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二冲程与四冲程发动机的结构差异及检修特点(一)

2015-11-30  来源:摩托车行情 阅读次数:0
◆ 发动机的结构差异

1、曲轴箱

a)在四冲程发动机中,曲轴箱不容纳可燃混合气,不设置进气口,也不装进气机构。骑式摩托车,发动机的曲轴箱内装有曲轴连杆总成、正时链条及变速机构,内腔装有机油,利用曲柄轴等运动件的旋转飞溅润滑运动摩擦副零件。坐式摩托车,曲轴箱内只装曲轴连杆机构,其它变速机构等零件安装在另一铸件腔内,与曲轴箱互不连通。

四冲程发动机的曲轴箱与气缸部分几乎是连通的,利用活塞环与气缸壁的有效贴合和润滑油膜确保其良好的密封性能,防止气缸内的气体产生泄漏。当活塞向下止点运行时,曲轴箱内呈正压状态,活塞向上止点运行时,曲轴箱内呈负压状态,曲轴箱内的气压始终处于正压和负压之间。汽油发动机工作时,多多少少会有少量的可燃混合气和已燃废气透过活塞环与气缸壁的微小缝隙窜入曲轴箱,因此,曲轴箱内的气压总的来说略高于大气压力。当发动机熄火冷却后,窜入曲轴箱的气体会凝结成水或废油,如不及时排出,将严重影响发动机的正常运行。因此,在四冲程曲轴箱的上口特意设置了与大气相通的“通气管”,以确保其内外压力平衡。为了减少曲轴箱内的机油蒸汽对大气环境的污染,现代发动机采用闭合式曲轴箱通风系统,用一根专用软管输送到空气滤清器中,使未燃的燃料重新进行燃烧。

b)二冲程发动机大多利用曲轴箱进行扫气,它的曲轴箱上往往开有进气口,并装有进气机构(有的机型进气口设置在气缸体上),作为可燃混合气进入曲轴箱的通道。因二冲程机型曲轴箱容纳来自化油器的可燃混合气,所以曲轴箱必须保持高度的密封。骑式摩托车带有变速齿轮的曲轴箱与变速箱之间用旋转轴唇形密封圈(简称骨架油封)加以密封,坐式摩托车的曲轴箱与无级变速传动机构也用骨架油封予以隔断密封,使它们之间互不连通,避免曲轴箱中的混合气体漏入变速箱中。二冲程多缸发动机每缸的曲轴箱同样是互不连通的,以免相互窜气。

2、气缸体

a)四冲程发动机的进、排气口通常设置在气缸盖上,气缸筒只是一光孔;双缸发动机的两气缸筒间铸有矩形通道,可通过正时链条并安装张紧机构。

b)大多数二冲程发动机的配气机构采用回流和横流扫气方式,在工作过程中利用活塞在下止点附近的一部分行程进行换气,故在气缸下部区域开有排气口和扫气口。这些气口的形状、大小、位置及表面粗糙度非常重要,因为它们关系到发动机扫气效率的高低,同时也影响发动机的工作性能。

3、气缸盖

a)四冲程发动机气缸盖是一个很复杂的部件(尤其是采用顶置式气门机构的机型),气缸盖上设置有进、排气口、气道、气门、气门导管的通道、气门弹簧、气门摇臂、凸轮轴及其驱动机构等。为了润滑安装在气缸盖上面的这些零件,气缸盖的铸件内腔设有专用油道。

b)采用回流和横流配气机构的二冲程发动机的气缸盖上只铸有半球形燃烧室,不设进、排气口和气门等驱动零件,也没有润滑油油道,比四冲程发动机气缸盖要简单得多。

4、活塞

二冲程发动机和四冲程发动机在转速相同的情况下,二冲程机的作功次数多了1倍,故气缸内的平均温度比四冲程发动机高,活塞的热负荷也较大,经活塞吸收的高温燃气传给活塞环的热量也比四冲程机型高得多。据有关资料介绍,二冲程发动机活塞第一环槽的温度高达295-315℃,四冲程活塞机第一环槽的温度只有245-270℃。因此,二冲程发动机活塞的内腔顶部常制成为加强筋的圆拱形,这样既提高了活塞的刚度,又增加了散热能力。二冲程发动机的活塞较长,以便于在上止点时,其裙部能盖住气缸体上的排气口和扫气口,防止排气管中的废气倒流入曲轴箱。

5、活塞环

四冲程发动机活塞环随活塞上下运行中作3个方向运动(即轴向运动、径向运动和旋转运动),因此,环的磨损比较均匀。为防止二冲程发动机活塞环旋转运动时,其气环的开口被气缸筒内的扫、排气口卡住,活塞环槽内设有定位销,不让其产生旋转运动。显然,二冲程发动机的活塞环工作环境要比四冲程活塞环恶劣得多,再加上二冲程发动机的润滑条件又比四冲程机型差,其实际使用寿命也相对较短。

6、配气机构

四冲程发动机通过正时链条将曲轴的旋转运动传递给凸轮轴(采用下置式配气机构的机型由曲轴正时齿轮与凸轮轴齿轮啮合实现),凸轮轴在转动过程中,进、排气凸轮推动气门摇臂摆动,在气门弹簧的作用下,使进、排气门定时开闭,且保持气门关闭时的高度密封。

大部分二冲程发动机的配气机构,是可燃混合气通过专门的阀门(采用的阀门有活塞阀、簧片阀、旋转阀、活塞-簧片阀等4种),在一定压力下进入曲轴箱,再由曲轴箱进行扫气,来完成发动机的扫气和排气。

7、润滑方式

四冲程发动机设置有专门的润滑系统,机油泵吸油前,先通过机油滤清器进行过滤,再由机油泵泵出带有压力的机油来润滑曲轴、连杆大头轴承、活塞内腔、活塞销、变速器、气门驱动机构等,其余则利用曲轴曲柄臂、正时链条、变速器齿轮的旋转运动,即采用飞溅润滑方式润滑气缸壁、活塞裙部、活塞环、活塞销等零件。对二冲程发动机而言,它不能象四冲程机那样实现其关键部位的压力润滑和机油的循环使用,而只能以下列2种方式进行润滑:

a)预混合润滑法:将机油按一定比例预先掺入燃料油中,并充分搅拌,依靠混合在燃料中的机油润滑发动机内的运动摩擦副零件表面。

b)分离润滑法:将燃料和机油分别装在2个机油箱内,通过机油泵将机油压送至化油器的柱塞腔内与燃料空气混合后进入曲轴箱,其机油流量则由油门开度来控制。

这2种润滑方式的机油全部参与混合气循环的一切过程,而不能回收。就其应用最多的分离润滑而言,曲轴箱内的主轴承、连杆大小头滚针轴承,以及气缸、活塞组件等摩擦副都是依靠机油、汽油和空气形成的雾状混合气体进行润滑的。并且在发动机的整个工作过程中,总是用新鲜的润滑油,几乎随燃料全部烧掉,因此易造成火花塞积碳、气环的粘结和排气口(含排气消声器)堵塞。

8、可燃混合气的组成

四冲程发动机的可燃混合气是由汽油、空气按一定比例混合而成;二冲程发动机的可燃混合气由汽油、机油和空气按一定比例混合而成。因此,二冲程与四冲程发动机匹配的化油器型式不同:从化油器的结构上来讲,绝大多数四冲程发动机采用等真空膜片阀化油器(也有少数机型采用柱塞式化油器),用怠速调节螺钉调整进入怠速油系中的混合气量;二冲程发动机用柱塞式化油器的怠速调节螺钉是调整进入怠速油系中的空气量。


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