⑴发动机对燃料的要求
模型发动机对燃料通常有下列几点要求:
⒈ 燃料必须具有较高的热值,这对提高功率起着很大作用。
⒉ 燃料能很好地雾化并与空气相混合,使燃烧过程正常进行,起动迅速和可靠运转。
⒊ 燃料对外界环境变化敏感性较小。
⒋ 对模型及零件无腐蚀和损害。
⒌ 能长期保持均匀、安定。
此外在安全和经济方面的要求有:对人体无害,不易引起火灾或爆炸,廉价易购。各种燃料并不是都能充分满足以上条件的,但至少要满足以上主要指标。
⑵燃料的理化性能
⒈热值:当燃料和空气混合后,单位体积的混合气体燃烧时所发出的热量叫混合气热值。在评价燃料的热值时,主要应以混合气热值来决定它的性能。因为燃料在汽缸中燃烧时,必须先和空气混合,因此相同汽缸容积的模型发动机采用混合气热值较高的燃料将发出较大的功率。以汽油和乙醇(酒精)为例:汽油本身的热值是10800千卡/千克,混合气热值是824千卡/千克,酒精本身的热值是6400千卡/千克,但是它的混合气热值却是825千卡/千克。因此它们将使模型发动机发出同样的功率,虽然酒精的热值比汽油低,但所需的理论空气量也少。
⒉自燃点:燃料的自燃点越低,就越容易燃烧,这对压燃式模型发动机特别重要。乙醚的自燃点是380℃,煤油的自燃点是320℃,都比汽油低得多,而乙醚在185℃时就开始产生冷焰现象。所谓冷焰现象是燃料加热到稍低于它的自燃点的一定温度时,就开始产生不完全的氧化放热反应,产生淡白色的光辉,这种现象叫冷焰,它的物理现象和完全燃烧很相似,但它只有极小的热效应,是完全燃烧的过渡阶段。乙醚和煤油的自燃点和产生冷焰的温度都很低,因此是压燃式模型发动机的主要燃料。
⒊蒸发性:燃料的蒸发性对于模型发动机的启动和运转性能有很大影响,为了改善启动性能,必须多加蒸发性好的燃料。
⒋密度:模型发动机都是采用混合燃料,为了混合油的均匀性,各组成成分密度应近。通常采用的燃料密度相差不大。
⒌粘度:粘度大的燃料不易雾化蒸发而影响燃烧。乙醚的粘度很小,能稀化混合油改善其雾化性能。润滑油的粘度会随温度变化,冬季可以适当减少。
⒍抗爆性:混合气体在汽缸中正常燃烧时,当汽缸中压力和温度急剧升高时,由于混合气体不稳定,有部分气体先燃烧,使未燃部分气体产生过氧化物的集中,当它受到高温高压气体的作用后,就引起猛烈的爆炸性燃烧,火焰的传播速度达2500米/秒左右,形成压力冲击波,引起发动机的震动和零件的损坏,这种现象叫爆震,发生在压缩比过高和汽缸头过热。燃料的抗爆性以辛烷值表示。热火栓式发动机经常发生爆震,且大多出现在燃烧过程的末期。压燃式模型发动机也会发生类似爆震的现象,但其性质不同,多发生在开始燃烧的初期,主要是因为压缩比的过分提高而引起的类似爆震的现象,叫震击。爆震和震击对发动机损害很大,应极力防止。
模型发动机采用的主要燃料性能表
名称 热 值千卡/千克 混合气理论空气量千克/千克 混合气热值 千卡/立方米 自燃点 ℃ 出现冷焰 的温度℃ 密度克/立方厘米 沸点℃ 辛烷值
汽油 103000 15.0 824 415 290 0.72-0.75 40-205 70-100
煤油 102000 15.4 710 320 245 0.79-0.84 150-315 44
甲醇 4650 6.5 719 - - 0.796 64.8 98
乙醇 6400 9.0 825 465 340 0.789 78.3 99
苯 9630 13.4 727 720 670 0.879 80.1 100-107
⑶常用的燃料、附加剂和润滑剂
⒈汽油:是电火花式和脉冲式喷气发动机的主要燃料,很少用在热火栓式或压燃式发动机上。
⒉煤油:是压燃式发动机的主要燃料,通常用点灯的煤油,也可用工业煤油。
⒊石蜡油:分工业和医药用两种,粘度和密度较大,但不易雾化和蒸发,影响启动。因为其附着性大,可增加气密性,减少旧发动机活塞与汽缸的间隙。使用石蜡油时可减少润滑剂的比例。
⒋柴油:长行程的压燃式发动机可采用柴油做燃料,甚至可以不加乙醚而单独使用。由于蒸发不良和容易积碳,短行程高转速的压燃式发动机不采用。
⒌乙醚:也是压燃式发动机的主要燃料之一。它能使混合油稀化,蒸发良好,形成均匀的混合气体,使发动机容易启动,冷却良好。
乙醚虽然能改善启动性能,但因热值低,使发动机功率减小,长行程发动机的混合油可加入10-20%,短行程高转速的发动机混合油中必须多加,一般不宜超过50%。
⒍甲醇:是热火栓式发动机的主要燃料,对眼睛损害很大,使用要小心。95%酒精也可用于热火栓式发动机。
⒎丙酮:有很好的蒸发性和抗爆性,可作为热火栓式发动机燃料的添加剂,改善低温启动性能。丙酮吸潮性很强,必须密闭保存。
⒏硝基甲烷:比重1。139,沸点101.2℃,热值1121千卡/千克。它在汽缸中燃烧反应极快且稳定,在混合油中加入20-40%用于高压缩比高转速热火栓式发动机会使启动容易,运转稳定,功率提高30%-40%。硝基甲烷有剧毒,易爆炸,要谨慎处理。
⒐亚硝酸戊酯:是压燃式发动机的主要附加剂。加入1-4%可以稳定燃烧过程和防止早燃,转速稳定柔和,降低油耗,油门和压缩比都有较大的调节适应范围,大大改善发动机的运转性能。醋酸戊酯和乙酸戊酯也可作为压燃式发动机的附加剂。
应当注意添加量不宜超过4%。
⒑蓖麻油:这是一种植物油,具有很好的粘性和附着力,有很强的表面张力,在很大的压力下仍能保持足够的油膜,保证发动机的润滑和气密。但它具有很强的酸性,能腐蚀金属,并在汽缸和活塞上沉积干涸性的有机胶质。
11.机油:机油能与汽油很好地混合,是电点火式发动机的主要润滑剂,也可用在压燃式发动机上。
机油中的水分可将机油加热到110℃来除去。
㈣混合油的配方
我们给模型发动机配制油料时,应当考虑不同的使用目的、外界条件和发动机的设计特点来考虑。
模型发动机在磨车、试车、练习放飞和竞赛的场合,应当分别采用不同的配方。
1. 压燃式模型发动机的混合油配方
乙醚 煤油 蓖麻油 亚硝酸戊酯 其 他 适用范围
1 33.3% 33.3% 33.3% - - 新发动机的试车、磨车和一般性的练习。
2 40% 35% 25% - -
3 50% 25% 25% - -
4 22% 50% 28% - -
5 30% 40% 30% - -
6 43% 35% 23% 2% - 测验、竞赛和创记录飞行
7 48% 25% 25% 2% -
8 42% 28% 28% 2% -
9 25% 47% 25% 3%
10 30% 50% 16% 4% -
11 27% 50% 20% 3% -
12 34% 30% 30% 2% 硝基苯4%
13 32% 40% 24% 2% 硝基苯2%
2. 热火栓式模型发动机的混合油配方
甲醇 蓖麻油 硝基甲烷 其 他
1 72% 25% - - -
2 55% 25% 20% - -
3 60% 24% 15% 亚硝酸戊酯 1% -
4 25% 25% - 酒精 50% -
5 65% 25% - 苯 10% -
6 70% 25% - 丙酮 5% -
7 - 25% 50% 酒精 15% 硝基苯 10%
8 45% 25% 20% - 硝基苯 10%-
9 35% 25% 40% - -
以上配方可用于竞速和特技模型飞机测验和竞赛。采用这几种配方之前,必须经过一定时间的磨车,否则发动机将迅速磨损。
使用了含硝基甲烷、硝基苯和其他附加剂的混合油之后,最好用1号混合油运转1-2分钟,清洗腐蚀性的有害物质。
3. 电火花点火式发动机的混合油配方
1 汽油85% 机油15%
2 汽油80% 机油20%
最好采用高辛烷值的航空汽油。
㈤混合油的配制
盛油料最好是清洁干燥的暗色瓶子,贴上标有成分和配制日期的标签。
压燃式模型发动机的混合油应先把蓖麻油和乙醚相混合,然后加入煤油,最后加附加剂。热火栓式发动机的混合油,可先将甲醇和蓖麻油相混合,然后加入硝基甲烷或其他附加剂。应当特别注意:只能把硝基甲烷或硝基甲烷或硝基苯等加入已配制好的由料中,决不能把配制好的由料加入硝基甲烷或硝基甲烷或硝基苯中,以免发生爆炸。
有的亚硝酸戊酯或硝酸戊酯是装在小玻璃瓶中,可投入油料中再木棒敲碎,再用布或麂皮滤去玻璃渣。
混合油配好以后,要长时间摇动,使之混合均匀,搁置二三昼夜后,用滤器过滤。临时匆忙机配置因混合不匀、搁置时间太久油料成分变化都会影响使用效果。
注:我不会贴表格,几个表看起来很吃力,抱歉!
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