【正文】 為kw。M。 10．有效燃油消耗率(俗稱比油耗) 發(fā)動機單位有效功在1小時內(nèi)的耗油量稱為有效燃油消耗率。式中 Gb――單位時間的耗油量，g／s 。用符號Nl表示，單位為kw／L。式中 —標定功率，kw。油門(或節(jié)氣門)全開時的速度特性曲線，稱為外特性曲線(曲線1)，曲線3為油門(或節(jié)氣門)部分開度時的速度特性曲線。成正比。繼續(xù)提高n，Me雖有些降低，但Me在M增至np時，Me*n值最大，因此Pe達到最大值(Pemax)。通常，摩托車發(fā)動機的標定功率為(～)Pmax，相應的轉(zhuǎn)速n作為標定轉(zhuǎn)速?；钊\動到離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠時的位置稱為上止點，如圖121（a）所示；活塞運動到離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近時的位置成為下止點，如圖121（b）所示。曲軸轉(zhuǎn)一周，活塞要走兩個沖程。（1） 進氣沖程：進氣沖程開始時，活塞在上止點，燃燒室內(nèi)充滿了前一工作循環(huán)所殘留的廢氣。燃油通過化油器與空氣混合形成可燃混合氣進入氣缸【圖122（a）】。由于凸輪只轉(zhuǎn)過1/4周，所以排氣門仍關閉著。當活塞到達上止點時，~，溫度升到300℃左右，壓縮沖程完成?；钊艿礁邏簹怏w的推動，由上止點向下止點運動，通過連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)做功。（4） 排氣沖程：由于飛輪的慣性，使曲軸連續(xù)轉(zhuǎn)動，帶動活塞由下止點向上止點移動【圖122（d）】。 從四沖程汽油發(fā)動機的工作原理中可知，在全部四個沖程中，進、排氣門開啟和關閉一次，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周（720176。在所有4個沖程中，只有第三沖程（燃燒沖程）是做功沖程，其余都是輔助沖程。當可燃混合氣爆發(fā)燃燒推動活塞做功后，由于曲軸和飛輪的慣性，其他兩個沖程才得以繼續(xù)進行。 下面以一種利用密封的曲軸室作為掃氣泵的單缸二沖程汽油機為例，對照其工作原理圖131和示功圖132來介紹它的基本工作過程。如圖122(a)所示，當輔助沖程開始時，活塞位于下止點(d點)，汽缸內(nèi)己充入可燃混合氣和上一工作循環(huán)未排凈的殘余廢氣。緊接著活塞關閉排氣口(“點)，結束汽缸內(nèi)殘余廢氣和極少量可燃混合氣的排出，將封閉在汽缸內(nèi)的混合氣壓縮，其壓力和溫度隨之升高，在活塞接近上止點(c點)時，火花塞發(fā)出的火花點燃被壓縮的混合氣，從而完成壓縮過程。 在示功圖132上，曲線d—h－a。 第二沖程——做功(燃燒膨脹)沖程 做功沖程是活塞自上止點向下止點移動，活塞下方進行著可燃混合氣預壓的過程?；钊谙滦羞^程中，首先開啟排氣口(6點)，開始排出廢氣(這時的排氣稱為先期排氣)，如圖122(c)所示。 在示功圖132上．曲線c—z段表示燃燒過程；曲線z—b段表示膨脹(做功)過程；曲線b—f表示先期排氣過程；曲線b—f—d段表示部分換氣過程；二沖程沒有單軸的進、排氣沖程，其換氣(排氣和掃氣)是在下止點前后進行的，即在b—f—d—h—a段完成的。至此，單缸二沖程汽油機只經(jīng)歷了活塞往復各一次共兩個沖程，完成了進氣和掃氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣等過程，完成一個工作循環(huán)。 同單缸四沖程汽油機一樣，單缸二沖程汽油機做功沖程結束后，曲軸依靠飛輪的慣性作用繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述各個過程又依次重復進行，使單缸二沖程汽油機能連續(xù)地對外輸出功率。由于氣缸壁表面經(jīng)常與高溫高壓燃氣接觸，活塞在汽缸內(nèi)作高速運動（最高速度可達100km/s）并施加側(cè)壓力，以及氣缸壁與活塞環(huán)幾活塞外圓表面之間反復摩擦，而其潤滑條件由較差，所以氣缸體必須耐高溫、耐高壓、耐腐蝕，還應具有足夠的剛度和強度。汽缸內(nèi)壁按二級精度珩磨加工，其工作表面有較高的關潔度，并且形狀和尺寸精度也都比較高。發(fā)動機有風冷和水冷兩種。用水冷卻時在汽缸體內(nèi)制有水套。參數(shù)設計：氣缸直徑已標準化，其直徑值按一個優(yōu)先系列合一個常用系列來選取。氣缸工作容積與氣缸直徑的平方、活塞沖程的大小成正比。氣缸工作容積的計算公式為 ()式中：——氣缸工作容積(ml)。 S —— 活塞行程（mm。 氣缸燃燒室容積和工作室容積（a）燃燒室容積 （b）工作室容積參數(shù)設計： 因設計要求的是單缸發(fā)動機的排氣量為180ml，那么其活塞行程為： 同時活塞行程S =2r；r為曲軸半徑 那么： 壓縮比 氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，稱為壓縮比。此處壓縮比=6：1。高質(zhì)量的氣缸在跳火燃燒的瞬間，內(nèi)壓力可達3～5MPa。其計算式為： ()式中：F——氣功總推力（N）?！獨飧坠ぷ鲀?nèi)壓力（MPa）； D ——氣缸直徑（mm）。為了增加密封性，氣缸體和氣缸蓋之間加有氣缸襯墊。燃燒室有很多種形式，不同形式的燃燒室氣功蓋的結構又有所不同。對氣缸蓋螺栓連接靜強度計算： ()對螺栓的疲勞強度進行精確校核：　 ()　　 () () 　　　　 ()式中：——螺栓材料的對稱循環(huán)拉壓疲勞極限。取　　　　則 ,即，所以 可取D= 燃燒室燃燒室的種類較多，有鍥形、盆形、菱形、半球形等燃燒室。因進、排氣門分別置于氣缸軸線的兩側(cè)，故其配氣機構比較復雜。有關計算結果： 表1名稱尺寸或數(shù)值單位氣缸直徑D68mm活塞行程S50mm燃燒室體積VC36ml曲軸半徑r25mm氣功工作內(nèi)壓力FKN氣缸的材料：質(zhì)灰鑄鐵2 曲柄連桿機構的受力分析與平衡 曲柄連桿比曲柄連桿臂時指曲柄半徑與連桿長度之比，簡稱為連桿比，用表示。 連桿比不僅影響曲柄連桿機構的運動特性，而且影響發(fā)動機的外形尺寸。對于V形發(fā)動機，其總高度和總寬度都會減少。因此一般情況下現(xiàn)代摩托車發(fā)動機的連桿比，盡可能地采用矩連桿。在計算時，曲軸的轉(zhuǎn)動可以近似看成等速轉(zhuǎn)動，這是因為高速發(fā)動機在穩(wěn)定工況下工作時，由于扭轉(zhuǎn)的不均勻性而引起的曲軸旋轉(zhuǎn)角速度的變化不大。 曲柄銷中心的切向速度和向心加速度分別為： ＝ () ＝ ()式中：r——曲軸半徑，m。參數(shù)設計：曲柄的角速度： 曲柄銷中心的切向速度和向心加速度分別為： ＝ ＝ 連桿的角位移、角速度、角加速度 對于活塞中心線通過曲軸中心線的曲柄連桿機構（）。和270176。和180176。和270176。連桿擺動的角加速度當和時，當和時，連桿的角加速度為0。活塞的行程S＝2r，活塞的位移 ()最大位移量： mm 由牛頓二項式，可將展開，則 活塞速度曲線 活塞位移與曲軸轉(zhuǎn)角的關系在實際計算中取前兩項已足夠精確。和90176。和180176。 活塞速度分析活塞速度的精確數(shù)值為 ()對活塞的速度也可以進行近似計算，其近似值由對位移的近似計算式微分得到： ()因此，活塞速度是兩個速度分量之和，可以看成是由和兩個簡諧部分組成。時v＝rω，此時活塞速度等于曲柄銷中心的圓周速度?；钊谧畲笏俣葧r的曲柄轉(zhuǎn)角可以用對微分求極值的方式求得： 即解此方程得： ()因為時不合理的，所以方程的合理根只能取 () ()由式可以看出：活塞在最大速度式的小于90176。即活塞的最大速度出現(xiàn)在偏向上止點一側(cè)。曲柄旋轉(zhuǎn)一周時活塞的速度不斷發(fā)生變化，時快時慢，時正時負?！?80176?！?60176。、180176。時v＝0176。、270176。 活塞的平均速度 式中：S——活塞行程； n——發(fā)動機轉(zhuǎn)速； T——曲軸轉(zhuǎn)動一周所需的時間。它從一個方面反映樂發(fā)動機的強化程度，同時也在一定程度上放映樂活塞和氣功之間相互摩擦的強烈程度。參數(shù)設計：活塞平均速度： 活塞加速度曲線 活塞的加速度活塞加速度的精確值由下式求出 () 活塞加速度的近似值由下式求出 ()因此活塞加速度也可以看作是兩個簡諧運動之和。或 ＝180176。在熱負載的反復作用下，熱應力會使材料受到疲勞破壞。熱力強度是指材料抵抗熱疲勞破壞的能力。為了比較材料的熱力強度，用材料的拉伸強度與（）相比得到熱力強度系數(shù)。由此可見：材料的導熱性愈好，膨脹系數(shù)愈小，高溫疲勞強度愈搞.有關計算結果 表3名稱尺寸或數(shù)值單位連桿長度L100mm曲柄的角速度785rad/s曲柄銷中心的切向速度Vtm/s曲柄銷中心的切向加速度an15．40610－3m/s2活塞最大位移量Xmax50mm活塞平均速度m/s活塞最大正加速度10－3m/s2連桿材料： 45號鋼?；钊c氣缸為間隙配合，自阿氣缸內(nèi)作往復運動，其主要作用式承受氣缸中的氣體壓力所造成的作用力，并將這些力通過活塞銷傳給連桿，以推動曲軸旋轉(zhuǎn)；活塞頂部還與氣缸壁、氣缸蓋共同組成燃燒室。高溫一方面使活塞材料的機械強度顯著下降（在600K溫度下約下降50%）,另一方面還會使活塞的熱膨脹量增大，影響活塞與相關零件的配合。對于汽油機活塞，瞬時最大壓力值高達3～5MPa。高壓導致活塞的側(cè)壓力大，引起活塞變形，加速或活塞外表面的磨損。所以要求活塞的質(zhì)量盡可能小，熱膨脹導熱性能好和耐磨?；钊斆嬷粱钊N中心之間的距離稱為活塞的壓縮高度， 。要減少活塞的壓縮高度應從兩方面入手；一要降低火力的高度；二要減少活塞環(huán)的數(shù)量和厚度。第一道活塞環(huán)槽的上邊至活塞頂面的距離稱為活塞的火力岸高度， 。一般來說，火力岸高度的大少要根據(jù)試驗后確定。減少環(huán)帶高度也就減少了活塞的壓縮高度，從而減少了活塞的慣性力和摩擦損失，這對提高發(fā)動機的功率和使用壽命很有好處?，F(xiàn)代四行程發(fā)動機一般采用二道氣環(huán)和一道油環(huán)。環(huán)岸要求有足夠的強度，使其在最