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航模发动机大全

第一章概述

第二章发动机基础知识――点火、冲程及工作循环第三章发动机基础知识（续）

第四章市面上的发动机

第五章电热塞

第六章燃料、润滑、燃烧与冷却

第七章消音器、邻里关系、背压与温度

第八章所需工具设备

第九章实际操作运行

第十章常用安装固定方法

第十一章油箱与油门控制

第十二章化油器

第十三章确保清洁，确保飞行

第十四章活塞环、主轴承和螺旋桨桨垫

第十五章炸机之后

第十六章大修与清理积炭

第十七章摇臂与阀门的调整

第十八章如何拆装OS四冲程发动机

第十九章如何拆装ENYA四冲程发动机

第二十章如何拆装SAITO四冲程发动机

第二十一章经验与窍门

第二十二章谐振排气管与燃料泵

第一章概述

第一章对我们这几个作者以及本书所涉及的内容做一个简介。

我们这套黄色封面的航模实用知识丛书对大多数航模爱好者而言都不会感到陌生。

不少人可能已经有了这其中的好几本了。

写丛书中前两本书的时候，离个人电脑的出现还差好多年呢。

书是手写，然后再用打字机打字的。

那时候写作可完全不像现在这样容易轻松。

不过，这不正可以说明我们帮助像您这样的航模爱好者的历史已经颇有年头了么。

在本书《发动机知识大全》问世之前，已出版有十一本书了。

而每本书的销售量都逐年增长。

因此，以往鉴来，我们有理由相信，本书也必然能达到预期的目的。

要想让所写的书广受欢迎，如后所言，其实并无秘诀。

尽管我们这些作者都应该算是航模的行家里手，但是没人能做到无所不知，无所不晓。

为此，我们建立了一个由知识广博的航模爱好者、发动机专家和业内人士组成的智囊团，从他们那里汲取了很多营养。

这个智囊团的人数还在不断地扩充。

在此，我们也向他们表示感谢，感谢他们为此做出的贡献。

取得真经还只是成功之路的一半而已。

另一半则依赖于我们能否把这些内容清晰地表达出来。

如果读者不能明白理解的话，再好的题材内容也等于乌有。

而?

明了的表达方式，莫过于采用精心拍摄的，只需配以简短说明的照片了。

在本书中，为了表达得完整清晰，采用了900多幅照片。

每幅照片都有编号，以便于在正文中引用。

我们确信，诸位读者在阅读这些注有照片编号的内容时，必定不会有任何困难。

试读下句：

照片

（1）中是一台OS四缸四冲程发动机，而照片（4,11-14）中的内容也很有意思，值得放大仔细欣赏。

在写作过程中，我们邀请了一些普通的航模爱好者来试读这些文字及编有标号的照片，以便确定他们能否透彻理解本书的内容。

假如这些读者觉得书中的表述不够清晰，我们就一改再改，直至大家满意为止。

我们这套丛书的成功秘方就是“专业知识＋清晰阐述”。

在对我们这套丛书进行了一番简介之后，我们再来稍微介绍一下我们这本书的主题――

航模发动机。

Fox是?

早批量生产航模发动机的生产厂家。

其着名产品“35”直到现在，接

近50年后，还仍然在航模界占有一席之地。

照片

（2）中的那台发动机就是我在1953年购买

的。

直到现在，我还不时用它飞一下，而其表现始终不俗。

照片（3）中展示的则是该型的?

新产品。

当然，Fox35只是一个特例，不能算是普遍规律。

时代的确在变迁。

多年前我们

写第一本关于发动机的书的时候，发动机的品种还比较少。

而现在――无论是航模发动机的

生产厂家、发动机的大小，还是复杂程度――可供的选择，用我儿子的话说，那称得上是“超

多”。

照片（5-10）中所列举的，只是航模发动机的部分产地而已。

市售的发动机，小到可以用

在微型模型上。

大，则几乎能用在载人的超轻型飞机上。

通过照片（12），我们可以看到市售

发动机的尺寸范围有多大。

本章内提到的发动机，有的十分复杂，有的则只有为数不多的几

个运动部件。

但是你很快就会意识到，尽管发动机的质量有的很好，有的一般，但是在一位

行家手里，其实都能运转良好。

这本书就是要教你如何成为这样一位行家里手的。

本书可以大致上分为若干个主要部分。

每个部分也许只有一章，也许是由若干章组成。

根据读者的具体情况，尽可以调整阅读顺序，先读后面的章节。

比如第八、第九章介绍的是

如何调整发动机，保证首飞能够成功。

如果没有其它的什么问题，急于去飞的初学者可以先

从这一部分开始阅读。

第二至第四章则带着你进入各种发动机的内部，去了解它们的运行原

理。

在这一部分中，还讨论了各种常见设计的优缺点，以帮助你在应用中合理选用。

第五、

第六和第七章则从实用的角度介绍了发动机的燃烧过程，以帮助你取得发动机的?

佳可靠性

及?

佳性能。

发动机、油箱和控制部分都必须要合理安装。

为此，我们撰写了第十和第十一

章，以便你了解什么是合理的安装，以及如何进行合理的安装。

化油器的调整和维护是发动

机使用中?

重要的一环。

第十二章的内容则使你能正确地处理几乎各型发动机。

每位航模爱

好者迟早都需要对发动机及其零部件进行清洗和拆装。

第十三章至第十六章介绍的就是这部

分工作。

接下来的第十七章至第二十章，则把上一部分的内容扩展到了四冲程发动机。

在撰

写本书的?

后阶段，我又添加了一段虽短但很重要的内容，第二十一章。

其中介绍了一些比

较困难的关于维护和维修方面的内容。

在本书的结尾，?

后一章则是有关谐振排气管的。

在书的前言或概述中，作者一般都会去感谢那些为书的诞生做出过贡献的人。

此时，我也要感谢对本书做出贡献的人，并在此将他们的姓名一一列出。

ToddSmith、JimHigley、LeRoyCordes和LynnEngel审阅了本书的书稿，并提出了很多有益的建议。

我们一直希望本套丛书中各书之间能够保持一个统一的风格。

JimHarris绘制的引人入胜的封面则不仅有助于实现这一点，而且已然成为这套丛书的标志了。

每一位摄影者都离不开摄影过程的另外一半儿，暗室工作。

本书中出现的――还包括很多?

终没有被选用的――照片，都是DaveAnderson洗印的。

我的妻子Cora忍受了无数小时炽热灯光的烘烤，举着发动机，摆出照片中要求的动作。

很多人为本书的表述与排版做了很多工作，还有很多人提供了关于发动机的有益见解。

如果把这些航模发动机专家的名字都列在这里的话，名单就太长了。

因此，我将在后面涉及到他们提供帮助的内容处再一一表示感谢。

第二章发动机基础知识

――点火、冲程及工作循环

简介

差不多每个家庭都至少会有一辆汽车，也多半会有一台以汽油发动机为动力的剪草机或草坪打边机。

这些日常用品的使用经验无疑是我们使用和维护航模发动机所需知识的良好基础。

但是我们在此假设你的知识目前只是到此为止。

第二和第三章介绍了活塞式发动机中与我们小型航模发动机相关的基本原理。

零件

照片（15）与（16）显示的是将简单的和中等复杂程度的各一台发动机分解后的情况。

照片的目

的，只是希望能对你前期的阅读有所帮助。

如果文章中提到了一个陌生的零部件名称，你就

可以利用照片来查找。

零件大致是按横行排列，其编号则从左至右增大。

每张照片附两张表。

一张按零件编号排序。

另一张则按零件名称排序。

这样，不管什么零件，查找起来就都会比

较方便了。

化油器本身构造复杂，我们将来要单独讨论。

因此，这部分的零部件将在第十二

章单独列出。

点火与燃烧

K&B制造公司为我们提供了若干台发动机。

我们把它们剖开，看一看它们内部是怎么工作

的。

我们先来看一看照片（31-34）。

从照片中我们可以看到，当活塞向上运动时，活塞正上方

的空间――称作燃烧室――它的容积减小了。

由于在活塞向上运动的过程中，气体被压缩，

因此，气体的温度升高。

当活塞接近汽缸的顶端时，燃烧室中的混合气，其中混有燃料，通

常为甲醇，开始燃烧。

受限的气体燃烧升温后，对限制它的容器压力增大。

此时，高温，燃

烧着的燃料混合气迫使活塞向下移动。

所有的航模活塞发动机的原理都是如此，只不过实现

的方法各有不同。

现在，我们先来讨论点燃燃料混合气的三种不同方法，将它作为学习航模

发动机基本原理的切入点。

这三种点火方法分别为压燃式、半压燃式和电火花式。

压燃式点火是?

简单的一种。

它完全依赖于气体压缩时产生的热量来将燃料点燃。

压燃式发动机能适用的螺旋桨范围较宽，怠速运行顺利，启动也比较容易。

一般来讲比较容易调节和使用。

尽管如此，压燃式发动机一直没能在美国得到普及。

部分原因是由于它使用的燃料比较特殊。

航模用压燃式发动机采用的燃料是煤油。

煤油与我们在加油站买到的用于重型卡车的压燃式发动机的燃料柴油化学成份近似。

但是其中用来帮助航模压燃式发动机所用燃料汽化的其它成份不太好买。

照片（17）显示的是一台新型的Irvine压燃式发动机。

请注意汽缸盖上伸出来的那个蝶形螺丝，照片（18）和（19）分别显示的是分解前后的Davis压燃式发动机汽缸盖。

从中可以看到可调节的燃烧室。

压燃式发动机对压力比较敏感，使得它需要有这个部件的原因有二：

冷启动和正常运转时发动机为给燃料点火所需的压力并不相同。

此外，不同的压力使得发动机在不同的活塞位置点火。

当压力过大时，点火远在活塞到达其?

高位置之前发生。

此时，发动机虽然提前点火了，但是可能还能继续运转。

不过，在阻止活塞继续向上运动的过程中，浪费了能量，而且会使发动机过热。

点火过早和爆振实际上是一回事。

这个问题可以出现在任何一种点火方式的发动机上。

半压燃式的航模发动机则是?

常见的。

所谓半压燃式，指的是压缩气体点火时还需要外界略

作帮助才行。

航模爱好者一般不用半压燃式这个词，而称之为电热式发动机。

点火时的帮助

来自于一个电热塞。

电热塞上装有一个由铂丝制成的线圈（20）。

启动发动机时，利用一节低

电压的电池（21）将电热丝加温至红热。

发动机启动后，燃烧的气体使电热塞上的线圈在去掉

电池后，也能在每两次点火之间保持高温。

如果在夜间使用这种半压燃式发动机，就在拿掉

电池以后，有时还能从排气口中看到反射出来的炽热的电热丝的光亮。

铂和金一样都是贵重

金属。

你可能就会问，为什么生产电热塞的生产厂家要采用铂，而不采用镍铬合金这类也能

加温至红热而价格却较低的材料呢？

要知道，电热塞的用途并不仅仅是为了提供附加的热

量。

有些物质，比如说铂，可以使燃烧等化学反应在不成熟的条件下也能进行。

化学家称这

类物质为催化剂。

实际上，镍铬合金也具有一定的催化作用，只不过作用不像铂这样突出罢

了。

铂这种催化剂对于甲醇而言，效果特别好。

因此电热式发动机的燃料中主要成份一般都

是甲醇。

在二十世纪四十年代后半期电热塞出现之前，所有的航模发动机都是采用电火花方式点火的。

现在，很多大型的航模发动机，如照片（22）中的Zenoah，都采用电火花式的点火方式。

安装在燃烧室内的火花塞会在正确的时机，产生电火花，将燃料点燃。

这一点与汽车和剪草机上的发动机完全一样。

航模用电火花式发动机与其它大小的发动机没有什么不同，也是采用汽油作为发动机的燃料。

术语

在日常生活中，当我们使用某些重要的活塞式发动机的术语时，我们有时可能并不十分清楚

其真正的含义是什么。

在此我们有必要对其定义进行一些澄清。

冲程指的是活塞向上或向下

的一次完整的运动。

照片（23-25）显示的就是活塞在一个向上的冲程开始、中间和结束时的情

况。

如果你还不十分清楚的话，请注意下面的联杆。

在（23）中，联杆已运行到?

低点。

而在

（25）中，联杆则运行到了?

高点。

活塞在（23）中的位置，称为下死点，而在（25）中的位置，则称为上死点。

一台二冲程发动机之所以被称为二冲程，是因为它每连续两次点火之间的所有工作都是在活塞的一个向下运动的冲程和其后的一个向上运动的冲程中完成的。

相应地，工作循环指的是两次点火之间的全部过程。

因此其全称为二冲程循环发动机。

如果我们能正确使用这些术语的话，对本书内容的理解就会更容易一些。

每台航模发动机都有由活塞分隔开的两个气密区，分别称为燃烧室和曲轴箱室。

发动机有一个零部件称为曲轴箱。

但是我在后面会随意换用曲轴箱室、曲轴箱和箱体这三个词。

不过读者肯定能根据上下文很容易地区分出我们指的是那个空间，还是那个零件。

照片（23-25）显示的是活塞在不同位置时曲轴箱室的情况。

基础知识――二冲程发动机

对于二冲程发动机，燃料混合气是通过铸造在机匣或汽缸上被称为旁通的通道（26）从箱体进入燃烧室的。

一台发动机一般会有一条、三条或五条旁通。

燃料混合气经过这些旁通，通过汽缸壁上称为“进气口”的孔进入燃烧室。

废气则通过汽缸壁上的“排气口”排出。

这两种进出气口都可以在（31）中看到。

这两种进出气口很容易区分，因为在汽缸中排气口一定要比进气口更靠上一些。

现在我们再来介绍一下和燃烧室密切相关的进出气口、旁通和冲程的概念。

照片（27）中，活

塞运动到了?

高点，并在此时点火。

高温的燃料混合气迫使活塞向下移动（28）。

在本幅照片

中的活塞位置上，废气的气压要比等着通过进气口的进气大得多。

排气口，由于在汽缸中位

置比较靠上，所以会先露出来（29）。

此时，大部分废气都会从排气口排出，并在进气口露出

之前把气压降下来（30）。

等新鲜的燃料混合气进入燃烧室时，会进一步把剩余的低压废气赶

出去。

当活塞到达?

低点的时候（31），几乎所有的废气都被排出去了。

燃料混合气不断地进

入燃烧室，一直到进气口闭合为止（32）。

由于出气口打开的时间较长一些，所以会有少量的

新进混合气从排气口漏出。

活塞继续向上运动（33），直到其?

高点（34）。

这样，整个过程不

断重复。

由于做功和大部分的排气工作都是在向下的冲程中完成的，我们就把这个冲程称为

做功/排气冲程。

类似地，我们把活塞向上运动的那个冲程称为进气/压缩冲程。

二冲程发动机的曲轴箱具有气泵的功能。

能将空气和燃料通过化油器吸入，然后将燃料混合气推入燃烧室。

和其它的气泵一样，它也有进气阀和排气阀。

它的进气阀通常是一个在曲轴上正对着化油器的孔，以承受燃料混合气，将其导入曲轴箱。

（39）中发动机的化油器座已被磨掉，以便于我们对曲轴箱上这个孔进行观察。

现在，我们先不去管照片中的那个量角器。

活塞和进气口则通过适时地挡住旁通的方法，合起来起到了排气阀的作用。

进气、压缩、做功和排气工作是在燃烧室内完成的。

而曲轴箱则负责通过化油器吸入燃料混合气，然后将其泵入燃烧室。

点火后，活塞开始下移，由于曲轴的转动，其上的孔与化油器不再对齐，这样就把曲轴箱室封闭了。

照片（40）显示的就是处于这个状态的发动机。

我们使曲轴关闭的时间延迟到活塞越过其?

高点之后，这样，就能让已经进入化油器喉管的混合气?

终也能进入箱体。

继续向下运行的活塞不断压缩着曲轴箱内的气体，因为此时这些气体已经无处可逃了。

当进气口打开时（30），在曲轴箱内积聚起来的气压，将新鲜的油气混合物压入燃烧室。

当活塞开始向上运动之后，很快进气口和排气口就会关闭，向上继续运动的活塞就在箱体内产生了一个低气压。

当活塞向上运行到（33）这个位置的时候，曲轴上的孔就和化油器对齐了。

此时，外界空气的气压比箱体内现有的气压高，空气就会通过化油器，并在此和燃料混合，进入曲轴箱。

这个过程继续下去，直到活塞完成向上运动后不久，曲轴上的孔和化油器完全错开为止。

此后整个过程一直往复进行下去。

发动机业内人士发明了一种测量阀门打开和关闭的时机及开放时间长短的简单方法。

我们在

此也将对此的测量结果做一介绍，以助于我们更好地理解本书的后续部分以及其它各种关于

发动机的文章。

我们把一个量角器和一个指针用螺丝固定在发动机上（35）。

并让指针在发动

机下死点时，指向量角器的零度处。

（36）显示，进气口在下死点后62度处关闭。

并且，进

气口在下死点前同样是62度处打开。

这样，进气口就在曲轴旋转的总共62+62=124度范围

内处于开放状态。

照片（37）显示，排气则有144度的区间。

仔细观察（38）你就会发现，曲轴

在下死点后48度处打开，在下死点后224度处关闭，共有224-48=196度的开放区间。

我们

将这些测量结果称为进出气口和进气阀正时参数。

一台发动机的性能，在某种程度上，就取

决于它的进气阀和进出气口正时参数。

发动机生产厂家通过大量的试验确定一台发动机的?

佳正时参数组合。

在这段关于二冲程发动机的介绍就要结束的时候，我想介绍一下我们在很多年前进行的三个

有关二冲程发动机曲轴箱功能的试验。

你可能会觉得，如果我们减小曲轴箱的容积，我们就

能加大发动机的功率。

原因是当曲轴箱变小时，向下运动的活塞对其压缩得能更厉害一些。

这样，就能加大进入燃烧室的油气混合物的量了。

上个世纪四、五十年代我们飞线操纵竞速

的时候，我们曾经认为减小曲轴箱容积是一个提升发动机性能的好方法。

照片（41）和（42）显示的是对一台旧的竞速发动机的后盖和曲轴进行修改，以减小曲轴箱容积的情况。

但是这些修改完全没能达到显着提高模型速度的作用。

对此，我们进行了第二个相应的试验。

用一个管子和一个活动堵头（43）来代替发动机的后盖（44）。

这个装置能在发动机运行时大幅地增加箱体的容积。

出乎很多人的意外，实际上，活动堵头的位置对发动机性能的影响甚微。

第三个试验则比较容易猜到结果。

试验的目的是找到化油器的膛孔和发动机马力之间的关系。

Cox生产的TD发动机，其化油器是一个毫无阻挡的直管。

为此，我制作了几个不同尺寸的化油器（45），小号，中号，和大号的。

我用同一台发动机，配用这几个不同的化油器，发现不出意料，每换用大一号的化油器，发动机的转速就会相应地增加每分钟几千转。

做发动机试验的时候很有意思，有的时候试验结果完全不出所料，有的时候则不然。

几乎每位航模爱好者都会或多或少地进行一些试验，比如至少也会换用不同的螺旋桨、电热塞和燃料等。

我们后面还会进一步讲到这一问题。

基础知识――四冲程发动机

这种发动机在一个工作循环中有四个完整的冲程，每一个冲程分别完成做功、排气、进气和

压缩的工作。

这样，一个工作循环需要曲轴完整地转两圈。

进气阀和排气阀都安装在燃烧室

的上部。

由于这两个阀门开关的时间需要非常精确，所以要有一个齿轮正时机构把这两个阀

门和曲轴联系起来。

GreatPlanes公司的MikeGiger和MikeShaw给我们提供了一台四冲程

的发动机。

这台发动机OS公司已经把它切开了。

这样，我们就能观察到它包括阀门驱动机

构在内的内部工作情况（46）。

对此还有另外两张照片（47）和（48）。

乍一看，四冲程发动机也有

由活塞分割成的两个室，这一点和二冲程发动机类似。

但是，我们知道，二冲程发动机是利

用曲轴箱作为气泵吸入燃料混合气并送至燃烧室。

而四冲程发动机箱体内不断变化的气压则

有完全不同的用途。

四冲程发动机依赖于漏过活塞的燃料中的润滑油进行润滑。

发动机业内

人士称这种漏油现象为窜气。

为了防止废油聚集，在曲轴箱上有一个排油口（49）。

当活塞向

下移动时，聚集的润滑油被吹出排油口。

在排油口上拧有一个排油嘴。

可以用一段软管接在

排油嘴上。

这样，废油就可以被导出，而不会留在飞机的发动机舱内了。

只要看一看从排油

嘴内排出，?

后弄脏你飞机的废油量有多少，你就不会对这套润滑系统是否有效有任何怀疑

了。

曲轴箱上的排油嘴还能起到消除曲轴箱内过高压力的作用。

压力过高，就会造成发动机

的功率损失。

我们再来看看燃烧室。

照片（50-55）显示的是和我们前面介绍的二冲程发动机类

似的那几步工作过程。

（50）是点火的时候。

做功冲程中，高温膨胀的气体将活塞向下推（51）。

注意此时进、出气阀都处于关闭状态。

接下来，活塞向上运动，排气阀打开，开始排气冲程

（52）。

当活塞经过上死点时（53），排气阀关闭，进气阀打开，开始进气冲程（54）。

然后活塞经过下死点，进气阀关闭。

此后就是压缩冲程了（55）。

四冲程发动机与二冲程发动机的比较

在本节中，我们来比较一下二冲程和四冲程两种发动机。

为了保持一致，我们假设要比较的

发动机大小一样，否则比较就没有意义了。

通过本节的介绍，你会了解到二冲程发动机产生

的马力较大，而价格也相对低一些。

你只要看一看（15）和（16）就能明白为什么了――二冲程

发动机所需的零件数量只有四冲程发动机的一半。

二冲程发动机相对而言也比较容易维护和

拆装。

既不需要对摇臂进行调整，也不需要对各种阀门进行调整。

就因为如此，很多很有经

验的航模爱好者根本就不动那份心思去使用这种复杂、价高的四冲程发动机。

当然，四冲程

发动机也有很多优势，因此使它在航模活动中始终占有一席之地。

大部分航模爱好者都拥有

一台四冲程发动机。

而一位典型的航模爱好者则会拥有好几台这样的发动机。

由于四冲程发

动机的阀门系统比较复杂，所以会因此而损失一些功率。

此外，四冲程发动机曲轴转两圈，

才有一个做功冲程。

而二冲程发动机每转一圈就有一个做功冲程。

简单的计算和直觉的判断

可能会让你得出四冲程发动机产生的功率小于二冲程发动机一半的结论。

而实际上，尽管需

要驱动一套复杂的阀门系统，四冲程发动机所产生的功率大约是二冲程发动机的百分之六十

至百分之七十五。

现在让我们来看看为什么。

远在下死点之前（31），当排气开始的时候（29），

二冲程发动机的做功过程就结束了。

因此，做功的过程只持续了排气/做功冲程的3/4而已。

相反地，四冲程发动机在整个做功冲程都在做功（51）。

我们再来看一看压缩开始时混合气体

的体积。

四冲程发动机的活塞此时处于下死点的位置，整个燃烧室内（55）都充满了燃料混合

气。

而二冲程发动机在排气口关闭后（33）才开始压缩，此时只有3/4燃烧室内有油气混合。

因此，四冲程发动机燃料混合气的体积相对而言就大一些。

由于四冲程发动机做功的时间较

长，而每个做功冲程内燃料混合气的体积又较大，这就很能说明问题，为什么原来对四冲程

和二冲程发动机的比较结果会出乎意料地偏向前者。

四冲程发动机还有另外一个与功率微妙