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　　摩托车发动机原理


[/url]图1-2江门中裕GY6发动机"}y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。- 宗申集团官方论坛 -- 宗申集团官方论坛 T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。}w\xos 宗申集团官方论坛 -- 宗申集团官方论坛 MpQ这次我们首先要提供的是GY6的资料，图1-1,图1-2是两个GY6发动机。图1-1是用于新大洲白雪公主的GY6，图1-2是江门中裕产的。GY6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XX152QMI，例如JC152QMI，其中JC是金城厂的缩写、1是指单缸、52是指缸径、Q指强制风冷。TeFfY_我们首先要提供的是GY6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{dy}个对象。当你了解了GY6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。GY6的参数几呼是固定的：缸径52.4X57.8mm,压缩比9.2:1，但是国内生产的GY6，功率和扭距都远远不及光阳原厂，参数高低不一，有的标示{zd0}功率可达6.2KW/7500r，有的则只能达到5.4KW/7500r,但其共同点几呼是都是在4000转时达到{zd0}扭距，踏板的起步转速一般是2700转，所以感觉GY6起步还是较为有力的。另一共同点是7500转时达到峰值功率，所以GY6的{zd0}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GY6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2-1所示：图2-1合资MIKUNI BS24v图5-1凸轮轴组件;[url=http://www.wvwv8.com/news/uploadimage/20034221165895883.jpg]图5-2正时链条（局部）图5-3气门摇臂组件_图5-5凸轮轴正时齿轮 图5-6凸轮图5-7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5-1是凸轮轴组件，它通过图4-7中的凸轮轴固定座固定在气缸头中。5-2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5-3是气门摇臂组件。图5-4是气门组件。下面我们来逐一讲解。o图5-1凸轮轴组件左边上那个齿轮就是正时从动链轮(图5-5），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2：1，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，xx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5-1凸轮轴组件中间的二个零件：凸轮（图5-6）。凸轮要驱动的对象是摇臂。/u图5-3就是气门摇臂组件，包含摇臂和摇臂轴，它们的分解如图5-7所示。在图5-3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5-3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。/U^"-图5-4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。71~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xx门间隙的调整。R7v9xh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2：1，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GY6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GY6，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80年代的GS125铃木王上就使用，在今天应该是比较成熟了，现在的建设YAMAHASRV-1上也仍是使用这种配气结构。相信MCR125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{zh0}用进口件，包括凸轮轴、摇臂。0N8x1现在国内比较好的骑式车金城铃木刀JC125-9，采用的是双顶置凸轮轴4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。~1"<-

、活塞：
图6-2气缸的另一视角图 GY6气缸如图6-1所示。我们从图6-1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6-3a）、链条张紧器（图6-3b）。图6-1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6-3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6-3a 导板片
图6-3b 链条张紧器 图6-3GY6链条调整器总成 sb我们在前面已经了解过曲轴箱，在实际的安装中，图6-1所示的气缸，应该是反过来朝下安装在曲轴箱上的。在图6-1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GY6活塞的专门图片，但图6-4给出了一些活塞的照片，图6-5给出了一组活塞环的照片。图6-4一组活塞图片 图6-5一组活塞环图片见图6-4，活塞上有环槽部，用来安装活塞环。活塞环分气环、油环。GY6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GY6配件零售价格：缸体大约是￥200多块，国产的活塞价格大约是￥40左右，活塞环￥70左右。合资的和进口的就贵许多，甚至数倍。<

GY6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7-1所示。图7-2是风扇盖。图7-3是各种冷却风扇。
图7-1风扇导风罩 图7-2风扇盖 m4
图7-3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。RI|| 连杆、曲轴： R;: GY6连杆图片见图8-1，曲轴图片见8-2。 图8-1GY6连杆 图8-2豪迈曲轴连杆总成FGA*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。H\`t5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GY6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8-2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 m 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。 ;Tp （1）电气系统图9-1是GY6磁电机总成，磁电机由飞轮组件和定子组成，如图9-1所示，其中1是飞轮组件，也叫转子组件，其金属壳内缘有6块{yj}磁铁。2、3是定子组件，2是由6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。3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9-1磁电机总成 图9-2CDI点火器 v 图9-3稳压整流器 图 9-4高压点火线圈 o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。s6(LUK 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。GY6磁电机线圈共有三组独立线圈：{dy}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9-2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9-2所示的样子。将CDI点火器加热到100摄氏度左右，就可脱掉固封物，取出电路板。[pG;图9-3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9-3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。S)LLT图9-4是高压点火线圈及其组件，3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2，到高压帽1，使火花塞放电。通常使火花塞放电的电压要8KV以上----13KV。图9-5是高压点火线圈的一幅大图
图9-5高压点火线圈大图 '? （2）点火装置是如何工作的？ 96j!`v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。 oT\3m（3）什么是点火正时？ q!#` 我们在前面第5部分中就接触到了"正时"一词，在这儿，我们又第二次讲到它。 *yb在前面第5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{zj0}动力性能的另一个必要条件。b,JM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）>6EDxO在GY6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10多度。所以，GY6的上所能够提供的点火提前角变化范围是比较小的。 ]CT-^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{zj0}点火提前角，来实现{zj0}的功率与扭距输出。我知道的合资车GN125就采用了以集成芯片2981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{zj0}的点火提前角。C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 g （1）为什么需要变速器和离合器？ !h>+?: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，2200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。f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。)fm （2）变速器工作原理 X{L`4b在讲解实际的GY6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。 N（3）踏板车上的一次变速传动机构 6['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10-1是GY6的变速传动系统部分（皮带轮）。
图10-1皮带轮部分结构1,A{如图10-1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1是从动皮带轮组件，部件2是从动板组件，部件3是离合器外套，部件1、2、3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4是滑动式驱动盘（有的书上叫滑动主动盘），部件5是配重滚子（台湾叫普利珠），部件6是斜坡板（又叫滑动板），部件7是斜坡板边件（有的书上叫滑动片），部件8是驱动皮带扇叶盘（有的书上叫主动盘），部件4、5、6、7、8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。emmVH 图10-2、图 10-3给出了上述一些零件的实物图。
工作过程：（如图10-1）当发动机转速升高时，惯性离心力增大，离心滚珠（部件5）沿斜坡板（部件6）由里向外滚动，使滑动主动盘（部件4）向主动盘（部件8）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。+x1Jwr （4）离合器 <离合器就是图10-1中的部件2、3。图10-5是离合器蹄块，GY6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，3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2200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1500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
5）踏板车上的二次变速传动机构 S在前面第（3）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10-6所示的齿轮组件。
图10-6GY6齿轮组件
图10-7末级传动装置 _齿轮组件在齿轮箱中的安装位置，如图10-7所示，回忆我们在本文{dy}部分第3点中所述，图10-7中的部件2是末级齿轮箱盖，部件1是主轴盖组，部件3、4、5是轴承（6204、6202、6203轴承），部件6是副轴（也叫驱动轴），部件7是副轴组件，部件8是主轴（也叫最终轴），部件9是最终齿轮。6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。lD<EA_总结一下，结束第10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11-1GY6机油泵 A 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11-1是GY6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11-1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。&u@e8GY6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。IU启动机构 IB?a （1）脚启动机构 AcEX/t脚启动组件安装位置如图12-1所示，部件10是起动轴，部件11是起动惰轮组合，实物如图12-2、图12-3所示。
图12-1脚启动机构安装图 md.拆下起动磴杆，拆下左曲轴箱盖（图12-1部件13），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）。YMF[l-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12-2起动轴组合 图12-3起动惰轮组合
图12-4起动蹬杆
（2）电启动机构 U"!%~" 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12-5启动继电器 图12-6启动电机 ^Kay#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