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雅马哈二冲程摩托排气弯管结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2021-12-19 ID:461957
  • 雅马哈二冲程摩托排气弯管结构设计
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  做动力改装和整车配套的结构工程师都清楚,二冲程发动机的排气部件从来不是简单的导气管道,它直接参与发动机的扫气过程,对动力输出区间、扭矩峰值的影响占比能到三成以上,这款适配雅马哈二冲程机型的排气结构,就是围绕小排量跨骑车型的动力特性做的针对性设计。先从安装边界说起,这款排气的进气端采用直段收口设计,接口内径匹配对应机型的排气出口外径,安装时通过卡箍抱紧密封,不需要额外做法兰转接,进气直段长度控制在合理范围,既保证安装时和发动机缸头排气口的同轴度公差,也避免过长的直段导致排气脉冲过早衰减。整个管身的变径曲线是设计核心,从进气端开始先做渐扩处理,扩张段的锥角经过反复测算,匹配二冲程发动机特定转速下的排气压力波反射时机,

  当排气门打开排出高温废气时,渐扩的管腔会让废气压力逐步降低,形成的负压波能在扫气阶段帮助气缸内的新鲜混合气充分填充,避免新鲜混合气随废气直接排出,这也是二冲程排气和四冲程排气最核心的设计差异。管身中段的大容积腔体,除了配合压力波反射,还承担了初步消音的作用,废气在大腔体内形成涡流,抵消部分高频排气噪音,之后管身逐步收窄,到尾段做平滑的弯曲处理,弯曲半径经过校核,既保证车尾侧的安装位置不超出整车宽度边界,也避免过小的弯曲半径导致排气阻力陡增,尾段的出气口直径经过匹配,控制排气背压在合理区间,背压过高会导致排气不畅动力憋闷,背压过低则会损失低转速扭矩,日常代步骑行的低扭表现会大打折扣。从实际应用场景看,这款排气既可以作为原厂替换件,适配对应年款的雅马哈二冲程车型,解决原厂排气锈蚀破损后的更换需求,也可以作为改装基础件,工程师可以在这个管身结构基础上调整尾段消音芯的结构,或者微调扩张段的锥度,来适配不同的动力改装方案,比如针对赛道用途可以适当减小扩张腔容积,把动力峰值往高转速区间偏移,针对日常林道穿越则可以保留原有的大容积设计,保证中低转速的扭矩输出,应对非铺装路面的频繁启停和爬坡需求。建模过程中,管身的曲面过渡是重点,所有变径位置都做了G2连续处理,没有突兀的折角,一方面是减少排气气流在管内的紊流,降低不必要的动力损失,另一方面也能避免应力集中,二冲程排气工作时的温度波动很大,冷机启动到全负荷工作时管身温度能从常温升到数百度,

  热胀冷缩产生的应力如果集中在折角位置,长期使用很容易出现焊缝开裂或者管身变形的问题,平滑的曲面过渡能把应力均匀分散到整个管身,提升部件的使用寿命。安装固定点的设计也做了充分考量,除了进气端和缸头的连接,管身中部设计了对应的挂耳安装位,位置匹配原车的车架吊耳,不需要额外打孔改装,固定点采用橡胶衬套缓冲,能吸收发动机运转时传递到排气的震动,避免长期震动导致的固定螺栓松动或者管身震裂。整个管身的壁厚采用均匀设计,适配不锈钢冲压焊接的加工工艺,量产时可以分成上下两半冲压成型之后再做焊接密封,加工难度低,成品一致性好,表面抛光处理之后既有金属质感,也能在日常使用中减少锈蚀的概率,应对雨天骑行或者非铺装路面的泥水侵蚀。

  很多刚接触二冲程动力设计的工程师容易把排气当成通用导气件,直接套用四冲程排气的变径逻辑,做出来的成品装车之后往往会出现动力下降、油耗飙升的问题,本质上就是没理解二冲程排气的谐振作用,这款结构的变径曲线是结合对应排量机型的排气正时、扫气角度做的匹配,不是随意做的纺锤形造型,每一段的管径变化、长度尺寸都对应特定转速下的压力波传递速度,保证在常用的动力输出区间内,排气谐振能起到正向的扫气辅助作用,而不是干扰气缸内的换气过程。从整车布局的角度看,这款排气的弯曲弧度避开了后摇臂的运动行程,在减震压缩到极限位置时,管身和后摇臂、后轮之间都留有足够的安全间隙,不会出现运动干涉,同时管身的位置也避开了骑手的腿部接触区域,避免骑行时烫伤,外侧不需要额外加装大面积的防烫罩,能兼顾轻量化和外观的整体性。

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