簡元霞，朱維兵，張賜偉

（西華大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，成都 610039）

大眾摩托車氣缸改進(jìn)設(shè)計(jì)

簡元霞，朱維兵，張賜偉

（西華大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，成都 610039）

由于摩托車氣缸缸壓不足，導(dǎo)致不易點(diǎn)火，對(duì)摩托車缸體進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。通過減少氣缸內(nèi)燃燒室燃燒時(shí)的體積，從根本上解決點(diǎn)火問題。在活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，使缸體比活塞高出0.2mm。并伸長張緊器的長度。改進(jìn)設(shè)計(jì)可以使氣缸缸壓隨時(shí)保持穩(wěn)定，點(diǎn)火更容易。并且能增長氣缸的使用時(shí)間和減少摩托車的維修成本。

摩托車；氣缸；活塞；設(shè)計(jì)

摩托車作為一種休閑娛樂與代步工具兼顧的產(chǎn)品，其與汽車相比具有相對(duì)價(jià)格便宜，使用方便、經(jīng)濟(jì)，維護(hù)成本低等眾多優(yōu)勢(shì)［1］。因此摩托車在世界各地都深受人們的喜愛，是人們出行必不可少的交通工具。在90年代，我國摩托車工業(yè)的發(fā)展迅猛。通過技術(shù)合作、技貿(mào)結(jié)合、合資經(jīng)營的方式，我國的一些產(chǎn)品性能已經(jīng)達(dá)到國際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的摩托車普遍出現(xiàn)的問題是在使用2-3年后，摩托車不易點(diǎn)火，需要腳踩數(shù)次才能點(diǎn)火成功。占90%的摩托車都會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。其原因有很多種，如馬達(dá)、啟動(dòng)繼電器、離合、火花塞不能正常工作；氣缸內(nèi)壓力不足；電鎖、時(shí)規(guī)鏈老化；熄火線短路；啟動(dòng)方式不正確等。而最主要的原因是缸壓不足，導(dǎo)致不易點(diǎn)火。因此對(duì)摩托車氣缸進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。本文針對(duì)缸壓不足，導(dǎo)致不易點(diǎn)火問題，對(duì)摩托車缸體進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

發(fā)動(dòng)機(jī)是摩托車的心臟，是車輛行駛的動(dòng)力源，其大體結(jié)構(gòu)如圖所示：

其中活塞是摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行做功的重要零件之一，它和氣環(huán)、氣缸和氣門等零件配合［2］。發(fā)動(dòng)機(jī)有二沖程和四沖程。本文主要介紹一下四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理。

第一沖程，進(jìn)氣沖程：活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉。隨著活塞的下移，氣缸內(nèi)容積增大，壓力下降，當(dāng)?shù)陀诖髿鈮簳r(shí)，經(jīng)化油器霧化后的新鮮可燃混合氣，通過進(jìn)氣門而被吸入氣缸內(nèi)。當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，整個(gè)氣缸內(nèi)便充滿了可燃混合氣。

第二沖程，壓縮沖程：活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門仍處在關(guān)閉關(guān)態(tài)。隨著活塞的上移，氣缸內(nèi)容積縮少，可燃混合氣受到壓縮，其壓力和溫度升高，當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，可燃混合氣被火花塞點(diǎn)燃，并開始燃燒。

第三沖程，燃燒膨脹沖程：活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)，排氣門均關(guān)閉。在壓縮沖程末尾被點(diǎn)燃的混合氣在活塞通過上止后迅速燃燒膨脹，使燃燒室內(nèi)的壓力和溫度急劇升高而產(chǎn)生動(dòng)力，推動(dòng)活塞向下移動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。

第四沖程，排氣沖程：由于飛輪的慣性作用，使曲軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門開啟，隨著活塞的上移，氣缸內(nèi)燃燒后的廢氣不斷從排氣門排出。至此，發(fā)動(dòng)機(jī)完成了一個(gè)工作循環(huán)。

四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈完成一個(gè)工作循環(huán)，作一次功，如此周而復(fù)始地循環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)便可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下去，并不斷地輸出功率。

2 氣缸改進(jìn)設(shè)計(jì)

在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作情況下，處于第二沖程時(shí)，氣缸內(nèi)的缸壓為1.2-1.6。如果氣缸內(nèi)缸壓小于1.1，則稱為缸壓不足。而缸壓過低有可能造成電起動(dòng)不能正常使用，其他的危害還有會(huì)造成動(dòng)力不足，加速和行駛無力，油耗增加，起動(dòng)困難等。缸壓過低一般是由于缸體、活塞、活塞環(huán)磨損或氣門與氣門口磨損封閉不嚴(yán)造成的，嚴(yán)重的還有可能燒機(jī)油。最大的影響就是造成火花塞不能點(diǎn)火，無法啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

一般處理缸壓不足的辦法是修理或更換缸頭墊、氣門、氣門座、活塞環(huán)等，這些方法在一定情況下能解決摩托車的點(diǎn)火問題，但是經(jīng)過一段時(shí)間后，仍會(huì)出現(xiàn)相同的問題，因此沒有從根本上解決問題。這樣反復(fù)的修理和跟換零件，不僅維修成本高，而且浪費(fèi)資源。因?yàn)樵诤芏嗲闆r下，這些更換的零件無損害或磨損。

為解決實(shí)質(zhì)性問題，對(duì)氣缸體進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。缸壓不足，主要是燃燒室的容積變大。因此考慮將容積變小，從而解決本質(zhì)問題。首先測量第二沖程中的活塞上升到上止點(diǎn)時(shí)，其端面與氣缸體的端面之間的距離。摩托車在出廠時(shí)，兩者之間的會(huì)留一定的余量。摩托車經(jīng)過2-3年的使用，在缸體內(nèi)部各零件都產(chǎn)生了一定的磨損，因此導(dǎo)致活塞和氣缸體之間的距離變大，從而致使摩托車在使用了2-3年的時(shí)間后缸壓不足。通過摩托車修理工的實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)，在活塞達(dá)到上止點(diǎn)時(shí)，活塞和氣缸體之間的距離在0.2mm，其產(chǎn)生的缸壓最好，且能長時(shí)間保持一發(fā)即燃，點(diǎn)火相當(dāng)容易。

具體的做法是把缸體放置到特制的模具中，使其固定好。然后放到機(jī)床上將其上端面切削一定厚度，使其比活塞高出0.2mm。最后將其重新組裝好。經(jīng)過改進(jìn)后的氣缸體，能使用5-6年的時(shí)間，并且不用擔(dān)心缸壓不足，而不易點(diǎn)火的問題。缸體長度變短后，小鏈條會(huì)變松，因此必須將張緊器伸長一定的距離，使小鏈條張緊。為節(jié)約成本，可直接在現(xiàn)有的張緊器上進(jìn)行修改，具體的做法是在張緊器最頂端焊接一個(gè)6mm螺絲，使其長度增長8mm。

3 結(jié)論

本文的改進(jìn)設(shè)計(jì)為，當(dāng)活塞上升到上止點(diǎn)時(shí)，缸體上端面比活塞上端面高出0.2mm。并將張緊器伸長8mm。經(jīng)過這樣的改裝設(shè)計(jì)后，氣缸缸壓能隨時(shí)保持穩(wěn)定，點(diǎn)火更容易。并且增加了摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和降低了摩托車的維修成本。

［1］宋濤.我國摩托車行業(yè)現(xiàn)狀概述［J］.2013（5）：94-96.

［2］阮元林.漫話摩托車活塞ABC［J］.2001（9）：34-36.

簡元霞（1987—），女，碩士，從事機(jī)械密封技術(shù)研究。