摩托车发动机压缩比测量技术现状及改进
摘 要：本文在分析国内摩托车发动机测量压缩比技术的现状及缺陷的基础上，提出了改进的压缩比测量方法——液体测量。文章详细论述了液体测量方法的原理、关键问题以及液体的选择，同时研制了一套压缩比测量系统，该装置操作简单，安装方便，目前已应用于生产实践中，使用情况良好。
关键词：发动机;压缩比;液体测量
中图分类号：TP274 U464.12 文献标识码：B
Present Situation and Mending Method for Measurement
Technology of Motorcycle Engine Compression Ratio
Zhao Shu-juan1，YU Yong-hui2，HE Xiao-rong2, Qiu liu-dong3,
(1.Department of Automation, Chongqing Industry Polytechnic College, Chongqing, 400050,China;
2.College of electronic Information & Automation, Chongqing Institute of Technology,
Chongqing, 400050,China; 3. College of Automation, Chongqing University, 400050, China)
Abstract:In this paper a mending method for motorcycle engine compression ratio is set up based on the analysis of local motorcycle engine"s measuring method. This paper introduces the generic concept of system project holistic design, collects and compares the displacement signals of supply valve, exhaust valve and crank by using raster displacement coder and photoelectric angle coder, finds out the relevant relation, exactly measures the parameters of valve phase, and also explains why use the liquid measure in our design. Finally we studied and found the measure system for motorcycle engine compression ratio. It easily operates and now has gained better efficiency in practice.
Key words:motorcycle engine, compression ratio, liquid measure
由于环境保护和人类可持续发展的要求，低能耗和低污染已成为摩托车发动机的发展目标, 要求发动机既要保证良好的动力性又要低油耗，摩托车的压缩比直接与发动机的功率、扭矩、油耗、排放密切相关，是影响发动机性能的一个重要结构参数［1］。目前国内摩托车企业测量压缩比的方法主要是液体容积测量法［2］，该方法操作复杂，精确度不高，因此应对其测量方法进行改进。文章指出容积测量的方法大多采用液体或者气体测量，由于气体受压力和温度的作用对体积影响比较大，所以提出了液体测量的方法。并对本系统液体测量的方法和如何选择测量液体进行了详细的介绍，研制了一套压缩比测量系统，该装置操作简单，安装方便，目前已应用于生产实践中，并取得了较好的测试效率。
1 摩托车发动机压缩比测量技术现状及缺陷
目前我国摩托车企业测量压缩比的方法主要是液体容积测量法。如图 1所示。将发动机的火花塞取下，先用百分表，通过火花塞孔，将百分表的测杆置于活塞的顶部，转动曲轴，通过百分表的示值转折点，找准发动机活塞运动的上止点和下止点。在上止点时将曲轴止住，用滴管将液体慢慢滴入发动机的燃烧室内，同时要注意排出其中的空气，当液体液面与火花塞孔口部平齐时，记录下滴管的前、后刻度值H H2、，这就可以得出发动机燃烧室的余隙容积Vc：
Vc=H1-H2-Vl（Vl为火花塞伸入燃烧室部分的体积）(1)
再将发动机的曲柄进行旋转，同时一边不断地用滴管向燃烧室内注入液体，直到通过火花塞孔可以清楚地看到其中的液体，然后关闭滴管的开关。同时正反两个方向旋转曲轴，找出液体液面的最低点，此为活塞运动的下止点，这时再打开滴管的开关，继续向燃烧室内缓慢地滴入液体。当液体液面与火花塞孔口部平齐时，记录下滴管液面的高度H3。再用液体容积法测出火花塞L部位的体积Vl。这样就可以得出汽缸最大容积Va：
Va=H1-H3-Vl(2)
测出了Vc、Va就可以计算出压缩比E：
E=Va/Vc(3)
从上面的叙述中可以看出，目前这种测量方法对操作人员的熟练程度要求高、操作较为复杂、测量的准确性也主要取决于操作人员的熟练程度。有必要进行进一步的改进。
2 摩托车发动机压缩比测量方法的改进
容积测量的方法大多采用液体或者气体测量。由于气体受压力和温度的作用对其体积影响比较大，所以我们采用液体测量的方法。
2.1 液体测量方法的研究
2.1.1 液体测量方法的关键
液体测量方法就是用液体代替燃气，经过火花塞孔灌入发动机燃烧工作室。通过测量灌入的液体容积来分别测出汽缸余隙容积Vc、汽缸最大容积Va。从而根据公式计算出发动机的压缩比。液体测量方法的关键是：
1）由于发动机燃烧工作室通过火花塞孔形成的是一个单孔容器，在向其中灌入液体时，其中的空气必须排出干净。否则测出的容积不等于实际容积。
2）用于测量的液体必须满足两个必备的要求：首先，为了防止液体从缸体、活塞环、活塞形成的密封面泄露，要求液体有一定的粘度。在考虑这一问题时，由于在这几个密封面中，间隙最大的就是活塞环的开口间隙，所以在选择测量液体粘度时，以活塞环的开口间隙为依据。其次，为了使测量液体能充满整个燃烧室，液体还必须具有一定的流动性。
2.1.2 液体测量方法的原理
由于发动机燃烧工作室通过火花塞孔形成的是一个单孔容器，如果只往容器中灌入液体，就无法形成一个液体流动的通道。［1］当活塞在其中做往复运动时，不宜测量液体容积的变化。我们考虑应当想办法让单孔容器变成双孔容器。如图 2所示。
图1 液体容积测量法测量压缩比
图2 压缩比测量系统示意图
为了把燃烧室中的空气排干净，我们在液体通过的路径上增加了一个泵，以加大液体灌入燃烧工作室的压力，这有利于空气的排除。整个液体经过的路径是:
量杯2泵火花塞孔处的管1