“ 這篇文章不夠深入，只夠您初步了解發(fā)動機原理和作為挑選摩托車的參考。

摩托車發(fā)動機是整車中最迷人的部分，它驅(qū)動摩托車前進，給予騎士自由。遺憾的是互聯(lián)網(wǎng)上關(guān)于發(fā)動機的資料都不是很齊全或者難懂，花一天翻閱了各種資料后終于能看懂摩托車基本參數(shù)和了解摩托車發(fā)動機原理，決定整理出來造福更多人。

作為門外漢，我以自己的理解描寫發(fā)動機，拋棄了很多難懂的專業(yè)術(shù)語。如果文章描述有錯誤，請留言通知我。”

01

—

發(fā)動機工作過程演示

視頻演示發(fā)動機為：杜卡迪雙杠四沖程發(fā)動機

02

—

發(fā)動機分類

發(fā)動機，或稱引擎（Engine），是將任何形式的能量轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。如內(nèi)燃機、電動機、蒸汽機、渦輪機、風(fēng)車。

常見的有熱發(fā)動機和電發(fā)動機。熱發(fā)動機是指把熱能（汽油、柴油等）轉(zhuǎn)成動能的熱發(fā)動機；電發(fā)動機是把電能轉(zhuǎn)成動能。目前摩托車市場上主流的是熱發(fā)動機，燃燒汽油驅(qū)動摩托行駛。

摩托車使用的發(fā)動機是內(nèi)燃機，利用燃料燃燒后在有限空間內(nèi)膨脹做功。實現(xiàn)方式是燃料與空氣混合產(chǎn)生的混合氣體（二沖程發(fā)動機包括少量機油，潤滑活塞）被火花塞點燃后燃燒膨脹產(chǎn)生熱能，氣體受熱膨脹，通過機械裝置（往復(fù)式發(fā)動機）壓縮和釋放氣體轉(zhuǎn)化為機械能對外做功。

內(nèi)燃發(fā)動機中最常見的是往復(fù)式發(fā)動機：燃燒后的氣體推動活塞進行往復(fù)運動，活塞再透過曲柄軸將原本直線往復(fù)的動力輸出轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運動，是摩托車上最常見到的動力型式。

03

—

發(fā)動機構(gòu)造和名詞釋義

四沖程發(fā)動機內(nèi)部構(gòu)造圖解

1. E: 排氣凸輪軸

2. I: 進氣凸輪軸

3. S: 火花塞

用于產(chǎn)生電火花以引燃壓縮后經(jīng)霧化的汽油和空氣混合物。

4. V: 氣門

控制燃油和空氣混合氣體進入燃燒倉；排出燃燒后的廢氣。

5. P: 活塞

活塞：活塞是發(fā)動機零部件中的MVP，動力生成、傳遞都靠它。它承受汽缸中的燃燒高溫和高壓，并將此力通過連桿傳給曲軸?；钊€與汽缸蓋、汽缸壁共同組成燃燒室。

活塞頂部大多有活塞環(huán)。通常是兩個氣密環(huán)，一個刮油環(huán)，是為了隔絕燃燒倉的混合氣、廢氣等進入曲軸倉，曲軸倉的機油不進入燃燒室（四沖程發(fā)動機）。

6. R: 發(fā)動機連桿

連桿連接活塞和曲軸，動力傳輸裝置。

7. C: 曲軸

曲軸主要是由一根會旋轉(zhuǎn)的長軸構(gòu)成，將活塞的直線往復(fù)運動的動能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動能。

曲軸會經(jīng)歷非常多的摩擦，對曲軸損失比較大，因此曲軸表面開有油孔，以便機油潤滑曲軸表面。

8. W: 水冷的水套

水套為高溫的燃燒倉降溫，避免持續(xù)高溫降低發(fā)動機壽命。

9. 沖程

沖程描述的是為完成一個完整的做功（進氣、壓縮、燃燒、排氣）周期，活塞碰到上止點和曲軸碰到下止點數(shù)量之和。

下圖是二沖程發(fā)動機的基本構(gòu)造，藍色的曲軸轉(zhuǎn)動一圈，可以完成一個做功流程，活塞和曲軸分別到達了上止點和下止點，即為兩個沖程。

四沖程發(fā)動機，曲軸需要轉(zhuǎn)兩圈完成一個做功流程，活塞和曲軸分別接觸上止點和下止點兩次。

10. 排量

排量氣缸大?。ㄈ莘e）大小決定。

排量越大意味著能吸入更多的油氣混合燃氣，單次做功時的爆炸能量就更大。

公式:汽缸半徑2*圓周率*行程長度*缸數(shù)

例如：四缸發(fā)動機的缸（直）徑80毫米，行程90毫米，那么其排量是：40（半徑）2 * 3.14 * 90（行程）* 4（缸數(shù)）=452160毫米* 4=1.8L

因為氣缸截面為圓形，π是無理數(shù)，無法計算出整數(shù)，所以摩托車標(biāo)的排量通常會比實際排量大一些。比如標(biāo)注150ml，實際是149ml。

11. 行程

行程是活塞運動時上止點和下止點的距離。

行程越大，活塞往復(fù)運動的距離越長，連桿的運動幅度也就越大，因此曲軸臂長度較長，會造成發(fā)動機輸出的扭矩大，但轉(zhuǎn)速低。因此行程長適合速度要求不高、非鋪裝的路面，比如越野摩托車。

行程較短的發(fā)動機注重高轉(zhuǎn)速大功率，而長行程發(fā)動機側(cè)重輸出更大扭矩。

12. 壓縮比

壓縮比表示汽油和空氣的混合氣被壓縮的比例，計算方法=燃燒室容積/汽缸總?cè)莘e。進氣完成后活塞向上運動壓縮混合氣，電火花點燃混合氣使其做功,壓縮比越高輸出功率越大。通常在技術(shù)參數(shù)中寫成8.0或8:1，這表明把吸入的混合氣壓縮到原體積的1/80。壓縮比不能過高，過高容易產(chǎn)生爆震，使摩托車震動，造成駕乘體驗差。

13. 動機效率

在內(nèi)燃機中，效率表示輸入與輸出的關(guān)系。發(fā)動機的效率等于發(fā)動機的輸出功率與燃料燃燒產(chǎn)生的功率之比。發(fā)動機的效率有機械效率和熱效率兩個指標(biāo)。

（1）機械效率等于有效功率與指示功率之比，汽油機的機械效率一般為0.8-0.9。

（2）熱效率是燃料燃燒后用于做功的那部分熱量與所能產(chǎn)生的總熱量之比。燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，一部分被發(fā)動機冷卻系統(tǒng)帶走，一部分隨廢氣排出，只有少部分熱量用于做功。因此，發(fā)動機的熱效率很低，一般只有20％-25%，汽車效率能達到35%。

14. 發(fā)動機功率

發(fā)動機單位時間內(nèi)所做的功叫做發(fā)動機的功率，衡量發(fā)動機做工的快慢。與指示功、有效功相對應(yīng)，稱為指示功率、有效功率（輸出功率），這兩者的差值叫做機械損失功率。

發(fā)動機功率國際單位是瓦（W），常用單位馬力，1馬力=735W。

出于安全考慮而把車身加厚加重的設(shè)計，會導(dǎo)致發(fā)動機功率的損失。所以，裝有小排量發(fā)動機的摩托車并不一定就比裝載大功率發(fā)動機的摩托車慢或者性能差。

15. 發(fā)動機扭矩

扭矩就是扭轉(zhuǎn)的力，在物理學(xué)里，作用力促使物體繞著轉(zhuǎn)動軸或支點轉(zhuǎn)動的趨向，稱為扭矩。扭矩的定義是距離乘以作用力，單位是牛頓·米（即N·m ）。

摩托車發(fā)動機的扭矩，是指曲軸在輸出端傳送拖轉(zhuǎn)其他部件的力。曲軸的扭矩是摩托車驅(qū)動力的源泉。扭矩越大，摩托車的功力越強。

16.發(fā)動機積碳

摩托車發(fā)動機內(nèi)積碳過多，會造成氣門關(guān)閉不嚴(yán)或卡死，發(fā)動機功率下降、過熱、油耗增加等故障。

積碳分為機油積碳和碳質(zhì)積碳。機油積碳是機油受高溫高壓后形成的。碳質(zhì)積碳是由于各種原因造成汽油沒有充分燃燒，一部分碳顆粒和雜質(zhì)沉積在燃燒室表面、活塞頂部、活塞環(huán)槽以及排氣口、火花塞等處。

04

—

二沖程發(fā)動機和四沖程發(fā)動機

四沖程發(fā)動機比二沖程發(fā)動機有更多優(yōu)勢，因此市場上的摩托車一般采用四沖程發(fā)動機，但是二沖程發(fā)動機在賽車上具有壓倒性優(yōu)勢。下面介紹二沖程發(fā)動機和四沖程發(fā)動機的區(qū)別，和各自的優(yōu)劣勢。

1、二沖程發(fā)動機

二沖發(fā)動機的工作過程如下:

(1). 進氣和壓縮沖程

活塞向上運動，汽油+空氣（+少量機油）混合氣流進曲軸箱內(nèi)。

活塞下行把混合氣壓到燃燒倉，完成第一次壓縮。

(2). 燃燒和排氣沖程

混合氣到汽缸后活塞上行把進氣口和排氣口都關(guān)閉了，當(dāng)活塞把氣體壓縮到最小體積時（這是第二次壓縮）火花塞點火。

燃燒的壓力把活塞往下推，當(dāng)活塞下行到一定的位置時排氣口先打開，廢氣排出然后進氣口打開，新的混合氣進入汽缸把剩余廢氣擠出。

優(yōu)點

在相同的轉(zhuǎn)速下，二沖發(fā)動機比四沖發(fā)動燃燒次數(shù)一次，多做一次功，所以功率大。而且二沖發(fā)動機構(gòu)造也比同排量的四沖發(fā)動機少很多零部件、輕巧許多，所以使用二沖程發(fā)動機的摩托車相比四沖程占壓倒性的優(yōu)勢。

缺點

但由于二沖發(fā)動機的進氣和排氣在同時進行（如圖），當(dāng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速低時由于排氣口打開的時間過長，會有一部分的新鮮的混合氣連同廢氣一起從排氣口排出，所以在底轉(zhuǎn)速時功率不高，并且造成新鮮的混合氣沒有燃燒（燃燒不充分）直接排出到大氣中污染環(huán)境。

另外由于燃燒機油產(chǎn)生的積炭和開在汽缸壁上的進氣孔和排氣孔，二沖發(fā)動機的磨損比四沖發(fā)動機快的多。二沖程發(fā)動機一般使用10年后就需要報廢，四沖程發(fā)動機保養(yǎng)得當(dāng)可以使用20年以上。

2、四沖程發(fā)動機

(1). 進氣沖程：活塞落下，將汽油和空氣的混合物體，通過一個或者多個進氣門注入汽缸。

(2). 壓縮沖程：升起的活塞將燃料和空氣的混合物壓縮。

(3). 動力（點火）沖程：接近壓縮沖程頂點時的燃料和空氣之混合物體被火星塞點燃，將活塞推下。

(4). 排氣沖程：活塞升起，將燃燒過的廢氣通過一個或者多個排氣門排出氣缸。

優(yōu)點

進氣、壓縮、膨脹（爆發(fā)）、排氣各過程各自單獨進行，因此工作可靠效率高，穩(wěn)定性好。低速至高速的轉(zhuǎn)速范圍大（500-1000r/min以上）。不存在二沖程發(fā)動機那樣的竄氣回流損失，燃油消耗率低。低速運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，依靠機油潤滑，不易過熱。進氣和壓縮過程時間長，容積效率及平均有效壓力高。熱負荷比二沖程發(fā)動機小。不用擔(dān)心變形和燒蝕問題。行程長，可設(shè)計成大功率發(fā)動機。

缺點

氣門配氣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多，保養(yǎng)困難；機械噪聲大；由于曲軸旋轉(zhuǎn)二圈爆發(fā)一次，所以旋轉(zhuǎn)平衡不穩(wěn)定。

05

—

發(fā)動機常見排列結(jié)構(gòu)

1. V型發(fā)動機結(jié)構(gòu)

將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定的夾角布置在一起，使兩組汽缸形成兩個有一個夾角的平面，從側(cè)面看汽缸呈V字形，故稱V型發(fā)動機。

優(yōu)點是符合空氣動力學(xué)，相對直立發(fā)動機，高度和長度有所減少，使得發(fā)動機蓋低一些，能為駕乘倉流出更多空間。另外以角度對向布置，能抵消一部分震動。

缺點是必須使用兩個氣缸蓋，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。雖然發(fā)動機的高度減低了，但是寬度相應(yīng)增加，發(fā)動機兩側(cè)空間小，不易安裝其他裝置。

2. W型發(fā)動機結(jié)構(gòu)

將V型發(fā)動機兩側(cè)的氣缸再進行小角度的錯開，就是W型發(fā)動機了，是V型發(fā)動機的變種。摩托車發(fā)動機較少采用W型發(fā)動機。

3. 水平對置發(fā)動機

優(yōu)點：活塞的往復(fù)運動是左右相對地運作，產(chǎn)生的震動有所抵銷，故其運轉(zhuǎn)相當(dāng)平順。其次是活塞運動角度的設(shè)計擁有良好的平衡，曲軸所需的反向配重比較少，間接減輕了曲軸的重量。如此一來非但可以減輕引擎的整體重量，對于轉(zhuǎn)速提升的反應(yīng)也有所助益。

缺點：水平對臥引擎最大的缺點是打造費時，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本相對較高。較適合后輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動車，故應(yīng)用范圍受限。

4. 直列發(fā)動機

它的所有汽缸均肩并肩排成一個平面，它的缸體和曲軸結(jié)構(gòu)簡單，而且使用一個汽缸蓋，制造成本較低，穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸緊湊，應(yīng)用比較廣泛。其缺點是功率較低。

全文完。