摩托车发动机可变技术研究进展

李春玲

一、发动机的运行原理

在发动机的工作循环中，活塞的运动速度非常快，而且速度很不均匀。在上下止点位置，活塞的速度为零，而在上下止点中间的位置速度达到最高。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动，必然在活塞、活塞销和连杆上产生很大的惯性力。在连杆上配置的配重可以有效地平衡这些惯性力，但连杆上的配重只有一部分运动质量参与直线运动，另一部分参与旋转。除了上下止点位置外，各种惯性力不能被完全平衡，使发动机产生了振动。

当活塞每上下运动一次，将使发动机产生一上一下两次振动，所以发动机的振动频率和发动机的转速有关。在振动理论上，常使用多个谐波振动来描述发动机的振动，其中振动频率和发动机转速相同的叫一阶振动，频率是发动机转速2倍的叫二阶振动，依次类推，还存在三阶、四阶振动。但振动频率越高，振幅就越小，2阶以上可以忽略不计。其一阶动占整个振动的70%以上，是振动的主要来源。

二、可变技术改善摩托车震动问题

造成摩托车振动的原因是多种多样的，因此消除或限制摩托车振动的方法也各不相同。为了消减摩托车的振动，应该了解摩托车产生振动的原因。其一是由于摩托车的行驶路面不够平整，使得摩托车的车轮产生剧烈的震动，从而影响到摩托车整体车身的稳定；其二是由于车轮的转动不灵敏导致的摩托车在行驶的过程中出现震动现象；其三摩托车发动机本身运转产生的震动，摩托车的发动机运转当中会不可避免的出现震动，因此，消除发动机的震动就是要利用可变技术的动态调整方式，将震动的范围进行缩小，以此减少发动机传递到车体当中的震动。

为了消除振动，采用的方法有很多，例如采用轻质的活塞减少运动件的质量、提高曲轴的刚度、采用90度夹角的v型双缸布置发动机等等。但在摩托车发动机上普遍采用的方式是增加一个平衡轴来解决。平衡轴即是一个装有偏心重块并随曲轴同步旋转的轴，利用偏心重块所产生的反向振动力，使发动机获得良好的平衡，降低发动机的振动。

单平衡轴采用单一的平衡轴，利用齿轮传动方式进行工作，通过曲轴旋转带动连接的平衡轴驱动齿轮→平衡轴从动齿轮→平衡轴。单平衡可以平衡占整个振动比例相当大的一阶振动，可以使发动机的振动得到明显改善。由于单平衡轴方式结构简单，占用的空间小，在单缸和小排量的发动机中应用较广。

三、摩托车发动机的可变技术

摩托车的发动机可变技术实现，为摩托车行业发动机的发展带来了技术性的提升，从进气道的可变、压缩比可变到排气道可变等等方面，都无一不带动着摩托车发动机生产技术向前发展和进步。因此，借助于技术性的提升，摩托车行业得以在现代社会中持续发光发热，为人们的生活带来方便、快捷的体验，并且由于可变技术的使用，使得摩托车的驾驶体验也进行了提升，这更加增强了人们对于摩托车的驾驶喜爱程度。

（一）可变进气道技术

可变的进气道控制是将摩托车的发动机进气道进行改装升级，利用进气道当中产生的负压，结合电磁阀门控制进气道的开关闭合，以此将进气道实现可变的控制。一方面，进气道的控制当中是将其中一个进气道常开，而另一个进气道随着摩托车的发动机性能需求而进行开关与否；另一方面，这种控制是由摩托车的油门直接作用，如果油门加大，则表示着发动机需要产生更强的动力，于是进气道的可变就使用双通道的进气方式，已提供给发动机燃烧所需的足够的空气。

（二）可变的压缩比技术

可变压缩比技术首先是由雅马哈公司退出的一项领先技术，其是利用在二冲程的柴油发动机当中，将排气口的位置进行改变，并在其上方设置一个旋转阀，由专门的排气口与发动机的燃烧室相连接，以此通过改变发动机活塞上下位置与排气通道之间的距离实现压缩比的可变，在当上方的旋转阀门关闭之后，压缩比变为18:1；而当阀门开启之后，压缩比就变为13:1。在通过改变发动机的压缩比之后，可以实现摩托车在低速行驶过程中，发动机可以稳定的输出大扭矩，此时的压缩比升高；而当摩托车行驶速度加快时，压缩比就会降低，以保证发动机的功率稳定输出，从而不断的提升摩托车发动机在市场当中的竞争力和存在优势。

（三）排气道可变技术

排气道的可变技术是在摩托车发动机低速运转时，做到燃油的充分燃烧，避免由于过多未充分燃烧的燃油进入到排气道当中，造成燃油的浪费，这项技术的出现，极大的改变了摩托车发动机对燃油的过度消耗，并且降低了对环境的影响和破坏。具有代表性的发动机品牌是铃木的SAES系统加持的内燃机。在当发动机处在中低转速时，旋转阀会打开，排气会流入到储气室，从而产生一定的波动效应，而当发动机处在高速运转的过程中，旋转阀则进行关闭，使得排气能够直接排出，从而保证发动机的稳定运转。

（四）可变气门的升程技术

可变气门的升程技术实现是通过改变发动机的配气系统实现，结构组成设置成双进气的凸轮结构加上双摇臂和正时的切换组件组成。在实际的工作过程中，根据发动机的不同运转速度进行改变，当发动机需要高速运转时，双摇臂、双进气凸轮就会控制进气阀门的开合，将进气阀门的开合、关闭时间减少，并能够加大升程，以保证发动机的实际运转需要。

（五）气缸数量可变技术

摩托车的动力来源是依靠活塞在气缸当中的运转产生动力实现，因此气缸数量的可变技术是将摩托车的发动机气缸数量进行增多，主要作用在大排量的摩托车当中，当摩托车在低速运转或者行驶在平缓路面对发动机的动力要求较小时，发动机的气缸动作数量就会减少，以做到保证摩托车正常行驶的同时，减少燃油的消耗；而在摩托车对速度、性能要求较高的场景中时，气缸运转数量会变多，此时的摩托车发动机气缸全部运行并且高速运转，以保证摩托车的性能需求。这种气缸数量可变的技术优势在于：以减少气缸运转数量来降低油耗，并且在摩托车对性能要求较高时，又能够最大限度的提升性能。

四、总结

总而言之，摩托车的日常使用，能够方便社会民众的生活和工作，但在现阶段环境要求和市场经济竞争现象出现之后，就使得摩托车行业的发动机生产，要同时兼顾好性能和环保，以此实现经济价值，于是摩托车发动机的可变技术得到实现和实际应用，为摩托车行业的可持续发展带来了技术层面的保障和帮助。

参考文献：

[1]刘建辉,毛文刚,杨建伟,杨锐,刘琳.摩托车发动机可变技术研究进展[J].内燃机,2018(05):1-5.

[2]王雪雁.摩托车发动机可变技术研究[J].小型内燃机与摩托车,2017,42(03):89-93.

[3]陈宏圣.关于摩托车发展趋势的几点看法[J].岱宗学刊,2018(04):44-45.