单缸发动机简称为单缸机，是发动机的基本布置方式。翻开发动机的发展史就会发现，发动机的历史就是从单缸机开始的。现在，生产厂家在研制新型多缸发动机时，往往先研制单缸试验样机，通过单缸机的研制给多缸机的研制打下基础，最后再试制多缸机。
为了了解单缸机的特点，必须和多缸机的特点进行对比，通过对比才能出单缸机的优点和缺点
usb转并口在了解单缸机的特点时，第一要抓住单缸机本身的特点，其次也要摸清单缸机对整车布置有什么影响。
下面，先介绍一下单缸机的特点。
单缸发动机，特别是单缸四冲程发动机，曲轴每转二圈才燃烧一次，所以能明显地感到发动机的工作是断续的，排气声音的断续性更强。由于上述特点，单缸摩托车给人一种冲劲和节奏感。摩托车是一种休闲的交通工具，具有个性特的单缸发动机有很大的应用价值。 从工作圆滑角度来看，单缸机肯定不好。特别是在低转速时，单缸发动机工作不平稳，转速波动较大，而且一旦发生失火，二次燃烧间隔时间较长，很容易使发动机熄火停转。
在相同的排量条件下，和多缸机相比，单缸机运动件的惯性力不能互相抵消，所说单缸机振动大。特别在高转速时，这个问题表现得特别明显。此外，在相同的排量条件下，单缸机缸径较大，燃烧室尺寸大，所以混合气燃烧差。当然各运动件的尺寸也较大，例如活塞、连杆等。这些因素都不利于发动机提高转速，也不利于发动机提高功率。上述这种倾向，随着发动机的排量增加而愈加明显。所以单缸机排量越大，升功率越小，但是单缸机的脉动感却越强。
摩托车强调休闲性和娱乐性，但同时也必须具有良好的操纵性和使用方便性，基于上述考虑，现代摩托车更多地采用了多缸机，单缸摩托车正在逐步减少。当然，随着技术的进步，今后单缸摩托车也可能会再次重振旧日的雄风。
单缸机的节奏感主要来源于排气。现代发动机转速都很高，例如发动机转速为6000r/min，对于四冲程发动机来说，每秒钟要产生50次燃烧，人的听觉显然不能感到排气的断续声。特别是二冲程发动机，排气声更是连成一片，根本不会产生节奏感。
上面讲解了单缸机的特点，下面再介绍一下单缸机对摩托车总布置的影响。在摩托车上，发动机是一个最重的装置，由于单缸机重量轻，结构尺寸小，所以单缸机对整车布置十分有利。当然，由于单缸机有利于减轻整车的重量，所以也提高了方向把的灵活性。
单缸机曲轴短而轻，这将使方向把轻便灵活。特别是横置发动机，曲轴旋转的陀螺效应阻碍摩托车侧
倾转弯，而且曲轴越重转速越高，陀螺效应也越大。在这一点上单缸机比较好，单缸机曲轴短，陀螺效应低，所以左右侧倾轻便。再加上单缸机尺寸短，不会妨碍摩托车的侧倾。此外单缸机风阻也较小。但当单缸机排量大于400时，发动机高度尺寸将变得很大，在摩托车上的布置将十分困难，必须引起足够的重视。
由于单缸机尺寸小、重量轻，所以，250以上的越野摩托车大多采用单缸机，此外，超级运动摩托车也大都装用单缸机。
一般，125以下的小型摩托车大都采用单缸机，在小型摩托车上，采用2缸发动机虽然能提高功率，但由于运动件的磨擦损失变大，增加功率幅度有限，而制造成本却增加了许多。
赛车不考虑制造成本，只是一味地追求大功率，所以大都采用多缸机，在60年代时125赛车曾使用过5缸发动机，250赛车曾装用过6缸发动机。
●多缸发动机
二缸以上的发动机叫做多缸发动机，简称为多缸机。
多缸机的优点很多，例如运转平稳、圆滑，有利于提高发动机的转速，有利于提高功率。
其缺点是尺寸大、重量重、结构比较复杂。在摩托车上，发动机气缸数不能太多，过去赛车曾装用过V8发动机，但这终究是极其的例子。现代的运动摩托车最多使用4缸发动机，个别的摩托车最多装用6缸发动机。
一般，气缸数越多发动机结构越复杂，磨擦损失越大，制造成本越高，燃油消耗量越大。
●缸心距
ipz208缸心距是多缸发动机的重要尺寸参数，它表示相邻二个气缸的中心线距离。不言而喻，缸心距越小发动机越紧凑。
在发动机设计时，许多因素限制了设计人员采用较小的缸心距。例如气缸壁必须具有合理的厚度，以便有较高的强度和刚度。从曲轴的结构来看，也不允许缸心距过小。对于水冷发动机来说，在二个气缸之间必须布置尺寸合适的水套。对于风冷发动机来说，在二个气缸之间必须布置气流的通道。一般来说，水冷发动机的缸心距大都比风冷发动机的小。最后，在气缸上还必须布置凸轮轴、链轮等。上述各项因素都往往使缸心距变大。对于设计人员来说，应尽可能地通过结构设计方法来减小缸心距尺寸。
●直列发动机
发动机各缸和曲轴方向成一列布置的发动机叫直列发动机。在摩托车上，往往把发动机横向布置在车架上，所以也有人把这种发动机叫做并列发动机。
●V型发动机
V型发动机的历史比直列发动机还长。在V型发动机上，对向布置的二个气缸连杆装在一个曲柄销上，这样可使曲轴长度大幅度变短。例如V2发动机的曲轴长度和单缸机相近，V4发动机的曲轴长度和直列2缸发动机相近。这样，可以使发动机大幅度地小型轻量化，从而使摩托车的方向把轻便灵活。V3发动机由于曲轴相位关系，燃烧间隔不相等，会产生一种独特的动力节奏感。当然，V型发动机的气缸数不一定是偶数。
V型发动机的优点很多，是目前最流行的一种发动机布置形式。其缺点是进排气管结构复杂，布置困难。摩托车本来十分小巧玲珑，为了确保整车的运动性能和适当的车座位置，往往留给进排气系的布置位置十分有限。
和四冲程V型发动机相比，二冲程V型发动机的曲轴结构十分独特，有关这一问题将在其它章节进行介绍。
●气缸夹角
通用模型
在V型发动机上，对向布置的二列气缸之间成一定角度，该角度叫做气缸夹角。该夹角的大小将直接影响各缸的点火间隔，同时也将影响发动机的振动特性。当然上述二个问题也和气缸数有关。例如在V12发动机上，如果取气缸夹角为60°或120°，那么各缸的点火间隔是相等的，振动也能得到很好的平衡。在摩托车上，最常用的V2发动机，下面我们集中讨论一下V2发动机的振动问题。
在V2发动机上，气缸夹角越小，发动机工作时产生的突突节奏感越强。实际上，V2发动机的节奏感比单缸机都强烈。
有名的哈利戴维森摩托车装用了V2发动机，该发动机的气缸夹角为45°。在摩托车上气缸夹角不能过小。如果气缸夹角过小，发动机高度尺寸将变大，而且对向布置的二个活塞会发生运动干涉。最后，为了在二列气缸之间布置进气系，也要求气缸夹角不可过小。木馏油
反之，如果气缸夹角过大将使发动机变宽，使发动机在车架上的布置出现困难。此外，在选择气缸夹角时，也必须考虑发动机的振动问题。一般常采用90°的气缸夹角。
路径规划在采用90°气缸夹角时，对向布置的二缸所产生的振动力能互相抵消。从理论上来说，惯性力的1阶振动和2阶振动能完全平稳。当然，其它高阶振动依然存在，但和直列2缸发动机相比，V2发动机的振动确实下降很多。V4发动机和V2发动机一样，振动情况也能大为改善。
由于上述原因，各生产厂家大都采用90°夹角的V型发动机，例如意大利的杜卡迪公司、莫特库奇公司和日本的本田公司等。
在日本，除本田公司之外，其它各厂家大都不采用90°夹角的V型发动机，这令许多人感到不可理解。当然，这也可能是从总布置角度考虑的吧，或者是和专利权有关吧。
水平对置发动机
由于水平对置发动机的二列气缸夹角为180°，所以也有人把水平对置发动机归类于V 型发动机。但是水平对置发动机和V型发动机完全不同。V型发动机的最大特点，是二个连杆装在一个曲柄销上，把这样的水平对置发动机纵向布置在摩托车上，发动机运转时二个活塞将同向运动，即一个活塞向左运动，另一个活塞向左运动。反之亦然，这将使发动机的振动变得很大，完全没有使用价值。
实际上，水平对置发动机完全不是这样布置的，它的二个连杆分别装在二个曲柄销上，而且这二个曲柄销的相位角差180°，二个活塞同时向二个方向做直线反复运动。由于采用了这样的布置方案，对向布置的二个气缸惯性力能很好地平衡。在理论上，惯性力的1阶振动和2阶振动都能完全平衡，而且二个气缸的点火间隔相等。以上二点都有助于提高专机的平稳性，因而是一种非常好的发动机布置方案。
水平对置发动机的曲轴和直列二缸一样。为了平衡对向二缸的惯性力，应使二个气缸的中心线尽可能地接近，所以这种发动机的缸心距都比较小。水平对置发动机高度尺寸小，但宽度尺寸大，只能纵向布置在摩托车上。
宝马公司的风冷水平对置发动机十分有名。本田的大型摩托车曾装用对水平对置6缸发动机。
发动机的布置
发动机的布置工作包括二项工作。一是发动机本身的布置，这项工作主要是气缸布置方案的选择，二是发动机在摩托车上的布置，这项工作主要是发动机的布置方向选择。气缸布置方案的选择十分重要，因为它和摩托车的总布置有关，与方向把的转向手感有关，当然也与发动机在车架的布置方向有关。
气缸的直列布置或V型布置极大地影响到发动机的形状，而且曲轴结构也大不相同。在直列发动机上，每个曲柄销上安装一个连杆，在V型发动机上，每个曲柄销上安装二个连杆。
发动机在车架上的布置工作，主要是选择发动机的布置方向，即横置发动机或纵置发动机。曲轴和车体方向成直角的叫横置发动机，曲轴和车体方向平行的叫纵置发动机。
下面讲解一下各种发动机的布置特点。
1、横置直列发动机：横置直列发动机是摩托车最流行的一种布置方案。这种布置方案容易调整前后轮胎的载荷，可以缩短轴距，容易布置进排气管，在摩托车行驶时各缸都能接触到行驶冷风，风冷发动机十分偏爱这种方案。最后，由于曲轴转动平面和车轮转动平面平行，可以用链传动直接驱动车轮。如果是纵置发动机的话，为了驱动后轮，必须把曲轴的旋转方向调转90°。所以这种发动机布置方案极大地简化了摩托车的结构。
2、横置直列发动机的布置方案缺点也较多，例如发动机长度尺寸长，使摩托车尺寸变宽。为了使摩托车能侧偏行驶，发动机必须布置在较高的位置上，这将影响进气系的布置，也将影响摩托车坐椅的位置。当然，由于是横置发动机，曲轴旋转时将产生陀螺效应，这将阻碍摩托车转弯的侧倾动作。摩托车侧倾轻快与否，也与能否按驾车者的愿望转弯关系重大。为了使摩托车具有轻松的体育运动功能，最多只能采用直列4缸机。过去，在本田CBX1000摩托车上，曾装用过横置直6发动机，川崎Z1300摩托车也装用过直6发动机。这样的摩托车过宽，很难在超级运动摩托车市场上长期取得主导权。
2、横置V型发动机，V型发动机横向布置在摩托车上优点很多，特别是V型发动机长
度比直列发动机长度短，所以布置起来十分方便。一般多数使用V4发动机。如果使用V6发动机，则后排气缸可能和坐椅的位置发生干涉，布置起来比较困难。
3、纵置直列发动机：这种方案使摩托车宽度变窄，二脚着地性好，当摩托车侧倾时很容易用脚扶正。当使用轴传动时，也很容易把曲轴的旋转方向调转90°，以便直接驱动后轮。
这种方案的缺点是容易使摩托车前后变长，增加了轴距，而且进排气系的布置也十分困难。对于风冷多缸发动机来说，后面气缸的冷却十分困难。早期摩托车采用过这种发动机布置方案，现代摩托车很少采用这种方案。
无论是直列还是V型发动机，凡是纵置发动机都容易在摩托车上产生一个侧偏力矩。在发动机稳定运转时不会有问题，当发动机转速急速上升时，就会在车架上产生侧偏力矩。这是由于曲轴扭矩波动过大所产生的附加力矩。为了解决这个问题，必须使离合器和发电机的旋转方向和曲轴相反，以便抵消附加力矩。
现代摩托车采用纵置直列发动机布置的为数极少，其中比较有名是宝马K系列摩托车。K系列摩托车是大型运动摩托车，该系列摩托车采用轴传动，装用了水冷4缸发动机，发动机不是直立，而是水平躺倒布置在车架上，这样使发动机的高度大幅度降低，也有利于进排气系的布置。
4、纵置V型发动机：在前后方向上，这种布置方案较直列发动机短。空冷发动机使用这种方案时，后排气缸的冷却不好。如果是V2发动机的话，二个气缸都能吹到冷风，不会出现冷却不良的问题。这种方案只适用于V4以下的发动机，如果使用V6发动机，由于发动机尺寸大，将会影响车座位置的布置。
V型二冲程发动机
二冲程发动机和四冲程发动机不同。因为在扫气前必须进行一次压缩，所以每缸都必须有自己独立的曲轴箱，否则二冲程发动机不能工作。直列二冲程发动机如此，V型二冲程发动机也是如此。所以把二冲程发动机布置成V型时，二个对置的气并不能使用一个曲柄销，也不能平行地布置在一起。尽管如此，V型二冲程发动机的曲轴长度仍然比直列发动机短得多。牧一征
发动机上摩托车上最重的一个装置，采用V型发动机能大幅度地减小发动机的尺寸，这十分有利于发动机在车架上的布置，是一种值得推荐的发动机布置形式。
二冲程发动机采用V型布置方案，将增加发动机的制造成本，但这种方案能大幅度地提高摩托车的体育运动性能，提高整车车速，所以许多摩托车采用了这种发动机。例如本田公司、五十铃公司、雅马哈公司，在这些公司的产品中都有二冲程V2发动机。在赛车的世界里，二冲程V型发动机使用得十分广泛。
上面介绍了一个曲轴的V型发动机，此外还有装用二个曲轴的V型发动机。前一种叫做1轴V型发动机，后者叫做2轴V型发动机，一些赛车大都装用2轴V型发动机，例如本田500GP赛车、雅马哈500GP赛车等。
2轴V型发动机实际上是二个直列发动机的组合。例如2轴V型发动机，相当于二个直列2缸发动机的组合。和1轴V型发动机相比，2轴V型发动机结构复杂、重量重。但由于可以自由地选择气缸夹角，可以不受限制地使对向二个气缸布置在一个平面内，所以它也有其它方案不可取代的优越性。特别是这种方案可以大幅度地减小发动机的长度尺寸，例如2轴V4发动机的长度和直列2缸机一样，2轴V2发动机的长度和单缸机一样。此外，这种发动机还可以使二个曲轴转动方向不同，以便消除二个曲轴的振动。最后，这种发动机可以充分利用直列二冲程发动机的成熟技术，优点很多。
二冲程发动机的其它布置形式也很多。例如将二个直列2缸发动机并列布置在一起，这种发动机叫做方形4缸发动机，又如把二个单缸机并列布置在一起，这种发动机叫做并列2
缸发动机。从二冲程发动机历史来看，上述二种发动机历史最古老。此后随着技术的进步，渐渐地出现了2轴V型发动机。1轴V型发动机是十几年前才开发出来的新机种。本田公司在1982年推出NS500赛车，该摩托车最早装用了这种发动机。
气缸的前倾角
在摩托车上，大都采用横置发动机。发动机如能垂直地布置在车架上，可以给人一种稳重感。但由于摩托车的总布置要求，大多数发动机都略微前倾。要求发动机前倾的原因很多，其中进排气系发动机前倾，主要是从提高发动机性能来考虑的。发动机前倾之后，能合进排气管的弯曲部分变圆滑，这样
有利于提高发动机的进排气效率。
车架结构也要求发动机前倾，这主要是从防止车架和发动机干涉的角度考虑的。为了使用最少的材料制成刚度较高的车架，车架的各部分结构都有各不相同的。例如前支架和后支架附近，应尽可能地设计成一条直线，并使用较粗的管材进行连接。这样，当把发动机直立地布置在车架上时，由于发动机较高，将使车架和发动机干涉。
为了避免发动机与车架干涉，应该使发动机略微前倾，从而降低发动机的总高度。此外，发动机前倾也能改变摩托车的外形，一般来说，使发动机适当地前倾，这种摩托车给人一种机动性良好的感觉。对于具体的摩托车，究竟应该选用多大的气缸前倾角，这完全是一个摩托车的总布置问题。
雅马哈公司的一部分摩托车总布置很有特。在这些摩托车上，发动机气缸的前倾角高达35°－45°。由于气缸前倾角较大，进排气管相当接近于直线，这有利于提高进排气效率。此外，空气滤清器布置在前支架上，直接布置在进排气管的上方。这种布置十分重要，因为空气滤清器容积相当大，把它布置在前支架上方，使其远离整车的重心，这样有利于较重的总成向整车重心集中。此外，由于发动机的前倾角度很大，使发动机的高度尺寸变小，从而降低了整车的重心。
气缸前倾过大也不好，因为这样将使发动机的前后尺寸变大，也将加大前后车轮的轴距，并使前轮的载荷过大。过去，雅马哈公司的一部分摩托车气缸倾角高达45°，最近大都改变35°了。
在本田公司和其它一些公司的产品中，某些运动摩托车的发动机也采用了较大的前倾角。其中既有直列发动机，也有V型发动机。
例外的是，无整流罩的摩托车大都不采用这种布置，发动机都是直立的，化油器水平地布置在发动机侧面。看来这种摩托车大都偏好古典式的布置方法。
大多数人都以地面的铅垂线做参照物，并把气缸中心线和铅垂线的夹角叫做气缸前倾角。从理论上讲这是正确的，但由于气缸中心线是一个并不存在的线，只是图面上的一个假想线，所以测量起来十分困难。正确的方法应该是使用发动机上的水平面，例如气缸体上顶面和曲轴箱下平面。当发动机前倾布置在车架上时，这些平面将和地面铅垂线倾斜，这一倾斜角十分容易测量，实用性强。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议