介绍三轮摩托车发动机的制作方法

这里介绍的介绍三轮摩托车发动机的制作方法,小编带你了解。 专利名称::三轮摩托车发动机的制作方法技术领域::本发明涉及一种内燃机,尤其涉及三轮摩托车使用的发动机。背景技术::目前,国内市场125ml及以上排量

这里介绍的介绍三轮摩托车发动机的制作方法,小编带你了解。


专利名称::三轮摩托车发动机的制作方法
技术领域
:本发明涉及一种内燃机,尤其涉及三轮摩托车使用的发动机。
背景技术
:目前,国内市场125ml及以上排量的三轮摩托车的使用工况恶劣,三轮摩托车多在重载、路况差的条件下使用,其发动机多应用于中/低转速。传统三轮摩托车发动机的气缸头、气缸体、活塞、曲柄连杆机构、进气管、配气机构、点火系统及传动系统等重要零部件的设计仍沿用高转速发动机的设计理念,主要表现在1、发动机气缸头进、排气道使用大气道结构(进、排气口直径分别为2830mm、2325mm),以增加发动机高转速时进、排气量,以此来满足发动机高速段的功率、扭矩输出。为保证发动机在高转速时有充足的进气量,发动机进、排气门直径设计也相应较大,分别为2830mm、2325mm。这种大气道结构对于发动机高转速时的性能提高有利,但该大气道结构气缸头在发动机中/低速运转时,会使发动机进气流速减小而导致发动机充气效率及充气量降低,最终使发动机低速段扭矩不能有效发挥,对于工作转速较低、负载重、路况差的三轮摩托车来说并不适用。2、进气管中心孔的孔径是等径的,通常为27_30mm。混合气在流过进气管的过程中,因进气管的横截面积不变而流速不变。由于进气管中心孔的孔径较大而使混合气流速降低,不利于发动机中/低转速时混合气流速、进气效率的提高及混合气的充分混合,从而使发动机中/低转速时扭矩输出较小。3、气门内、外弹簧为同旋向变节距结构。为保证进、排气门及气门内、外弹簧在发动机高转速时的响应性,实现气门的准确开启、闭合,故弹簧力值设计较大。一般地,气门外弹簧在气门最大升程时的弹簧力值达到470N;气门内弹簧在气门最大升程时的弹簧力值达到260N。这样的结构设计增加了发动机中/低转速时的功率与扭矩损耗,同时因弹簧弹力较大导致进、排气门回位冲击较大、噪音相对增大。4、配气凸轮型线设计较陡,气门开启、闭合时间较短,配气相位中的进气提前角一般为10°,不能满足长行程发动机低速段的进气量要求;同时,为满足短行程发动机摇臂的受力平衡及最佳的气门开启角,其推杆长度也较短。5、气缸体缸套的内径较大,达到62mm。缸套的高度只有89.55mm,缸体的高度为68.55mm。由于缸径(缸套的内径)较大,活塞的重量也相应较大,导致活塞在工作行程中的惯性冲量增大,因而增大了发动机整机的振动与发动机热循环中的热损失;同时,活塞的工作行程较小,发动机曲轴的转速较快,一方面发动机最大扭矩点转速段对应的转速较高,另一方面也增大了整机的振动。6、在设计曲柄连杆时采用较小的偏心距和较短的连杆长度,偏心距一般为25mm左右;连杆长度一般为IOOmm左右。这样的参数设计使曲轴能获得较高的回转速度,使发动机高速性能得以体现发动机的最大功率点与最大扭矩点所在的转速段对应转速较高(最大功率点在8500r/min左右;最大扭矩点在8000r/min左右)。但是,由于发动机转速的提高使得整机振动也相应增大。7、传动系统中传动齿轮的设计通常设计成小模数齿轮,齿轮模数一般采用1.5或1.75。这样设计出的齿厚较小,其传动齿轮强度及耐用性相对较差,不适用于三轮车低速重载的使用特点。8、磁电机转子进角较大,磁电机凸包长度一般在20mm左右,且凸包中心与磁电机中心夹角较大,较大的进角设计是为了保证发动机高速时点火准确、可靠,与高转速发动机的性能需求相匹配,但是对于使用转速较低的三轮摩托车来说并不适用。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种三轮摩托车专用发动机,以满足三轮摩托车的低速重载使用要求,使发动机在中/低转速时输出大扭矩,同时减小发动机整机振动,降低发动机温度与油耗,提高整机的可靠性和耐久性。本发明的技术方案如下一种三轮摩托车发动机,包括气缸头、活塞、连杆、气缸体、曲柄销、右曲柄、初级主动齿轮、离合器组合、主轴组合、副轴组合、起动轴、右曲轴箱盖、右曲轴箱体、左曲轴箱体、磁电机转子、左曲轴箱盖、左曲柄、配气凸轮、下摇臂组合、推杆、活塞销、摇臂支架组合和进气管,其中左曲轴箱体与右曲轴箱体组成发动机曲轴箱,气缸体安装在曲轴箱上,缸套的裙部伸入曲轴箱内,在气缸体的上端固定气缸头,该气缸头上安装摇臂支架组合,摇臂支架组合通过推杆与下摇臂组合连接,下摇臂组合由摇臂轴定位在气缸体上;所述右曲柄与左曲柄通过曲柄销固连在一起,连杆的大头端通过轴承套装在曲柄销上,连杆的小头端通过活塞销与活塞连接,其关键在于所述气缸头的进气口直径为2123mm、排气口直径为1921mm;所述进气门最大端的直径为2527mm、排气门最大端的直径为2123mm;所述气门内、外弹簧的旋向相反,气门外弹簧在气门最大升程时的弹簧力值为270290N、气门内弹簧在气门最大升程时的弹簧力值为5075N;所述推杆的长度为145150mm;所述配气凸轮进气提前角α为510°;所述左、右曲柄的偏心距为30.532.5mm,连杆大头端的安装孔与小头端的安装孔之间的中心距为104.5105.5mm;所述气缸体的高度为75.577.5mm,缸套的内径为5456mm、高度为101103mm;所述进气管的中心孔为上大下小的锥孔,该锥孔上端口的直径为2426mm,下端口的直径为2123mm;所述磁电机转子凸包长度为1318mm,凸包中心与磁电机转子键槽之间夹角为5060°。本发明为155ml排量发动机,在传统技术基础上保持结构不变,为满足三轮摩托车发动机中/低转速大扭矩输出与低油耗、低缸温、工作可靠耐久的使用要求,创新设计了发动机气缸头、进/排气门、气门弹簧、进气管、配气凸轮、推杆、气缸体、活塞、曲柄连杆机构、传动系统及点火系统等关键零部件的技术参数,以达到各零部件之间的最优化搭配,主要表现在以下几点1、减小了发动机进、排气门直径与气缸头进、排气口直径三轮摩托车发动机的工作转速较低,为了保证在一次工作行程中进、排气容量相同,故进、排气的流通截面积设计较小。进、排气门最大端的直径分别变为2527mm和2123mm;气缸头进、排气口直径分别变为2123mm和1921mm。小气道结构设计为发动机中/低转速时进气量的充足提供了保障。2、对发动机进气管结构进行全新设计。将进气管的中心孔由传统进气管的圆柱孔结构改进成上大下小的锥孔结构,这样从化油器过来的混合气在通过进气管中心孔的过程中,流通截面积逐渐减小,而流速逐渐增大,从而有效提高了发动机的充气效率、增大了进气涡流、加强了混合气的混合程度,进而大大提高了发动机的低速段扭矩。进气管中心孔上端口的直径为2426mm,下端口的直径为2123mm,以保证发动机的进气效率和进气涡流,中心孔锥度过大或过小均与发动机性能不匹配。3、气门弹簧在传统结构的基础上,改变内簧的旋向使气门内、外弹簧旋向相反。该结构设计增加了进、排气门在开启、闭合过程中的稳定性与使用可靠性。改变弹簧结构的同时对弹簧力值进行调整气门外弹簧在气门安装后的弹簧力值为110130N,在气门最大升程时的弹簧力值为270290N;气门内弹簧在气门安装后的弹簧力值为7080N,在气门最大升程时的弹簧力值为5075N。弹簧力值的减小使得发动机在中/低转速时的功率损耗、扭矩损耗、气门回位时的冲击噪音减小。4、重新设计配气凸轮的型线,进、排气提前角增大了10°左右,延迟关闭角减小了10°左右,以此来满足长行程发动机中/低转速时的进、排气要求。同时增加了推杆长度,以达到长行程发动机摇臂受力平衡及最佳的气门开启角。5、重新设计了缸套的内径、高度以及缸体的高度,一方面较小的缸径设计有利于减小活塞重量,从而降低了活塞在工作中的惯性冲量,达到了减小发动机整机振动与发动机动力损失的目的;另一方面,增大了活塞的工作行程,使活塞的工作行程达到63mm左右,为合理的缸径行程比设计及降低发动机最大扭矩点转速段提供前提。6、增大了曲柄的偏心距,使左、右曲柄的轴线与曲柄销的轴线之间的距离变为30.532.5mm;同时适当延长了连杆的长度,使连杆比R/L(该值的大小会影响活塞的速度与加速度变化幅度)处于最佳连杆比1/31/5的范围之内。曲柄连杆偏心距的增大使发动机工作行程增大,从而降低了各冲程中曲柄的回转速度,有效降低了发动机最大扭矩点的转速段及发动机整机的振动,保证了发动机在中/低转速时能输出较大的扭矩。7、传动齿轮设计为大模数齿轮,模数为2。齿轮的齿厚较大,有效地增强了齿轮的强度及耐久性能,为发动机在中/低转速时大扭矩的输出提供了可靠保障,充分满足了三轮车发动机低速重载的使用要求。8、为配合发动机行程及配气凸轮配气相位的改变,对磁电机转子的中、高速时的进角角度进行调整,减小磁电机凸包长度为1318mm,磁电机键槽中心与凸包中心之间的夹角为5060°。同时,采用储存能量高、进角准确、点火可靠的直流高能数字电感式点火器,从而使发动机点火处于最佳状态,达到发动机低油耗率、低缸温、最佳排放的效果。优选的方案是上述气缸头的进气口直径为22mm、排气口直径为20mm;所述进气门最大端的直径为26mm、排气门最大端的直径为22mm;所述气门外弹簧在气门最大升程时的弹簧力值为280N、气门内弹簧在气门最大升程时的弹簧力值为60N;所述推杆的长度为148.90mm;所述配气凸轮进气提前角α为8.1°;所述左、右曲柄的偏心距为31.5mm,连杆大头端的安装孔与小头端的安装孔之间的中心距为105mm;所述气缸体的高度为76.5mm,缸套的内径为55mm、高度为102mm;所述进气管上端口的直径为25mm,下端口的直径为22mm;所述磁电机转子凸包长度为15mm,凸包中心与磁电机转子键槽之间夹角为58°。本发明155FMJ与传统162FMJ发动机的台架性能试验数据记录见下表本发明155FMJ发动机台架性能试验记录<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>试验数据<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>传统162FMJ发动机台架性能试验记录<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>试验数据<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>对比两份试验数据记录表可以看出1、本发明155FMJ最大扭矩点与最大功率点分别为4000r/min与6500r/min。与传统162FMJ相比最大扭矩点的转速下降了3500r/min、最大功率点的转速下降了2500r/min。2、本发明155FMJ发动机中/低转速段标准状态扭矩值比传统162FMJ发动机要大10%30%,标准状态功率值比传统162FMJ发动机大15%30%,动力性能明显优于162FMJ发动机。3、本发明155FMJ在测试时中/低转速(30005500r/min)扭矩输出平稳、波动相当小,在主要工作转速段25006000r/min内扭矩值均保持在ION.m以上;这些数据均优于传统162FMJ发动机。4、在油耗率与发动机温度这两项指标上也明显优于传统162FMJ发动机。有益效果本发明通过改变发动机气缸头、进/排气门、气门弹簧、进气管、配气凸轮、推杆、气缸体、活塞、曲柄连杆机构、传动系统及点火系统等关键零部件的技术参数,有效提高了发动机的进气效率,增大了发动机工作行程,降低了各冲程中曲柄的回转速度和发动机最大扭矩点的转速段,降低了发动机温度、油耗率及整机的振动,保证了发动机在中/低转速时能输出大的扭矩,增强了发动机的可靠性与耐久性能。图1为本发明的结构示意图。图2为本发明中气缸头结构示意图。图3为本发明中进气管的结构示意图。图4为本发明中气门内、外弹簧的结构示意图。图5为本发明中推杆的结构示意图。图6为本发明中进、排气门的结构示意图。图7为本发明中配气凸轮的结构示意图。图8为本发明中气缸体的结构示意图。图9为本发明中曲柄连杆组合的结构示意图。图10为本发明中磁电机转子的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明如图1至图10所示,本发明由气缸头1、活塞2、连杆3、气缸体4、曲柄销5、右曲柄6、初级主动齿轮7、离合器组合8、主轴组合9、副轴组合10、起动轴11、右曲轴箱盖12、右曲轴箱体13、左曲轴箱体14、磁电机转子15、左曲轴箱盖16、左曲柄17、配气凸轮18、下摇臂组合19、推杆20、活塞销21、摇臂支架组合22、进气管23、排气门24、气门外弹簧25、气门内弹簧26和进气门27等部件构成。其中左曲轴箱体14与右曲轴箱体13相扣合固定,组成发动机曲轴箱,在左曲轴箱体14的左端安装左曲轴箱盖16,右曲轴箱体13的右端安装右曲轴箱盖12。所述气缸体4安装在曲轴箱的顶部,缸套的裙部伸入曲轴箱内。气缸头1安装在气缸体4上端,同时用紧固螺母固定。在气缸头1进气口的外面连接进气管23,该进气管23与化油器相接。气缸头1内对称安装进气门27和排气门24,各气门均配备有气门外弹簧25和气门内弹簧26。在气缸头1上还安装有摇臂支架组合22,该摇臂支架组合22通过推杆20与下摇臂组合19连接,下摇臂组合19由摇臂轴定位在气缸体4上,并由配气凸轮18驱动。从图1中可知,在曲轴箱内通过轴承支承左曲柄17和右曲柄6,左曲柄17与右曲柄6通过曲柄销5固连在一起,连杆3的大头端通过轴承套装在曲柄销5上,连杆3的小头端通过活塞销21与活塞2连接。活塞2的往复直线运动在曲柄连杆的作用下转化为曲轴的旋转运动,曲轴的旋转运动通过安装在右曲柄6上的初级主动齿轮7传递给离合器组合8,离合器组合8带动主轴组合9旋转,在主轴齿轮与副轴齿轮的变速啮合作用下动力最终通过副轴组合10输出。起动轴11安装在副轴组合10的旁边,起动轴11上的齿轮与副轴组合10上对应的齿轮相啮合。另外,磁电机转子15紧固在左曲柄17上,同时左曲柄17带动正时主动齿轮与正时从动齿轮转动,故而达到磁电机点火系统与配气系统的匹配。本发明中气缸头1、活塞2、连杆3、气缸体4、曲柄销5、右曲柄6、初级主动齿轮7、离合器组合8、主轴组合9、副轴组合10、起动轴11、右曲轴箱盖12、右曲轴箱体13、左曲轴箱体14、磁电机转子15、左曲轴箱盖16、左曲柄17、配气凸轮18、下摇臂组合19、推杆20、活塞销21、摇臂支架组合22和进气管23,以及其它未提及的部件均为现有技术,部件之间的连接关系及发动机整机的工作原理在此不做赘述。为了满足三轮摩托车的低速重载使用要求,实现发动机在中/低转速时输出大扭矩,同时减小发动机整机振动、降低发动机温度与油耗、提高整机的可靠性和耐久性,本发明的关键之处在于如图2所示,气缸头1的进气口直径Dl为2123mm、排气口直径D2为1921mm,本实施例中优选Dl为22mm、D2为20mm。如图3所示,进气管23的中心孔为上大下小的锥孔,该锥孔上端口的直径D5为2426mm,下端口的直径D6为2123mm,本实施例中优选D5为25mm,D6为22mm。如图4所示,气门内、外弹簧26、25的旋向相反,气门外弹簧25在气门最大升程时的弹簧力值为270290N、气门内弹簧26在气门最大升程时的弹簧力值为5075N,本实施例中优选气门外弹簧25在气门最大升程时的弹簧力值为280N、气门内弹簧26在气门最大升程时的弹簧力值为60N。如图5所示,推杆20的长度L3为145150mm,本实施例中优选L3为148.90mm。如图6所示,进气门27最大端的直径D3为2527mm、排气门24最大端的直径D4为2123mm,本实施例中优选D3为26mm,D4为22mm。如图7所示,配气凸轮18进气提前角α为510°,本实施例中优选α为8.1°。如图8所示,气缸体4的高度Η2为75.577.5mm,缸套的内径D7为5456mm、高度Hl为101103mm,本实施例中优选H2为76.5mm,D7为55mm,Hl为102mm。如图9所示,所述左、右曲柄17、6的偏心距L5为30.532.5mm,连杆3大头端的安装孔与小头端的安装孔之间的中心距L4为104.5105.5mm,本实施例中优选L5为31.5mm,L4为105mm。如图10所示,磁电机转子15凸包长度L6为1318mm,凸包中心与磁电机转子键槽之间夹角γ为5060°,本实施例中优选L6为15mm,γ为58°。权利要求一种三轮摩托车发动机,包括气缸头(1)、活塞(2)、连杆(3)、气缸体(4)、曲柄销(5)、右曲柄(6)、初级主动齿轮(7)、离合器组合(8)、主轴组合(9)、副轴组合(10)、起动轴(11)、右曲轴箱盖(12)、右曲轴箱体(13)、左曲轴箱体(14)、磁电机转子(15)、左曲轴箱盖(16)、左曲柄(17)、配气凸轮(18)、下摇臂组合(19)、推杆(20)、活塞销(21)、摇臂支架组合(22)和进气管(23),其中左曲轴箱体(14)与右曲轴箱体(13)组成发动机曲轴箱,气缸体(4)安装在曲轴箱上,缸套的裙部伸入曲轴箱内,在气缸体(4)的上端固定气缸头(1),该气缸头(1)上安装摇臂支架组合(22),摇臂支架组合(22)通过推杆(20)与下摇臂组合(19)连接,下摇臂组合(19)由摇臂轴定位在气缸体(4)上;所述右曲柄(6)与左曲柄(17)通过曲柄销(5)固连在一起,连杆(3)的大头端通过轴承套装在曲柄销(5)上,连杆(3)的小头端通过活塞销(21)与活塞(2)连接,其特征在于所述气缸头(1)的进气口直径(D1)为21~23mm、排气口直径(D2)为19~21mm;所述进气门(27)最大端的直径(D3)为25~27mm、排气门(24)最大端的直径(D4)为21~23mm;所述气门内、外弹簧(26、25)的旋向相反,气门外弹簧(25)在气门最大升程时的弹簧力值为270~290N、气门内弹簧(26)在气门最大升程时的弹簧力值为50~75N;所述推杆(20)的长度(L3)为145~150mm;所述配气凸轮(18)的进气提前角α为5~10°;所述左、右曲柄(17、6)的偏心距(L5)为30.5~32.5mm,连杆(3)大头端的安装孔与小头端的安装孔之间的中心距(L4)为104.5~105.5mm;所述气缸体(4)的高度(H2)为75.5~77.5mm,缸套的内径(D7)为54~56mm、高度(H1)为101~103mm;所述进气管(23)的中心孔为上大下小的锥孔,该锥孔上端口的直径(D5)为24~26mm,下端口的直径(D6)为21~23mm;所述磁电机转子(15)凸包长度(L6)为13~18mm,凸包中心与磁电机转子键槽之间夹角(γ)为50~60°。2.根据权利要求1所述的三轮摩托车发动机,其特征在于所述气缸头(1)的进气口直径(Dl)为22mm、排气口直径(D2)为20mm;所述进气门(27)最大端的直径(D3)为26mm、排气门(24)最大端的直径(D4)为22mm;所述气门外弹簧(25)在气门最大升程时的弹簧力值为280N、气门内弹簧(26)在气门最大升程时的弹簧力值为60N;所述推杆(20)的长度(L3)为148.90mm;所述配气凸轮(18)进气提前角α为8.1°;所述左、右曲柄(17、6)的偏心距(L5)为31.5mm,连杆(3)大头端的安装孔与小头端的安装孔之间的中心距(L4)为105mm;所述气缸体⑷的高度(H2)为76.5mm,缸套的内径(D7)为55mm、高度(Hl)为102mm;所述进气管(23)上端口的直径(D5)为25mm,下端口的直径(D6)为22mm;所述磁电机转子(15)凸包长度(L6)为15mm,凸包中心与磁电机转子键槽之间夹角(Y)为58°。全文摘要一种三轮摩托车发动机,气缸头的进气口直径为21~23mm、排气口直径为19~21mm;左、右曲柄的偏心距为30.5~32.5mm,连杆两端安装孔的中心距为104.5~105.5mm;气缸体的高度为75.5~77.5mm,缸套的内径为54~56mm、高度为101~103mm;进气管上端口的直径为24~26mm,下端口的直径为21~23mm;磁电机转子凸包长度为13~18mm,凸包中心与磁电机转子键槽之间夹角为50~60°。本发明有效提高了发动机的进气效率,增大了发动机工作行程,降低了各冲程中曲柄的回转速度和发动机最大扭矩点的转速段,保证了发动机在中/低转速时能输出大的扭矩,增强了发动机的可靠性与耐久性能。文档编号F02P1/00GK101798967SQ20091010316公开日2010年8月11日申请日期2009年2月10日优先权日2009年2月10日发明者李力,赖永华,陈永全,韩东申请人:重庆动源摩托车配件销售有限公司

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