目前國內設計開(kāi)發(fā)一款具有完全自主知識產(chǎn)權的發(fā)動(dòng)機從產(chǎn)品設計、零部件開(kāi)模、試制、樣機裝配和試驗需要投入大量的資金及人力，時(shí)間少則1年，多則2年～3年，既費時(shí)、費力，且一次性成功率很低。待產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出來(lái)后，一是市場(chǎng)(Rialto)也許不再接受。二是仿冒產(chǎn)品可能已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)(Rialto)。因此，利用一種基本型的發(fā)動(dòng)機，針對特種用途和目的，利用擴缸法、縮缸法或增減行程法進(jìn)行改型設計，則是一種投資小、見(jiàn)效快、風(fēng)險小的研發(fā)模式。本文將介紹利用擴缸法結合本企業(yè)的一些技術(shù)力量和設計手段，對125ml兒童越野發(fā)動(dòng)機擴缸改型為140ml賽車(chē)專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機深得客戶(hù)好評。并暢銷(xiāo)歐美市場(chǎng)(Rialto)的成功事例。一、利用擴缸法進(jìn)行發(fā)動(dòng)機的改型設計通過(guò)加大發(fā)動(dòng)機的缸徑。提高發(fā)動(dòng)機排量，以適應不用的用途，是一種投資小、見(jiàn)效快、風(fēng)險小的研發(fā)模式．且開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品專(zhuān)用件較少，易于產(chǎn)品的通用性和繼承性。 1、擴缸法所謂擴缸法，就是將基本型發(fā)動(dòng)機的氣缸直徑擴大，相應地加大發(fā)動(dòng)機的排量和功率。以適應不同的用途，此法要求擴缸后的發(fā)動(dòng)機零部件最大限度地與原機通用。擴缸后重新設計的零部件主要有：氣缸體、活塞、活塞環(huán)、氣缸頭、曲軸連桿機構、進(jìn)排氣門(mén)和離合器總成等。其余零部件均可保持不變。這樣發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)廠(chǎng)投入的模具費用較少，與零部件企業(yè)雙方承擔的風(fēng)險就極小。 1)結構設計 A、變速系統不作改動(dòng)； B、曲柄連桿機構的運動(dòng)件不能干涉； C、壓縮比可適當調整； D、可適當提高發(fā)動(dòng)機充氣效率。 (2)性能預測和驗證可以利用類(lèi)比法預測發(fā)動(dòng)機的性能。并通過(guò)充分匹配化油器和空濾器來(lái)達到目標值。 2、擴缸改型設計的方法 (1)利用U G N×4.0三維軟件對缸體、活塞進(jìn)行造型 (2)在臺架上進(jìn)行樣機測試，視測試結果對氣缸頭進(jìn)排氣道進(jìn)行優(yōu)化。并確定進(jìn)排氣道形狀同時(shí)調整壓縮比等。 (3)對驗證整改后合格的樣機進(jìn)行至少兩臺以上的200h強化試驗論證。 (4)將驗證整改合格，并通過(guò)200h強化試驗的樣機裝在與之相匹配的賽車(chē)上進(jìn)行性能測試和道路(Strada)試驗。二、臥式125mI兒童越野車(chē)發(fā)動(dòng)機改型實(shí)例原臥機125mI發(fā)動(dòng)機的結構如圖1所示，主要特征參數見(jiàn)表1。 1、改型要求 (1)缸徑定為中Φ56mm，行程與原機一樣為57mm，發(fā)動(dòng)機實(shí)際排量：56×56/4×3.14159265×57=140ml。 (2)最大功率設定為8.5kW(8500r/min)，原機6.2kW，最大扭矩設定為10.5N·m(7000r/min)，原機8.8N·m。 (3)盡可能與原發(fā)動(dòng)機零部件具有通用性和繼承性。 2、改型設計方案 (1)變速系統不作改動(dòng)，重新設計熱機部分零部件，變動(dòng)部分見(jiàn)表2，重新設計的零部件見(jiàn)表3。 (2)曲柄連桿機構的運動(dòng)件不能干涉。由于此改動(dòng)只是擴缸．曲柄連桿安裝尺寸及連桿中心距都沒(méi)有作改動(dòng)，只是重新調整動(dòng)平衡．因此不會(huì )改變曲柄連桿機構各運動(dòng)件間的運動(dòng)情況。 (3)為了滿(mǎn)足越野賽車(chē)對發(fā)動(dòng)機性能的要求．需適當提高發(fā)動(dòng)機壓縮比。以提高其爆發(fā)力。如圖2所示，將活塞設計成凸頂狀。為了滿(mǎn)足越野賽車(chē)對發(fā)動(dòng)機高速(High Speed)性能的需求．活塞盡可能輕量化。 (4)由于該發(fā)動(dòng)機排量大，壓縮比高，在冷卻不良、使用條件惡劣情況下。單純全靠風(fēng)冷也不能滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機的冷卻要求。為有效降低發(fā)動(dòng)機機油溫度，提高發(fā)動(dòng)機可靠性．故將發(fā)動(dòng)機機油冷卻方式設計成油冷。 (5)由于采用擴缸設計，氣缸體壁厚相應有所減，為防止氣缸體因發(fā)動(dòng)機過(guò)熱而變形，采用了特殊合金材料的鑄鐵氣缸體。 (6)將氣缸床設計成鋼墊。因為擴缸，氣缸頭4個(gè)A、B栓與氣缸孔壁的距離較近，且排量較大，壓縮比高，如選擇復合缸床墊，發(fā)動(dòng)機在運動(dòng)時(shí)勢必將缸床燒穿，所以決定選用0.2厚的不銹鋼墊。 (7)磁電機轉子(俗稱(chēng)飛輪)改用鋁合金鑲磁塊結構，平衡輪由合金鋼改為鋁合金結構．以減輕發(fā)動(dòng)機整體重量和曲軸轉動(dòng)慣量，滿(mǎn)足越野賽車(chē)對發(fā)動(dòng)機高速(High Speed)性能的要求。 3、試驗結果根據設計方案試制了3臺樣機，并進(jìn)行200h臺架強化試驗和底盤(pán)測試。與原機對比數據見(jiàn)表4、表5、表6。試驗結果表明。改型后的發(fā)動(dòng)機功率和扭矩都得到了較大的提升，滿(mǎn)足了越野賽車(chē)對發(fā)動(dòng)機高性能的要求，且有效降低了發(fā)動(dòng)機機油溫度，提高了發(fā)動(dòng)機的可靠性，其技術(shù)獲得了多項國家專(zhuān)利，如專(zhuān)利號ZL200630011513.9、ZL200630011514.3、ZL200630011515.8、ZL200630011516.2。路試情況將擴缸改型后的發(fā)動(dòng)機裝在兒童小越野賽車(chē)上進(jìn)行6000km路試，起步快，加速性能好，換擋靈活，動(dòng)力足，且沒(méi)有出現離合器打滑及傳動(dòng)部分零部件強度不夠等現象。三、結論利用擴缸改型的方法，成功地將125ml發(fā)動(dòng)機改型為140ml發(fā)動(dòng)機，通過(guò)臺架試驗和路試情況表明，此改型發(fā)動(dòng)機達到了預期效果，滿(mǎn)足了越野賽車(chē)對發(fā)動(dòng)機高性能的要求，深得歐美市場(chǎng)(Rialto)的好評。