專利名稱：一種改進(jìn)型摩托車用單缸四沖程50cc發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩托車發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是改進(jìn)型摩托車用139QMB 發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
近來，四沖程50cc踏板摩托車的市場需求呈現(xiàn)上升的良好趨勢。 現(xiàn)量產(chǎn)的139QMB發(fā)動機(jī)是國家公告目錄產(chǎn)品中目前比較暢銷的一款發(fā)動 機(jī)，但是該發(fā)動機(jī)性能還不能滿足市場的越來越苛刻的要求。影響發(fā)動機(jī)性 能的因素較多，比如缸頭的設(shè)計(jì)、燃燒室的設(shè)計(jì)、進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、相關(guān)運(yùn) 動件的質(zhì)量等方面均可對發(fā)動機(jī)功率大小產(chǎn)生影響。經(jīng)分析，該機(jī)在上述方 面的確存在改善的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種改進(jìn)型摩托車用單缸四沖程50cc發(fā)動機(jī)，它能夠解決 現(xiàn)有139QMB發(fā)動機(jī)存在的動力不足、噪音較高、可靠性欠佳等方面的問題。 本發(fā)明的技術(shù)方案是該種改進(jìn)型摩托車用單缸四沖程50cc發(fā)動機(jī)，其 特征是，
凸輪軸保持架與缸頭采用整體式結(jié)構(gòu)；
搖臂觸點(diǎn)滑動長度的中心接近氣門桿中心，設(shè)定進(jìn)氣門角度為24.7° ± 10',排氣門角度為27.2° ±10',進(jìn)排氣門導(dǎo)套軸心交點(diǎn)位置位于氣缸中 心16mm處；
進(jìn)、排氣道從燃燒室側(cè)向進(jìn)排氣管側(cè)平滑漸擴(kuò)，避免尖角和半徑小于氣 道半徑的圓??；
燃燒室球心往火花塞側(cè)偏1. 9mm，火花塞對側(cè)擠流面寬度增大2ram;
進(jìn)、排氣門座密封環(huán)帶角度設(shè)定為90。 +0° 90° -1°之間；氣門桿徑 cH腿，氣門密封帶角度90。 +0° 90° +1° ，進(jìn)氣門傘徑4)20mm，排氣 門傘徑(H6. 5 mm;
配氣凸輪軸型形線設(shè)計(jì)，配氣搖臂比24: 17;配氣相位進(jìn)氣門早開角
10度，進(jìn)氣門晚關(guān)角15度，排氣門早開角25度，排氣門晚關(guān)角1.5度；
對氣門、氣門彈簧、氣門彈簧座、活塞、活塞銷輕量化設(shè)計(jì)，這些部件
的總質(zhì)量比原139QMB的相同部件質(zhì)量降低25%;
活塞質(zhì)量比原來降低20%,活塞銷孔為4> 10 mra，活塞銷外徑4 10 mm,連 桿小頭孔徑4)10mm;活塞一環(huán)采用扭曲環(huán)，裝配后扭曲角度20。，活塞一環(huán) 厚度0.8iran，活塞二環(huán)厚度0. 8腿，油環(huán)厚度為1. 5mm;
空濾器匹配PD20J化油器；所述改進(jìn)的空濾器，其殼體和殼蓋為三角形， 濾芯組件設(shè)置在殼體與殼蓋內(nèi)部之間，在殼體側(cè)形成濾清器的主腔，在殼蓋 側(cè)形成濾清器的副腔；在主腔前端上部設(shè)有缸頭二次補(bǔ)氣連接管，在其下部 設(shè)有曲軸箱竄氣連接管，曲軸箱竄氣連接管與曲軸箱竄氣冷凝室相連通，曲 軸箱竄氣冷凝室的開口與主腔相通；在主腔后部下方的最低點(diǎn)處設(shè)有集油/水 管。
本發(fā)明的有益效果是以增加缸頭組合剛度，降低凸輪軸軸承摩擦損失 為目的的整體式缸頭設(shè)計(jì)；以增大充量系數(shù)①C為目的的進(jìn)氣系優(yōu)化設(shè)計(jì)，含 空濾器、進(jìn)氣道等結(jié)構(gòu)優(yōu)化；以提高進(jìn)排氣門時(shí)面值和循環(huán)熱效率為目的的 配氣系和燃燒系優(yōu)化設(shè)計(jì)，含凸輪軸、搖臂、氣門、燃燒室結(jié)構(gòu)優(yōu)化；以降 低往復(fù)慣性損失為目的的零部件輕量化設(shè)計(jì)，含氣門、活塞、活塞銷、連桿 的結(jié)構(gòu)優(yōu)化；以降低摩擦損失為目的的活塞環(huán)組優(yōu)化設(shè)計(jì)，上述措施能夠解 決現(xiàn)有139QMB發(fā)動機(jī)存在的動力不足、噪音較高、可靠性欠佳等方面的問題。 使發(fā)動機(jī)性能明顯提高，以滿足市場的越來越苛刻的要求。該機(jī)與同類型發(fā)
動機(jī)相比，整機(jī)震動較輕、噪聲較低，油耗低，輸出功率、扭矩較大，動力
性能明顯提高。


圖1為本發(fā)明的整體俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中A—A局部剖視示意圖； 圖3為圖2中B處局部放大圖4為本發(fā)明整體式結(jié)構(gòu)和進(jìn)排氣門角度位置示意圖5為本發(fā)明燃燒室結(jié)構(gòu)的剖視圖6為本發(fā)明進(jìn)氣門密封環(huán)帶角度示意圖7為本發(fā)明排氣門密封環(huán)帶角度示意圖8為搖臂組合示意圖9為凸輪軸進(jìn)排氣控制位置關(guān)系示意圖IO為活塞示意圖ll為活塞一環(huán)局部剖面圖12為濾清器的結(jié)構(gòu)示意圖13為濾清器去掉殼蓋后的部分結(jié)構(gòu)示意圖14為濾清器殼體內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖15為濾清器殼蓋內(nèi)側(cè)及進(jìn)氣管安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1一3中l(wèi)整體式氣缸頭，2配氣凸輪軸組合，3進(jìn)氣門，4排氣門， 5氣門彈簧，6化油器，7空濾器，8活塞，9活塞銷，IO活塞環(huán)一環(huán)，11活 塞環(huán)二環(huán)，12活塞環(huán)油環(huán)組合，13曲柄連桿組件，14氣缸體，15缸頭堵塞。
圖12-15中71濾清器殼體；72濾清器殼蓋；73進(jìn)氣管；74出氣管； 75濾芯組件；76主腔；77副腔；78缸頭二次補(bǔ)氣連接管；79曲軸箱竄氣連 接管；710曲軸箱竄氣冷凝室；711開口； 712集油/水管。
具體實(shí)施例方式
改進(jìn)型摩托車用139QMB發(fā)動機(jī)，包括整體式氣缸頭l，配氣凸輪軸組合 2，進(jìn)氣門3，排氣門4，氣門彈簧5，化油器6，空濾器7，活塞8，活塞銷9， 活塞環(huán)一環(huán)10，活塞環(huán)二環(huán)11，活塞環(huán)油環(huán)組合12，曲柄連桿組件13，氣 缸體14，缸頭堵塞15，見圖l-3。
針對摩托車用139QMB發(fā)動機(jī)氣缸頭的改進(jìn)
1、 凸輪軸保持架與缸頭整體式設(shè)計(jì)。材料選用ZL104，用金屬型鑄造方 法一次性鑄出。避免了分體式保持架當(dāng)缸頭螺栓緊固扭矩偏低時(shí)造成的凸輪 軸撞擊故障和缸頭螺栓扭矩偏大時(shí)造成的凸輪軸軸承被壓死故障。保證了缸 頭組合的剛度，保證了凸輪軸孔、搖臂軸孔與汽缸中心線相對位置尺寸機(jī)加 工精度，從而保證了配氣相位的在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，減小了凸輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)過程的 撞擊，有效減小了缸頭噪聲。如圖4。
2、 為盡量減小搖臂觸點(diǎn)和氣門桿端面的滑動摩擦距離，并使搖臂觸點(diǎn)滑 動長度的中心接近氣門桿中心，減小氣門桿對氣門導(dǎo)套的側(cè)向壓力，設(shè)定最 佳的氣門夾角，進(jìn)氣門角度為24.7。 ±10'，排氣門角度為27.2。 ±10'， 進(jìn)、排氣門導(dǎo)套軸心交點(diǎn)位置位于氣缸中心16mm處。如圖4。
3、 根據(jù)燃燒室形狀和進(jìn)、排氣門頭部尺寸，加大進(jìn)、排氣道截面積，并 使進(jìn)、排氣道從燃燒室側(cè)向進(jìn)排氣管側(cè)平滑漸擴(kuò)(進(jìn)氣道由①17mm擴(kuò)增至① 18 mm，排氣道由①13.5 mm擴(kuò)增至①15 mm),同時(shí)避免尖角和半徑小于氣道 半徑的圓弧。這樣的設(shè)計(jì)，進(jìn)氣道相當(dāng)于縮管，可增加氣流流速，增加氣流 在缸內(nèi)的紊流；排氣道相當(dāng)于擴(kuò)管，可減小排氣氣流速度，降低排氣噪音。 如圖4.
4、 燃燒室結(jié)構(gòu)優(yōu)化。燃燒室球心往火花塞側(cè)偏1.9ram，火花塞對側(cè)擠流 面寬度增大2mm，這樣可減短火花傳播距離，提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，從而提高?br> 燒等容度，提高燃燒效率?；鸹ㄈ浇嘤嗦菁y加工去除，可有效降低發(fā)動 機(jī)HC排放量。如圖5。 5、進(jìn)、排氣門座密封環(huán)帶角度設(shè)定為9CT (0° ， -r );與進(jìn)排氣門座 配合的進(jìn)氣門、排氣門的密封環(huán)帶角度設(shè)定為90° (0° ， +1° )相配合。 如圖6、圖7。實(shí)現(xiàn)了氣門與氣門座環(huán)帶的線接觸，提高了密封性能，提高 整機(jī)壓縮壓力。
加大進(jìn)排氣道截面積，減小氣門桿直徑至小4mm，增大進(jìn)氣門傘徑至小20 mm，增大排氣門傘徑至4)16.5 mra。氣門最大升程6. Omm;氣門相對升程進(jìn) 0.34 mm ,排0. 42 ram;進(jìn)氣馬赫指數(shù)Z為0. 34，排氣馬赫指數(shù)Z為0. 42。
圖8搖臂組合示意圖；圖9為凸輪軸進(jìn)排氣控制位置關(guān)系示意圖。配氣 凸輪軸型形線設(shè)計(jì)，配氣搖臂比24: 17。配氣相位進(jìn)氣門早開角10度，進(jìn) 氣門晚關(guān)角15度，排氣門早開角25度排氣門晚關(guān)角1. 5度。同時(shí)盡量減 小搖臂觸點(diǎn)和氣門桿端面的滑動摩擦距離，并使搖臂觸點(diǎn)滑動長度的中心接 近氣門桿中心，減小氣門桿對氣門導(dǎo)套的側(cè)向壓力。21、 22分別為凸輪軸進(jìn) 氣、排氣控制凸輪。
活塞8 (見圖IO)質(zhì)量比原來降低20%，活塞銷孔為cj)10，活塞銷外徑4) 10，連桿小頭孔徑410以配合輕量化后的活塞銷；活塞環(huán)一環(huán)IO (見圖ll) 采用扭曲環(huán)，裝配后扭曲角度20°左右，活塞一環(huán)厚度0.8mm，活塞二環(huán)厚 度0.8mm，油環(huán)厚度為1.5mm;
如圖12-15中所示為濾清器改進(jìn)結(jié)構(gòu)，濾清器包括殼體71、殼蓋72、進(jìn) 氣管73、出氣管74和濾芯組件75，所述殼體71和殼蓋72為三角形，濾芯 組件75設(shè)置在殼體71與殼蓋72內(nèi)部之間，在殼體71側(cè)形成濾清器的主腔 76，在殼蓋72側(cè)形成濾清器的副腔77;在主腔76前端上部設(shè)有缸頭二次補(bǔ) 氣連接管78,其管徑為4>6，在其下部設(shè)有曲軸箱竄氣連接管79，曲軸箱竄 氣連接管79與曲軸箱竄氣冷凝室710相連通，曲軸箱竄氣冷凝室710的開口 711與主腔76相通；在主腔76后部下方的最低點(diǎn)處設(shè)有集油/水管712，其 容積為30ml。
所述出氣管74為內(nèi)徑4>34的等截面彎管，其一端設(shè)有法蘭盤與化油器相 連，另一端呈喇叭狀與主腔76相連通。
所述進(jìn)氣管73固定在殼蓋72前部，進(jìn)氣管73為內(nèi)徑4> 25的等截面直管， 長度為90rara，進(jìn)氣管73的進(jìn)氣端伸出殼蓋成斜切口狀，其切口側(cè)朝向殼蓋 72內(nèi)側(cè)，進(jìn)氣管73的出氣端伸入副腔77內(nèi)部。
所述濾清器內(nèi)部腔體總?cè)莘e為2.22L,其中主腔76容積為1. 12L,副腔 77容積為1. 1L。濾清器內(nèi)部腔體的大小對吸收進(jìn)氣管73的進(jìn)氣噪聲，形成 反射密波有較大作用，對于50cc發(fā)動機(jī)來說，濾清器的腔體容積在大于2. OL 時(shí)對降低進(jìn)氣噪聲效果較好。
工作時(shí)，外界空氣經(jīng)進(jìn)氣管73進(jìn)入副腔77，經(jīng)濾芯組件75過濾后，再 進(jìn)入主腔76，再經(jīng)出氣管74進(jìn)入化油器。經(jīng)曲軸箱竄氣連接管79進(jìn)入曲軸 箱竄氣冷凝室710的竄氣經(jīng)過油氣分離后，分離出來的空氣經(jīng)開口 711進(jìn)入 主腔76，分離后的廢油沿濾清器的殼體71內(nèi)壁流入后部的集油/水管712中， 集油/水管712要定期進(jìn)行清空。經(jīng)缸頭二次補(bǔ)氣連接管8送來的氣體進(jìn)入濾 清器主腔76，主腔76可有效消除二次補(bǔ)氣噪聲。
針對氣道和配氣相位優(yōu)化及空濾器優(yōu)化帶來的循環(huán)進(jìn)氣量加大，匹配了 喉口直徑4>20 mm的化油器，并匹配了化油器的泡沫管、主量孔、怠速量孔、 空氣量孔，使整機(jī)的動力性能優(yōu)良，中低速等速油耗低于1.6L/100km。
氣門桿徑44mm、氣門彈簧5為單彈簧、活塞質(zhì)量39g，活塞銷9規(guī)格為 (HOX 1.5X31，質(zhì)量11.5g，連桿小頭孔徑4>10 mm，質(zhì)量減輕5g。上述零 部件輕量化措施，有效降低了往復(fù)慣性損失和摩擦損失。
氣門、氣門彈簧、氣門彈簧座、活塞、活塞銷零部件輕量化設(shè)計(jì)，總質(zhì) 量比原139QMB的相同部件質(zhì)量降低25%。
權(quán)利要求
1、一種改進(jìn)型摩托車用單缸四沖程50cc發(fā)動機(jī)，其特征是，凸輪軸保持架與缸頭采用整體式結(jié)構(gòu)；搖臂觸點(diǎn)滑動長度的中心接近氣門桿中心，設(shè)定進(jìn)氣門角度為24.7°±10′，排氣門角度為27.2°±10′，進(jìn)排氣門導(dǎo)套軸心交點(diǎn)位置位于氣缸中心16mm處；進(jìn)、排氣道從燃燒室側(cè)向進(jìn)排氣管側(cè)平滑漸擴(kuò)，避免尖角和半徑小于氣道半徑的圓??；燃燒室球心往火花塞側(cè)偏1.9mm，火花塞對側(cè)擠流面寬度增大2mm；進(jìn)、排氣門座密封環(huán)帶角度設(shè)定為90°+0°～90°-1°之間；氣門桿徑φ4mm，氣門密封帶角度90°+0°～90°+1°，進(jìn)氣門傘徑φ20mm，排氣門傘徑φ16.5mm；配氣凸輪軸型形線設(shè)計(jì)，配氣搖臂比24∶17；配氣相位進(jìn)氣門早開角10度，進(jìn)氣門晚關(guān)角15度，排氣門早開角25度，排氣門晚關(guān)角1.5度；對氣門、氣門彈簧、氣門彈簧座、活塞、活塞銷輕量化設(shè)計(jì)，這些部件的總質(zhì)量比原139QMB的相同部件質(zhì)量降低25％；活塞質(zhì)量比原來降低20％，活塞銷孔為φ10mm，活塞銷外徑φ10mm，連桿小頭孔徑φ10mm；活塞一環(huán)采用扭曲環(huán)，裝配后扭曲角度20°，活塞一環(huán)厚度0.8mm，活塞二環(huán)厚度0.8mm，油環(huán)厚度為1.5mm；空濾器匹配PD20J化油器；所述改進(jìn)的空濾器，其殼體和殼蓋為三角形，濾芯組件設(shè)置在殼體與殼蓋內(nèi)部之間，在殼體側(cè)形成濾清器的主腔，在殼蓋側(cè)形成濾清器的副腔；在主腔前端上部設(shè)有缸頭二次補(bǔ)氣連接管，在其下部設(shè)有曲軸箱竄氣連接管，曲軸箱竄氣連接管與曲軸箱竄氣冷凝室相連通，曲軸箱竄氣冷凝室的開口與主腔相通；在主腔后部下方的最低點(diǎn)處設(shè)有集油/水管。
全文摘要
一種改進(jìn)型摩托車用單缸四沖程50cc發(fā)動機(jī)，屬于摩托車發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，主要解決現(xiàn)有139QMB發(fā)動機(jī)動力性指標(biāo)偏低、噪音較大、可靠性較差等問題。其改進(jìn)部分涉及熱力部分和空氣濾清器，采用整體式氣缸頭減少凸輪軸軸承摩擦損失，降低運(yùn)轉(zhuǎn)噪音；優(yōu)化缸頭氣道結(jié)構(gòu)；氣門、氣門彈簧、氣門彈簧座、活塞、活塞銷等零部件做了輕量化設(shè)計(jì)；優(yōu)化配氣相位及燃燒室容積；活塞采用加厚的活塞環(huán)岸設(shè)計(jì)；活塞一環(huán)采用扭曲環(huán)，油環(huán)組合降低高度25％，降低了活塞環(huán)的摩擦損失；全新的空氣濾清器結(jié)構(gòu)。該機(jī)與同類型發(fā)動機(jī)相比，整機(jī)震動較輕、噪聲較低，油耗低，輸出功率、扭矩較大，動力性能明顯提高。
文檔編號F02M35/16GK101349194SQ20081013961
公開日2009年1月21日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者李蘭英, 李小國, 秦繼峰, 陳建龍 申請人:濟(jì)南輕騎發(fā)動機(jī)有限公司