兩沖程摩托車發動機
發動機是摩托車的“心臟”,購買或使用摩托車,必須要了解摩托車發動機。摩托車發動機與汽車發動機不同的主要地方在于,汽車發動機不管是汽油機還是柴油機,都是4沖程發動機;而摩托車發動機不但有4沖程發動機,還有2沖程發動機。
以單缸機為例,4沖程發動機指“進氣”、“壓縮”、“作功”、“排氣”四個沖程,整個工作循環曲軸旋轉2周,活塞上下各2次。而2沖程發動機只有“進氣壓縮”和“作功掃氣”兩個沖程,整個工作循環曲軸旋轉1周,活塞上下各1次。2沖程發動機的工作過程與4沖程發動機有很大的區別,其關鍵在于換氣方式不一樣。2沖程發動機沒有氣門機構,當活塞上移就是吸氣過程,混合氣不是吸到氣缸里面而是先吸進曲軸箱內;活塞繼續上移到上止點,這時上一循環被吸進氣缸內的混氣被壓縮,點火爆發作功又推動活塞下移;活塞差不多到下止點時,一直被活塞堵塞的氣缸壁上排氣孔打開,廢氣從這些孔噴出;當活塞再略微下移,氣缸壁上進氣孔也被打開,曲軸箱內混合氣就從這里噴入氣缸;混合氣由于“沖勁十足”,氣流碰到氣缸壁會發生反轉,將剩余廢氣驅逐出去。然后活塞上移,重復同一工作循環
2沖程發動機結構簡單,重量輕,功率高。由于完成一個工作循環,2沖程發動機曲軸比4沖程發動機少轉1周,因此當兩者的發動機工作容積、壓縮比和轉速相等的話,從理論上講2沖程發動機的功率是4沖程發動機的兩倍,實際測算也有1.5-1.6倍之間。因此賽車多用2沖程發動機,道理也是如此。但是事物總是有利也有弊,2沖程發動機用氣掃氣的形式來“吐故納新”,是難以將廢氣排凈,而且可能會將燃燒不完全的混合氣順道排出去,不但耗油,而且對環境污染較大。
單缸2沖程發動機有一個很重要的小東西,叫“彈簧閥”,又稱“舌簧閥”,它安裝在進氣管入口處,是一個有彈性的金屬片。當活塞上移負壓增大,氣流將閥門沖開使混合氣進入,當活塞下移正壓增大又將閥門自動關閉,氣流就無法出去了,起到單向閥作用。它動作頻率極高,材料及制造工藝十分講究,否則當發動機轉速增大,彈簧閥的動作就有可能跟不上。
四沖程摩托車發動機
4沖程摩托車發動機在“2沖程摩托車發動機”一文中已經有所介紹,它的一個工作循環分有進氣、壓縮、作功和排氣等4個沖程,曲軸要旋轉2周,活塞要上下各2次,帶有氣門裝置。4沖程發動機比2沖程發動機結構復雜,功率消耗大。但它有工作平穩,燃燒性能好,污染排放低,節省燃油的優點。因此,國內的摩托車已經普遍使用4沖程摩托車發動機。
摩托車不采用柴油機,因為柴油機采用壓燃式作功,必須要有相當的重量才能減少振動,而且轉速比較慢,對于靈巧快速的摩托車來說就沒有什么應用價值。
多數人使用的摩托車發動機都是風冷卻方式,這與汽車發動機都是采用強制性水冷卻方式是不同的。由于摩托車發動機有它的特殊性,因此人們在選購摩托車時,重要的選擇標準之一是發動機的工作容量和構造形式。
目前國產摩托車以100cc和125cc的風冷式單缸4沖程發動機最普遍。例如125cc是指發動機的排量。單缸機排量=氣缸截面積(園面積)×活塞行程,如果是2氣缸機,總排量=單缸機排量×2。
為直觀了解氣缸口徑大小,技術性能表上一般只標注活塞的直徑。
4沖程摩托車發動機構造形式注重于兩個方面,一個是冷卻方式,另一個是凸輪軸位置。摩托車發動機的缸體缸蓋一般用鋁合金鑄造而成,外表面有散熱片。相當多的小排量摩托車是單缸,采用風冷卻形式,只有部分大排量摩托車是用雙缸或多缸,采用水冷卻或水油冷卻形式。如果是單缸4沖程摩托車發動機,采用風冷卻也足夠了。至于用水冷卻方式,由于要用水箱、水箱風扇、水泵、輸水管等設備,不但增加成本還要消耗功率,這種方式只有在大中排量的摩托車上使用。至于有一些125c.c的單缸4沖程摩托車發動機也用水冷卻,除非發動機轉速有大幅度提高,壓縮比增大,否則這只是迎合市場上的心理需要而已,對車輛的性能并無實質性的提高。至于凸輪軸的位置,目前多數4沖程摩托車發動機是采用頂置式氣門(OHV)和頂置式凸輪軸(OHC)