发动机原理 xingwu
二冲程发动机重量轻，体积小结构简单，其进气方式与四冲程的进气方式完全不同，没有结构复杂的气门控制系统，
通过活塞上下运动打开或关闭气缸壁上的气孔，来完成气体交换的任务。两冲程发动机的进气、扫气的方式对发动
机的性能有重要的影响。目前两冲程摩托车发动机的进气方式主要有以下几种：
一、活塞阀方式：
这种方式的进气口、排气口和扫气口都位于气缸壁上，通过活塞的运动控制各气
口的开和关，活塞上升进气口露出，曲轴箱内的负压将混合气吸入曲轴箱内，因
此称为活塞阀进气方式。它的优点是结构简单。当活塞下行时，曲轴箱内的压力
渐渐升高，废气从排气口排出，活塞继续下行，扫气口露出，将未排完的废气扫
出。当活塞下行时，曲轴箱内的混合气会出现向化油器“倒流”现象，常常导致发动
机运行不稳定。目前活塞阀方式的发动机已经很少使用了。
二、舌簧阀方式
舌簧阀其实就是一种单向阀，把具有弹性的金属薄片安装在进气通道
上，混合气只能从化油器进入曲轴箱，而不能从曲轴箱“倒流”回化油器。
当活塞由下止点开始往上运动时，由于曲轴箱内的负压作用，新鲜的混
合气通过舌簧阀进入曲轴箱内。当活塞下行时，曲轴箱内的气压升高，
气流向化油器方向流动，气体推动舌簧阀关闭，气体就无法“倒流”到化
油器了。
舌簧阀方式的两冲程发动机在低速是效果较好，因此主要用于低速摩托车
及小型踏板车。在发动机高速运转时，舌簧阀开关的频率变大，但是舌簧
阀开关的动作跟不上发动机的频率，造成阀门关闭时间滞后，使阀门的性
能下降。
三、活塞、舌簧阀方式：
顾名思义，这种方式就是将活塞阀和舌簧阀两种方式结合起来的进气方式。这种方式又分为雅马哈和铃木两种方式。
雅马哈储能进气系统（YEIS〕：在进气口和化油器之间增设一个支管，支
管连接一个气室，当活塞移动到下止点时，舌簧阀关闭，小室内的气压较
低，混合气被吸入气室内。当活塞移动到上止点时，曲轴箱内产生负压，
舌簧阀被打开，气室内的混合气与来自化油器的混合气一道进入曲轴箱。
这种方式可以消除进气时气流的不稳定，并能提高进气效率。
铃木并联进气方式：此种方式中，进气口被分成了两部分，上半部分进气
方式与活塞式相同，下半部分又增加了一个舌簧阀进气口。低速时曲轴箱
内的负压小，从舌簧阀进入的混合气较多，而高速时曲轴箱内的负压较大，
舌簧阀处于关闭状态，混合气主要从活塞阀处进入。
四、旋转阀进气方式
这种进气方式的发动机曲轴箱侧面有孔，化油器的混合气出口与此孔相
连，在化油器和曲轴箱之间安装一个切去一部分的圆盘，该圆盘与曲轴同
步转动，曲轴旋转时，当该圆盘被切除的部分与化油器的进气孔相对应时，
混合气通过曲轴箱上的开孔和圆盘缺口进入曲轴箱内，当圆盘的缺口转过
此孔时，进气通道被关闭。此种进气方式的发动机结构复杂，曲轴箱的侧
面要安装化油器，因而变宽。
如有问题或高见请来信
杨荣友
从世界范围来看，摩托车虽属于传统产业的范畴，但在经济欠发达或不发达地区，它仍然被人们视为理想
的交通工具，即使在那些经济发达的地区，摩托车也是人们游乐，运动和代步电动小汽车
的工具之一。正是由于这种客观需求不断增加，推动着摩托车的技术进步，同时也对摩托车
多年来国内摩托车行业风云变幻，潮起潮落，竞争不断加剧，已经使
行业发展起了有力的促进作用。20
不少厂家悟出一个道理：继续在低水平低档次的状况下相互格杀是没有出路的，必须使自己的产品上档次。
有的厂家已开始将这种认识付诸行业，因此，近两年来，我国摩托车技术得到明显提高，希望经过10年左
右努力，与国际摩托车技术接轨。一些先进的车型和机型不断涌现，并成为市场上最有活力、最具竞争力
的品种，这事实上触发了新一轮的竞争，在这一场竞争中，谁能真正把握摩托车技术发展的动向，未雨绸
缪，采取切实有力的措施，谁就会在激烈的竞争中取得主动地位。 现将搜集的资料加以整理并融合个人
的看法供大家参考。
一、摩托车技术发展的趋势
1 大幅度降低噪声和排放，保护生态环境
噪声和排放 近年来，各国对环境的保护意识得到普遍的提高。在一些国家和地区，不充许生产、进(1)
口、销售噪声和排放超标的摩托车和其他机动车辆。我国已制定相应法规，强制贯彻执行。这种不可逆转的事实，迫使摩托车制造厂家不得不静下心来认真对待降低噪声和排放的问题。发展低噪声和低
污染的摩托车，不但成为一种时尚，而且也是当今那些胸怀强烈社会责任感的摩托车厂家不断追求的目标。 (2)绿摩托车 电动车越来越引起人们的关注。因为它可将污染物的排放、噪声降低到最低程度。这些年，人们千呼万唤，仍未有理想的电动车问世。其技术上的因难，不能不说是主要原因。但随着人类技术的进步，一定能翻越横在面前的障碍，将电动车提高到能被普通接受的水平。现在已经投放市场的电动车，虽然一次充电行驶的里程还不多，但它毕竟是报春花，预示着绿摩托车春天的到来。
型式多样化 在当今商品世界中，对适应顾客的需要，各类产品花品种翻新变化之快，往往令人瞠2
目。而在这场花样翻新的潮流中，摩托车产品之多更是独占鳌头，不仅任何一个商家和用户说不清，就连长期从事摩托车行业的管理和技术人员也很难弄清现代摩托车究竟有多少品种。所以，即使用“日新月异”来描述摩托车更新速度之快，似乎也不能曲尽其意。究其原因，市场的激烈竞争无疑是这场型式争夺战的原动力。事实上，各厂家都集中了工业美术造型，专
业设计和市场营销等方面的优势力量，千方百计追求产品形象的新颖。以求打动商家和用户，争取更多的市场份额。当然，用户的多元化需求出是重要的客观因素。不同的国家、地区、民族由于经济发展水平和文背景的差异，因而对不同风格产品产生特殊的需求，也是十分自然的。但是，我们应该认
识到：技术进步才是实现产品型式多样化的基本条件。我们很难想象：如果离开了新设计、新工艺和新材料，型式的多样化还会有长久的生命力!目前，我国正处在技术和经济飞速发展的时代，20多年摩托车工业的发展已经使国内用户对产品的鉴赏水平大提高了，如果我们能把握市场的动向，追踪世界摩托车技术进步的潮流，及时推出自己独具特的摩托车，一定能迎来第二个创业的春天。
3 更加注重行驶安全性和乘骑的舒适性
蝶式制动器和ABS(防抱系统)技术的应用，摩托车的安全性通常是人们购买和使用摩托车时关注的前(1)
提。由于两轮车行驶的稳定性不如四轮车，所以摩托车发生的事故率高于四轮车辆。特别是在制动时，当摩托车轮胎与地面的附着系数越大、制动越强烈时，前轮法向反力越大，因此，为了提高制动安全性现代不少摩托车倾向于采用前轮蝶式制动后轮鼓式制动的结构。另外，为防止车轮抱死产生侧滑，一些高档的摩托车还将汽车防抱技术移植到摩托车上。虽然目前ABS技术还未能在摩托车上大量采用，但随着结构简单，价格低廉而且可靠的制动系统的研制成功(如本田的D－CBS系统)，为提高大、中排量高档摩托车的制动可靠性提供了保证。特别是ABS系统将大有可为。
(2)乘骑舒适性：追求乘骑舒适性，使人、车达到和谐的统一，使乘骑者得到一种满足与享受，可以说是现代摩托车爱好者的一种高层次的要求。我们常说提高摩托车的内涵，其真实意义亦在于此。正是
这些看似无却又给人真实感受的东西可以充分体现生产厂家服务于用户
的宗旨。要注意的是所谓乘骑舒适性不能简单地理解为摩托车的减震功能。毫无疑问，减震是舒适性的主要内容之一，然则乘骑舒适性的内涵还包括整车对人体的触觉和视觉的适应性如何，造型、结构、选材是否合理等。乘骑舒适性高的摩托车还应当操作简便，省力，使乘
骑者不易产生疲劳。
摩托车轻量化 高强度工程塑料、铝合金、碳素纤维以及其他一些新材料的问世、批量生产、成本下4
降，使摩托车的轻量化成为可能。轻，不是绝对的概念，它与发动机的排量、车辆类型、具体结构
紧密相关。同排量同类型的摩托车，当然轻一些好。这将提高摩托车的行驶及使用性能。轻量化程度如何，也反映了摩托车的技术水平。 二、摩托车发动机的技术发展趋势
从60年代初至现在的30多年是摩托车发动机技术发展的重要时期，与30多年前的产品相比，现代摩托车发动机的技术进步是显而易见的，我个人认为这个过程又可以分为几个阶段：
——60年代和60年代以前摩托车摩托车发动机技术发展的重点是提高发动机的升功率和降低重量比；
——从60年代末到80年代中期，发动机的综合性能成为人们关注的主要问题，特别在提高中、低转速条件下发动机的性能方面，取得了进展；
——从80年代中期到现在，随着人类社会环境保护意识的加强和全球化，人们把重点放在开发节能与清洁发动机上。即制造低油耗、低排放的机型。为了实现这个目标，当前人们仍面临一些尚待解决的技术课题。 上述三个阶段只是大致划分，每个时间的技术进步内容有时也是相互重叠和交叉的，有些内容甚至可能延续到下个世纪。当然，我们仍然必须承认每个时期总有其时代的主旋律。正是由于主旋律不断发展
和更替，推动着摩托车发动机技术不断进步。
关于当前摩托车发动机技术发展的动向，介绍如下：
等有害气体，随机型的不 降低油耗与改善排放 发动机在燃烧过程中，要产生大量CO，HCT N O
1
同，这三种气型的比例还有所不同，一般来说二种程发动机HC的排放较高，而四冲机相对较低(但N XO 的排放较高)，对于CO，两种机型相差不大。 为了解决HC和CO的排放，有两种方法，一是机外净化，一是机内净化。所谓机外净化是在排气消声器内安装催化装置，通过催化作用使CO和HC进一
步氧化， 和H2O
，催化物的载体有金属载体和陶瓷载体两大类，一般来说，陶瓷载体成本低，但体生成CO2
积较大，阻抗也较大，且机械强度也相对较低，而金属载体则成本高，体积小，阻抗较小，强度高，德国依米泰克公司就专门生产金属载体的催化装置。如果说机外净化是不得已而为之的话，那么机内净化堪称是积极的办法。
机内净化：在二冲程机上澳大利亚奥必托公司开发的夹气喷射燃烧技术是最具创意的技术。有人认为(1)
它是二冲程发动机的一次革命。排放可降低到四冲程发动机的水平，甚至以下。
目前可满足世界上最苛刻的排放法规——美国加州地方法规的要求。但是上述技术要大批量的用于摩托车发动机，尚需假以时日。
(2)分层燃烧技术，即将混合层分层，形成浓度梯度，除了火花塞附近区域外，缸内大部为稀薄混合气，从
活性气氛燃烧技术：燃烧过程最忌讳的就是爆震，而使混合气具有较大的空燃比，降低油耗和排放。(3)
这是因为爆震产生的高温高压，使燃气产生高频振荡，冲击并进而损坏发动机机件，但从理论上说接近爆震而又未发生爆震的状态，其燃烧效率较高，所以若能人为地控制燃烧过程在上述状态下进行，就能获得降低油耗改善排放的效果。日本有人从事此项研究并已取得了成果，由于现代电子技术的发展，活性气氛燃烧技术的应用已成为可能。
燃油喷射：发动机不同的工况下都都有相应的最佳空燃比，对此靠化油器是难以办到的，而采用电子2
燃油喷射技术就能基本实现这一要求；即采用电子监控系统对发动机的负荷、转速、缸头温度、排放状况等进行监测，再将监测进行处理，从而控制最佳喷油量。 燃油喷射技术的问世，宣告了传统的化油器供油方式的衰落。可以预计，在大、中排量摩托车发动机上采用燃油喷射已是必然的趋势。化油器供油方式
发动机的可变技术 改善发动机中、低速将来可能退守在小排量或部分别等排量的摩托车发动机上。3
性能，使其在全部速度范围内都具有理想的性能输出的技术叫做发动机可变技术。 由于现代发动机向体积小，升功率大的方向发展，所以发动机的强化事实上已达到相当高的水平。转速超过10，000r/min的发动机屡见不鲜。如果按传统的结构，就很难保证其中、低速性能。即高速发动机常常在
中、低速工况下扭矩降低，油耗升高。为此，以日本四大公司
为代表，相继推出了各种改善发动机中、低速性能的技术，这就是可变技术。 在进气系统上的可变技术的应用实例：
①系统 在主进气系统旁设置辅助进气道，并在主气道上设置第二节气门，当发动机在部分负荷条
YICS
件下工作时，第二进气门关闭，混合气经辅助气道进入燃烧室，由于其流速高，使燃油雾化和蒸发过程都得到改善。在进入气缸时，在较强的涡流产生，从而促进燃烧，改善发动机的燃油经济性。
②系统 应用在四气门发动机上。两个进气门都有单独的进气系统。当发动机在部分负荷条件下工
YDIS
作时，关闭一个节气门使一个进气道进气，这时，一个进气道进气，混合气流形成强烈的涡流，以改善燃烧过程，提高发动机的经济性和运转稳定性。
③系统 是针对四气门发动机设计的，在发动机处于中、低转速时，通过转速传感器将信号传给电
REV
④
磁阀，由电磁阀操纵液压缸，中止一个进气门的工作，从而达到改善发动机中，低速性能的目的。VVT 系统(可变定时气门机构) 这种机构具有两种凸轮，在全负荷高速运转时，由高升程凸轮控制摇臂，在低速低负荷时，由低升程凸轮控制摇臂，从而实现在全负荷高转速条件下的大功率输出。在低转速条件下同获得较好的燃油经济性和运转的稳定性。每对进气门和排气门均具有3个凸轮，其左右两个凸轮为高升程的，分别控制两个单摇臂轴；中间凸轮为低升程的，控制叉形摇臂，摇臂孔的中心位置是由偏心摇臂轴控制的，两偏心轴的运动又是由齿条控制，通过这套机构，在高速和中低速状况下，气门具有不同的升程。
⑤系统 对于高速二冲程发动机来说，在中低速状态下，总是存在不同程度的“扭矩谷”，在扭矩谷
YEIS
及其附近，发动机扭矩下降、油耗增加，工作不稳定。YEIS系统就是为消除上述高速二冲程发动机中、低速扭矩谷的技术。
在进气阀关闭时，由于空气室的压力降低，使混合气继续流向空气室从而避免了气阀第二次开启时
混合过浓，当气阀再开启时，空气室内的混合气又流向曲柄室。这时，如果空气室的谐振频率与发动机的工作频率一致，对发动机中、低速性能的改善就会更为明显。PRVT
⑥复合进气系统 采用活塞阀控制进气时，由于在低转速时产生的燃气反喷，使性能变差。如果采用活塞阀和阀联合控制进气的方式，就能
同时改善高低速性能，消除“扭矩谷”和“油耗峰”现象。
①装置 此装置用同一回转阀控 在排气系统上可变技术的应用实例： 在二冲程发动机上的应用KIPS
制排气口的开口面积，与排气谐振室连通，由于排气口面积的变化得到与转速相对应的谐振效果，使谐振室无论在低速区或高速的振荡与排气脉冲波相匹配，减
少新鲜气体的逃逸，以改善发动机性能。
②系统 在排气口靠近进气缸壁处，装一鞍型剖口旋转阀，此阀由电脑控制，用伺服电机驱动，
YPVS
能改变排气定时，使发动机对应于不同的转速有不同的气阀开度，从而获得最佳排气定时，使发动机车高、中、低转速下均具有满意的性能。
③装置 此系统在排气道上附加谐振腔，而在其入口设置一阀，利用阀的开度控制排气道容积和
SAEC
排气路程，使发动机在各种工况下均能充分利用排气动力效应从而改善其性能。
④装置 也是利用谐振腔开关来调节压力的，使之与高、中、低转速相匹配，从而提高充气量，
ATAC
减少新鲜气体的逃逸，改善发动机的性能指标。
在四冲程发动机上的应用：
EXUP
①装置 该装置的原理是在四缸机四根排气管的汇集处设置一个开度可变的节流阀，根据发动机转速改变节流阀的开度，使排气压力波以最佳状态调谐，使排放降低，怠速稳定。
②带副燃室的排气装置及利用排气压力波的排气装置等，其作用都是减少发动机新气的逃逸量从而降低油耗。
陶瓷发动机： 陶瓷发动机具有重量轻，耐热，耐磨等优点，这就使提高了发动机的燃烧温度和热效4
的排放有随温度升高而有所增率成为可能，而热效率的提高就意味着油耗的降低和排放的改善(但N XO
加的趋势)。
多缸多气门技术 为了进一步提高发动机功率，目前多缸多气门的结构在大排量发动机上得到广泛的5
应用，并且在向中等到排量的发动机延伸。 笔者对1986～1996期间日本四大摩托车公司(本田、雅马哈、铃木、川畸)开发和销售的近300种摩托车进行统计，结果表明(以下简称统计资料)：a)
排量大于250ml 的摩托车发动机均为双缸或多缸机，其中采用多气门(气门数为3，4，5个)的机型约占87%，采用二气门 ＞125ml～250ml的摩托车发动机中，采用多气门的机型占72%，采用二气门的机的机型仅占13%。b)
排量的摩托车发动机，型占28%；这类发动机采用单缸结构的占52%，双缸或4缸的占48%。c)125ml
采用4气门。
仍有125%
水冷技术
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统计资料表明，采用水冷技术的趋势十分明显，在近300种机型中各种冷却方式所占百分比如下： 水冷44% 自然风冷 41% 强制风冷 14% 油冷 1%
7
关于启动方式 为了改善发动机的使用性能，统计资料表明，单纯电启动方式的发动机比过去有明显增加，在125ml以下的发动机就有17种之多，甚至在50ml排量的发动机排量的发动机中，也有3种采用 单纯的反冲启动只在125ml排量以下的发动机采用，并占该排量段的49%，带有电单纯电启方式的。a)
电/脚启动，只限于250ml排量以下的发动机，对于大于250ml以上排量的发动机，启动者占51%；b)
只有电启动方式；
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无级变速多用于50ml排量的发动机，约占68%，大于250ml排量的发 关于变速方式及档位设置a)
三挡变速只限于排量100ml以下的发动机，四挡变速集中在125ml 动机，未发现有使用无级变速者；b)
排量以下，在125～250ml排量分段里，未发现四挡变速发动机。至于五挡和六挡变速器的使用范围则相
关当分散，从50～1200ml各种排量的发动机均有应用，但仍以排量125ml以上者使用较为频繁。9
大于100ml 于传动方式a)100ml
以上的发动机，皮带传动占55%，链传动占44%，轴传动只占1%；b)
的发动机，绝大多数均采用链传动，约占87%，皮带传动只占7%(而且只限于100～250ml范围内)；
结束语
本文多从摩托车及其发动机本身某些方面的技术进行了粗略介绍和统计分析。而摩托车技术是多方面的。例如电子技术在摩托车上的应用，一些新结构、新材料、新工艺的应用、并未涉及，敬请谅解。
-------《摩托车信息》
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