长江750系列摩托车技术发展预测 Forecast on Technical Development of Changjiang 750 Series Motorcycle 墨兰壑‘南昌航院’U,25 摘要长江750系列摩托车是引进原苏联50年代的M72型老产品技采进行生 产的,因而明显地表现为技术性能差的落后状况。目前唯一可行的技术途径是采用新 材料、新.工艺、新技采舛长江750摩托车进行技术改造。提高发动机外观品质、减轻整 机质量、提高’燃烧效率、降低整车油耗、降低噪声提高制动性能、提高外观品质等,实 现从设计到加.工、装配、管理在内的一个全自动化过程。 Ch9ng~ang 750 motorcycle has been manufactured with the technology of the M 72 product imported from USSR.As it is a product of 1950 S of USSR.its teeh— nieal performance is obviously backward. At present the only way to improve its performance is to use new materials,new process and new technology.The quality of the engine,fuel economy,the braking performance and the exterior appearance should be improved and the weight,the fuel consumption and the noise level of the motorcycle should be lowered down.A whole automatic process incorporating de— signing,machining,assembling and manageing should be realized. , / . 叙词: 摩托车 发 预溯 长江75O系列摩托车通过近40年的连 续生产和不断改进、改型,其可靠性、耐久性 和内在质量均已达到国内一流水平,井荣获 国家最高产品质量奖—— 国家银质奖,长江 750商标已成为我国的著名商标,产品广销 海内外,赢得了广大用户的青睐。 然而,由于长江750系列摩托车是引进 原苏联50年代的M72型老产品技术进行生 产的,设计上只追求经久耐用、可靠性好,而 没有过多地追求经济实惠、功能完备、性能优 良、设施豪华,因而明显地表现为。傻、大、黑、 粗 与技术性能差的落后状况。4O年来,国内 收稿日期1994—07—30 t摩托车技术》 虽对其进行了多次改进、改型,由于原型车结 构上的局限,其技术性能不可能有大的突破。 尤其是摩托车的心脏—— 发动机明显地表现 为技术性能落后,与国外高性能发动机相比 差距甚远,同国家对摩托车的限值标准也有 较大差距。根据广泛的社会调研和国内市场 分析,预计在本世纪内和21世纪初,长江 750系列摩托车在国内和第三世界国家还有 广阔的市场潜力。目前问题的关键是要大幅 度提高长江750系列车的技术性能,以满足 人们对现代摩托车性能的需要。为此,有必要 对长江750系列车的技术发展进行预测,以 促使长江750系列车沿着协调、健康、正确的 方向发展。 1 述 综 [ 一 年, 维普资讯 http://www.cqvip.com 综述 1 发动机技术发展预测 1.1 提高外观品质 长江750发动机的曲轴箱、变速箱、气 缸、气缸盖等外覆件均为铸铝或铸铁砂型件, 外观粗糙,用户很不满意。随着国内铝合金 高、低压铸技术和工艺的日益成熟,将砂型件 改为高、低压铸件,外观品质便可大大提高。 这是提高发动机外观品质的有效途径和发展 方向。 1.2 减轻整机质量 长江750发动机整机质量80kg,为对置 式结构,体积大、质量大.严重地影响整车的 造型和质量的减轻。因此,有必要采用高性能 的轻质新材料取代重金属材料。如长江750 发动机的左、右铸铁气缸,可改为铸铝件镶铸 铁缸套结构,可大幅度降低两个气缸的质量, 也可采用全铸铝气缸喷涂高耐磨的陶瓷材 料.进一步降低气缸质量。铸铝气缸镶铸铁缸 套技术,在汽车、摩托车发动机上已广泛应 用,全铸铝气缸喷涂高耐磨的陶瓷材料技术, 在汽车发动机生产和修理中也开始使用。长 江750系列发动机采用这一新技术是必然发 展趋势。 1.3 提高燃烧效率 长江750发动机的燃烧效率只有20 ~ 23 %,70 %以上的能量都浪费掉了,其主要 原因是因为制造发动机的金属材料高温性能 差,长期使用的温度上限为900~1 O00'C,而 发动机燃烧室的温度高达1 200"C以上,为保 护金属零件,使发动机能连续正常工作,必须 配备一套冷却系统。这样就带来两个问题:一 是由于燃烧室温度受到限制,燃油得不到充 分燃烧,大约有30% 的燃油未燃尽;二是由 于冷却系统不停地带走热量,大量的热量 (25 ~3o% )被浪费掉了。金属的耐热性能 差,气缸壁与活塞环之间常常因为磨损而出 现缝隙,使发动机窜油窜气,造成能量进一步 损失。如采用高温结构材料,例如SiC陶瓷, 2 在1 200℃的工作环境中几乎可以维持室温 时的强度和硬度,最高安全使用温度可达到 1 650~1 750'C。用它来制造“陶瓷发动机”. 无需冷却系统、润滑系统,体积可缩小40 , 发热效率可提高20 ,燃油可节省30 ~ 50 %,预计到21世纪,这种发动机将逐步取 代现有发动机。 - 1.4 大幅度降低整车油耗和排放污染物 长江750发动机的经济车速油耗虽不很 高,但由于整车经济车速仅为50~60km/h, 与摩托车实际行驶状况有较大的差距。特别 是高速行驶时实际行驶油耗与车速成正比大 幅度增加,因此,摩托车的实际平均行驶油耗 已达到甚至超过6.5L/1OOkm。 降低油耗和排放污染物的有效措施是引 进国外高科技电子技术,如采用数字式电子 点火和燃油电子喷舯,使发动机在任何工况 下均能处于最佳的技术状态,使燃油燃烧更 充分,以达到最佳的节油效果和较大幅度减 少排放污染物。 目前的节油措施和发展趋势如下: a.将发动机的机械式触点点火方式改为 用国产无触点电子点火,延长摩托车的点火 时间,并增加点火强度,可实现整机节油5 ~ 8 %左右。 b.直接购买国外高性能节油化油器与 长江750发动机配套,实现节油或与国内化 油器专业生产厂家合作,联合引进生产国外 高性能化油器与长江750系列发动机配套, 实现节油。 c.直接选用国产磁化节油器,使汽油磁 化,变成磁化油。磁化油的颗粒同极相斥,在 磁场作用下定向运动,使汽油分子裂解,改变 了汽油分子的排布,使之密度减少,分散能力 提高,促使燃油雾化;扩大燃油与空气的接触 面积,促进燃油及时而充分地燃烧,可平均节 油6 ~8 %以上。 d.采用浮子室液面稳定器节油。当摩托 1994年第6期 维普资讯 http://www.cqvip.com 综述 车在坎坷不平路面行驶时,化油器浮子受到 振动,针阀被不断开启,浮子室油面将不断升 高,使混合气偏浓,油耗增加,严重时还可能 溢油.使发动机性能恶化,甚至熄火。采用浮 子室液面稳定器,增加液面波动的阻尼,从而 减轻浮子不必要的波动,以达到部分节油的 目的 e.采用臭氧发生器,使进入气缸中的部 分氧气变成臭氧,臭氧是一种性能十分活泼 的物资,具有很强的氧化作用,使气油分子裂 解成非常微小、均匀的油粒子,同时臭氧与氧 混合,在发动机点火时会发生强烈的爆炸,使 燃油的可燃性提高了7o ,节省燃油30 , 同时排气中只含CO 和水蒸汽,对环境枵染 减少98 。 1.5 降低噪声 发动机的排气噪声可以通过改进排气管 和消声器的结构来实现。近几年来,通过艰苦 的探索和实践,排气噪声完全可以控制在 84dB(A)以内。发动机的进气噪声约占整车 噪声的30 左右,降低进气噪声对降低整车 噪声有着不可忽视的重大作用,预计今后会 通过改进进气系统的结构或在进气系统加消 声器来解决。预计今后会将金属齿轮改为高 耐磨的轻质复合材料,可大幅度减少齿轮的 传动噪声 对气门挺杆与摇臂之间的撞击噪 声可通过改变其结构来消除这一令人生厌的 噪声。 2 车身技术发展预测 2.1 降低空气阻力系数 目前,空气阻力随着车速的提高,矛盾日 益突出,一般车速在80km/h以下,空气阻力 尚不大;超过80km/h后,摩托车风阻能量的 消耗要比滚动阻力大3~4倍。因此,在今后 的设计中需改进摩托车的造型,使摩托车的 风阻系数降到最小。 2.2 减轻整车质量 长江750系列摩托车的传统材料是钢 ‘摩托车技术》 铁.明显地表现为笨重、油耗大和速度慢。要 改变长江750系列摩托车“傻、大、黑、粗”的 面貌就必须要从设计上不断采用新材料、新 技术,大幅度减轻整车质量。目前国外摩托车 的车身覆盖件,广泛采用质量只有钢材1/3 的复合材料,如玻璃钢、塑料、碳纤维增强复 台材料等 长江750系列摩托车的前挡风罩、 仪表盘、仪表罩、开关板、左右护罩、尾箱、尾 罩、边斗等零件已采用了手糊玻璃钢件或模 压ABS件,对降低整车的质量起到了积极的 推动作用 毫无疑问,车身覆盖件采用轻质复 合材料或塑料是必然发展方向。 车身结构件,如车架、前叉、摇架、车轮等 零部件国外已广泛采用轻金属铝合金材料和 高性能纤维增强复合材料 长江750系列摩 托车的车轮已开始由传统的辐条或钢制结构 改成了整体铝合金铸造结构,将传统的辐条 式车轮的轮辐、轮毂与钢圈压铸成了一整体。 不但免去了辐条的穿编和调整的麻烦,使维 修变得简易,而且可以根据车轮的实际受力 情况设计成等强度、等钢度的断面。例如将轮 辐设计成“s”字形断面后,其横向和纵向钢 度极佳,有效地避免了高速行驶时辐条式车 轮产生的扭曲变形,而且使摩托车悬架下质 量实现了轻量化,j丕易于制动盘或制动鼓散 热,有效地提高了摩托车制动时的抗热衰退 性 车架是摩托车的骨架,长江750系列车 的车架是钢管和钢板焊接而成,不但质量重 而且焊缝处易产生应力集中。目前国外已采 用外形美观漂亮的大型整体化铝合金铸件或 冲压件。这种主要件质量的减轻,对降低整车 的质量效果十分明显。为了增加车架的刚度, 采用了加大横截面积,断面铸成“目”字型或 。日 字型结构,并按力矩大小设计成形状连 续变化的等强度、等刚度车架,使车架受力更 加均匀,焊缝缩短了45 ~65 。如采用碳 纤维增强复合材料制作车架,车架可以做得 3 维普资讯 http://www.cqvip.com 综述 更加小巧,质量会进一步减轻。 2.3 提高制动性能 长江750系列边三轮摩托车的前、后轮 制动器均采用鼓式制动器,边制动器通过钢 索与后轮联动。这种制动方式存在许多弊端: 其一制动效能差,即制动距离长;其二,抗热 衰退性能差,表现在大负荷连续制动时,制动 器温度急剧上升,制动性能大为降低{其三, 制动时的方向稳定性差,主要原因是边三轮 摩托车为非对称式结构,整车质心位置偏离 主车中心线很远,制动时容易引起向右跑偏, 向左侧滑,甚至向左翻车。因此,提高长江 750边三轮摩托车的制动性能是急待解决的 问题。其有效办法是将传统的鼓式制动改为 先进的液压盘式制动。长江750系列车的前 制动器已开始改为了液压盘式制动,目前的 问题是液压系统的漏油问题尚未解决好。后 制动器由于发动机结构上的局限,仍维持鼓 式制动,因此该系列车的制动性能目前尚无 明显提高。今后的发展方向是前、后、边三个 车轮制动器同时改为制动效能高、散热性能 好的液压盘式制动,而且边制动要改为与前 制动联动。同时三个车轮要改为吸热质量大、 传热效率高、散热面积大的整体铝合金车轮, 以提高摩托车制动时的热稳定性。此外,一定 要革除制动器中含有强烈致癌物质的石棉制 动片,采用高性能的粉末冶金型制动片。这样 整车的制动性能才可望大大提高。 2.4 提高行驶平顺性 随着人们对行驶平顺性和乘骑舒适性的 要求越来越苛刻,尤其对公路车和越野车,要 求在长途旅行中无论在何种路面运行应能均 衡地分散振动和冲击,以获得最佳的平衡与 稳定。因此要求悬架系统的挠度要大。 为了增大挠度,今后推出的新型长江 750摩托车将普遍采用杠杆放大比的后悬 架,利用后摇架杠杆比的放大作用,使后轮获 得较大的缓冲行程,同时悬架弹簧设计成变 4 节距,使得在各种工况下,弹簧的反冲恰到好 处。 为了降低固有振动频率,采用单减震充 气后悬架,以取代长江750系列车传统的双 减震器,避免多减震器左右减震筒弹力不均 衡的现象。在恶劣的路面上行驶时,具有变刚 度的充气后悬架的“空气弹簧”起作用,使后 悬架得到较低的固有振动频率,从而使后减 震器获得了很高的随动性。 为了进一步提高行驶舒适性,日本四大 摩托车公司,研究开发出了几种引人注目的 新概念型全浮式前悬挂装置。该装置冲破了 传统的伸缩式或杠杆式前叉结构的格局,将 现代高性能摩托车上已经应用了的最先进的 后悬挂装置技术巧妙地应用到前悬挂装置 中。其结构由单减震器、摇架、杠杆机构和转 向机构四部分组成。该装置明显地减少了非 悬挂质量,从而,使前悬挂装置对于地面的不 平度具有较快的反应能力。其固有震动频率 为1~1.3Hz,刚好是人体能习惯的步行时身 体上下运动的频率,乘骑时特别舒适,而且该 装置与后悬挂装置的结构与性能非常相近。 其频率和挠度值完全可以匹配得比较接近, 以减少共震的机会,全面提高了整车行驶的 舒适性。 2.5 提高显示效果 长江750系列摩托车上装有车速里程 表、转速表、燃油表、电压表、机油指示器、档 位显示器等指示仪表。这些指示仪表是驾驶 员的“限睛 。摩托车行驶时,驾驶员就是依靠 它来掌握摩托车的行驶情况和各主要部件的 工作状态。 然而长江750系列摩托车这些仪表,均 为传统的机械式指示仪表,它存在诸多难以 克服的弊端,属必然淘汰之列。 目前,国外豪华摩托车上全部采用了先 进的液晶显示。液晶显示响应时间快,在 一3O℃ 以下响应时间也不超过500msf消耗 l994年第6期 维普资讯 http://www.cqvip.com 能量极小,每平方厘米只要几个微瓦,而且很 容易制成平板型或曲面型显示器,厚度只有 几个mm,体积极小、质量极轻,还可以根据 摩托车的结构与造型的不同,设计成各种合 适的样式与整车融为一体。液晶显示的数据 准确、直观、极易读出,且具有储存和记忆功 能。目前国产液晶显示板还存在可靠性较差, 寿命较短的弊端,而进口价格又太贵,因而阻 碍了国产摩托车的液晶显示化 随着科学的 发展,采用液晶显示是必然发展方向。 2.6 提高外观品质 当前,摩托车的市场竞争,除摩托车内在 品质外,外观品质与选型效果的竞争成了新 热点,那些符合美学原理的精美的外型设计、 新颖别致的图案装饰、高品质的色彩涂层的 摩托车越来越受到市场和用户的青睐。因此 要延长长江750型摩托车的维持期,在今后 的设计和生产中,应采取更开放、更主动、更 具有远见、更富有挑战性的外型设计方针,在 确保产品具有优良的内在品质的前提下,更 加注意摩托车的外观品质与造型效果。 采用新涂料、新工艺提高摩托车的装饰 效果也是提高外观品质的一个重要方面。长 江750系列摩托车的传统涂料是有机溶剂型 涂料(包括硝基漆、氨基漆和丙烯酸漆等),易 挥发.严重地污染环境}尤其是溶剂型涂料耐 候性能差,出厂时颜色鲜艳夺目,使用不到一 年,漆膜便失光褪色.失去原貌,甚至粉化、裂 纹,失去保护能力。这是溶剂型涂料难以克服 的弊端。目前.国外豪华型摩托车几乎采用的 是100 的细微固体粉末涂料,具有高效、节 能、无污染、无腐蚀,便于储存运输,涂层坚固 耐磨、耐划、耐冲击、附着力强 耐候抗腐蚀、 质地优良等许多优点。这是传统的溶剂型涂 料难以比拟的。预计长江750系列摩托车目 前用的有机溶剂型涂层会逐步过渡到固体粉 t摩托车技术, 末喷涂层,以大幅度降低成本,提高外观品 质 。 3 摩托车零件的表面处理技术发展预剥 摩托车零件表面处理的目的是将材料表 面改性为所要求的性能,以适应现代摩托车 产品的高技术化、高性能化及高品质的实际 要求。近年来,国外摩托车的表面处理技术飞 速发展对摩托车升功率的提高及车辆轻量化 作出了很大的贡献。如摩托车零件通过液体 软氮化,使零件的最外表面形成一层10~ 20/~m厚的耐摩、耐腐的Fe。N、Fe N化合物 保护层 同时在保护层的内侧形成数毫米的 氮扩散层,体积膨胀大,软氮化零件温度迅速 冷却后,在加工零件表面产生较大的压缩应 力,从而提高了疲劳强度 这样摩托车零件就 可以做得小巧玲珑些,减少零件的体积和质 量。又如用等离子渗透法把高性能碳化硅或 氮化硅等细微粒子高度均匀地弥散到铝合金 基材中,可阻止基体产生塑性变形引起位错 运动,从而起到大大强化基体的作用。这种材 料已成功地取代了摩托车上的许多铁系金属 零件。 以铁系油缸为倒,不但苯重,散热性能 差,而且难以承受减震器极苛刻的往复运动 负荷,而通过这种表面处理的铝合金油缸,不 但质量轻,而且强度高、耐温、耐磨、耐冲击、 比铁系油缸的寿命提高了3~5倍。等离子渗 透法是近年来摩托车上应用的最新技术方 法.也是今后的发展方向。 用离子溅射法、化学气相沉积法或等离 子喷镀法将耐磨、耐高温的陶瓷材料或高温 合金均匀地溅射、沉积或喷镀到铝合金、不锈 钢等材料表面,既可达到减轻质量.又可提高 零件的耐磨、耐蚀和耐高温等性能。 5 维普资讯 http://www.cqvip.com |