该款发动机在确保水冷效果的同时,对气缸体组合、气缸头组合、气缸头盖组合等进行了全新设计,在风冷技术平台进行了水冷结构设计,具有结构紧凑、设计巧妙的特点;在使用上,可在一定时间内无循环水状态下进行工作,发动机不会出现常规水冷发动机气缸头密封垫因烧蚀而进水、活塞因温度高而拉缸、润滑油因温度高而变质等情况,大大放宽了发动机的使用条件;在成本控制上,比常规水冷机低很多,更利于市场推广。
近年来,随着国家富农政策和西部大开发战略的实施,三轮摩托车已成为农民朋友发家致富的好帮手,并且也越来越向大排量方向发展。排量的不断增加,加之发动机恶劣的使用环境(重载、路况差、用户的维护保养差),发动机温度高、曲轴大头抱死、活塞拉缸、烧机油等各种故障也随之增加,给大排量三轮摩托车发动机的推广带来不好的负面影响。为解决此类问题,水冷发动机被广泛用于三轮摩托车上,但由于水冷发动机成本高,及存在气缸头密封垫烧蚀等问题,制约了水冷发动机的应用及推广,为此,力帆公司成功开发了1款新型摩托车水冷发动机。
1 传统摩托车水冷发动机结构及特点
传统水冷发动机外观如图1所示,气缸体组合如图2所示,由图2看到,缸孔外围有1个圆环形水道,循环水从水泵出来后,经发动机水管通过水嘴2进入圆环形水道,进行缸体内的水循环。
传统水冷发动机气缸头组合如图3所示,由图中看到,气缸头组合结合面上有数量不等的条形水槽,与图2中的圆环形水道相贯通,循环水从缸体上来后经过两缸面之间的密封垫,从条形水槽进入缸头水道进行循环,再从气缸头侧面的气缸头出水口进入散热器。
水冷发动机因具有高缸压、大功率、冷却好、耐磨、隔音好、低噪声、高标准和好品质等核心优点,使其具备了优异的性能,被广泛用于三轮摩托车(包括ATV)上,但同时也存在一些缺陷制约了水冷发动机的使用。
a)气缸体缸孔外是圆环形水腔,孔壁比较薄,发动机处于高温状态时,缸套易产生变形,引起活塞拉缸,从而导致发动机失效。
b)从气缸体组合与气缸头组合结合面看到,水道与燃烧室之间很近,气缸头密封系统是双向密封,结构较复杂,既不能让冷却液漏入机油中,也不能让机油或气漏入冷却液中,对缸面质量要求相对较高,一旦气缸体、气缸头间平面粗糙度和平面度较差,密封垫的压缩率便无法填补密封面的粗糙不平,会导致气缸垫有烧损、老化粘缸等现象,气缸头密封损坏情况如图4所示。
c)水冷发动机气缸头水槽布置多,对强度要求高,由于一些农村客户有时不加冷却液直接加注自来水,这样会造成冬季结冰膨胀,把水道壁胀裂,直接导致发动机失效如图5所示。
d)水冷发动机各部件结构复杂,加工报废率高,对加工质量要求较高,因此,相对成本也较高,也制约了水冷发动机的广泛推广。