航模發(fā)動(dòng)機(jī)大全(文字稿)

1、目錄第一章 概述第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)火、沖程及工作循環(huán) 第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)(續(xù)第四章 市面上的發(fā)動(dòng)機(jī)第五章 電熱塞第六章 燃料、潤滑、燃燒與冷卻第七章 消音器、鄰里關(guān)系、背壓與溫度第八章 所需工具設(shè)備第九章 實(shí)際操作運(yùn)行第十章 常用安裝固定方法第十一章 油箱與油門控制第十二章 化油器第十三章 確保清潔,確保飛行第十四章 活塞環(huán)、主軸承和螺旋槳槳墊第十五章 炸機(jī)之后第十六章 大修與清理積炭第十七章 搖臂與閥門的調(diào)整第十八章 如何拆裝 OS 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)第十九章 如何拆裝 ENYA 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)第二十章 如何拆裝 SAITO 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)第二十一章 經(jīng)驗(yàn)與竅門第二十二章 諧振排氣管與燃料泵

2、第一章 概述第一章對(duì)我們這幾個(gè)作者以及本書所涉及的內(nèi)容做一個(gè)簡介。 我們這套黃色封面的航模 實(shí)用知識(shí)叢書對(duì)大多數(shù)航模愛好者而言都不會(huì)感到陌生。 不少人可能已經(jīng)有了這其中的好幾 本了。寫叢書中前兩本書的時(shí)候,離個(gè)人電腦的出現(xiàn)還差好多年呢。書是手寫,然后再用打 字機(jī)打字的。 那時(shí)候?qū)懽骺赏耆幌瘳F(xiàn)在這樣容易輕松。 不過, 這不正可以說明我們幫助像 您這樣的航模愛好者的歷史已經(jīng)頗有年頭了么。在本書發(fā)動(dòng)機(jī)知識(shí)大全問世之前,已出 版有十一本書了。而每本書的銷售量都逐年增長。因此,以往鑒來,我們有理由相信,本書 也必然能達(dá)到預(yù)期的目的。要想讓所寫的書廣受歡迎, 如后所言, 其實(shí)并無秘訣。 盡管我們這些作者

3、都應(yīng)該算是航 模的行家里手,但是沒人能做到無所不知,無所不曉。為此,我們建立了一個(gè)由知識(shí)廣博的 航模愛好者、 發(fā)動(dòng)機(jī)專家和業(yè)內(nèi)人士組成的智囊團(tuán), 從他們那里汲取了很多營養(yǎng)。 這個(gè)智囊 團(tuán)的人數(shù)還在不斷地?cái)U(kuò)充。在此,我們也向他們表示感謝,感謝他們?yōu)榇俗龀龅呢暙I(xiàn)。取得 真經(jīng)還只是成功之路的一半而已。 另一半則依賴于我們能否把這些內(nèi)容清晰地表達(dá)出來。 如 果讀者不能明白理解的話, 再好的題材內(nèi)容也等于烏有。 而最明了的表達(dá)方式, 莫過于采用 精心拍攝的,只需配以簡短說明的照片了。在本書中,為了表達(dá)得完整清晰,采用了 900多幅照片。每幅照片都有編號(hào),以便于在正文中引用。我們確信,諸位讀者在閱讀這些注

4、有 照片編號(hào)的內(nèi)容時(shí), 必定不會(huì)有任何困難。 試讀下句:照片 (1中是一臺(tái) OS 四缸四沖程發(fā)動(dòng) 機(jī),而照片 (4,11-14中的內(nèi)容也很有意思,值得放大仔細(xì)欣賞。在寫作過程中,我們邀請(qǐng)了 一些普通的航模愛好者來試讀這些文字及編有標(biāo)號(hào)的照片, 以便確定他們能否透徹理解本書 的內(nèi)容。假如這些讀者覺得書中的表述不夠清晰,我們就一改再改,直至大家滿意為止。我 們這套叢書的成功秘方就是“專業(yè)知識(shí)+清晰闡述” 。在對(duì)我們這套叢書進(jìn)行了一番簡介之后, 我們?cè)賮砩晕⒔榻B一下我們這本書的主題 航模發(fā)動(dòng)機(jī)。 Fox 是最早批量生產(chǎn)航模發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)廠家。其著名產(chǎn)品“ 35”直到現(xiàn)在,接 近 50年后,還仍然在航模

5、界占有一席之地。照片 (2中的那臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就是我在 1953年購買 的。直到現(xiàn)在,我還不時(shí)用它飛一下,而其表現(xiàn)始終不俗。照片 (3中展示的則是該型的最 新產(chǎn)品。當(dāng)然, Fox 35只是一個(gè)特例,不能算是普遍規(guī)律。時(shí)代的確在變遷。多年前我們 寫第一本關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的書的時(shí)候, 發(fā)動(dòng)機(jī)的品種還比較少。 而現(xiàn)在無論是航模發(fā)動(dòng)機(jī)的 生產(chǎn)廠家、 發(fā)動(dòng)機(jī)的大小, 還是復(fù)雜程度可供的選擇, 用我兒子的話說, 那稱得上是 “超 多” 。照片 (5-10中所列舉的,只是航模發(fā)動(dòng)機(jī)的部分產(chǎn)地而已。市售的發(fā)動(dòng)機(jī),小到可以用 在微型模型上。大,則幾乎能用在載人的超輕型飛機(jī)上。通過照片 (12,我們可以看到市售 發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸

6、范圍有多大。 本章內(nèi)提到的發(fā)動(dòng)機(jī), 有的十分復(fù)雜, 有的則只有為數(shù)不多的幾 個(gè)運(yùn)動(dòng)部件。但是你很快就會(huì)意識(shí)到,盡管發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量有的很好,有的一般,但是在一位 行家手里,其實(shí)都能運(yùn)轉(zhuǎn)良好。這本書就是要教你如何成為這樣一位行家里手的。本書可以大致上分為若干個(gè)主要部分。每個(gè)部分也許只有一章,也許是由若干章組成。 根據(jù)讀者的具體情況,盡可以調(diào)整閱讀順序,先讀后面的章節(jié)。比如第八、第九章介紹的是 如何調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī), 保證首飛能夠成功。 如果沒有其它的什么問題, 急于去飛的初學(xué)者可以先 從這一部分開始閱讀。 第二至第四章則帶著你進(jìn)入各種發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部, 去了解它們的運(yùn)行原 理。在這一部分中,還討論了各種常見設(shè)

7、計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn),以幫助你在應(yīng)用中合理選用。第五、 第六和第七章則從實(shí)用的角度介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程, 以幫助你取得發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳可靠性 及最佳性能。發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱和控制部分都必須要合理安裝。為此,我們撰寫了第十和第十一章, 以便你了解什么是合理的安裝, 以及如何進(jìn)行合理的安裝。 化油器的調(diào)整和維護(hù)是發(fā)動(dòng) 機(jī)使用中最重要的一環(huán)。 第十二章的內(nèi)容則使你能正確地處理幾乎各型發(fā)動(dòng)機(jī)。 每位航模愛 好者遲早都需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及其零部件進(jìn)行清洗和拆裝。 第十三章至第十六章介紹的就是這部 分工作。 接下來的第十七章至第二十章, 則把上一部分的內(nèi)容擴(kuò)展到了四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 在撰 寫本書的最后階段, 我又添加了一段雖短但很重

8、要的內(nèi)容, 第二十一章。 其中介紹了一些比 較困難的關(guān)于維護(hù)和維修方面的內(nèi)容。在本書的結(jié)尾,最后一章則是有關(guān)諧振排氣管的。在書的前言或概述中, 作者一般都會(huì)去感謝那些為書的誕生做出過貢獻(xiàn)的人。 此時(shí), 我也要 感謝對(duì)本書做出貢獻(xiàn)的人,并在此將他們的姓名一一列出。 Todd Smith、 Jim Higley、 LeRoy Cordes 和 Lynn Engel審閱了本書的書稿,并提出了很多有益的建議。我們一直希望本套叢 書中各書之間能夠保持一個(gè)統(tǒng)一的風(fēng)格。 Jim Harris繪制的引人入勝的封面則不僅有助于實(shí) 現(xiàn)這一點(diǎn), 而且已然成為這套叢書的標(biāo)志了。 每一位攝影者都離不開攝影過程的另外一半

9、兒, 暗室工作。本書中出現(xiàn)的還包括很多最終沒有被選用的照片,都是 Dave Anderson洗印的。我的妻子 Cora 忍受了無數(shù)小時(shí)熾熱燈光的烘烤,舉著發(fā)動(dòng)機(jī),擺出照片中要求的 動(dòng)作。 很多人為本書的表述與排版做了很多工作, 還有很多人提供了關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的有益見解。 如果把這些航模發(fā)動(dòng)機(jī)專家的名字都列在這里的話, 名單就太長了。 因此, 我將在后面涉及 到他們提供幫助的內(nèi)容處再一一表示感謝。第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)火、沖程及工作循環(huán)簡介差不多每個(gè)家庭都至少會(huì)有一輛汽車, 也多半會(huì)有一臺(tái)以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的剪草機(jī)或草坪 打邊機(jī)。這些日常用品的使用經(jīng)驗(yàn)無疑是我們使用和維護(hù)航模發(fā)動(dòng)機(jī)所需知識(shí)的良好基

10、礎(chǔ)。 但是我們?cè)诖思僭O(shè)你的知識(shí)目前只是到此為止。 第二和第三章介紹了活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中與我們 小型航模發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的基本原理。零件照片 (15與 (16顯示的是將簡單的和中等復(fù)雜程度的各一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)分解后的情況。照片的目 的, 只是希望能對(duì)你前期的閱讀有所幫助。 如果文章中提到了一個(gè)陌生的零部件名稱, 你就 可以利用照片來查找。 零件大致是按橫行排列, 其編號(hào)則從左至右增大。 每張照片附兩張表。 一張按零件編號(hào)排序。另一張則按零件名稱排序。這樣,不管什么零件,查找起來就都會(huì)比 較方便了?；推鞅旧順?gòu)造復(fù)雜,我們將來要單獨(dú)討論。因此,這部分的零部件將在第十二 章單獨(dú)列出。點(diǎn)火與燃燒K&B制造公司為我們提

11、供了若干臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。我們把它們剖開,看一看它們內(nèi)部是怎么工作 的。我們先來看一看照片 (31-34。從照片中我們可以看到,當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí),活塞正上方 的空間稱作燃燒室它的容積減小了。由于在活塞向上運(yùn)動(dòng)的過程中,氣體被壓縮, 因此,氣體的溫度升高。當(dāng)活塞接近汽缸的頂端時(shí),燃燒室中的混合氣,其中混有燃料,通 常為甲醇,開始燃燒。受限的氣體燃燒升溫后,對(duì)限制它的容器壓力增大。此時(shí),高溫,燃 燒著的燃料混合氣迫使活塞向下移動(dòng)。 所有的航模活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的原理都是如此, 只不過實(shí)現(xiàn) 的方法各有不同。 現(xiàn)在, 我們先來討論點(diǎn)燃燃料混合氣的三種不同方法, 將它作為學(xué)習(xí)航模 發(fā)動(dòng)機(jī)基本原理的切入點(diǎn)。這三種點(diǎn)火方法

12、分別為壓燃式、半壓燃式和電火花式。壓燃式點(diǎn)火是最簡單的一種。 它完全依賴于氣體壓縮時(shí)產(chǎn)生的熱量來將燃料點(diǎn)燃。 壓燃式發(fā) 動(dòng)機(jī)能適用的螺旋槳范圍較寬, 怠速運(yùn)行順利, 啟動(dòng)也比較容易。 一般來講比較容易調(diào)節(jié)和 使用。 盡管如此, 壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)一直沒能在美國得到普及。 部分原因是由于它使用的燃料比 較特殊。 航模用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)采用的燃料是煤油。 煤油與我們?cè)诩佑驼举I到的用于重型卡車 的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料柴油化學(xué)成份近似。 但是其中用來幫助航模壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)所用燃料汽 化的其它成份不太好買。照片 (17顯示的是一臺(tái)新型的 Irvine 壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。請(qǐng)注意汽缸蓋 上伸出來的那個(gè)蝶形螺絲,照片 (18和

13、 (19分別顯示的是分解前后的 Davis 壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽 缸蓋。 從中可以看到可調(diào)節(jié)的燃燒室。 壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)壓力比較敏感, 使得它需要有這個(gè)部 件的原因有二:冷啟動(dòng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)為給燃料點(diǎn)火所需的壓力并不相同。 此外, 不同 的壓力使得發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的活塞位置點(diǎn)火。 當(dāng)壓力過大時(shí), 點(diǎn)火遠(yuǎn)在活塞到達(dá)其最高位置之 前發(fā)生。此時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)雖然提前點(diǎn)火了,但是可能還能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。不過,在阻止活塞繼續(xù)向 上運(yùn)動(dòng)的過程中,浪費(fèi)了能量,而且會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。點(diǎn)火過早和爆振實(shí)際上是一回事。這 個(gè)問題可以出現(xiàn)在任何一種點(diǎn)火方式的發(fā)動(dòng)機(jī)上。半壓燃式的航模發(fā)動(dòng)機(jī)則是最常見的。 所謂半壓燃式, 指的是壓縮氣體點(diǎn)火時(shí)

14、還需要外界略 作幫助才行。 航模愛好者一般不用半壓燃式這個(gè)詞, 而稱之為電熱式發(fā)動(dòng)機(jī)。 點(diǎn)火時(shí)的幫助 來自于一個(gè)電熱塞。電熱塞上裝有一個(gè)由鉑絲制成的線圈 (20。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),利用一節(jié)低 電壓的電池 (21將電熱絲加溫至紅熱。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,燃燒的氣體使電熱塞上的線圈在去掉 電池后, 也能在每兩次點(diǎn)火之間保持高溫。 如果在夜間使用這種半壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī), 就在拿掉 電池以后, 有時(shí)還能從排氣口中看到反射出來的熾熱的電熱絲的光亮。 鉑和金一樣都是貴重 金屬。 你可能就會(huì)問, 為什么生產(chǎn)電熱塞的生產(chǎn)廠家要采用鉑, 而不采用鎳鉻合金這類也能 加溫至紅熱而價(jià)格卻較低的材料呢?要知道,電熱塞的用途并不僅僅是為

15、了提供附加的熱 量。有些物質(zhì),比如說鉑,可以使燃燒等化學(xué)反應(yīng)在不成熟的條件下也能進(jìn)行?；瘜W(xué)家稱這 類物質(zhì)為催化劑。 實(shí)際上, 鎳鉻合金也具有一定的催化作用, 只不過作用不像鉑這樣突出罷 了。 鉑這種催化劑對(duì)于甲醇而言, 效果特別好。 因此電熱式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料中主要成份一般都 是甲醇。在二十世紀(jì)四十年代后半期電熱塞出現(xiàn)之前,所有的航模發(fā)動(dòng)機(jī)都是采用電火花方式點(diǎn)火 的。現(xiàn)在,很多大型的航模發(fā)動(dòng)機(jī),如照片 (22中的 Zenoah ,都采用電火花式的點(diǎn)火方式。 安裝在燃燒室內(nèi)的火花塞會(huì)在正確的時(shí)機(jī), 產(chǎn)生電火花, 將燃料點(diǎn)燃。 這一點(diǎn)與汽車和剪草 機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)完全一樣。 航模用電火花式發(fā)動(dòng)機(jī)與其它大小

16、的發(fā)動(dòng)機(jī)沒有什么不同, 也是采 用汽油作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。術(shù)語在日常生活中, 當(dāng)我們使用某些重要的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的術(shù)語時(shí), 我們有時(shí)可能并不十分清楚 其真正的含義是什么。 在此我們有必要對(duì)其定義進(jìn)行一些澄清。 沖程指的是活塞向上或向下 的一次完整的運(yùn)動(dòng)。 照片 (23-25顯示的就是活塞在一個(gè)向上的沖程開始、 中間和結(jié)束時(shí)的情 況。如果你還不十分清楚的話,請(qǐng)注意下面的聯(lián)桿。在 (23中,聯(lián)桿已運(yùn)行到最低點(diǎn)。而在 (25中,聯(lián)桿則運(yùn)行到了最高點(diǎn)?；钊?(23中的位置,稱為下死點(diǎn),而在 (25中的位置,則 稱為上死點(diǎn)。 一臺(tái)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)之所以被稱為二沖程, 是因?yàn)樗窟B續(xù)兩次點(diǎn)火之間的所有 工作都是

17、在活塞的一個(gè)向下運(yùn)動(dòng)的沖程和其后的一個(gè)向上運(yùn)動(dòng)的沖程中完成的。 相應(yīng)地, 工 作循環(huán)指的是兩次點(diǎn)火之間的全部過程。 因此其全稱為二沖程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。 如果我們能正確 使用這些術(shù)語的話,對(duì)本書內(nèi)容的理解就會(huì)更容易一些。每臺(tái)航模發(fā)動(dòng)機(jī)都有由活塞分隔開的兩個(gè)氣密區(qū), 分別稱為燃燒室和曲軸箱室。 發(fā)動(dòng)機(jī)有一 個(gè)零部件稱為曲軸箱。 但是我在后面會(huì)隨意換用曲軸箱室、 曲軸箱和箱體這三個(gè)詞。 不過讀 者肯定能根據(jù)上下文很容易地區(qū)分出我們指的是那個(gè)空間, 還是那個(gè)零件。 照片 (23-25顯示 的是活塞在不同位置時(shí)曲軸箱室的情況?；A(chǔ)知識(shí)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),燃料混合氣是通過鑄造在機(jī)匣或汽缸上被稱為旁通

18、的通道 (26從箱體進(jìn) 入燃燒室的。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)一般會(huì)有一條、三條或五條旁通。燃料混合氣經(jīng)過這些旁通,通過 汽缸壁上稱為“進(jìn)氣口”的孔進(jìn)入燃燒室。廢氣則通過汽缸壁上的“排氣口”排出。這兩種 進(jìn)出氣口都可以在 (31中看到。這兩種進(jìn)出氣口很容易區(qū)分,因?yàn)樵谄字信艢饪谝欢ㄒ?進(jìn)氣口更靠上一些。現(xiàn)在我們?cè)賮斫榻B一下和燃燒室密切相關(guān)的進(jìn)出氣口、旁通和沖程的概念。照片 (27中,活 塞運(yùn)動(dòng)到了最高點(diǎn),并在此時(shí)點(diǎn)火。高溫的燃料混合氣迫使活塞向下移動(dòng) (28。在本幅照片 中的活塞位置上, 廢氣的氣壓要比等著通過進(jìn)氣口的進(jìn)氣大得多。 排氣口, 由于在汽缸中位 置比較靠上,所以會(huì)先露出來 (29。此時(shí),大部分

19、廢氣都會(huì)從排氣口排出,并在進(jìn)氣口露出 之前把氣壓降下來 (30。等新鮮的燃料混合氣進(jìn)入燃燒室時(shí),會(huì)進(jìn)一步把剩余的低壓廢氣趕 出去。當(dāng)活塞到達(dá)最低點(diǎn)的時(shí)候 (31,幾乎所有的廢氣都被排出去了。燃料混合氣不斷地進(jìn) 入燃燒室,一直到進(jìn)氣口閉合為止 (32。由于出氣口打開的時(shí)間較長一些,所以會(huì)有少量的 新進(jìn)混合氣從排氣口漏出?；钊^續(xù)向上運(yùn)動(dòng) (33,直到其最高點(diǎn) (34。這樣,整個(gè)過程不 斷重復(fù)。 由于做功和大部分的排氣工作都是在向下的沖程中完成的, 我們就把這個(gè)沖程稱為 做功 /排氣沖程。類似地,我們把活塞向上運(yùn)動(dòng)的那個(gè)沖程稱為進(jìn)氣 /壓縮沖程。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱具有氣泵的功能。 能將空氣和燃料

20、通過化油器吸入, 然后將燃料混合 氣推入燃燒室。 和其它的氣泵一樣, 它也有進(jìn)氣閥和排氣閥。 它的進(jìn)氣閥通常是一個(gè)在曲軸 上正對(duì)著化油器的孔,以承受燃料混合氣,將其導(dǎo)入曲軸箱。 (39中發(fā)動(dòng)機(jī)的化油器座已被 磨掉,以便于我們對(duì)曲軸箱上這個(gè)孔進(jìn)行觀察。現(xiàn)在,我們先不去管照片中的那個(gè)量角器。 活塞和進(jìn)氣口則通過適時(shí)地?fù)踝∨酝ǖ姆椒?合起來起到了排氣閥的作用。進(jìn)氣、 壓縮、 做功和排氣工作是在燃燒室內(nèi)完成的。 而曲軸箱則負(fù)責(zé)通過化油器吸入燃料混 合氣,然后將其泵入燃燒室。點(diǎn)火后,活塞開始下移,由于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng),其上的孔與化油器 不再對(duì)齊,這樣就把曲軸箱室封閉了。照片 (40顯示的就是處于這個(gè)狀態(tài)的發(fā)動(dòng)

21、機(jī)。我們使 曲軸關(guān)閉的時(shí)間延遲到活塞越過其最高點(diǎn)之后, 這樣, 就能讓已經(jīng)進(jìn)入化油器喉管的混合氣 最終也能進(jìn)入箱體。 繼續(xù)向下運(yùn)行的活塞不斷壓縮著曲軸箱內(nèi)的氣體, 因?yàn)榇藭r(shí)這些氣體已 經(jīng)無處可逃了。當(dāng)進(jìn)氣口打開時(shí) (30,在曲軸箱內(nèi)積聚起來的氣壓,將新鮮的油氣混合物壓 入燃燒室。 當(dāng)活塞開始向上運(yùn)動(dòng)之后, 很快進(jìn)氣口和排氣口就會(huì)關(guān)閉, 向上繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的活塞 就在箱體內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)低氣壓。當(dāng)活塞向上運(yùn)行到 (33這個(gè)位置的時(shí)候,曲軸上的孔就和化 油器對(duì)齊了。此時(shí),外界空氣的氣壓比箱體內(nèi)現(xiàn)有的氣壓高,空氣就會(huì)通過化油器,并在此 和燃料混合,進(jìn)入曲軸箱。這個(gè)過程繼續(xù)下去,直到活塞完成向上運(yùn)動(dòng)后不久,曲軸

22、上的孔 和化油器完全錯(cuò)開為止。此后整個(gè)過程一直往復(fù)進(jìn)行下去。發(fā)動(dòng)機(jī)業(yè)內(nèi)人士發(fā)明了一種測量閥門打開和關(guān)閉的時(shí)機(jī)及開放時(shí)間長短的簡單方法。 我們?cè)?此也將對(duì)此的測量結(jié)果做一介紹, 以助于我們更好地理解本書的后續(xù)部分以及其它各種關(guān)于 發(fā)動(dòng)機(jī)的文章。我們把一個(gè)量角器和一個(gè)指針用螺絲固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上 (35。并讓指針在發(fā)動(dòng) 機(jī)下死點(diǎn)時(shí),指向量角器的零度處。 (36顯示,進(jìn)氣口在下死點(diǎn)后 62度處關(guān)閉。并且,進(jìn) 氣口在下死點(diǎn)前同樣是 62度處打開。這樣,進(jìn)氣口就在曲軸旋轉(zhuǎn)的總共 62+62=124度范圍 內(nèi)處于開放狀態(tài)。照片 (37顯示,排氣則有 144度的區(qū)間。仔細(xì)觀察 (38你就會(huì)發(fā)現(xiàn),曲軸 在下死點(diǎn)后

23、 48度處打開,在下死點(diǎn)后 224度處關(guān)閉,共有 224-48=196度的開放區(qū)間。我們 將這些測量結(jié)果稱為進(jìn)出氣口和進(jìn)氣閥正時(shí)參數(shù)。 一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能, 在某種程度上, 就取 決于它的進(jìn)氣閥和進(jìn)出氣口正時(shí)參數(shù)。 發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家通過大量的試驗(yàn)確定一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的最 佳正時(shí)參數(shù)組合。在這段關(guān)于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的介紹就要結(jié)束的時(shí)候, 我想介紹一下我們?cè)诤芏嗄昵斑M(jìn)行的三個(gè) 有關(guān)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱功能的試驗(yàn)。 你可能會(huì)覺得, 如果我們減小曲軸箱的容積, 我們就 能加大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。原因是當(dāng)曲軸箱變小時(shí),向下運(yùn)動(dòng)的活塞對(duì)其壓縮得能更厲害一些。 這樣, 就能加大進(jìn)入燃燒室的油氣混合物的量了。 上個(gè)世紀(jì)四、 五十年

24、代我們飛線操縱競速的時(shí)候,我們?cè)?jīng)認(rèn)為減小曲軸箱容積是一個(gè)提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能的好方法。照片 (41和 (42顯 示的是對(duì)一臺(tái)舊的競速發(fā)動(dòng)機(jī)的后蓋和曲軸進(jìn)行修改, 以減小曲軸箱容積的情況。 但是這些 修改完全沒能達(dá)到顯著提高模型速度的作用。 對(duì)此, 我們進(jìn)行了第二個(gè)相應(yīng)的試驗(yàn)。 用一個(gè) 管子和一個(gè)活動(dòng)堵頭 (43來代替發(fā)動(dòng)機(jī)的后蓋 (44。這個(gè)裝置能在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)大幅地增加 箱體的容積。出乎很多人的意外,實(shí)際上,活動(dòng)堵頭的位置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響甚微。第三 個(gè)試驗(yàn)則比較容易猜到結(jié)果。試驗(yàn)的目的是找到化油器的膛孔和發(fā)動(dòng)機(jī)馬力之間的關(guān)系。 Cox 生產(chǎn)的 TD 發(fā)動(dòng)機(jī),其化油器是一個(gè)毫無阻擋的直管。為此,

25、我制作了幾個(gè)不同尺寸的 化油器 (45,小號(hào),中號(hào),和大號(hào)的。我用同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),配用這幾個(gè)不同的化油器,發(fā)現(xiàn) 不出意料, 每換用大一號(hào)的化油器, 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)相應(yīng)地增加每分鐘幾千轉(zhuǎn)。 做發(fā)動(dòng)機(jī) 試驗(yàn)的時(shí)候很有意思, 有的時(shí)候試驗(yàn)結(jié)果完全不出所料, 有的時(shí)候則不然。 幾乎每位航模愛 好者都會(huì)或多或少地進(jìn)行一些試驗(yàn), 比如至少也會(huì)換用不同的螺旋槳、 電熱塞和燃料等。 我 們后面還會(huì)進(jìn)一步講到這一問題?；A(chǔ)知識(shí)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)這種發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中有四個(gè)完整的沖程, 每一個(gè)沖程分別完成做功、 排氣、 進(jìn)氣和 壓縮的工作。 這樣, 一個(gè)工作循環(huán)需要曲軸完整地轉(zhuǎn)兩圈。 進(jìn)氣閥和排氣閥都安裝在燃燒室

26、的上部。 由于這兩個(gè)閥門開關(guān)的時(shí)間需要非常精確, 所以要有一個(gè)齒輪正時(shí)機(jī)構(gòu)把這兩個(gè)閥 門和曲軸聯(lián)系起來。 Great Planes公司的 Mike Giger和 Mike Shaw給我們提供了一臺(tái)四沖程 的發(fā)動(dòng)機(jī)。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī) OS 公司已經(jīng)把它切開了。這樣,我們就能觀察到它包括閥門驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)在內(nèi)的內(nèi)部工作情況 (46。 對(duì)此還有另外兩張照片 (47和 (48。 乍一看, 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)也有 由活塞分割成的兩個(gè)室,這一點(diǎn)和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)類似。但是,我們知道,二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是利 用曲軸箱作為氣泵吸入燃料混合氣并送至燃燒室。 而四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)箱體內(nèi)不斷變化的氣壓則 有完全不同的用途。 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)依賴于漏過

27、活塞的燃料中的潤滑油進(jìn)行潤滑。 發(fā)動(dòng)機(jī)業(yè)內(nèi) 人士稱這種漏油現(xiàn)象為竄氣。為了防止廢油聚集,在曲軸箱上有一個(gè)排油口 (49。當(dāng)活塞向 下移動(dòng)時(shí), 聚集的潤滑油被吹出排油口。 在排油口上擰有一個(gè)排油嘴。 可以用一段軟管接在 排油嘴上。這樣,廢油就可以被導(dǎo)出,而不會(huì)留在飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)了。只要看一看從排油 嘴內(nèi)排出, 最后弄臟你飛機(jī)的廢油量有多少, 你就不會(huì)對(duì)這套潤滑系統(tǒng)是否有效有任何懷疑 了。 曲軸箱上的排油嘴還能起到消除曲軸箱內(nèi)過高壓力的作用。 壓力過高, 就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī) 的功率損失。 我們?cè)賮砜纯慈紵摇?照片 (50-55顯示的是和我們前面介紹的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)類 似的那幾步工作過程。 (50是點(diǎn)

28、火的時(shí)候。做功沖程中,高溫膨脹的氣體將活塞向下推 (51。 注意此時(shí)進(jìn)、出氣閥都處于關(guān)閉狀態(tài)。接下來,活塞向上運(yùn)動(dòng),排氣閥打開,開始排氣沖程 (52。當(dāng)活塞經(jīng)過上死點(diǎn)時(shí) (53,排氣閥關(guān)閉,進(jìn)氣閥打開,開始進(jìn)氣沖程 (54。然后活塞經(jīng) 過下死點(diǎn),進(jìn)氣閥關(guān)閉。此后就是壓縮沖程了 (55。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的比較在本節(jié)中, 我們來比較一下二沖程和四沖程兩種發(fā)動(dòng)機(jī)。 為了保持一致, 我們假設(shè)要比較的 發(fā)動(dòng)機(jī)大小一樣, 否則比較就沒有意義了。 通過本節(jié)的介紹, 你會(huì)了解到二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生 的馬力較大,而價(jià)格也相對(duì)低一些。你只要看一看 (15和 (16就能明白為什么了二沖程 發(fā)動(dòng)機(jī)所需的零件數(shù)量

29、只有四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一半。 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)而言也比較容易維護(hù)和 拆裝。既不需要對(duì)搖臂進(jìn)行調(diào)整,也不需要對(duì)各種閥門進(jìn)行調(diào)整。就因?yàn)槿绱?很多很有經(jīng) 驗(yàn)的航模愛好者根本就不動(dòng)那份心思去使用這種復(fù)雜、 價(jià)高的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 當(dāng)然, 四沖程 發(fā)動(dòng)機(jī)也有很多優(yōu)勢, 因此使它在航?；顒?dòng)中始終占有一席之地。 大部分航模愛好者都擁有 一臺(tái)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 而一位典型的航模愛好者則會(huì)擁有好幾臺(tái)這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)。 由于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門系統(tǒng)比較復(fù)雜,所以會(huì)因此而損失一些功率。此外,四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)兩圈, 才有一個(gè)做功沖程。 而二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈就有一個(gè)做功沖程。 簡單的計(jì)算和直覺的判斷 可能會(huì)讓你得出四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)

30、生的功率小于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一半的結(jié)論。 而實(shí)際上, 盡管需 要驅(qū)動(dòng)一套復(fù)雜的閥門系統(tǒng), 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率大約是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的百分之六十 至百分之七十五?，F(xiàn)在讓我們來看看為什么。遠(yuǎn)在下死點(diǎn)之前 (31,當(dāng)排氣開始的時(shí)候 (29, 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的做功過程就結(jié)束了。因此,做功的過程只持續(xù)了排氣 /做功沖程的 3/4而已。 相反地,四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)做功沖程都在做功 (51。我們?cè)賮砜匆豢磯嚎s開始時(shí)混合氣體 的體積。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞此時(shí)處于下死點(diǎn)的位置,整個(gè)燃燒室內(nèi) (55都充滿了燃料混合 氣。而二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣口關(guān)閉后 (33才開始?jí)嚎s,此時(shí)只有 3/4燃燒室內(nèi)有油氣混合。 因此, 四沖程

31、發(fā)動(dòng)機(jī)燃料混合氣的體積相對(duì)而言就大一些。 由于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)做功的時(shí)間較 長, 而每個(gè)做功沖程內(nèi)燃料混合氣的體積又較大, 這就很能說明問題, 為什么原來對(duì)四沖程 和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的比較結(jié)果會(huì)出乎意料地偏向前者。 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)還有另外一個(gè)與功率微妙 相關(guān)的優(yōu)勢。 一架飛機(jī)性能好壞, 其中一項(xiàng)就是看它在飛行速度減慢以后, 能否迅速地加到 最高速度。大直徑螺旋槳的加速性能要比小槳的好。這就是為什么像 P-51和空中襲擊者 (Skyraidr這樣的真飛機(jī),其螺旋槳十分巨大的原因。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力取決于包括螺旋槳 大小和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等在內(nèi)的很多因素。 研究這些因素的工程師們注意到了這樣一個(gè)現(xiàn)象。 發(fā) 動(dòng)機(jī)在某

32、些特定的轉(zhuǎn)速上馬力最大, 而此時(shí)改變螺旋槳的大小只會(huì)使馬力減小。 二沖程發(fā)動(dòng) 機(jī)產(chǎn)生最大馬力所需的轉(zhuǎn)速要比四沖程的高。 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最高馬力時(shí)所需的較高轉(zhuǎn)速 需要一個(gè)較小的螺旋槳。 而這種小槳的加速性能就不太好。 因此, 航模愛好者不得不使用相 對(duì)較大的槳。 這樣, 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)就只能帶動(dòng)這個(gè)過大的槳, 而產(chǎn)生的馬力則遠(yuǎn)小于其最大 馬力。 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)由于其產(chǎn)生最高馬力時(shí)的轉(zhuǎn)速較低, 因此就可以使用一個(gè)較大的螺旋槳, 而還能產(chǎn)生接近其最大馬力的功率。 換句話說, 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在我們航模領(lǐng)域, 很多情況下 可以更充分地利用其具有的馬力。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音小。原因有好幾個(gè)。 當(dāng)轉(zhuǎn)

33、速一定時(shí), 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的次數(shù)只有一半那么多。 這就意味著, 噪音較小而且聲音 也比較低沉。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)排氣過程的時(shí)間較長,因此,在時(shí)間上,噪音也就更為分散了。 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音較小, 再加上大螺旋槳那特有的聲音, 都使它更像以活塞式發(fā)動(dòng)機(jī) 為動(dòng)力的真飛機(jī)。因此很多航模愛好者都很喜歡它那極富真實(shí)感的聲音。小結(jié)與補(bǔ)充材料我們?cè)诖丝偨Y(jié)一下本章的內(nèi)容。發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的方式共有三種:壓燃式、電熱式(半壓燃式 和電火花式?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)共有四項(xiàng)功能(做功、排氣、進(jìn)氣和壓縮 ,在二個(gè)或四個(gè)活塞 沖程內(nèi)完成。 我本人至今還沒見過壓燃式的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 除此以外, 各種點(diǎn)火方式都可以 用在二沖程或四沖程發(fā)

34、動(dòng)機(jī)上。 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率較大, 而價(jià)格則相對(duì)較低, 但是其聲音 的真實(shí)感和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比不夠強(qiáng), 噪音也比四沖程的大。 每一章不會(huì)那么巧都在頁末結(jié) 束。 如果有余地的話我們就充分利用這個(gè)空間放幾張和內(nèi)容關(guān)系較弱的照片。 本章就將循此 例。 盡管現(xiàn)在就提出讀書疲勞需要稍做休息還太早, 但是我們還是可以稍微放松一下, 欣賞 欣賞解剖開的 OS 發(fā)動(dòng)機(jī) (56-57。 照片 (58-59顯示的則是兩架采用電火花式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的大 型模型飛機(jī)的機(jī)頭部分。第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)(續(xù)簡介第二章的內(nèi)容中介紹了本書中討論的發(fā)動(dòng)機(jī)都具有兩個(gè)或四個(gè)沖程,并采用壓燃 式、 電熱式或電火花式點(diǎn)火方式點(diǎn)火。 本章將

35、討論一些發(fā)動(dòng)機(jī)指標(biāo)。 這些指標(biāo)同樣也十分重 要, 既有助于新手決定如何挑選第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī), 也有助于有經(jīng)驗(yàn)的航模愛好者學(xué)到使用和維 護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)大小發(fā)動(dòng)機(jī)的大小可以用很多指標(biāo)來描述, 比如說馬力。 由于我們的目的就是想為某架 特定的飛機(jī)配發(fā)動(dòng)機(jī), 因此, 發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力聽起來像是一個(gè)非常合用的指標(biāo)。 但實(shí)際上卻不 然。 每一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都有一個(gè)很寬的的馬力范圍, 馬力大小取決于螺旋槳大小、 所用燃料以及 其它一些看起來不那么顯眼的因素。 另外, 測量馬力還需要有特殊的設(shè)備。 因此我們希望采 用一個(gè)既能表示發(fā)動(dòng)機(jī)的大小,同時(shí)又不像馬力這樣變化較大,測量比較困難的指標(biāo)。第二章中介紹的關(guān)于燃燒

36、的概念可以利用為測量發(fā)動(dòng)機(jī)大小的一個(gè)有意義的指標(biāo)。 在活塞每次向下移動(dòng)的沖程中燃燒的燃料混合氣的量在很大程度上決定了一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的馬 力?；旌蠚獾牧吭酱?產(chǎn)生的馬力也就越大。因此當(dāng)其它因素相同時(shí),燃燒室容積越大的發(fā) 動(dòng)機(jī)就越有勁兒。我們現(xiàn)在就來討論一下燃料混合氣體積這個(gè)比較容易測量的指標(biāo)。 (60中 活塞處于其最低點(diǎn)的位置,而 (61中活塞則處于其最高點(diǎn)處?；钊斣谶@兩個(gè)極限點(diǎn)之間運(yùn) 動(dòng),形成了一個(gè)柱狀空間。為了便于讀者清楚地了解這一點(diǎn), (62中我們?cè)谂艢馔ǖ郎戏帕?一個(gè)同樣大小的銅柱。 活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)者們定義一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的大小就是這個(gè)柱狀空間的體 積,并用立方英寸或毫升(立方厘米作單位。在每

37、個(gè)壓縮沖程中, 活塞占據(jù)了燃燒室頂部上述容積的位置。 因此我們稱這個(gè)容積 為排氣量。航模發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣量大小從 0.010至 3立方英寸,甚至可以更大。第四頁上照片 (12中顯示的就是一臺(tái)這種大型發(fā)動(dòng)機(jī)。 Cox 獨(dú)特的 0.010只能在理想情況下帶動(dòng)一架微型 模型飛機(jī)。而一臺(tái)大型的 Super Tigre 3000則能毫不費(fèi)力地帶動(dòng)一架十至十二英尺(三到三 點(diǎn)六米 的模型。 航模愛好者在他們談?wù)摪l(fā)動(dòng)機(jī)大小的時(shí)候, 常常會(huì)省略小數(shù)點(diǎn)和測量單位, 而把一臺(tái) 0.46立方英寸排氣量的發(fā)動(dòng)機(jī)簡稱為“四十六”的。壓縮比一臺(tái)微型壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比要比一臺(tái)像 (12中那樣的大型發(fā)動(dòng)機(jī)高。因此我們 知道壓縮

38、比是一個(gè)完全不同于發(fā)動(dòng)機(jī)大小的指標(biāo)。 但是, 發(fā)動(dòng)機(jī)大小和壓縮比都和燃燒室容 積有關(guān),因此,我們?cè)诖藢⒍咭徊⒂懻摗Ｔ谟懻搲嚎s比之前,我們先得弄清楚“比”的概 念。 “比”就是一個(gè)數(shù)除以另一個(gè)數(shù)。在“比”中,我們會(huì)用到“ /”或“比”這個(gè)字。例如:“ 7除以 3” , “ 7/3”或“ 7比 3”說的都是同一回事。我們?cè)谟懻摶钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比時(shí) 采用“比”這個(gè)字。我們先來看一看二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)?？匆豢慈?(63所示的能被注入發(fā)動(dòng)機(jī)的 所有液體體積。 這個(gè)液體體積就等于燃燒室在排氣口之上的那部分容積。 將發(fā)動(dòng)機(jī)倒空, 卸 下電熱塞, 移動(dòng)活塞至上死點(diǎn)處。 我們來測量處于上死點(diǎn)處的活塞和電熱塞孔底端

39、之間的那 部分容積 (64,并稱這一空間為燃燒室上部或“汽缸上部” 。 (63中注入的液體體積除以 (64中注入的液體體積就是這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。 換句話說, 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比就是排氣口上面那部分燃燒室的容積除以燃燒室上部的容積。電熱式發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比通常約為 8比 1。 而由于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)需要更大幅度的壓縮來產(chǎn)生更高的溫度,其壓縮比有的則可高達(dá) 20比 1。由于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)沒有電熱塞孔,因此,需要把汽缸蓋拆掉才能測量出壓縮比。本章只 是要介紹發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí),在此我們就不去費(fèi)那個(gè)勁了。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的測量方法與此類似。 拆掉電熱塞, 使活塞位于下死點(diǎn)處, 然 后測量能將整個(gè)燃燒室注滿的

40、液體體積。 再將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的液體倒空, 將活塞移動(dòng)到上死點(diǎn)處。 然后再用同樣的方法測量燃燒室上部的容積。 用前一個(gè)體積除以后一個(gè)體積就得到了四沖程 發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。兩室之間的氣密性如果活塞和汽缸之間的配合不良, 就會(huì)出于多方面的原因造成發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。 發(fā)動(dòng)機(jī) 過熱, 就不會(huì)可靠運(yùn)轉(zhuǎn), 也不可能達(dá)到其最大功率。 一臺(tái)低溫運(yùn)轉(zhuǎn)的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)需要有生 產(chǎn)廠家能獲得的活塞與汽缸的最佳配合。 不僅配合要好, 還要有足夠的燃料由于側(cè)吹而通過 活塞對(duì)曲軸箱進(jìn)行潤滑。也就是說,每套活塞和汽缸之間,包括二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),都會(huì)稍有一 點(diǎn)兒滲漏,但是如果滲漏過度,就會(huì)造成重大問題。物理學(xué)家告訴我們,當(dāng)氣體快速地流過 一個(gè)狹

41、窄通道就像活塞與汽缸之間的時(shí)候, 會(huì)由于摩擦而產(chǎn)生熱量。 氣體流經(jīng)不良 配合時(shí)產(chǎn)生的熱量, 比配合優(yōu)良的發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的熱量要大得多。 最終進(jìn)入曲軸箱的高溫廢 氣, 向外提供了多余的熱量。 除了由于廢氣流動(dòng)所產(chǎn)生的熱量以外, 活塞和汽缸之間的機(jī)械 摩擦也會(huì)產(chǎn)生熱量。 氣密處要幾乎沒有滲漏和摩擦, 才能讓發(fā)動(dòng)機(jī)低溫運(yùn)轉(zhuǎn)。 但是很多剛拿 到手的發(fā)動(dòng)機(jī)氣密性很差, 摩擦阻力也很大。 后面我們會(huì)解釋如何利用所謂的磨合過程來改 善這一切。 本節(jié)余下的內(nèi)容就來介紹各種活塞和汽缸類型。 而這當(dāng)中的每一款都很適合初學(xué) 者使用。一種氣密方法是采用鑄鐵制作的活塞精密配合在鋼制汽缸套內(nèi),或者將二者反過 來。采用不同金

42、屬材料,諸如這里使用的鑄鐵和鋼,可以使零件相互之間滑動(dòng)時(shí)磨損較小, 并能減小相互之間的摩擦。 這兩種金屬材料在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)膨脹系數(shù)接近。 因此, 當(dāng)發(fā) 動(dòng)機(jī)溫度上升時(shí), 它們之間的氣密性幾乎不受影響。 汽缸的直徑由精細(xì)的研磨砂研磨到精確 的尺寸。 發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家采用的是研磨工藝采用一種精細(xì)的研磨膏來對(duì)金屬件進(jìn)行磨削 的工藝以確?；钊某叽缇_。 因此, 我們有時(shí)會(huì)把這種活塞和汽缸采用研磨工藝生產(chǎn) 出來的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為研磨工藝發(fā)動(dòng)機(jī)。 航模愛好者對(duì)于不同的活塞和汽缸組合都有不同的縮寫 簡稱。 但是我沒見過大家給這種鑄鐵和鋼的組合起過什么名字, 我們姑且稱之為 CIS (CI-Cast Iron

43、鑄鐵 , S-Steel鋼吧。照片 (66顯示的就是 CIS 發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞和汽缸套。長時(shí)間的磨合, 可以把 CIS 的活塞和汽缸套磨得極為光潔,產(chǎn)生近乎完美的配合。一旦磨合好了以后, CIS 發(fā)動(dòng)機(jī)可以運(yùn)轉(zhuǎn)無數(shù)小時(shí)而毫無問題。照片 (2中的我那臺(tái)已有四十多年歷史的 Fox 35發(fā)動(dòng) 機(jī),至今已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)了不知多少小時(shí)了,表現(xiàn)卻是越來越好。當(dāng)然,發(fā)動(dòng)機(jī)有那么長的壽命并 不常見。但是大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)都不是因磨損而亡,而是不幸死于炸機(jī)。CIS 發(fā)動(dòng)機(jī)中的鑄鐵活塞較重, 會(huì)產(chǎn)生振動(dòng), 并在上死點(diǎn)和下死點(diǎn)改變運(yùn)動(dòng)方向的 時(shí)候吸收能量。 采用較輕的鋁制活塞的研磨工藝發(fā)動(dòng)機(jī)可以減輕這些問題, 但是鋁制活塞需 要一個(gè)

44、在升溫后與活塞膨脹相同的汽缸。 這樣, 活塞和汽缸才能在任何運(yùn)行溫度下, 都能使 發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)室之間氣密良好。 Super Tigre在 1968年左右推出了用于制造活塞和汽缸的新 材料。 他們的工程師選擇了一種高硅鋁合金來制造活塞, 這種材料非常耐磨, 而且在升溫后膨脹程度只比某些黃銅合金略小一點(diǎn)兒。 Super Tigre采用表面鍍鉻的黃銅制造汽缸套, 并稱 這種組合為 ABC (A-Aluminum 鋁, B-Brass 黃銅, C-Chrome 鉻 ?，F(xiàn)在,大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)廠 家都生產(chǎn) ABC 發(fā)動(dòng)機(jī)。也可以采用鋁來制造汽缸。但是鋁和鋁之間摩擦?xí)r,磨損較快,摩 擦力也較大。因此,活塞或汽缸

45、的表面就要鍍鉻?？梢韵?Saito (齊藤的 50發(fā)動(dòng)機(jī)那樣, 汽缸是個(gè)整體, 都用鋁制造 (67。 而有些發(fā)動(dòng)機(jī)則有一個(gè)汽缸套, 就像 (66和 (68中顯示的那 樣。 當(dāng)然, 照片中的零件是鋼的, 而不是鋁的。 我們常把這種發(fā)動(dòng)機(jī)簡稱為 AAC (A-Aluminum 鋁 A-Aluminum 鋁 C-Chrome 鉻 ,亦即鋁制活塞、鋁制汽缸或汽缸套,加上表面鍍鉻。由 于 AAC 和 ABC 發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞和汽缸兩個(gè)零件的膨脹率接近,高溫不會(huì)抱死,所以這兩種 發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過熱后比較不容易損壞。 實(shí)際上, 在過熱后, 銅制汽缸比鋁制活塞膨脹量還要 大一些呢。由于這些金屬較軟,不能像鋼那樣承力

46、,因此在拆裝 AAC 和 ABC 發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí) 候務(wù)必要小心。 OS 為他們生產(chǎn)的銅制汽缸套內(nèi)外鍍無光澤的鎳,但是他們還把這種組合稱 為 ABC ,而不叫什么 ABN (N-Nickel 鎳 。我曾經(jīng)修過一臺(tái)汽缸損壞的 OS 發(fā)動(dòng)機(jī),損壞的 原因就是使用者沒有意識(shí)到零件實(shí)際上是由很軟的銅制成的, 結(jié)果在拆裝的時(shí)候把上面弄出 了一道溝。早期的航模發(fā)動(dòng)機(jī)采用鋼制的汽缸和鋁制的活塞, 但是利用鋼或鑄鐵制成的活塞環(huán) (68來保持燃燒室和曲軸箱室之間的氣密性。我們把這種發(fā)動(dòng)機(jī)稱為活塞環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。這種組 合效果很好,直到現(xiàn)在還在普遍使用。由于升溫時(shí),鋁要比鋼膨脹得多一些,因此,鋁制活 塞一定要比鋼制汽缸小一點(diǎn)

47、兒。 活塞環(huán)對(duì)兩個(gè)室進(jìn)行密封的方法是這樣的:燃燒后的氣體會(huì) 將活塞環(huán)向下壓, 環(huán)的下表面和活塞接觸, 形成了曲軸箱室和燃燒室之間密封工作的一部分。 露在外面的環(huán)頂使氣流吹入活塞環(huán)和活塞之間的垂直窄隙。氣體就會(huì)迫使活塞環(huán)向外擴(kuò)張, 抵住汽缸壁, 最終將其徹底密封起來。 活塞環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)比較容易磨合。 和其它更新的設(shè)計(jì)相比, 也更能承受使用不當(dāng)?shù)膯栴}。 但是這種發(fā)動(dòng)機(jī)不能過熱, 原因是過熱后活塞環(huán)會(huì)變形。 活塞 環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸膛有時(shí)會(huì)鍍鉻,以延長活塞環(huán)和汽缸的壽命。航模發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞環(huán)有兩種。 一種如 (68所示的傳統(tǒng)活塞環(huán)。 另一種稱為 Dykes 環(huán), 我們也拍攝了照片 (69。 Dykes 環(huán)的截

48、面為 “ L ” 形, 而傳統(tǒng)活塞環(huán)的截面則是矩形的。 Dykes 環(huán)減小了向外的張力。一般情況下,它比傳統(tǒng)的活塞環(huán)密封要好,摩擦力也較小。如果發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速很高,當(dāng)活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)時(shí),它會(huì)有繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)的趨勢。這樣,密封就不能保 持了。而 Dykes 環(huán)由于其重量較輕,因而就相應(yīng)地改善了這種情況。有一些用于競賽的手 工制造的發(fā)動(dòng)機(jī),采用了鋁制的活塞、鍍鉻的黃銅汽缸,并采用 Dykes 活塞環(huán)。其生產(chǎn)廠 家稱這種組合為 ABCD (A-Aluminum 鋁, B-Brass 黃銅, C-Chrome 鉻, D-Dykes 。例如, Webra 32(70采用的就是 ABCD 活塞和活塞環(huán)。化油

49、器位置多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的化油器在前面 (71,進(jìn)氣閥則制作在曲軸上 (72。燃料混合氣就通過 曲軸上的孔進(jìn)入曲軸箱室。這種設(shè)計(jì)比較普遍,稱為前進(jìn)氣方式。這種發(fā)動(dòng)機(jī)較短,而曲軸 上閥門的開放時(shí)間能夠做到足夠長, 以保證適量的燃料混合氣進(jìn)入曲軸箱室。 有的發(fā)動(dòng)機(jī)則 將曲軸箱進(jìn)氣閥做在后蓋上 (73。 后進(jìn)氣機(jī)構(gòu)最常見的設(shè)計(jì)是采用碟形 (74或鼓形閥 (75。 用 曲軸來驅(qū)動(dòng)閥門碟或閥門鼓以打開或關(guān)閉曲軸箱室。 后進(jìn)氣方式的曲軸上沒有孔, 因此其強(qiáng) 度就不會(huì)受到削弱。 又由于化油器安裝在后面, 所以整流罩就可以有很好的流線型。 不過大 多數(shù)模型的發(fā)動(dòng)機(jī)艙都太短,放不下這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)。后進(jìn)氣的發(fā)動(dòng)機(jī)性能好,價(jià)

50、格高。有些 船模、流線型的競速飛機(jī)和函道風(fēng)扇動(dòng)力的噴氣式飛機(jī)采用這種發(fā)動(dòng)機(jī)。軸套與軸承所謂軸套就是一個(gè)沒有運(yùn)動(dòng)部件的缸筒。 生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)這些低端的采用軸套的發(fā) 動(dòng)機(jī)時(shí), 就用一個(gè)設(shè)計(jì)緊湊, 鑄造的曲軸箱包在一個(gè)造價(jià)較低的青銅軸套外即可。 也可以直 接就將鋁制的曲軸箱作為軸套使用 (76。由于大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)其燃料都是經(jīng)過曲軸進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī) 的,所以只要保持清潔,經(jīng)過充分潤滑的軸套其壽命可以很長。除非出現(xiàn)潤滑不足的問題, 其性能可以一直保持下去。這種采用軸套的發(fā)動(dòng)機(jī),體積小,重量輕,價(jià)格相對(duì)較低。有時(shí) 從磨損的軸套處會(huì)有過多的燃料滲漏出來,遺憾的是,這個(gè)更換不了。我們?cè)诨剡^頭來看一看 (72,其中一個(gè)

51、滾珠軸承總成安裝在曲軸上,另一個(gè)安裝在 曲軸箱的前部。為了方便起見,我們把滾珠軸承總成簡稱為軸承。這些軸承是可更換的。它 采用滾珠或滾子 (77來承載曲軸。相對(duì)較貴的發(fā)動(dòng)機(jī)采用的都是軸承,而不用青銅軸套。但 是軸承也有一個(gè)軸套沒有的缺點(diǎn)軸承會(huì)生銹。 很多種燃料都會(huì)促使軸承生銹, 使之損壞。 生銹后, 有些沒有經(jīng)驗(yàn)的航模愛好者可能會(huì)去試圖拆卸這些軸承。 但這樣一來, 原本只有輕 微損壞的發(fā)動(dòng)機(jī)就徹底不能用了。而這一切本來都是完全可以避免的。只要每次飛完之后, 都仔細(xì)地給發(fā)動(dòng)機(jī)涂好保護(hù)油, 就能防止生銹了。 我們?cè)诤竺鏁?huì)仔細(xì)地介紹這些內(nèi)容, 還將 介紹萬一需要更換軸承的話如何操作。和軸套一樣,只要

52、保持清潔,保證潤滑,軸承幾乎不 會(huì)有磨損的問題。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣和掃氣上一章介紹了二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上旁通和進(jìn)氣口的工作原理。 與此密切相關(guān)的一個(gè)術(shù)語 是掃氣, 即將廢氣清出燃燒室。 直到二十世紀(jì)六十年代末, 大部分二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)還都只有一 條旁通,在排氣口的正對(duì)面。一個(gè)活塞折流板 (68和 (69將進(jìn)來的氣體向上導(dǎo)入燃燒室。這 個(gè)過程有助于將殘留的廢氣擠出去。 我們常常稱這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)為橫流掃氣、 循環(huán)掃氣或折流 掃氣的發(fā)動(dòng)機(jī)。 二十世紀(jì)六十年代初, 航模發(fā)動(dòng)機(jī)工程師采用了按照摩托車的標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的 排氣系統(tǒng)。這種新設(shè)計(jì)采用了根據(jù)一位叫做施努爾勒 (Schnuerle的先生的專利而設(shè)計(jì)的排氣 系統(tǒng),

53、有三個(gè)或更多個(gè)旁通, 活塞上則去掉了折流板。 關(guān)于施努爾勒和其它排氣設(shè)計(jì)的文章 很多。 其實(shí)對(duì)這個(gè)問題重視得有點(diǎn)兒過了。 當(dāng)其它部分工作得十分完美的時(shí)候, 采用多路旁 通對(duì)功率的增加作用十分有限。 而活塞與汽缸之間哪怕只有一點(diǎn)兒漏氣, 哪一種排氣設(shè)計(jì)也 彌補(bǔ)不了漏氣所造成的功率損失。 因此, 初學(xué)者在挑選發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候, 完全用不著考慮排氣 設(shè)計(jì)的問題。補(bǔ)充材料第四章 市面上的發(fā)動(dòng)機(jī)新手的第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在這里我們?yōu)樾率痔醾€(gè)建議,以幫助他們挑選其第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)大小是首要 的指標(biāo), 有的時(shí)候, 干脆就是唯一要考慮的問題。 大一點(diǎn)兒的飛機(jī)和小飛機(jī)相比, 比較好飛, 抗風(fēng)性能也要好一些。 多數(shù)初學(xué)者

54、都會(huì)選擇 40至 50級(jí)的二沖程電熱式發(fā)動(dòng)機(jī), 原因是這種 發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力足以帶動(dòng)一架較大的, 容易操縱的教練機(jī)。 這個(gè)級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)占了航模發(fā)動(dòng)機(jī) 市場銷售量的百分之七十五。因此,每個(gè)生產(chǎn)廠家都在生產(chǎn)這種發(fā)動(dòng)機(jī)。照片 (82至 (93顯 示的是十一家不同廠家生產(chǎn)的十二種這個(gè)級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)。 由于不同的人有不同的偏好, 因此 沒有一種發(fā)動(dòng)機(jī)能夠獨(dú)占這個(gè)初學(xué)者市場。 照片中相對(duì)較貴的發(fā)動(dòng)機(jī)和價(jià)格較低的發(fā)動(dòng)機(jī)相 比,一般都更容易磨合,啟動(dòng)也相對(duì)容易,可靠性較高,壽命較長,功率也大一些。因此, 如果經(jīng)濟(jì)條件允許的話, 建議你購買價(jià)格稍貴一些的發(fā)動(dòng)機(jī)。 但是如果條件不允許, 其實(shí)只 要多花一些功夫和耐心,

55、每一種發(fā)動(dòng)機(jī)都能運(yùn)行得差強(qiáng)人意。 我們?cè)谏院蟮恼鹿?jié)里會(huì)仔細(xì)介 紹如何做到這一點(diǎn)。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一方面, 40至 50級(jí)的二沖程電熱式發(fā)動(dòng)機(jī)占據(jù)了發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分市場。另一方面, 其它大小和類型的發(fā)動(dòng)機(jī)則提供了無盡的選擇。 由于我們?cè)谏弦徽陆榻B的那些因素, 四沖程 發(fā)動(dòng)機(jī)有著出乎意料的好人緣。照片 (94里是一臺(tái)老式的 OS 四沖程 60。這是世界上第一臺(tái) 獲得商業(yè)成功的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 (95至 (102顯示的則是一些新型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)。照片 (95中是 一臺(tái) Enya 120, 從照片中不太容易看得出來它有多大。 (96、 (97和 (98分別為 OS 48 Surpass、 Enya 53和 Sai

56、to(齊藤 50。后面我們會(huì)介紹如何拆裝及如何對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。 OS 、 Saito(齊藤 和 Enya ,每家的具體實(shí)現(xiàn)方法各不相同,但同一廠家不同型號(hào)的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)之間,除尺 寸大小外, 其它差別并不大。 只要學(xué)會(huì)了照片中的這三種發(fā)動(dòng)機(jī), 這些廠家的大部分其它型 號(hào)就不成問題了。 在此還安排了 (99至 (102若干張照片, 目的只是展示一下這些發(fā)動(dòng)機(jī)完美 的設(shè)計(jì)和精湛的工藝。的確稱得上是物有所值。特殊發(fā)動(dòng)機(jī)還有一些較不常見的航模發(fā)動(dòng)機(jī), 用在某些特定的場合。 (103和 (104中是函道風(fēng)扇 發(fā)動(dòng)機(jī), K&B 45和 80。 它們用于比例仿真的噴氣式模型飛機(jī)上。 函道風(fēng)扇要求發(fā)動(dòng)機(jī)在不 損

57、壞的前提下,轉(zhuǎn)在最高的轉(zhuǎn)速上。 K&B生產(chǎn)的這臺(tái)性能絕佳的函道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)就達(dá)到了 這一境界。 固定翼會(huì)有螺旋槳吹過來的氣流不斷地掠過發(fā)動(dòng)機(jī), 而車?；蛑鄙龣C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)就得 不到這種充分的冷卻了。 (105至 (108就是這些車?；蛑鄙龣C(jī)用的發(fā)動(dòng)機(jī),其汽缸蓋都非常 大,以利于冷卻。大多數(shù)車模用發(fā)動(dòng)機(jī)的大小都在 0.20立方英寸左右。 (105-106中分別為 Royal 和 OS 生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)。 直升機(jī)用的發(fā)動(dòng)機(jī)則有大有小。 (107中是一臺(tái) Royal 28, 而 (108中則是一臺(tái) OS 61。無線電遙控模型飛機(jī)進(jìn)行花樣飛行的比賽稱為特技飛行競賽,其競賽規(guī) 則對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量有著很嚴(yán)格的限制。 因

58、此, 參加特技競賽的選手都要盡力去提高發(fā)動(dòng)機(jī)的 馬力。 最常采用的發(fā)動(dòng)機(jī)只有 60和 61這兩個(gè)級(jí)別的。 高質(zhì)量的特技競賽專用發(fā)動(dòng)機(jī)不惜代 價(jià)地把一切能提高性能的手段都用上了。照片 (109和 (110中就是 YS 和 Enya 生產(chǎn)的兩臺(tái)這 種發(fā)動(dòng)機(jī)。只要一有四分之一真飛機(jī)大小的巨型模型飛機(jī)參加航模表演,它們就立刻變成了表 演的主角。 而飛機(jī)一大, 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)就提出了特殊的要求。 電熱式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料比汽油貴得多, 而且大發(fā)動(dòng)機(jī)耗的油還多。 盡管如此, 很多制作四分之一大小比例仿真模型飛機(jī)的航模愛好 者還是會(huì)選用像 Super Tigre 3000 (111和 OS 3500 (112這樣的電熱

59、式發(fā)動(dòng)機(jī)。順便提一句, 我在 Super Tigre旁邊放了一臺(tái) 45級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣,你就能欣賞到這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)有多么地巨 大了。 而 OS 3500和這臺(tái)相比還要更大一些呢。 其他巨型模型飛機(jī)的愛好者則選擇像 Zenoah (113和 Tartan Twin (114這樣的電火花式發(fā)動(dòng)機(jī),并使用較便宜的汽油作燃料。不管你喜歡 什么樣的大發(fā)動(dòng)機(jī),都能找到相應(yīng)的生產(chǎn)廠家。船模發(fā)動(dòng)機(jī)通常是在固定翼發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上修改,添裝而成。從 (115中可以清楚地 看到, 有一個(gè)飛輪和一個(gè)萬向節(jié)聯(lián)到驅(qū)動(dòng)曲軸上。 由于流過發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠, 改裝 過的汽缸和汽缸蓋上有一個(gè)水冷套 (116。 大一些的發(fā)動(dòng)機(jī)有時(shí)也會(huì)讓水流經(jīng)排氣口, 如 (121中的 OS 61。就市場上的發(fā)動(dòng)機(jī)而言,船模愛好者所擁有的選擇僅次于固定翼航模愛好者。 價(jià)格較低的 ASP 12 (116和