发信人: jesschuchu(★Jessie楚楚★)
整理人: air11(2003-11-27 17:38:39), 站内信件
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2冲程摩托车发动机
发动机是摩托车的“心脏”,购买或使用摩托车,必须要了解摩托车发动机。摩托车发动机与汽车发动机不同的主要地方在于,汽车发动机不管是汽油机还是柴油机,都是4冲程发动机;而摩托车发动机不但有4冲程发动机,还有2冲程发动机。
以单缸机为例,4冲程发动机指“进气”、“压缩”、“作功”、“排气”四个冲程,整个工作循环曲轴旋转2周,活塞上下各2次(见《技术漫谈》“多气门发动机”)。而2冲程发动机只有“进气压缩”和“作功扫气”两个冲程,整个工作循环曲轴旋转1周,活塞上下各1次。下表是两种发动机的主要区别点:
4冲程发动机与2冲程发动机主要区别点
类别 4冲程发动机 2冲程发动机
工作过程 活塞上移是“排气”或“压缩”,
下移是“作功”或“进气”。 活塞上移是“进气、压缩”,
下移是“作功、扫气”。
气门 至少一个进气门和一个排气门 没有
气缸壁 密封 开有进气孔和排气孔
化油器进气管 连接在发动机上方 连接在发动机下方
气流途径 上方进气,上方排气 下方进气,上方排气
换气方式 分开进气与排气过程,重叠面小。 几乎完全重叠,用新气扫压旧气。
从上表可知,2冲程发动机的工作过程与4冲程发动机有很大的区别,其关键在于换气方式不一样。2冲程发动机没有气门机构,当活塞上移就是吸气过程,混合气不是吸到气缸里面而是先吸进曲轴箱内;活塞继续上移到上止点,这时上一循环被吸进气缸内的混气被压缩,点火爆发作功又推动活塞下移;活塞差不多到下止点时,一直被活塞堵塞的气缸壁上排气孔打开,废气从这些孔喷出;当活塞再略微下移,气缸壁上进气孔也被打开,曲轴箱内混合气就从这里喷入气缸;混合气由于“冲劲十足”,气流碰到气缸壁会发生反转,将剩余废气驱逐出去。然后活塞上移,重复同一工作循环(见图)。
2冲程发动机结构简单,重量轻,功率高。由于完成一个工作循环,2冲程发动机曲轴比4冲程发动机少转1周,因此当两者的发动机工作容积、压缩比和转速相等的话,从理论上讲2冲程发动机的功率是4冲程发动机的两倍,实际测算也有1.5-1.6倍之间。因此赛车多用2冲程发动机,道理也是如此。但是事物总是有利也有弊,2冲程发动机用气扫气的形式来“吐故纳新”,是难以将废气排净,而且可能会将燃烧不完全的混合气顺道排出去,不但耗油,而且对环境污染较大。
单缸2冲程发动机有一个很重要的小东西,叫“弹簧阀”,又称“舌簧阀”,它安装在进气管入口处,是一个有弹性的金属片。当活塞上移负压增大,气流将阀门冲开使混合气进入,当活塞下移正压增大又将阀门自动关闭,气流就无法出去了,起到单向阀作用。它动作频率极高,材料及制造工艺十分讲究,否则当发动机转速增大,弹簧阀的动作就有可能跟不上。
4冲程摩托车发动机
4冲程摩托车发动机在“2冲程摩托车发动机”一文中已经有所介绍,它的一个工作循环分有进气、压缩、作功和排气等4个冲程,曲轴要旋转2周,活塞要上下各2次,带有气门装置。4冲程发动机比2冲程发动机结构复杂,功率消耗大。但它有工作平稳,燃烧性能好,污染排放低,节省燃油的优点。因此,国内的摩托车已经普遍使用4冲程摩托车发动机。
摩托车不采用柴油机,因为柴油机采用压燃式作功,必须要有相当的重量才能减少振动,而且转速比较慢,对于灵巧快速的摩托车来说就没有什么应用价值。
多数人使用的摩托车发动机都是风冷却方式,这与汽车发动机都是采用强制性水冷却方式是不同的。由于摩托车发动机有它的特殊性,因此人们在选购摩托车时,重要的选择标准之一是发动机的工作容量和构造形式。
目前国产摩托车以100c.c和125c.c的风冷式单缸4冲程发动机最普遍。例如125c.c是指发动机的排量。单缸机排量=气缸截面积(园面积)×活塞行程(见图),如果是2气缸机,总排量=单缸机排量×2。
为直观了解气缸口径大小,技术性能表上一般只标注活塞的直径。
4冲程摩托车发动机构造形式注重于两个方面,一个是冷却方式,另一个是凸轮轴位置。摩托车发动机的缸体缸盖一般用铝合金铸造而成,外表面有散热片。相当多的小排量摩托车是单缸,采用风冷却形式,只有部分大排量摩托车是用双缸或多缸,采用水冷却或水油冷却形式。如果是单缸4冲程摩托车发动机,采用风冷却也足够了。至于用水冷却方式,由于要用水箱、水箱风扇、水泵、输水管等设备,不但增加成本还要消耗功率,这种方式只有在大中排量的摩托车上使用。至于有一些125c.c的单缸4冲程摩托车发动机也用水冷却,除非发动机转速有大幅度提高,压缩比增大,否则这只是迎合市场上的心理需要而已,对车辆的性能并无实质性的提高。至于凸轮轴的位置,目前多数4冲程摩托车发动机是采用顶置式气门(OHV)和顶置式凸轮轴(OHC)
CDI
现在很多国产摩托车都喜欢在车上标注“CDI”三个英文字母,不少购车者也十分注重CDI,认为标注CDI的车辆才有档次。CDI是什么?它是英文“CondenserDrodeIgnite”的缩写,也就是“电容二极管点火”的意思。
众所周知,发动机运行必需用高压电点火,传统的方法是用触点开关的方式将点火线圈的磁电路接通或切断,使点火线圈两个初、次级线圈发生感应电动势而产生高压电。而CDI采用电容器和可控硅二极管电路形式代替触点开关等机械形式,即无触点点火。
CDI的工作过程:当发动机运转起来,磁电机也随之转动产生电流,电流通过硅二极管整流向电容器充电,此时可控硅处于截止状态,电流无法通过可控硅。当脉冲转子转到点火位置时,脉冲发生器发出电信号,这个电信号加在可控硅的控制极上,触发可控硅导通,于是电容器的电能通过可控硅进入点火线圈。当脉冲转子转过点火位置时,脉冲发生器停止发出电信号,可控硅立即截止,点火线圈的电流被断开,这时点火线圈就会立即产生自耦高压电,使火花塞迸发火花点火。如此反复循环,就能保证发动机正常工作。
CDI是一种并不复杂的电子电路,它实际上是将磁电机的结构简单化,降低了成本,而且提高了点火工作的可靠性,所以绝大多数摩托车都用CDI。
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