摩托车论坛

标题: 钻豹K150CC'半球燃烧室'改为'双椭圆顶燃烧室'!内有详细数据!成功！120楼总结！！ [打印本页]

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-24 15:08
标题: 钻豹K150CC'半球燃烧室'改为'双椭圆顶燃烧室'!内有详细数据!成功！120楼总结！！
如何提高摩托车发动机动力性能浅析

摩托车发动机是将其燃烧室内可燃混合气燃烧产生的热能转化为机械能的一种热机。其基本原理是将由燃烧产生的推力推动活塞做的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动，进而对外输出作功。作为摩托车消费者，最关心的莫过于发动机的动力性能。衡量发动机动力性能的指标包括有效扭矩和有效功率，即人们常常提到的发动机的载重爬坡能力和行驶加速力。本文以发动机的动力损失及改善措施为重点，就如何提高摩托车发动机动力性能作一浅析。

一、发动机的动力损失

1、发动机效率

在热能转化为机械能的过程中，存在一个输入与输出的关系，即发动机效率。发动机效率等于发动机的输出功率和燃料燃烧所能获得的功率之比，主要包括机械效率和热效率两个指标。其中机械效率等于有效功率与指示功率(发动机在燃烧过程中燃烧室内产生的功率)之比。一般摩托车发动机的机械效率为0.8~0.9。而热效率是指可燃混合气燃烧后用于作功的那部分热量与所能产生的总热量之比。一般摩托车发动机的热效率为0.20~0.25。

2、发动机动力是如何损失的

若汽油与空气的混合气按照空燃比(可燃混合气中空气与汽油的质量之比)A/F=14.7：1或过量空气系数(燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量之比)α=1来完全燃烧，那么燃烧所产生的热量，其中一部分在发动机排气行程中进入大气，这部分损失称为排气损失，约占总能量的40%左右。另一部分热量由发动机冷却系统散发到大气中，这部分损失称为冷却损失，约占总能量的20%左右。仅有40%左右的剩余热量用来作功，亦即理论上的热效率。而发动机的实际热效率很低，一般四冲程发动机约为20%~25%，即使是高性能发动机，其热效率也不到30%。这是因为：第一，摩托车发动机随工况不同，对可燃混合气的成份要求也不同，所以可燃混合气不可能按照理论上的空燃比A/F=14.7：1或过量空气系数α=1来完全燃烧，也就使可燃混合气燃烧不充分，热量不能完全得到释放，其中未能完全燃烧的燃料约占5%左右。第二，发动机在实际运转中的各种摩擦损失约占总能量的5%~8%。主要包括①活塞环与气缸壁之间的摩擦损失。②各轴承与曲轴之间的滑动摩擦损失。③曲轴驱动配气机构及各种辅助机构如机油泵、水泵、风扇等产生的动力损失。④克服润滑油黏度及黏温特性所带来的摩擦损失。根据测试统计，在以上机械摩擦中：活塞约占25%、活塞环约占19%、传动系约占22.5%、曲轴约占5%、阀系约占6%、连杆轴承约占10%、曲轴大小轴瓦约占12.5%。而且摩擦损失会随发动机转速的升高而增大，转速越高，摩擦损失越快。

二、提高发动机动力性能的途径

1、减少摩擦损失，提高发动机内部润滑性能

(1)合理设置润滑方式

根据发动机摩擦部位的不同，设置使用不同的润滑方式。如主轴颈、连杆轴承、凸轮等部位采用飞溅润滑方式；水泵轴承、发电机和启动电机轴承、冷却风扇轴承等则采用油脂润滑方式。

(2)选择性能良好的润滑部件并合理设置润滑油道。

(3)根据不同地区和气温差异选用质量性能良好的润滑油及润滑脂。

(4)对影响摩擦损失较大的零部件，如气缸套和活塞环等采用金属陶瓷等新型材料，并进行精磨合，能使摩擦阻力降低80%左右。

经过以上改进，发动机的动力性能可提高5%~15%。

2、减少热损失，改善发动机燃烧条件

(1)提高发动机的压缩比

发动机压缩比就是压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。压缩比愈大，在压缩行程终了时，混合气的压力和温度愈高，燃烧速度加快，因而发动机的输出功率也愈大，动力性能自然更好。但是压缩比过大，反而会出现爆燃或表面点火等不正常燃烧现象。爆燃是燃烧室内末端混合气在火焰前锋未到达前自燃，产生一个或多个新的火焰核心，引发爆炸式的燃烧反应。不仅会造成发动机过热，功率下降，严重时还可能损坏发动机零部件；而表面点火是气缸内混合气被燃烧室内炽热表面或炽热点所点燃，也会造成发动机零部件的损坏等不良后果。加之为了提高压缩比，通常使用更高辛烷值的汽油，又会增加摩托车使用成本，所以发动机的压缩比一般控制在6~12之间，不易过高。

(2)提高发动机的进排气效率

提高进排气效率，进入气缸内的新鲜可燃混合气就愈多，燃烧后的废气排放愈干净，燃烧愈充分，用来作功的热量也就愈多，动力性能也就相应得到提高。

a)采用二次进气装置

通过在进气歧管上加装独立的二次进气装置，增加单位时间内进入气缸内的空气量，减少进气阻力，提高充气效率，使燃烧更充分，发动机的动力亦会显著提高。

b)采用多气门

进排气门的增多，提高了进排气面积和高速气流的流量，发动机排气效率也得到提高。且采用多气门后，每个气门的体积减小，重量减轻，其运动惯量小也利于高速运动。所以发动机采用多气门机构可提高进气效率和动力。多气门主要针对高速时的进排气效率，但低速时其进排气效率反而有所降低，故对于多气门应视情况来设定。

c)改进进排气门行程

气门行程的改变会改变进排气面积，亦能提高进排气效率。当发动机低速时，采用较小的气门行程即减少了进气面积，有利于提高发动机低速时进排气效率；当发动机高速时，采用较大的气门行程即增大了进气面积，有利于提高发动机高速时进气效率。

d)发动机的进排气门根据发动机的工作循环，打开或关闭时刻所对应的曲轴转角称为配气相位。配气相位的准确与否对发动机的动力性能有很大影响。如果配气相位不准确，会导致进气不充分，排气不顺畅，影响混合气的形成品质，造成燃烧不完全，使发动机的动力下降。由于废气和新鲜空气在运动中的惯性，使进排气有一定的迟滞期。为了使气缸内的废气排除得更干净，新鲜空气进入更充分，需要进排气门有一个同时开启的时刻，即气门重叠角，也就是配气相位。所以发动机低速时使用较小的气门重叠角，反之则使用较大的气门重叠角，这样就可以提高进排气效率，提高发动机的动力性。

(3)改善点火提前角

发动机的转速和可燃混合气的燃烧速度，造成可燃混合气点燃时必须有一定的点火提前角(点火时，曲轴的曲拐所在位置与压缩行程终了活塞到达上止点时的曲拐位置之间的夹角)，否则高温高压的气体在气缸内不能得到比较完全的膨胀，热能不能有效利用，损失增大，影响发动机的动力性。

所以应严格控制点火提前角。①当发动机转速一定时：负荷加大，产生爆燃的倾向增大，应适当减小点火提前角；负荷减小则应加大点火提前角。②当节气门开度一定时：发动机转速增高，适当加大点火提前角，反之则适当减小点火提前角。

(4)使用汽油喷射系统

汽油喷射系统能够精确地计量可燃混合气浓度，并能根据发动机工况随时修正，实现均匀点喷，使空燃比经常保持在A/F=14.7:1或过量空气系数α=1的最佳区域内，混合气燃烧充分，减少热损失。使用汽油喷射系统，可使发动机功率提高15%~20%。

三、案例

针对在国内市场经久不衰的铃木GS125摩托车，2003年经过动力升级后，其低速功率和扭矩提高了10%左右，能瞬间爆发强劲动力，最高时速达到100km以上，爬坡能力更加卓越。其动力升级主要采取了以下改进：

1、采用全新双椭圆燃烧室，形成独特的燃料双涡流现象，大大提高了混合气体的燃烧效率，将更多的燃料更彻底地转化成动力。

2、改变了凸轮轴的形状曲线，变更进排气门的开启幅度和发动机的配气定时，增加进气量，提高热量利用率，增加中低速性能及爬坡载重能力。

3、轻量化活塞和气门部件大大降低了发动机的运转阻力和功率损耗，提高了发动机的有效输出功率。

4、采用日本MIKUNI新型化油器，缩短了混合气体的通过距离，使油门响应更快捷，提速更快。

5、采用最新数字点火系统，智能控制，确保点火更精确、燃烧更充分。

通过对改善前后的发动机进行200小时耐久试验对比可知：改善后其动力性能提高了10%。

结束语

摩托车良好的动力性能会带给骑行者舒畅的心境，如果工厂采取适当的手段，在提高摩托车动力性能上卓有成效，就一定会使消费者满意。但这个课题仍需众多研发者为之不断探索。

[ Last edited by 天海胖子 on 2009-11-1 at 21:16 ]

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-24 15:10
20年前的日本原装“铃木王”GS125ES最高功率10.3KW@10500/MIN,压缩比在10：1以上，与YAMAHA的YB发动机差不多，可以轻松过100KM/H,而现在中国版的GS发动机个头大了，也更加美观了，但动力却缩水了不少。
气门缩小了直径；原本“突出”型活塞顶部变成了现在的“半球型”；原装的GS125ES在3950转/分的“变音”现在没有了，将可变进角的晶体管PEI给简化为普通的DC-CDI了而进气门的缩小，压缩比的降低，突出型活塞变为半球型。。。这些是往性能低的方向在改。

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-24 15:13
双椭圆燃烧室

这就是我需要的！

现在的07版GS，和钻豹K,K2,GN。都是把双椭圆顶燃烧室改为半球燃烧室了！而进气门的缩小，压缩比的降低，突出型活塞变为半球型。。。这些是往性能低的方向在改。

所以，我要用回“双圆顶燃烧室”！要提高了混合气体的燃烧效率，将更多的燃料更彻底地转化成动力。就为了压榨钻豹K的动力！

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-24 15:16
准备工作做了2周的时间，充分的搞好配套件！
查阅资料！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-24 15:22
查阅资料！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-24 15:27
查阅资料！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-24 15:30
目前,缸体尺寸一样，只是油池有些区别.但是不影响使用!

气门不一样.(买了GS老气门)

气门坐不一样.老款的坐,比新款的大.(需要调换,就因为这个没有买,今天没有装上车.改装暂时失败,等下周气门坐到了,在接着改!)

气门弹簧老款缸头的比新款的要大！（2种不通用，因为这个没有买,今天没有装上车.改装暂时失败,等下周气门弹簧到了,在接着改）

凸轮轴,可以用原车的。(凸轮轴油槽位可以使用)

摇臂及摇臂销可通用！

火花塞原车10MM,老款缸头是12MM的,比原车的粗.(火花塞型号 NGK DR8EA)

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作者: 留恋雨季 时间: 2009-10-24 15:33
沙发

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-24 15:37
详细数据,及改装过程!

数据将包含2种缸头高低，容积大小，气门大小，气门座大小，气门弹簧大小，进排气口大小！

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作者: 原softbank 时间: 2009-10-24 15:53
重点关注……热切期待……

作者: dolcexu 时间: 2009-10-24 16:30
重点关注……热切期待……

作者: 自由虫 时间: 2009-10-24 16:50
我发现胖子越改越有水平了！　

作者: 大只辉 时间: 2009-10-24 16:50
理论准备很充分，祝你成功。

作者: GX890 时间: 2009-10-24 22:30
关注..............

作者: wugang1978 时间: 2009-10-25 00:38
不错，不错

作者: 517135781 时间: 2009-10-25 00:58
整得很专业嘛支持

作者: hhl64a 时间: 2009-10-25 01:03
楼主我的GS125R的缸头就是你希望改的那种爆发力超强应该是GS125的运动版本了你可以参考下

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:03
占位子，下周用！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:04
老款缸头气门弹簧及气门座（我只好去售后找弹簧及座，但是没有，这个有个老钻豹在换缸体，我一看就是老款缸头，征得车主同意，测了下气门簧及座的数据）！

吃亏到这个上面了。没有买。

下周到货后，在接着改。

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:04
原车缸头数据

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:05
原车缸头数据

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:05
2种气门对比！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:05
2种缸头对比！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:06
原车缸头容积！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:06
摇臂及摇臂销可用原车的！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:07
2款缸头对比！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:07
2款缸头对比！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:07
2款缸头对比！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:07
2款缸头对比！

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:08
2种缸头对比

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:08
2种气门簧对比

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作者: hhl64a 时间: 2009-10-25 01:11
GS125R 进气直径32 排气直径28 单位毫米压缩比9.6：1 最大马力15 活塞为圆顶也不是GS125那种变形顶转速最高满表13000转在高没有上了伤车车时速带一女性可上110

作者: hhl64a 时间: 2009-10-25 01:12
把你改后的效果与这个比较下如何？可以评定你改后的效果

作者: btbtbbt 时间: 2009-10-25 01:14
这个得继续关注~~

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:39

Originally posted by 留恋雨季 at 2009-10-24 23:33:
沙发

你很会占沙发，这么晚了还没有休息！

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:41

Originally posted by 自由虫 at 2009-10-25 00:50:
我发现胖子越改越有水平了！　

一般一般，都是先理论，在实践！

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:42

Originally posted by 大只辉 at 2009-10-25 00:50:
理论准备很充分，祝你成功。

谢谢！应该不会出现大问题。

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:46

Originally posted by hhl64a at 2009-10-25 09:03:
楼主我的GS125R的缸头就是你希望改的那种爆发力超强应该是GS125的运动版本了你可以参考下

是这个么？

·汽油发动机

  产品型号：  CL157FMI(GS125R)
所属品牌：  长春长铃
产品类别：  汽油发动机

发动机型式
单缸、四冲程、风冷

最大功率
7.5kw/9000r/min

最大扭矩
8.3N.m/8500r/min

缸径与行程
57.0mm×48.8mm

最低燃油消耗率
354g/kw.h

起动方式
电起动

压缩比
9.6：1

润滑方式
湿式油底壳

离合器方式
多片湿式

化油器
真空膜片式

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作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:50

Originally posted by hhl64a at 2009-10-25 09:11:
GS125R 进气直径32 排气直径28 单位毫米压缩比9.6：1 最大马力15 活塞为圆顶也不是GS125那种变形顶转速最高满表13000转在高没有上了伤车车时速带一女性可上110

从数据上看，这个缸头进排气确实大的很！

你说的数据，不是气门的数据吧？是混合油进口和废气排放口的？

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:51
2种缸头，进排气对比！

[ Last edited by 天海胖子 on 2009-10-25 at 23:24 ]

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20091024992.jpg (122.66 KB, 下载次数: 103)

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 01:52

Originally posted by btbtbbt at 2009-10-25 09:14:
这个得继续关注~~

呵呵，谢谢关注

[ Last edited by 天海胖子 on 2009-10-25 at 23:25 ]

作者: lala1985 时间: 2009-10-25 10:44
顶下胖哥，小弟我也是钻豹，也琢磨着咋个改改，现在只是想改改外观，毕竟才6000公里

作者: 内邱金波 时间: 2009-10-25 11:01
顶了海哥！

作者: 内邱金波 时间: 2009-10-25 11:02
顶了海哥！

作者: 内邱金波 时间: 2009-10-25 11:03
顶了海哥！

作者: ruanliming0794 时间: 2009-10-25 11:24
觉得没得这个必要

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 11:34

Originally posted by ruanliming0794 at 2009-10-25 19:24:
觉得没得这个必要

理论上来说，扩缸径，不扩大气门进排气量，不会完全发挥扩缸后的效果！

所以，我需要实践来证明。

我改缸头，也是为了扩大气门进排气量。

作者: 浪迹天涯海角 时间: 2009-10-25 11:37
我都服你了，你中毒太深了，你的发动机改装的不少了，祝你成功，你的干什么工作的？时间真的不少，和我差不多吧！经常看见你改装车。

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 11:44

Originally posted by 浪迹天涯海角 at 2009-10-25 19:37:
我都服你了，你中毒太深了，你的发动机改装的不少了，祝你成功，你的干什么工作的？时间真的不少，和我差不多吧！经常看见你改装车。

就是公司职员而已！

双休日而已！

当然改前，都是规划好的，这回是因为没有找好配件。导致暂时失败！

作者: 老久 时间: 2009-10-25 11:51
祝你成功

作者: huige 时间: 2009-10-25 12:14
顶贴！！密切关注

作者: 杨哥 时间: 2009-10-25 12:21
胖子越改越有水平了！　

作者: 没理由 时间: 2009-10-25 12:37
期待......

作者: syac12512 时间: 2009-10-25 12:48
狂顶胖子真专业

作者: 闪闪摩客 时间: 2009-10-25 13:27
严重关注

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 14:38
自己顶顶吧

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-25 15:20
更新数据！
顶下！

作者: 文根荣 时间: 2009-10-25 15:32
顶一个,有空再看

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-26 00:56
因原车与老款气门坐（和气门弹簧）不一样.
2种不通用，
老款的坐,比新款的大,老款气门座（和气门弹簧）没有买,改装暂时失败,等这周气门坐到了,在接着改（31日）!

[ Last edited by 天海胖子 on 2009-10-26 at 08:59 ]

作者: motuochi 时间: 2009-10-26 01:13
严重关注中.....

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-26 03:33
只要气门座气门簧一到。就OK了，然后就是等周6了！

[ Last edited by 天海胖子 on 2009-10-26 at 21:32 ]

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-26 14:51
:lol::lol::lol:

自己顶顶！

作者: bjjp520 时间: 2009-10-26 16:44
我也来顶顶。

作者: 追风铁骑 时间: 2009-10-26 18:12
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 闪闪摩客 时间: 2009-10-27 01:42
我顶你无商量

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-27 02:01

Originally posted by 追风铁骑 at 2009-10-27 02:12:
靠,这么详细?
胖子大哥辛苦了,咱可懒得编辑那么多图片......哈哈.....

双椭圆顶燃烧室是提升动力/节油的第一选择,好,非常好
严重支持你

:D:D:D:handshake:handshake:handshake

作者: 李da为 时间: 2009-10-27 02:19
支持折腾！

作者: hhl64a 时间: 2009-10-27 02:34
Originally posted by hhl64a at 2009-10-25 09:11:
GS125R 进气直径32 排气直径28 单位毫米压缩比9.6：1 最大马力15 活塞为圆顶也不是GS125那种变形顶转速最高满表13000转在高没有上了伤车车时速带一女性可上110

楼主我说的是GS125R的进气门底部直径

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-27 02:45

Originally posted by hhl64a at 2009-10-27 10:34:
Originally posted by hhl64a at 2009-10-25 09:11:
GS125R 进气直径32 排气直径28 单位毫米压缩比9.6：1 最大马力15 活塞为圆顶也不是GS125那种变形顶转速最高满表13000转在高没有上了伤车车时速带一女 ...
楼主我说的是GS125R的进气门底部直径

要是这，比我量的进29.9，出26. 要大多了！

作者: hhl64a 时间: 2009-10-27 02:48
其实你直接拿个GS150R的缸头来测量下改150有三种： 1 在原来的GS125R的基础上加大缸径把原来的缸径57修改大行程不变将保留下铃木车的高速性能 2 把缸径不变加大行程将彻底改变原车的高速性能中低速扭距将加大起步更加有力的多高速加速性能将受影响 3 缸径和行程按自己设想的总排量进行相应变动二者都将加大这个就想把EN的缸径和行程改为强调中低速加速性能的GT发动机一样的道理
不知道楼主加大排量的目的是哪一种？
如果你所在地方是大山多建议你可以考虑把行程修改量加大些增强发动机的扭距爬破能力将获得很好的改观就象GS125R与GS150R的不同一样因为后者就是在前者的基础上扩大行程保持缸径不变而来的
如果你所在的地方路况较好的话建议你采取把缸径修改量加大的方式这样原铃木车的高速性能将获得最大的保留对你冲击更高的速度极为有利

作者: 永恒之旅 时间: 2009-10-27 02:57
天海胖子=河南怪侠！顶你!

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-27 03:06

Originally posted by hhl64a at 2009-10-27 10:48:
其实你直接拿个GS150R的缸头来测量下改150有三种： 1 在原来的GS125R的基础上加大缸径把原来的缸径57修改大行程不变将保留下铃木车的高速性能 2 把缸径不变加大行程将彻底改变原车的高速性能中低速扭距将加大起步更加有力的多高速加速性能将受影响 3 缸径和行程按自己设想的总排量进行相应变动二者都将加大这个就想把EN的缸径和行程改为强调中低速加速性能的GT发动机一样的道理
不知道楼主加大排量的目的是哪一种？
如果你所在地方是大山多建议你可以考虑把行程修改量加大些增强发动机的扭距爬破能力将获得很好的改观就象GS125R与GS150R的不同一样因为后者就是在前者的基础上扩大行程保持缸径不变而来的
如果你所在的地方路况较好的话建议你采取把缸径修改量加大的方式这样原铃木车的高速性能将获得最大的保留对你冲击更高的速度极为有利

哦，呵呵！

河南的，平原，很少爬山！

我原车125，是57*48.8的，扩150后，是62*48.8的！

原车气门进气量感觉就不够了，所以我要改用老款大气门的缸头！

作者: 日出东山 时间: 2009-10-27 06:37
狂顶胖子

作者: 诚信 时间: 2009-10-27 10:08
顶一个,有空再看

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-27 11:36
浅谈四冲程发动机换气过程与可变配气相位技术

一、四冲程发动机换气过程

　　四冲程发动机在工作过程中，同人一样需要“吸气”和“呼气”，即吸入新鲜空气，呼（排）出高温废气。这种进气和排气过程，统称为换气过程。在高速发动机中，每一个工作循环的进、排气过程只有千分之几秒。在这极短的时间内，被吸入的可燃混合气愈多，废气排得愈干净、愈彻底，发动机发出的功率就可能愈大。反之，发出的功率就愈小，发动机的动力性和经济性就会下降。由此可见，发动机的功率和扭矩，主要取决于吸入空气量的多少和换气质量的好坏。

　众所周知，空气具有质量，也具有一定的惯性。使空气从静止状态加速到一定速度，需花费一定的时间，并要产生一定的能量损失。反之，要把空气流停下来，同样需要一定的时间。在发动机上，推动空气加速流动的是汽缸内的真空度（即负压）。在发动机进气冲程的开始阶段，进气道的气体并不是一下子就能流进汽缸，而是逐渐加速，并把进气道前端的气体吸进去，同时，由于进气道后端的气流速度较低，因此，使进气道内的气体分子间隔变大，密度降低。此后，由于气流速度越来越快，在进气道、进气管和空气滤清器内，气流不断被加速，快速地流入汽缸之中，使燃烧室内的气体密度迅速上升。由于气流有较大的惯性，尽管燃烧室内的气流密度已经较大，但是进气速度并不降低，甚至当活塞转过下止点，开始上行一段时间之后，进气还在进行，并使气体密度进一步上升。这种状态相当于进气被无形中压缩了。这时，不仅汽缸的气体密度很大，而且进气道、进气管的气体密度也很大。密度大的气体流量质量大，因此流动惯性进一步加大。当进气密度达到最大值时，进气门关闭，以避免进气倒流，这就是所谓的惯性进气。

　　在发动机汽缸直径、冲程、频率（即转速）一定的情况下，如何使更多的新鲜空气吸入汽缸用于做功，并使燃烧后的废气尽快排出汽缸，是发动机配气机构的主要任务，即按照发动机汽缸的工作循环和点火顺序的要求，适时开启和关闭进、排气门。由内燃机原理可知气门开、闭位置和活塞的位置有关，活塞的位置和曲轴转角有关，用曲轴转角来表示气门的开闭时间，就是人们常说的配气相位。在实际运行中，四冲程发动机的进气门在活塞到达上止点前就打开（约提前10°~40º的曲轴转角），当活塞过了下止点后才关闭（迟闭角约40º~80º曲轴转角），而排气门则是在活塞到达下止点前提前打开（约提前40º~80º曲轴转角），当活塞过了上止点后才关闭（迟闭角约10º~35º曲轴转角）。人们把提前开启时刻称作提前开启角，迟后关闭时刻叫迟闭角。那么，为什么进、排气门要提前开启和迟后关闭呢？

我们知道，气体的流动是从高到低，除去气体、气体压力和气体所经通道的阻力外，气体换气受惯性力的限制和影响。在活塞向下运动的过程中，吸气冲程的前半段活塞加速下行，新鲜气体不断流入汽缸，虽然在活塞接近下止点时的速度会减慢，但是，一方面气流有惯性，另一方面汽缸内的压力因为有进气阻力而低于外边的大气压力，在压缩行程的初始阶段，活塞上升速度较慢的情况下，仍有可能利用进气管内的气流惯性和汽缸内外的压力差继续进气。如果活塞在下止点时就关闭进气门，就会把本来还可以继续流入汽缸的新鲜空气挡在气门外边，使实际充量减小。当活塞离开下止点转向上行时，汽缸内的压力会逐渐升高，一旦汽缸内的压力高于进气管压力时，则进气流才会减速。这样总有一个时刻，气体不再往汽缸内流了。此时关闭进气门（即为最佳进气晚关角），汽缸内的充气量最大。从进气门提前开启，到进气门迟后关闭的过程，就是进气的全过程。在这个过程中，汽缸中的气体压力略高于进气管中的压力，主要是进气门处节流和进气流受到高温废气加热，温度也有所提高所致。

　　发动机点火爆炸后，一边推动活塞下行做功，一边将燃烧后的废气充满了汽缸。此时，废气压力由大变小，压力迅速降低。而当活塞到达下止点之前，在排气门还未打开时，汽缸内的废气压力就会由小变大，压力升高。若要排气门在活塞到达上止点时完全减产，则要求排气门在上止点前就要开始关小，这将导致排气产生较大的节流阻力。同时，这也使得排气行程中活塞向上运动时，汽缸中的压力复升，阻力增大，排气消耗功增加，残余废气增加。再有，发动机在油门全开、高速运转时，要排出的废气量较大，时间极为短暂。为了在活塞到达下止点时，废气能基本转入亚临界流动状态，从而减少强制排气时活塞上行的阻力，并获得较大的气门开启面积，要求大负荷、高转速的发动机排气门提前开启角要大（该提前转角的大小视发动机转速高低而有所差异。）

　　基于这种排气的原理，故有意设定排气门早开，当受爆炸压力推动的活塞还未到达下止点时，汽缸内的气体压力虽然还有0.3~0.4Mpa，但就推动活塞做功而言作用已不大。早开排气门，可使大部分废气在此压力作用下高速自汽缸内排出，形成较大的气流惯性。当活塞越过下止点的一瞬间，汽缸内的压力已下降至约0.115Mpa，并且排气门已经开大，此时活塞转向上止点方向继续运行。在活塞推动下，汽缸中剩下的废气被强行推出排气门，直到活塞越过上止点，排气门迟后关闭。排气门提前打开，压力提前下降，使气体推动活塞做的功减少了，但反过来，由于汽缸内压力迅速降低，活塞在下止点后转向上止点运行时，用于推动气体排出所消耗的功也减少了。况且，高温废气提前排出，还可以防止发动机过热。因此，排气门提前打开，迟后关闭总的来说是利大于弊。

由于排气门迟后关闭和进气门提前开启，这就存在着一个进、排气门同时开启的气门重叠阶段，气门叠开时的曲轴转角称为气门重叠角。无数试验证明，在高转速时，气门重叠角大一些对发动机是十分有利的。就配气相位而言，气门重叠角的大小与发动机转速有关，一般设计的原则是：高速发动机大一些，约占30º~90º曲轴转角；中速发动机则小一些，约占20º~60º曲轴转角。例如：雅马哈XJR400中速发动机的配气相位如下，进气门开/闭：34º/54º，排气门开/闭：55º/25º，气门重叠角仅为59º；雅马哈FZR400高速发动机的配气相位如下，进气门开/闭，36º/60º，排气门开/闭59º/29º，气门重叠角为65º；本田CB125T高速发动机的配气相位如下，进气门开/闭：38º/27º，排气门开/闭；36º/56º，气门重叠角度高达94º。

　　气门叠开，使进、排气系统和燃烧室连通起来，这时排气流以很高的速度流出排气口，由于气流的惯性，它在短时间内不会改变其流向，反而会使进气门周围产生一定的真空度，有利于引导进气流进入汽缸，以清扫汽缸中的残余废气，使换气效果达到最佳状态。再说，此时进、排气门开启得都很小，气流的流速不可能超过音速，即使在怠速转速（一般在1000r/min以上），活塞完成一个行程也不到1/8s，只要气门重叠角选择得合适，就不会有废气流入时气管或新鲜混合气排出的现象。但是，若气门重叠角选择得过大，在发动机的低速性阶段（如：怠速转速）或在小负荷工况下运转，化油器的节气门开启度很小，进气管内的压力很低时，就有可能使废气倒流入进气管，造成发动机的低速性能变差。当然，低速性能变差还与我们下面要讨论的发动机排气正、负压力波有关。

发动机点火爆炸后，燃烧室内产生的爆发压力推动活塞下行，这时的废气如同一块弹性很大的“橡胶块”，只要压力被取消（即打开排气门）就会急速地膨胀，整个“橡胶块”从排气道向排气管方向迸出。我们试想：一块物体向前高速运动时，物体前面是大气压，那么物体后面就会低于大气压，这将使排气道内的压力变成负压，从而把燃烧室内的残余废气抽吸出去，这种惯性排气效应一直延续到排气管内。

　在理想状态下，当发动机某缸排气时，要求其排气门压力波为负，以利于汽缸排出废气，同时利于该排气气流惯性引入新鲜混合气，使换气效果达到最佳状态，它可以改善燃烧，提高功率。但由于排气管的长度是根据发动机最大功率时，使第一次（即初次）负压力波在气门重叠角反射回到排气门处的距离而定的，是固定不变的。因此，在发动机的其他转速，如中、低速及怠速工况下，由于其工作频率的不同，且各缸排气脉冲相互干扰，而使排气门处于重叠期间受到初次或二次正压力波。正是这正压力波，一方面使进气阻力增大，减少了新鲜混合气的充气量，使汽缸内的残余废气增加，引起燃烧恶化；同时还造成瞬时新鲜混合气的倒流（即反喷）。也就是说，排气中的正压力波将排出的废气重新推回汽缸，并一直推向进气门，流经化油器，并从化油器中吸出燃油，形成一定浓度的“废气-燃油”混合气。而当发动机正式进入吸气冲程的时候，这种“变态混合气”又会再流经化油器，并再次将化油器中的燃油吸出，于是便形成了双倍燃油浓度的混合气。最终使进气过程中吸入的混合气含油量过大，导致汽缸内失火，燃烧迟缓，燃烧速率下降，功率锐减，油耗增加，形成大量未燃的HC污染环境。从而相应导致了发动机中、低速时扭矩谷的出现和怠速的不稳定，严重时甚至会熄火，这在内燃机工作中被称为“富油平谷”。

　由上述可知，配气相位与进排气流的流动速度密切相关，即与发动机转速有关。原则上讲，一种配气相位只适合一种发动机转速。配气相位取决于凸轮的形线，配气相位对发动机的性能影响很大，且由于凸轮形线的不，也决定了发动机是高速还是低速。如果高速凸轮，则发动机在高转速范围功率很大，但在中低转速范围功率下降很多，反之亦然。当然，人们希望发动机在任何转速范围都能得到较大的功率。针对四冲程发动机不同转速时的换气特性，有的大排量发动机采用了可变配气相位技术。

二、可变配气相位技术

　　可变配气相位技术，主要采用某种方法检测发动机转速，根据转速的高低更换凸轮的配气相位。配气相位的改变方法通常有二种：一种是根据转速的高低，将凸轮转过一个角度，使之提前或落后。另一种是根据转速的高低，更换高速凸轮和低速凸轮。变更配气相位的机构比较多，譬如使用正时带轮，使凸轮轴相对于曲轴转过一个角度。又如把凸轮制成一个锥形，根据需要使凸轮轴产生一定的轴向位移，这样很容易改变凸轮的升程。在这方面，日本四大摩托车公司都为之不惜一切代价，投入较大的技术力量进行精心研制。例如：日本铃木公司于上世纪90年代初开发了一种以改善发动机低中速功率特性，而不降低高速功率为目标，使气阀及阀的升程都可变化的VC机构，并装置于GSF400V横置四冲程直列4缸发动机上，具有一定的代表性，现将其基本结构、工作原理简述如下。

　　VC构造主要围绕气阀正时与升程的可变化展开，凸轮轴上设置有高速凸轮和低速凸轮，中央是低速凸轮，而左右两侧是两只高速凸轮，它的作用角、升程量都比低速凸轮大。摇臂轴上配置与低速凸轮、高速凸轮配套的中央一只低速用摇臂和左右两只高速用摇臂。VC机构具有高低速两种工作状态，利用高速摇臂的位置变化进行高低速切换：高速状态时，高速摇臂距离凸轮轴较近，高速摇臂、低速摇臂的接触区位于同一方向内，与高速摇臂相比，作用角和升程都小的低速摇臂因无法与凸轮接触，而处于空摆状态，气门此时由作用角、升程均大的高速摇臂驱动；低速状态时，高速摇臂远离凸轮轴，高速摇臂与低速摇臂的接触区之间产生高度差，此高度差如果比高速凸轮与低速凸轮的外形轮廓之差大的话，高速凸轮就不会接触到高速摇臂而只是在空摆，低速凸轮则直接驱动低速摇臂使气门运动。此时，高速摇臂在凸轮与低速摇臂间自由游动。这样，可变气门定时VC机构，在高速、高功率时使用高速凸轮，充分发挥了功率；低转速、低功率时使用低速凸轮，充分加大了发动机的扭矩，同时降低了燃油消耗。

为了弥补部分四冲程发动机扭矩特性曲线较陡，低速扭矩差的缺点，科研人员经过潜心研究和不懈努力，寻找出相应的对策。据有关资料介绍，在一些大排量摩托车上采用了排气控制系统，该系统可随发动机的不同转速，通过转盘阀开启度的调节，提供相应最优的节流比，以达到消除气门重叠期间排气门处正压力波的目的。例如：雅马哈公司在FZR400R型摩托车上应用了EXUP排气控制系统，该系统使用转盘阀布置在4个排气管的接合部位。当车辆处于低速工况时，排气控制系统可使转盘阀转过一个角度，把接合部挡住，使排气压力波以正压力方式反射回去，以免因气门重叠角过大，而把新鲜混合气吸出来；当发动机转速达到某一设定转速之后，转盘阀转过一个角度，使各排气管能自由地通气。这样就避免了因排气管长度固定不变、低速性能差的缺点。显然，EXUP排气控制系统较好地协调了发动机高功率与低中速稳定性，使高速发动机的性能在最宽的转速范围内得到充分发挥。

　对于不同的发动机，由于结构形式、转速各不相同，因而其配气相位也不尽相同。合理的配气相位，都是根据发动机的性能要求，经过反复试验后确定的。在现代新型发动机的设计中，一般都利用发动机换气过程中的气流惯性和谐振效应原理，尽量减少进气阻力，增加气流惯性；采用高性能的化油器或电控燃油喷射系统，合理设计空气滤清器，改善燃料和空气的混合效果，以提高燃烧速率；合理选择配气正时，采用配气相位可变技术，以便使发动机的功率、扭矩在更宽的转速范围内得到充分发挥。

　　必须特别指出的是，当发动机运行较长时间后，因润滑、冷却等系统发生异常或零件本身的质量问题，以及其他一些不确定因素的影响，配气机构（主要指凸轮轴的升程部分）会逐渐磨损，配气相位的开启角度将相应缩短，使配气相位发生变化，发动机的速度特性会向低速方向移动，具体反映到摩托车上，发动机的动力和经济性自然就会变差。对此，只有更换受损零件，才能恢复发动机原有的性能。

[ Last edited by 天海胖子 on 2009-10-27 at 19:48 ]

作者: 摩托动力 时间: 2009-10-27 11:50
留个名呵呵顶你了

作者: 总是跑太快 时间: 2009-10-27 12:12
我顶胖哥！比我的理论知识强。加我QQ交流哈。

作者: 内邱金波 时间: 2009-10-27 12:57
顶了胖哥！！！

作者: 爱情乞丐 时间: 2009-10-27 13:07
胖哥厉害向你学习、致敬```

作者: 浪迹天涯海角 时间: 2009-10-27 13:21
我看见你的介绍。才知道包括雅马哈125发动机的功率都比国外有的小，现在才明白原来我们一直用的是简化版呀。气愤气愤气愤！

作者: ccwtz 时间: 2009-10-27 14:42
楼主辛苦了。

作者: songhua 时间: 2009-10-27 16:04
呵呵，天海兄的知识越来越广了，学习学习！我真幸运，我的车车是老缸头的！

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-28 02:46

Originally posted by songhua at 2009-10-28 00:04:
呵呵，天海兄的知识越来越广了，学习学习！我真幸运，我的车车是老缸头的！

好，老机器！(y)

作者: 钻猫400 时间: 2009-10-28 02:48
胖哥的车改的真牛！

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-28 04:22
今天收到配件！

1. 两付老款气门底座。
2. 两付老款气门弹簧，
3. 4只卡气门头的小豆掰！

这些配件还是摩托YES论坛上的，南益铃木200 提供的！在此感谢他！(y)

[ Last edited by 天海胖子 on 2009-10-28 at 12:24 ]

200910281098.jpg (149.83 KB, 下载次数: 86)

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-28 04:25
就等着到周6了！:dance:

作者: xjt 时间: 2009-10-28 04:43
值得期待......

作者: woodww 时间: 2009-10-28 11:19
又一强人！！

作者: 老末 时间: 2009-10-28 12:08
这个必须顶

作者: yuyu65 时间: 2009-10-28 13:18
技改的帖一定好好顶

作者: dw10022 时间: 2009-10-28 16:51
高科技啊，图片拍得很清晰。

作者: 追风铁骑 时间: 2009-10-29 02:07
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 西山坪 时间: 2009-10-29 02:18
晕，胖子真是个疯子，这车怕已经不是钻豹了，全改了
强！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-29 02:33

Originally posted by 追风铁骑 at 2009-10-29 10:07:
也不比我快啊?哈哈哈....

没法啊。还要上班啊！

改车也费时间的，只有休息日改啊！

作者: btbtbbt 时间: 2009-10-29 02:53
预祝天海改车成功
顶一个

作者: 老久 时间: 2009-10-29 03:29
预祝天海改车成功
继续还顶一个

作者: wuqpas 时间: 2009-10-29 07:11
我的钻豹也想改一改了

作者: 天海胖子 时间: 2009-10-29 11:39
今天周4了，快到周6了！
哦呵呵

作者: 半根烟 时间: 2009-10-29 12:09
改了之后车子应该会暴力很多。。。活塞曲轴等部件的负荷会加大。。可能会对稳定性和寿命带来影响。。。

欢迎光临摩托车论坛 (https://www.chyangwa.net/)