柄 曲柄主要有支撑部分以及配重部分组成，曲柄配重部分主要质径积、方向角根据机型不同设计不同,曲柄销,曲柄,連桿大端受力分析,連桿大端軸承受力 Fres (B.end)(爆發力+小端慣性力)/cos+大端離心力 連桿大端軸承等效負荷 Fequ (B.end) 小端質量：活塞+活塞梢+小端軸承+ 1/

12、3連桿 大端質量：大端軸承+ 2/3連桿,曲柄连杆机构,曲柄活塞连杆机构,曲轴的振动,1、曲轴的振动 整车的振动除整车的车架设计的合理性的问题外还有就是与发动机的振动的匹配性， 为了使两轮车减轻振动设计曲柄活塞组件在满足设计的前提下尽可能减轻重量来减少活塞往复力以及曲轴的旋转惯性力。增加平衡轴平衡曲轴的往复力，减少最大往复惯性力。整车在设计时同时在选择发动机时尽可能的使整车的钢性最强的点与发动机的最大往复力相对，这样可以消除部分振动。现在我司最近整改的SB150塞科龙就是根据车架调整了发动机的振动方向，来消除整车的振动。,活塞惯性力建立坐标,传动机构,1离合器作用：离合器主要起连接与切断发动机

13、扭距的做用,主动齿,传动机构,离合器工作原理是：在通常情况下离合器的主动从动摩擦片在弹簧力作用下为压紧状态，齿轮转动带动外罩转动，外罩带动主动摩擦片转动，由于主从动摩擦片为压紧状态在摩擦力的作用下从动片转动，从而带动中心套转动，由于中心套与主轴为花键连接，故主轴转动输出扭距。 当人为抓离合器时，离合器推杆推动轴承盖板下行，轴承盖板压着中心套向下运行，从而使中心套与离合器压盘之间产生间隙，主从动摩擦片之间出现滑动，离合器处于滑动状态，扭距切断,中心套,从动片,主动片,轴承盖板,离合器压板,传动机构,主副轴：主要是起到变速作用，主副轴的设计主要是一个是轴上的齿轮不能转动，与之向对应的一个轴上的齿轮

14、就是可以空转，我司现在CG/CB系列发动机的五档传动齿轮的布置都是按下图方式进行的，只是传动比不同,过桥齿,一档齿,三档齿,四档齿,五档齿,二档齿,换档机构,扭簧卡在箱体上 的定位凸台上，其是 变档臂及时回位,定位板对五星板进行定位，避免在整 车运行时发动机的抖动，五星板来回转 动从而出现调档现象,五星板,换档臂,变速鼓,拨叉,定位板组合,换档机构,1、变档原理 变档原理主要是变档臂拨五星板转动，同时五星板带动变速鼓运转，变速鼓根据设定的变速鼓凸轮的型线推动变档拨叉或上或下运动，从而实现各档位齿轮之间结合与分离，最终实现了变速的目的。,换档机构,换档机构,润滑机构,润滑机构,发动机的润滑主要来

15、原与两方面，一是机油泵的泵油，如下图所示，润滑零部件；二是运动件的飞溅润滑,润滑机构,进入曲轴的机油经过转子 滤清器过滤后流入曲轴，对 大头滚针进行润滑,冷却系统,发动机的热量来源与油气混合物的燃烧 E = Ec + Ep + Eo,冷却系统,“提高散热特性”,提高发动机的“总面积”,把缸头、汽缸的散热片加大,安装“机油冷却器”,机油“直接冷却”,机油“间接冷却”,增加缸头、汽缸的散热片数量,把发动机改为水冷,增加机油的容量,强制空冷,增加机油的热容量,全自动张紧系统,张紧器通过弹簧的 伸缩自动调节链条 松紧度，有利于发 动机在运行一段时 间后张紧系统拉长 后弥补作用以及有 效降低噪音，保证

16、使用过程中链条受 力均匀，大幅提高 链条及张紧器使用 寿命,张紧器弹簧,全自动张紧系统,张紧器通过弹簧的 伸缩自动调节链条 松紧度，有利于发 动机在运行一段时 间后张紧系统拉长 后弥补作用以及有 效降低噪音，保证 使用过程中链条受 力均匀，大幅提高 链条及张紧器使用 寿命,张紧器弹簧,电器部分,先进的双点火技术,普通CG发动机点火曲线,DB发动机点火曲线,该机使用数字控制点火系统，主要特点为点火时低速为同步点火，中高速时为异步点火，低速同步点火是为了保持发动机的启动性能，中高速异步点火使得发动机的点火时刻随着发动机的转速不同，寻找最佳的点火时刻。,为了“增加大端机油量” ，对机油泵的“容积（喷

17、油量）进行了加大。,现行,对策,机油泵 喷油量(L/min),5.7,6.7,通常，喷油量不能在理论上加以确定。这是因为，发动机的形状不同，决定了不同的散热特性。但是，在经验上是有大致的标准的。,0.3 0.6 (L/mim)/ PS(功率) 0.01 0.02 (L/mim)/ cc(排气量),机油,每单位功率、每单位排气量的喷油量标准（水冷发动机）,2/12,摩托车在低速行驶时，发动机在距离压缩上止点15位置时同步点火，磁电机将输出一个感应信号，C.D.I点火器根据相应转速感应，分出两个相同的感应信号，两颗火花塞同步点火，两颗火花塞将形成两个相同火焰中心，实现摩托车良好起动性能和加速性能。 摩托车在中高速行驶时，发动机在距离压缩上止点22以上位置时异步点火，C.D