本田V4发动机润滑装置及汽缸头部机构

2024年4月6日发(作者：一汽威姿改装)

本田V4发动机润滑装置及汽缸头部机构

摩托车曲轴箱装配完成后要对变速机构进行检查，观察每个挡位的变化情况是否符合要求。V4发动机变速凸

轮鼓使用的是行星齿轮变速机构。

对于多缸四冲程轴瓦结构摩托车来说，由于曲轴与连杆使用的是高速轴承，而高速轴承对润滑油的供油压力

与洁净度有严格要求，所以它们的润滑系统与一般普通小排量车不同。润滑系统如图1所示。

为了让大家对大排量摩托车润滑系统有一个全面的了解，我们首先从油底壳给大家谈起。

大家知道，机油的主要作用是润滑、密封、防腐、防震、清洗、分散材料应力和散热等。由于V4的油底壳是

铝合金做成，除有储存机油的功能外，还可以通过油底壳对润滑机油进行有效地散热。

机油泵转动时把油底壳的机油吸上来，有时油底壳内有较大的异物或残渣，这些异物或残渣进入润滑系统就

会导致润滑系统出现一系列的问题。因此在机油泵下端安装有一个金属机油滤网，对进入机油泵的机油进行

初步过滤。如滤网堵塞就会引起机油供油压力不足，导致轴瓦或其它部件发生故障。

机油泵

机油泵的作用是吸进并泵送机油，从而满足发动机各部分润滑的需要，对于V4发动机的机油泵来说，它是曲

轴通过动力传输齿轮传递给离合器大鼓，再由大鼓背部的一个链盘通过链条传递给机油泵驱动链盘来驱动机

油泵的。其中机油泵的内转子采用的是四个齿，外转子比内转子多一个齿，内外转子偏心布置，从而使每个

齿的前后壁面得以密封，转子工作时，利用转子之间的容积变化来泵送机油。由于转子的齿形是次摆线，所

以又叫次摆线齿轮泵。这种机油泵的供油量和供油压力取决于转子直径，转子整体厚度和转速这三个参数。

V4发动机的机油泵使用的就是次摆线齿轮泵，而且和一般车型不同的是，V4系列发动机的机油泵全部使用了

两组转子，如图2所示。

由于两组转子的厚度不同导致泵油量的不一样。其中转子厚度偏小的这组其机油主要通过油冷散热器再对变

速系统供给一定压力的润滑油（有的车型没有油冷散热器）。转子厚度偏大的那组所供的机油，由机油滤清

器进一步过滤（精细过滤）后进入主油道再对曲轴，连杆，汽缸，活塞，凸轮轴，缸头等各个润滑点部位进

行润滑。

泄流阀

泄流阀也称压力调节阀，由于次摆线齿轮泵的转速对供油量和供油压力有很大影响，而VFR系列摩托车的转

速在怠速的1300r/min到最高转速的15000r/min之间变化，这样供油量与供油压力也会发生很大变化。而供

油压力过低或过高都会对各个润滑点产生很大影响，压力过低会导致曲轴，连杆与轴瓦之间摩擦力过大，从

而损坏轴瓦或曲轴连杆，而压力过高会导致轴瓦表面的巴氏合金变形或脱离。图3是VFR系列润滑系统中的

两个泄流阀

泄流阀1是调整变速器的润滑供油压力的，而泄流阀2是对主供油道进行压力调节的。VFR系列的主供油道

压力要求最低不得低于3kg/cm

2

(发动机最高转速)，而泄流阀的开启压力为5kg/cm

2

。所以泄流阀的作用是防

止供油压力过高。

在VFR系列的仪表上有一个OIL灯，这个灯在钥匙打开时发亮，发动机启动后熄灭(雅马哈的某些车型如

FZR250的润滑系统使用的是重力开关，打开点火开关OIL灯不亮，启动按钮按下才发亮，曲轴箱内机油偏少

才发亮，它们的控制方式不同)。图4是雅马哈FZR250RR的机油重力开关。

在本田VFR系列上控制这个灯的是发动机上的一个机油压力开关，开关的一端直接与发动机油道相连，这个

开关控制OIL灯的负极，发动机油道内部没有压力或压力太低都会使开关连接线接通，受到一定压力才会断

开。如车辆启动后仪表上的OIL灯不熄灭或骑行过程中这个灯突然变亮或闪亮则需要立即停车进行检查。我

们在实际维修过程中发现，出现OIL灯不熄灭除线路故障外一般是由于发动机油底壳下部的滤网堵塞，机油

滤清器没有定时更换等问题造成的。

图5是机油压力开关的基本接线图，图6是机油压力开关的实物位置图。

机油滤清器

发动机机油在发动机内部循环过程中，具有清洗各摩擦表面，把金属粉粒和积炭带走的功能，这就是机油的

清洗作用。机油经过一段时间的使用，就会积存有各种异物或颗粒，再加上机油老化产生的胶质，机油就会

变脏，变脏的机油不利于润滑，它将堵塞油道或造成零部件表面损伤。那大家会说，机油泵下端不是有一个

机油滤网吗，这个滤网就是起到过滤作用的，为什么还要滤清器。实际上滤网只能过滤颗粒较大的异物，对

小颗粒异物是无法清除的，而轴瓦除对供油压力有一定要求外，对润滑油的洁净度也有一定要求，这样就需

要滤清器对润滑油进行进一步过滤。机油滤清器由壳体与纸质滤芯组成，纸质滤芯在壳体内部。在滤清器的

壳体内部有旁通阀，旁通阀又叫安全阀，同时在进油口有一个单向阀，机油泵泵送过来的机油推开机油滤清

器开口处的单向阀进入滤芯的外围，经过滤芯的过滤，然后从滤芯中间排出。在机油滤清器上安装一个单向

阀主要作用是防止聚积在滤芯外围的污染物在发动机停止运转时回流到发动机内部。

当机油滤清器内部的滤芯堵塞时，则滤芯内侧与外侧就会产生压差，这个压差会随着堵塞状况的加大而加大，

当压差达到或超过规定值时，这时旁通阀打开把没有经过滤清器过滤的机油直接输送给润滑点，从而保证最

低限度的润滑。这样虽然防止了因为滤芯堵塞而造成的润滑不良，但送入主油道的机油是脏机油。时机油滤

清器可以对机油中的小颗粒异物进行过滤，但没有自动清除异物的功能，长期使用会导致滤清器堵塞。所以

滤清器是一种易耗品，需要定期更换。

图7机油滤清器的内部结构图。

下面我们以VFR400 （NC24）为例，对润滑系统进行讲解，该车的润滑系统结构如图8所示。

机油散热器

在本田VFR400R （NC21、NC24）上都使用了机油散热器，

这种散热器可以有效地对发动机内的润滑油进行散热，但由于油道内没有像水冷系统那样的节温器。这样就

会导致在环境温度过低的地方发动机的温度提升过慢，使发动机温度不能尽快进入工作温度，这种情况会造

成汽缸，活塞，活塞环的过度磨损，因为这些零部件也是需要有一定工作温度的，过低或过高都会对他们产

生很大影响。所以本田公司对后来生产摩托车的机油散热器进行了改进。将散热器由风冷改为水冷。这样可

以有效地防止环境温度过低的地区由于发动机暖机时间过长而导致的发动机某些零部件磨损。

图9、图10是本田CBR400RR （NC29）上的水冷机油散热器。RVF400（NC35）也具有同样的结构。图11是这

种散热器的内部结构。

在2000年后，日本摩托车公司发现水冷机油散热器与风冷机油散热器相比有很大的优点，于是将这种散热器

进行了重新设计。图12、图13、图14是本田公司2007年生产的CBR600RR（F5）的独立式水冷机油散热器。

这种散热器的连接水管比以前加车型的粗了很多。这样就可以有效地提高发动机与机油的使用寿命，防止机

油温度过高而造成的黏度降低，润滑油的润滑性能下降。因为发动机温度过高就会使机油变稀，变稀的机油

会导致轴瓦处油膜强度下降。同时过高温度的机油容易产生胶质，加速机油的氧化，从而进一步降低油膜的

强度，而且会导致机油早期老化。

对润滑系统各部件维修后，在装配过程中要依次装配机油泵，机油泵连接管，过滤网，主油道泄流阀油底壳

等，然后再装配机油泵传动齿与传动链条，离合器大鼓与动力传输齿轮，离合器小鼓，离合器片。注意，每

组离合器片有一片是分离片，这片分离片与其它离合片不同，是装配在小鼓的最外面，与分离片对应的是有

两个铁片，一个是平的，一个是锅底形的，平铁片在外面，锅底形铁片紧贴平铁片朝里（专指压盘在主轴上

不固定这种离合器，如离合压盘在主轴上固定的则相反安装）最后装配离合器压盖，超越离合器，离合边盖

等，装配前后缸汽缸床，汽缸床上有一个（UP）字体，这个记号必须字体朝上，如图15、图16、图17、图

18、图19、图20、图21所示。

发动机燃烧室在发动机上部，混合气燃烧的密闭空间就是燃烧室，不单纯指汽缸盖上的燃烧室。燃烧室应该

包括汽缸盖上的燃烧室，活塞顶部及混合气在汽缸中燃烧的一部分。燃烧室的形状极大地影响着混合气的燃

烧过程，因此一台发动机为了获得大的扭矩，大的功率和省油，必须满足三个基本条件。

第一个是进排气效率高。

第二个是摩擦损失小。

这就需要摩托车维修人员更换零部件要考虑每个零部件之间的公差与配合，过大的间隙会导致发动机产生噪

声和导致润滑油压下降等各个方面的问题，零部件之间间隙过小会导致摩擦损失偏大而出现动力偏小，不好

启动，发动机升温过快和温度过高等现象。

在本田VFR系列上（除VF外），配气机构不是平常使用的正时链条参与配气而是使用无声齿轮参与配气，如

图22所示。

这就要求从曲轴上的配气齿轮一直到凸轮轴齿轮，它们的配合间隙要求都是很严格的，而把汽缸设计在曲轴

箱上，与曲轴箱成为一个整体这种设计就可以有效地减小因为汽缸垫厚度的不同而导致齿轮间配合间隙的变

化。这种结构虽然加工精度和成本高，但配气准确，不会产生链条配气那种高转速链条拉长出现的配气不准

确现象。所以VFR系列上的气缸上垫（也就是气缸床）的厚度是有严格要求的，虽然齿轮使用了副齿轮结构，

但汽缸床偏厚还是会导致齿轮间间隙过大而出现齿轮摆动敲击声，偏小会造成齿轮间摩擦阻力过大而产生严

重的啸叫声。对于这种齿轮参与配气结构的发动机，在维修中要特别注意。本田公司生产的CBR250（MC14，

MC17，MC19，MC22）CBR400（NC23，NC29）CB－1等都是使用的这种配气机构。

第三个条件是混合气燃烧过程好。

这个条件就与燃烧室形状有很大关系。

一个好的燃烧室必须要做到火花塞点火电极要尽量设计在燃烧室的中央，并具有良好的面容比和尽可能高的

压缩比。

VFR系列由于每个汽缸都采用双进双排（也就是两个进气门，两个排气门）布置，这样火花塞就可以做在燃

烧室的中央，与普通单进单排的燃烧室相比，由于单进单排的火花塞只能设计在燃烧室的旁边（由于进排气

门的原因），所以双进双排的发动机火花塞设计在中央，可以有效提高汽缸内的火焰燃烧速度和燃烧稳定性

方。

面容比

面容比就是燃烧室内的面积与容积之比。

当混合气在汽缸内燃烧时，燃烧产生的热量大部分都损失掉了，其中冷却损失占有相当大的比例。在燃烧过

程中，高温的燃气与燃烧室壁面不断的进行热交换，而为了减少冷却损失，必须尽力提高燃烧室容积降低表

面积。燃烧室的表面积越小冷却损失越少，燃烧效能自然就越高。

VFR系列这种燃烧室使用的是双圆顶燃烧室，这种燃烧室能使进入汽缸内的混合气在活塞运动接近上止点时

通过燃烧室的挤气区产生强烈的挤压涡流，从而使混合气燃烧更充分，动力性能更强，如图23、图24所示。

这种燃烧室虽然从面容比方面来说，面容比偏大，会增大冷却损失，降低燃烧性能（比如国产17.64kW长江

750发动机的燃烧室就是由于面容比过大导致燃烧性能过差和油耗较高），但毕竟利大于弊，所以在VFR系

列上基本是采用双圆顶燃烧室。而且一代一代不停地改进，到RVF400（NC35）上这种结构的燃烧室几乎发挥

到了极致。

压缩比表示的是混合气在汽缸内被压缩的程度。就是活塞在下止点汽缸内的容积（包括汽缸盖燃烧室）与活

塞在上止点燃烧室的容积之比。由于活塞顶部较厚，为防止热膨胀，所以活塞环到活塞顶部这一部分的直径

相比下部要小，这样在第一道活塞环到顶部之间仍有一个很小的空间，严格来说这个空间也应该计算进去。

通常压缩比越高，汽缸内的燃烧压力越高。在同等的进气量条件下，压缩比越高，输出的功率和扭矩越大，

燃烧效能越好。

但压缩比太高也会导致爆震，炽热点火等问题。这就需要摩托车维修人员对任何一台发动机在维修时都要考

虑这些方面的问题，特别是对于一些摩托车发动机设计人员和对摩托车发动机要进行改装的维修人员更须要

了解用户当地的海拔高度，湿度，温度，当地售卖的汽油辛烷值等数据，根据这些数据的平均值来调整发动

机的压缩比。如我国的地域辽阔，北方和南方的温度，湿度，包括海拔高度等差异较大。摩托车生产厂家也

应该根据各地区的这些差异对当地售卖的摩托车发动机燃烧室进行适当的调整（包括点火时间和配气正时），

从而使发动机更好地适应当地情况。

凸轮轴的传动机构

在目前的市售版摩托车上，凸轮轴的传动机构有几种类型，分别为链条（如CB400）,顶杆（GL500），正时

皮带（GL1800），无间隙齿轮（CBR400RR）等，在意大利的杜卡迪摩托车上还采用过一种伞齿轮机构，这几

种结构传动机构各有优缺点，在此就不一一讲述。

本田VFR系列（除VF外）使用的全部是双顶置凸轮轴DOHC无声齿轮配气机构（无间隙齿轮机构）。这种机

构是在从动齿轮上带有一个副齿轮，副齿轮的齿数与主齿轮是一样的，这两个齿轮同时与主动齿轮啮合，并

利用齿轮间的弹簧压力使副齿轮转动一定角度，这样就消除了主动齿轮与从动齿轮之间的间隙，有效地消除

两个齿轮间扭矩改变时所产生的齿轮噪声。图25是它们的内部结构。

由于是V4型发动机，所以有4根凸轮轴。这样就会有两个齿轮架，前后汽缸的齿轮架是不同的，需要根据齿

轮架上的记号进行确认。但我们在实际维修过程中发现大部分发动机齿轮架上这个记号很不明显，几乎无法

辨认。我们后来根据它们的结构总结出了一种简单有效的辨认方法。

在齿轮架上的无声齿轮有主齿轮与副齿轮之分。

齿形偏厚的是主齿轮，偏薄的是副齿轮。

拿起齿轮架，让副齿轮面对观察者，如果副齿轮在主齿轮左侧，说明是前面汽缸齿轮架。

如果副齿轮在主齿轮右侧，则为后面汽缸的齿轮架，如图26、图27、图28、图29、图30所示。

这种辨认方式简单易行，而且同样适用前后缸凸轮轴的辨认，包括其它这种结构的车型（需要注意齿轮转动

方向与齿形的关系）。

气门

在进气行程，进气门开启，吸进混合气。在排气行程，排气门开启，排除燃烧废气。在压缩行程和燃烧做功

行程，进排气门都关闭以保持燃烧室的密封。

在燃烧室里，气门直接承受高温气体的冲击，一般进气门工作温度在300℃左右，排气门工作温度在800℃左

右。所以一般公路赛车的气门基本是采用特殊焊接方法把气门杆与气门头焊接在一起。为了减少高温磨损，

有的气门锥面甚至堆焊上硬质合金。

为了提高发动机功率，必须增加进气量，而燃烧室就那么大，不可能把气门做成椭圆或方形，所以设计人员

通过尽量增加气门的数量和进气门的直径来达到这一要求。像本田VFR系列每个汽缸使用的是两个进气门，

两个排气门。雅马哈YZF上甚至使用三个进气门来增加进气量。

气门漏气的检查

一般正常检查气门是否有漏气基本是使用在进气道或排气道处使用漏油检查法，这种方法其实有很多弊端，

大家知道，我们使用的漏油检测法在实际检测时都是在正常大气压力状态下进行检测的。如果气门处积炭过

多也会可以使气门与气门座圈密封良好，但此种密封是在常压情况下的密封状态，而汽缸内的工作压力比常

压情况下要高很多，这样就会导致常压状态气门不漏气而受到一定压力时就会有漏气现象产生。所以必须要

对气门进行拆卸检查。必须保证气门与气门座圈的45°工作面密封良好，正常情况下工作面应该是一圈光亮

的环带，如果达不到要求则需要重新研磨气门。同时要保证气门工作面的宽度在0.8～1.2mm，因为气门的热

量有很大一部分是通过气门座圈来传递的，所以这个接触面越宽，气门的冷却效果越好，但容易产生积炭，

使密封性变差。相反，气门与气门座圈的接触面越窄，冷却效果差，但积炭的可能性减少。我们在维修中碰

到的一个典型案例，一辆本田CBR400RR(NC29)摩托车，启动，怠速正常，就是加速不如同型号车辆，在6挡

最高速度只能达到每小时140km/h，5挡时可达到150km/h。我们通过一系列检查最终判断有几个气门轻微漏

气，但把汽缸盖拆下用漏油法检查气门密封情况没有一点问题。最后把气门拆下才发现问题是由于气门严重

积炭造成的。所以说在维修中要学会思考，要根据现代摩托车技术的发展维修技能也要不断提高。

凸轮轴

凸轮设计在凸轮轴上，凸轮轴转动时，凸轮驱动气门按照一定规律做直线往复运动。凸轮轴的作用是适时地

使进排气门开启与关闭。四行程发动机在活塞的四个行程中，进排气门开关一次，也就是曲轴每转两圈进排

气门开关一次。所以凸轮轴的转速等于曲轴转速的二分之一。

凸轮轴必须具有足够的刚度，凸轮轴的刚度过低会导致发动机在高转速时产生较大的变形，使发动机不能正

常工作。而VFR系列的凸轮轴使用的是铸铁凸轮轴，为了提高表面的硬度，采用高频激冷处理。

VFR系列摩托车发动机由于分前后汽缸，所以凸轮轴也分前后汽缸的凸轮轴。一般前面汽缸的凸轮轴使用F

标记，而后面汽缸的凸轮轴使用R标记。进气凸轮轴的标记是IN，排气凸轮轴的标记是EX。图31、图32、

图33是本田VF400F的凸轮轴辨别记号。图34、图35是VFR400R（NC24）发动机凸轮轴的辨别记号。

凸轮轴上的凸轮决定进排气门的开启和关闭时间。进排气门的开启和关闭时间一般叫配气相位，配气相位与

发动机的性能关系很大。比如我们经常在一些电视上看到赛车发动机改装，其中有一项重要的改装就是赛车

专用凸轮轴。而美国哈雷摩托车，每种车发动机可提供改装的凸轮轴就达到十几种之多。当凸轮变更之后，

发动机的性能也将发生变化。特别对于摩托车发动机设计人员和改装维修人员来说，除了有合适的配气相位，

还必须与相应的进、排气道，相应的点火提前角曲线，燃烧室等技术内容相匹配。否则达不到理想的效果。

凸轮驱动气门有直接驱动（CBR系列），摇臂驱动（VFR系列） 顶杆摇臂合成驱动（GL400）等。

凸轮的外轮廓线

凸轮外轮廓线简称凸轮形线，这个轮廓线决定了凸轮的配气相位，气门的运动速度等。

凸轮凸起的部位，一般称为桃尖，无凸起的部位一般称为基园，当凸轮转动时，桃尖部分顶起气门并使气门

弹簧压缩，气门这个时候就处于开启位置。气门的最大升起量叫升程，在直接驱动气门上，气门的升程等于

桃尖与基园之差（当然还有气门间隙）。关于气门间隙，由于每个发动机零部件受热膨胀，所以凸轮与气门

挺杆（就是图中红色部分）之间必须有一定间隙，如图36所示，这样受热膨胀时，气门仍能保证良好的密封。

气门间隙过大会引起发动机声响异常，间隙过小会产生气门烧炽，发动机怠速不稳，不好启动，加速无力等

问题。严重的甚至会出现活塞顶气门现象。而且气门间隙不论过大或过小都会使配气正时失准，从而影响到

发动机的工况。

在凸轮转动时，凸轮和挺柱顶面产生滑动摩擦，当凸轮基园滑过挺住顶面时，气门关闭。所以对于这种直接

驱动气门间隙的测量并不非得需要在压缩上止点测量，一般只需要在基园的任何一点进行测量都可以。