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二、电热式发动机
(一)工作原理电热式发动机的构造和原理与前两种发动机基本相同,差别在于它是利用电热塞去点燃混合气。
电热塞又称热火栓、热火头,其构造见图26.在它的心柱和壳体间装有不导电的绝缘材料,弹簧状的电阻丝就接在心柱和壳体之间。电热塞装在发动机的气缸头上。起动前,在电热塞的心柱和壳体间接上低压电源,当电流流过电阻丝时,电阻丝即呈红热状态,进入气缸的可燃混合气在活塞上升时受到压缩,温度升高,加上电热塞的热量,混合气的温度便达到了自燃点,于是开始燃烧,产生高温高压气体,推动活塞作功。
在发动机起动后,可除去电热塞的电源。这时,燃烧后的高温气体已能使电阻丝维持红热状态,继续点燃下次进入气缸的已被压缩的混合气。
混合气的燃烧不仅依靠电热塞的热量,还需要活塞对混合气压缩作用的配合。混合气受到压缩,温度升高,降低了自燃点。因此,电热式发动机的压缩比要略高于电火花式发动机,前者8~10,后者6~7.压燃式发动机全部依靠压缩产生热量点燃混合气,压缩比高达17~19.
一般电火花式发动机,只要改装了电热塞就可成为电热式发动机;再改用电热式的燃料,就能运转工作。但电火花式发动机为了尽量减轻重量,结构做得较为轻巧,强度较差,一旦转速超过原设计过多,就容易损坏;此外,电热式发动机对活塞和气缸的配合要求较电火花式为高,因为后者靠电火花点燃混合气,即使活塞和气缸配合较松,漏气严重些,一般也能起动和运转。
电热式发动机上没有调节点火时间的装置,影响点火时间的关键是燃料成份、压缩比、压缩性能和电热塞的热量。这些因素也直接影响发动机的性能。所以,一定要设法使这几方面的因素互相配合好。
(二)电热塞和它的选用:在压缩比和燃料成份等因素已决定的前提下,正确地选择电热塞,将是发动机能否顺利起动和充分发挥性能的关键。
电热塞的品种很多,性能差别也较大。从规格上看,其螺纹有公制和英制两种。以前生产的航模小发动机大都用英制。近年常见的航模靶机发动机则都采用公制。这两种螺纹,粗看差不多,实际不一样。公制螺纹是1M6×0.75,表示外径6毫米,螺距0.75毫米(一级细牙);英制螺纹是 ,表示外径 英寸(6.35毫米),每英寸32牙(螺距约0.79毫米)。说明这两种电热塞不能互换使用,必须根据已有发动机去选定。此外,电热塞螺纹部分的长度也不一样,要根据已有发动机气缸头的螺孔深度来选择。应使电热塞的下端面在拧紧后(先加垫片)刚好和气缸头下表面相平或稍稍凹入(无凸出现象),否则会和活塞相碰,造成损坏。如螺纹部分过短,凹入气缸头较多,又会引起积油,影响起动性能,也容易烧坏电热塞。
从性能上看,电热塞有冷、热之分。航模爱好者简称它们为“冷头”和“热头”。所谓“热头”,就是维持的温度高些,传给混合气的热量多些,即在气缸中压力较低时就点燃混合气,或者说能提前点火。“冷头”顾名思义,就是它的温度要低些。
为什么要分冷热头呢?
前面讲过,电热塞是决定混合气点火时间的重要因素。如在活塞到达上止点时点火,低转速时还可以,高转速就不适应。因为这时活塞已经下行,而燃料还未烧完,致使能量有所损失。要提高转速就得提前点火,使燃烧的时间充分些,利用燃烧后产生的能量尽量多些。当然,过分提前点火也不好,这会使活塞在上升时就消耗过多的能量。要使一台发动机发挥最高性能,就需要合适的点火时间。而在压缩比和燃料成份已定的情况下,点火时间取决于电热塞的冷热。对那些做特技动作的模型飞机来说,发动机的转速和油面高低变化都较大,更需要选好合适的电热塞。
电热塞还有一个特点,当转速越高,单位时间内燃烧的次数越多,传给电阻丝的热量也越多,使电热塞具有一定的“自动提前点火”的性能。但这决不是说,电热塞能完全“自动”地去发挥发动机的最高性能,适当的选择仍是非常必要的。
影响电热塞冷热的主要因素有:
| 主要因素 | 冷头 | 热头 | 1 | 电热塞内孔的直径和深度 | 孔径小、浅 | 孔径大、深 | 2 | 电阻丝的直径和长度 | 丝较粗、较长 | 丝较细、较短 | 3 | 电阻丝绕成弹簧形后弹簧圈的直径和它在内孔中的位置 | 弹簧圈细、靠里 | 弹簧圈大、靠外 | 4 | 弹簧圈中圈与圈的距离 | 圈与圈的距离大 |
圈与圈的距离近文化参考
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航空模型发动机的使用手册现象 | 原因 | 排除方法 | 完全不爆发 | 电热塞烧坏 电热塞内孔积油过多 电池电压不足 电源接线断路、短路或接触不良 缺油(吃油不够;油针打开太小;油面过低;油路堵塞等) 过渡富油(吃油太多;油针打开太大;油面过高等) 油料成份不对 发动机漏气 发动机温度过低
拨桨方法不对 | 更换电热塞 取下,用气或汽油吹除积油再试 更换电池 检查并修复 针对原因加以排除 关闭油针、再拨桨;或断去电源,拧下电热塞,拨动螺旋桨,排出积油后再起动 更换 检查并拧紧 用热水浇发动机,或用其他办法加温,但要防止水份进入发动机或油路系统 参考前面介绍 |
有爆发声,但不连续 | 电热塞烧坏或积油过多 起动后断电过早 供油不畅(油针打开不够;油路堵塞;有气泡;油箱通气口堵塞等) 发动机压缩比过小,又用冷头 | 更换或吹除积油 起动后等几秒钟再断电 检查后排除 换热头试试;或检查压缩比大小并作适当调整(加减气缸头垫片等) | 转速不稳定 | 供油不畅,油针松动 发动机磨车不够 螺旋桨大小不合适或不平衡 电热塞和压缩比配合不佳 |
检查后排除
继续磨车 更换合适的螺旋桨 换热头试试,必要时再调整压缩比 |
转速提不高 | 电热塞衰老或和压缩比配合不佳 发动机磨车不够 发动机气密性差 发动机燃烧室中积炭过多 螺旋桨尺寸不合适 | 更换合适的电热塞,必要时再调整压缩比 继续磨车 油料中增加一点蓖麻油 拆开发动机,除去积炭 更换合适的螺旋桨 | 取下电源即停车 | 取下电源过早,转速太低,热量不够 电热塞过“冷”或衰老 压缩比过小 | 调整油针,待转速提高后再取下电源 换热头试试 检查压缩比并作适当调整 |
取下电源即停车 | 过度富油(吃油太多;油针打开太大;油面过高等) 发动机压缩比过大,或电热塞过“热” | 关闭油针,再拨桨;或断去电源,拧下电热塞,拨动螺旋桨,排出积油后再起动 换冷头试试,或检查压缩比大小并作适当调整 |
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完结!!
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