通用汽油机减压机构对启动力的影响

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３６卷第８期　林业机械与木工设备　ＦＯＲＥＳＴＲＹ　ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ＆ＷＯＯＤＷＯＲＫＩＮＧ　ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ　Ｖｏ１　３６　Ｎｏ．８　Ａｕｇ．２００８　２００８年８月　通用汽油ｉｌｉ几减压ｉｌｉ几构对启动力的影响　黄文敏，张蕾　（江苏林海动力机械集团公司，江苏泰州２２５３００）　摘要：通过对通用汽油机减压机构影响’启动力的原因进行分析，找出减小启动力的最佳方案，并采取了改进　措施。　关键词：汽油机；减压机构；启动力；分析　中图分类号：ＴＫ４１９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—４４６２（２００８）０８—００５９－０２　小型通用汽油机近年来发展迅速，其广泛的用途　汽油机凸轮轴减压机构是在凸轮轴上设置一个减　越来越受到市场的青睐，甚至已经进入到众多的家庭，　压甩块、一个扭簧和一个弯杆，见图１。减压甩块的头部　这就对通用汽油机的启动性能提出了更高的要求，除　（弧形）位于凸轮轴齿轮一侧的桃形面中，在扭簧扭力　了机器启动可靠外，启动力的大小也成了评价其性能　的作用下，减压块头部贴合于排气凸轮的桃型面内，两　的一个重要指标。　端分别连接在减压甩块上和凸轮轴齿轮端面里侧；凸　笔者参与开发的一款小型通用汽油机为四冲程垂　轮轴上设有一个凹槽，凹槽对应排气凸轮的基圆，凹槽　直轴动力汽油机，主要应用在草坪修剪机上，其市场定　中装有减压块头部，减压块头部高出排气凸轮的基圆　位主要为国外家庭使用，因此客户对启动力有明确要　面接触排气挺柱。汽油机启动时，当转速小于５００ｄｍｉｎ　求，即启动力不能大于１６０Ｎ。我们重点对排气减压装　时头部弧形端将排气门顶开，使汽缸在压缩时将气体　置进行了研究分析，借助大量的试验结果进行优化设　排出，以减小启动时的汽缸压力，使汽油机启动时的响　计，取得了理想的效果。　应更直接，更有利于顺利启动。　１影响启动力的因素　影响启动力的因素有以下三种：①发动机的汽缸压　缩；②发动机内各摩擦副的润滑；③发动机零部件的加工　精度。在这三种因素中，以发动机汽缸压缩最为显著，因　为对于四冲程通用汽油机，压缩行程活塞从下止点运行　到上止点时气缸内可燃混合气的体积缩小到原来的１／８　左右，而相应的压力增大了８倍；另一方面，火花塞点火　弯杆　时刻设计为活塞到达上止点前，这两点都会使活塞越过　图１汽油机凸轮减压结构　上止　时产生一个很大的反作用力。发动机正常运转时，　由于飞轮储存能量，其埙性作用可以克服上述反作用力，　３减压机构影响启动力原因分析　维持曲轴的连续运转；但在启动时飞轮从静态开始作旋　目前，我公司生产的汽油机减压机构的工作原理　转运动，没有足够的惯性力，所以用户会觉得启动困难。　据此，有效的方法是，启动时当活塞运行到上止点前就　是，启动时凸轮上的减压机构头部（弧形）端将气门挺　能释放缸内的压力，使曲轴能够顺畅运转，具体措施是　柱及气门推杆向上推动，气门推杆推动气门摇臂，气门　增加减压装置。减压装置的种类很多，有手动减压、减压　摇臂将排气门打开，使汽缸里的压缩气体产生泄漏，减　小启动力，见图２。　阀减压等，但目前常见的还是离心式自动减压机构。　汽油机启动时，如果活塞是从下止点向上止点运　动，这时进气门关闭，凸轮减压机构开始工作，凸轮排　２减压机构基本原理　气桃形凹槽中减压块头部弧形端将排气门顶开，活塞　收稿日期：２００８—０３—２７　继续向上运动，将要到达上止点时，减压机构停止工　维普资讯 http://www.cqvip.com

林业机械与木工设备　第３６卷　图２汽油机配气部分结构　１．排气门；２．气门摇臂；３．气门推杆；４．进气挺柱；５．凸轮轴　减压机构；６．减压甩块头部弧形端　作，活塞继续向上运动到达上止点，只要克服这一段的　压力，就能启动发动机。当活塞从上止点向下止点运动　时进气门打开，汽缸中无压力，到下止点后再向上止点　运动时，由于有惯性存在，活塞会很快通过上止点，这　时启动力明显减小。　现在的汽油机启动力大于１６０Ｎ，原因是发动机　在启动时活塞向上运动，当减压机构停止工作后，活　塞距上止点的距离偏大，使得压缩力增大，超过了　１６０Ｎ。因此，只要控制减压机构起始点及停止工作点　的压缩距离，就能控制汽油机启动力的大小。为此我　们对汽油机进行全面分析，特别是对减压机构及活　塞运动位置进行重点分析。通过仔细观察和检测发　现，当从下止点向上止点运动时，减压机构停止工作　后活塞所处的位置距上止点的距离为１５ｒａｍ，活塞要　想到达上止点，就必须克服这１５ｍｍ的压缩量，而这　个压缩量就会使这款汽油机的启动力大于所规定的　１６０Ｎ。要想解决启动力大的问题，就必须调整活塞的　压缩量，也就是调整活塞距离上止点的位置。要达到　这个目的，就要对减压机构的起始点及停止工作的　位置进行调整（前移或者后移），使活塞到上止点某　一最佳位置时（也就是压缩量的大小）排气门刚好关　闭，保证启动力小于１６０Ｎ。　４解决措施　通过以上的分析，我们采取了以下改进措施。　４．１调整减压机构起始点及停止工作的位置　根据上面的分析，我们采取延长减压机构停止工　作时间的措施，也就是说，当减压机构停止工作后，活　塞距上止点的距离越近，启动力就越小，所以我们将减　压块头部弧形端向后调整，使活塞的位置与上止点距　离接近，达到降低启动力的目的。　４．２试验与改进　减压机构停止工作后活塞所处的位置距上止点的　距离为１５ｍｍ，我们通过对减压块头部弧形端的位置　进行调整，使活塞所处的位置距上止点的距离为３～　４ｍｍ时减压机构停止工作。我们将减压甩块改进后，　装机进行试验，感觉拉力明显减小，用拉力测力表进　行２０次拉力测试，均在５０—９０Ｎ之间（将活塞调整到　靠近上止点的位置进行测试）。按照目前的状态又改　进五只减压甩块，分别在五台汽油机上进行试验，拉　力测试结果表明，拉力基本在９０～１３０Ｎ之间，但启动　非常困难，为此必须对减压甩块进行重新调整。我们　认为应有一点最佳位置，既能降低启动力又不影响汽　油机的各种性能。为能找到这一位置，对减压机构头　部弧形端的位置进行测试，我们制作了五十多只不同　的凸轮减压机构，然后进行拉力试验。在试验过程中　发现，当减压机构头部弧形端后移较大，活塞处于上　止点时的启动力明显减小，大约为５０～９０Ｎ，但启动非　常困难；当减压机构头部弧形端后移较小时启动力变　化不大；当减压机构头部弧形端后移到某一点时，活　塞离上止点约７～８ｍｍ，这时的启动力大约为１２０～　１５０Ｎ，基本上达到了我们预期的目标。这个最佳点找　到后，又复制了十只类似的减压机构分别在五台发动　机上进行试验，都达到了预期效果。　５小结　①减压机构按上述方法改进后，经过多次反复试　验，启动力大的情况均未再发生。　②为了验证采取的措施是否正确，将每一只减压机　构装在五台不同的发动机上试验，同时到车间进行启　动力测试，请不同的试车工及有关人员试验‘，他们都感　觉到启动力明显下降。　③通过多次改进设计并经过大量试验，汽油机启动　力大的问题得到解决。已批量生产６万台汽油机，其启　动力都在１２０　１５０Ｎ之间，完全达到国外客户对启动力　的要求