50cc四冲程发动机动力性能的优化设计.docVIP

——————————————————————————————————————————————— 50cc四冲程发动机动力性能的优化设计 2009年第2期(总第110期)内燃机与动力装置　I.C.Eamp;Powerplant2009年4月 【设计研究】 秦继峰 (济南轻骑发动机有限公司,山东济南　250101) 　　摘要:本文依据活塞式内燃机动力循环理论和现代内燃机设计思想,阐述了旨在动力性能 升级的一款踏板摩托车用四冲程50cc发动机的结构设计过程。零部件结构主要从提高发动机效率、降低机械损失、改善机油润滑、提高循环充气量等几方面入手进行设计。改进后的发动机动力性能有显著提升。 关键词:动力性;效率;轻量化;充量系数中图分类号:TK412.3　文献标识码:A　文章编号:1673-6397(2009)02-0027-03 DynamicPromotionofaTypeof50ccFourQINJi(JinanQingQIEngine250101China) Abstract:Basedofpistoninternalcombustionengineandthedesign,principleofm,thisarticleintroducesthedynamicpromotionmethodofatypeofafourstrokeforscooter.Someoftheenginepartshadtoberedesignedtopromoteengineefficiency、reducemachinelose、improveluburicationandintakerate,etc.Theresultpresentsapparentimprovementafterredesign. KeyWords:Dynamic;Efficiency;Light2weight;Intake2rate 概　述 四冲程50cc踏板摩托车(俗称小踏板)因轻便 灵活,且具有相对较低的油耗和排放指标,深受广大用户,尤其是女性消费者的青睐。从统计数据看,≤50cc排量的摩托车约占我国摩托车产销量的20%,且呈现不断增长的势头。然而,国内大多数四冲程50cc踏板车用发动机普遍存在动力不足的缺陷,一般最大功率在2.0kW左右。因此,对该系列发动机进行改造设计,在保证较低的油耗和排放指标的前提下,提高其动力性指标,是国内外用户共同的要求。但50cc踏板车市场定位较低,要求的制造成本较低,这就要求对该类发动机的改造和优化设计不能显著提高其制造成本。本着以上思路和原则,我公司开发部门对量产的139QMB发动机的热力部分进行了旨在提高动力性的优化设计。 1　方案设计 根据内燃机原理,发动机整机有效输出功率: Pe=ηetGmHum　=ηcηtηm( HuPs)lt;cVs()()lt;al0)RsTsτ 从上式看到,对于排量一定的50cc单缸四冲程 汽油机,影响发动机整机有效输出功率Pe的因素主要为:燃烧效率η循环热效率η机械效率ηc、t、m、充量系数lt;c。 提高燃烧效率ηc,可使每循环进入气缸的燃料化学能最大限度的转化为缸内工质的内能,从而可提高发动机功率,降低油耗。方案为: (1)尽可能使混合气在气缸内充分燃烧,避免不完全燃烧; 作者简介:秦继峰(1972-),男,硕士研究生,主要研究方向为小型汽油机的工作过程。 ?28?内燃机与动力装置2009年4月 (2)保证点火及火焰传播的可靠性。2.2　提高循环热效率ηt的措施 提高循环热效率ηt,可使缸内工质的内能最大限度的转变为工质对活塞的指示功。方案为: (1)使热力循环尽可能接近等容循环; (2)适当提高燃烧温度,提高工质内能的质量。提高机械效率ηm,可降低循环指示功用于热力系统零部件机械损失的部分,提高有效功的输出。方案为: (1)降低往复运动零部件质量,降低其往复惯性损失; (2)降低各摩擦副之间的摩擦损失。 提高充量系数lt;c,可提高发动机每循环混合气吸入量,使每循环有更多的化学能转化为工质内能。方案为: (1)根据“内燃机中的一维不定常流”原理,对进排气系统管路进行优化; (2)对配气相位优化设计,。 根据循环热效率关系式 (κ)κ ηε-1×(λρ-1)Π(λ-1)+κλ(ρ-1)t=1-1Π 提高循环热效率ηt可从以下方面入手:(1)适当提高压缩比ε。随着压缩比的提高,ηt 有显著增大,但过高的压缩比会