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摩托车发动机工作原理？
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第一个对象。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52.4X 57.8mm,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，有的标示最大功率可达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转时达到最大扭距，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的最大转速并不高。
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 I图2-2国产化油器PD24J
图2-1是国内合资厂上海三国长航机械电子有限公司制造，是国内最大的摩托车化油器生产企业，主要客户：南京金城、济南轻骑、长铃集团、江门大长江、南方摩托、金城铃木、海南新大洲、天津富士达、南方雅马哈等。图2-2是浙江永康市齿轮制造公司的产品，我们可以看出制造品质上的不同。图2-1上的黑色塑料块部份就是自动加浓装置，它只在冷车启动的头几分钟起作用，阀门打开提供较浓的混和气，随后关闭。图2-2刚好是相当于图2-1的背面部份，我们可以看到一个红色的插头，是连接自动加浓装置的电源线。关于自动加浓装置的原理，我们将在以后的文章中介绍。这里先有一个初步认识。图2-1所示化油器中部的两个园孔一个连接空气滤清器，另一端连接发动机汽缸进空管。图2-1中部靠最左边有一棵一字镙钉，那就是混和气调整镙钉，图中最下方有一棵十字镙钉，是浮子室泄油镙钉。图2-2中部最左边有一个半园形的可动的键，上面连接固定油门拉索，使化油器随油门拉索的动作而开启节气门大小,从而控制转速。在这里想说一下，化油器不是主动输油，是被动进油的，活塞下行，造成燃烧室和汽缸内的真空，进气门打开，则化油器在真空作用下供混合汽给汽缸。化油器是精密仪器，其中的有的量孔通道细如发丝，所以一般不要轻易调整，以免难于恢复其要求的最佳工作数据。化油器也是整个发动机组成零件中较为昂贵的部份，图2-1所示的合资MIKUNI BS24市场配件价格是￥870左右，图2-2所示的一般国产货也在￥300左右，而我们经常看到的五羊本田公主（不是GY6发动机），WH125T的进口化油器是￥1657大洋。
曲轴箱:是发动机零件的支架和密封体。曲轴箱的工艺要求：气密性能好，光滑平整，轮廓清晰；经十几道工序加工可达到高光洁度、高精密度，从而减少发动机噪音
缸头：包括气缸头盖和气缸头 Y,|#d 从外观上看，我们平时熟悉的火花塞、排气管就是安装在气缸头上的，化油器也是通过与气缸头之间的进气管，将可燃烧混和气被动输入到燃烧室。从内部看，汽缸头中固定有凸轮轴、气门摇臂、进排气门导管、油封、气门弹簧等。气缸头盖起到密封作用,与气缸头两者构成了安装配气机构的空间。所我们可以说，气缸头有两个功用：1、控制进气、排气。2、与气缸构成燃烧室。 图4-1GY6气缸头盖 图4-2气缸头 图4-3凸轮轴固定座7f2l 配气机构： 当我们还是菜鸟的时候，经常听到一个名词：正时。似懂非懂，那么，这是什么意思呢？我们知道，内燃机工作的灵魂就是燃烧，燃烧就是生命，最佳的燃烧需要两个条件：合适的地点、合适的时间。只有当进气、排气动作与火花塞点火的时间两者都最佳，即油正时、火正时！才能有那么淋漓尽致的爆发。在这里配气机构就是完成前一个要素：控制气门在合适的时间打开及关闭。r 宗申集团官方论坛 -- 宗申集团官方论坛 d 图5-1凸轮轴组件;[url= ] 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，完全是我们的一种命名，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，要进行气门间隙的调整。 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YAMAHA SRV-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，所以一般最好用进口件，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块永久磁铁。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：第一组给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，发挥最佳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最佳点火提前角，来实现最佳的功率与扭距输出。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，产生最佳的点火提前角。 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。