航空模型发动机使用要领和有关常识

航空模型发动机使用要领和有关常识

航模专用发动机的使用要领：使用发动机要注意以下几个方面：

1.磨合运转——凡是新发动机，必须先以较低的转速运转一个阶段，时间从半小时到一小时以至更多些，称为磨合运转（磨车）。磨合运转很重要，磨合运转不好，发动机不但寿命短、马力小、难以起动，还会带来很多故障。说磨车没有用，是白白损耗发动机等认识都是片面的。正确的磨合运转决不会缩短发动机的寿命，相反会延长寿命与改进性能。即以新汽车和摩托车等为例，出厂时汽化器上装有限制转速的堵头，或是规定车速不得超过某个限度，要行驶几百公里后才可逐步地提高车速，这也就是为了磨合各个机件。

为什么要磨车呢？

因为每台小发动机都是由若干零件装成的，这些零件的相互配合还没有完全协调，各个摩擦表面更免不了有高低不平或毛刺的地方。如在这时就以高速工作，活塞和气缸等零件就会产生过热甚至卡死，造成表面拉毛等损伤。磨合运转就是以较慢的速度运转，慢慢地、一点一滴地将那些互相接触的零件表面都“磨”得很光滑，能互相适应和协调配合。这好比我们刚穿上一双新鞋时会感到有点不舒服一样，如果硬要在这时候跑步的话，脚就会不适应；如果穿了几天以后再跑步，脚就会觉得“顺”多了。

磨车必须在结实的试车台或桌子上进行，决不能装在模型飞机上或其他不够结实的板上进行，以免在运转时引起振动，使机件受损。

磨车要用较大的螺旋桨来限制发动机的转速，一般维持在5000~6000转/分左右，然后逐步提高转速。转速过低会产生较大的振动，对零件不利。最好是稳定均匀的中等转速。磨车期间，不要使用有附加剂的油料，油门要开大些，不要将调压杆压得太紧。

一般磨车步骤如下：

刚磨车时，应在发动机运转1~2分钟后就迅速关断油路停车，待发动机稍稍冷却后再开车，不要连续运转很长时间。这样做，也有利于熟悉这台发动机的起动和调整。而后，先低速运转20~30分钟，如果气缸头不太烫手（手指按上1~2秒钟也能忍受），转速均匀，就可以稍稍压紧调压杆，关小一点油针，提高一点转速。继续磨车20分钟左右。再换上较小的螺旋桨，逐步提高转速。最后用放飞模型的螺旋桨，高速磨车10~20分钟。

新发动机刚磨车时，排气口有黑色油点喷出。如将手指伸近排气口，即会喷上一层油，在阳光下可从油层中看到闪闪发光的金属粉末。一般磨车半小时左右，喷出的黑油即大大减少或消除。这时应逐步提高转速，如转速一直稳定，也无“热死”现象，磨车即告结束，可以将发动机装在模型飞机上使用。每台发动机需要磨车的时间不全相同，要根据具体情况来决定。一般约一小时左右。

经过正确磨车的小发动机，具有良好的气密性，容易起动，转动时轻松灵活，即使连续高速运转，转速也不改变（可从声音来判断）。

2.安装——压燃式小发动机可以用作航空、航海和陆上模型的动力装置。当用在模型飞机上时，它可以装在机头前方（拉进式），即是一般最普通的式样；也可以装在机尾等部位（推进式），这时必须使后桨垫和机匣前端面间的距离小于曲柄销和机匣后盖间的距离，以便螺旋桨的推力通过后桨垫传到机匣端面，不使曲柄销和后盖产生摩擦。

小发动机可以正装（气缸头在上）、倒装（气缸头在下）和横装（气缸头朝向侧面）。最普通的是正装和横装。倒装起动较难，容易引起油多。在线操纵模型上，尤其是线操纵特技模型上，为了保护发动机，经常采用横装。横装的发动机仍能很好起动。

图13是小发动机在模型飞机上横装时的起动方法。助手蹲在模型的右侧稍靠后，左手紧抓靠近发动机的机身部分（主要是抓住，不是使劲将模型往地面压，以免压弯起落架或使螺旋桨打地），右手轻轻扶住右翼尖；起动者右手拨桨，左手捏住调压杆，以便根据右手感到的力量大小，随时调节压缩比。熟练后也可一人起动，用左手抓模型，右手拨桨。

小发动机一定要结实可靠地装在模型的发动机架上；每次飞行后必须检查，有松动时立即拧紧。装得不牢靠的发动机，开动后会引起剧烈振动，使模型无法飞好。

调整装在模型上的发动机时，不能只顾地面运转情况，必须考虑飞行的条件和要求。例如，线操纵特技模型飞机有垂直上升、俯冲和倒飞等动作，发动机起动后应将模型飞机先后放在抬头、低头、平飞和倒飞等状态去调整发动机，使抬头时马力最大，低头时稍稍富油。其他状态下都能正常工作不停车。

小发动机在实际应用中，还会产生这样那样的问题，要善于分析，找出原因，注意通过实践，总结经验。

3.平时维护：

（1）经常保持发动机的内外清洁，决不要让尘土、灰沙、纸木屑或其他脏物进入内部。发动机不用的时候，要用清洁的布或纸包好。每次使用或放飞后，要用清洁的废纸或布将发动机外面的脏物擦净并包好；同时用带点汽油或煤油的布将模型飞机上的油擦去，再用干布擦净。不要在尘土很大或沙土地上开车或起飞；迫不得已需在沙土地上起飞时，应先泼些水或垫些厚纸和木板，以防沙土进入发动机。做模型飞机时，往往需用发动机测量位置和尺寸，应将发动机的进、排气口包好，防止纸木屑等脏物进入。

（2）爱护发动机。非必要时，不要连续用高转速开车，或用过份短小的螺旋桨和飞轮开车。不要将调压杆压得过紧。

（3）尽可能不拆或少拆发动机。

（4）要选用恰当的工具、合适的螺旋桨、成份正确和洁净的油料。

（5）与发动机经常接触的注油用具、工具和模型飞机等要保持清洁。应准备一只干净的小盒专门盛放注油用具，不要将注油用具随地乱放，以免灰土随着注油进入发动机。灰土象研磨剂一样，会很快磨坏发动机。最好将注油用具盒、油瓶和扳手等放在专门准备的布包或小木箱内。既便利使用，又保证清洁，更可避免外出放飞时忘带某种必需的工具。

4.注意安全——航模发动机虽然很小，但转速很高。因此，要注意安全，防止事故。

起动后，不要站在螺旋桨的旋转面内。不能使用已经破裂或断去一段和不平衡的螺旋桨，断裂的螺旋桨决不能胶上再使用。绝对不要使用金属做的螺旋桨。

存放油料时，不可靠近高温或有火种的地方。配制混合油和用汽油清洗发动机时，绝对不能抽烟，并防止抽烟人接近。不要在室内开发动机，尽可能避免吸入乙醚和废气。混合油瓶外面需注明有毒，以免误用。

（二）有关小发动机的常识：

我们已经懂得了一些内燃机的工作原理，初步掌握了航模内燃机的起动和使用，大家一定希望知道更多的有关内燃机的知识。那么究竟有那些因素影响内燃机的性能呢？怎样才能更好地利用和发挥手中这台航模发动机的作用呢？下面就来介绍一些有关这方面的常识：

1.分气定时图——小发动机的进气、转气和排气的开始和终止时间叫做分气定时。分气定时对发动机的功率、转速、耗油率和起动性能等都有着很重要的影响。要合理选择分气定时，充分利用气体流动时产生的惯性，以便尽可能地将废气驱除干净，吸进更多的新鲜混合气，提高发动机的功率。分气定时图用来表示进气、转气及排气的时间和先后次序，从图上可以看出某个过程在何时开始、何时终止，以及开放延续时间的长短。在定时图上，各个气门的开闭时间都用曲轴旋转的角度来表示。

图14右方是曲轴式进气小发动机（如银燕1.5）的分气定时图。从图14左方曲柄销（曲轴后端装有连杆的一段圆销）的旋转来看，当活塞下降到排气口时，排气开始，曲柄销的位置相当于定时图上的“1”；曲柄销转到“2”时，转气口打开了，转气开始；活塞经过下止点后开始上升，曲柄销转到相当于“3”的位置时，转气终止；到“4”时，排气终止；活塞继续上升，曲柄销转到相当于“5”的位置时，曲轴上的进气孔与进气管接通，进气开始；活塞经过上止点后，转为下降，到“6”时，曲轴上的进气孔与进气管不再相通，进气终止。

2.负荷特性曲线——发动机工作时，用来转动螺旋桨的功率叫发动机有效功率，简称发动机功率。发动机功率是衡量小发动机性能的一个重要标准。当发动机在地面以不变的最大容许进气压力进行工作（不以任何物体堵住进气管口而增加进气阻力）时，可利用改变曲轴负荷的方法（如采用大小不同的螺旋桨）来改变转速。随着转速的改变，发动机的有效功率也发生变化。有效功率与转速的变化关系叫发动机的负荷特性。用来表示发动机有效功率（马力）随着曲轴转速（每分钟转数）高低而变化的曲线叫发动机负荷特性曲线，或称外部特性曲线和功率转速曲线。根据这根曲线，可查出某一转速时发动机的功率。例如，在图15的曲线上，当这台发动机的转速为7000转/分时，它的功率是0.135匹马力左右；10000转/分左右，功率最大，这时的转速称为最大功率转速；转速再增高，功率反而下降。不同型号的发动机，其功率转速曲线也不同。

由此看来，如要发挥某台发动机的最大功率，那就要选择适当尺寸的螺旋桨，使发动机在飞行中的转速，恰好在最大功率转速附近。飞行中，发动机的转速一般要比地面高10%左右。有些小发动机的说明书，附有功率转速曲线图，可供参考。

3.测定转速——上面说过，如能知道发动机的转速，就可根据发动机的功率转速曲线来推求功率。即使没有功率转速曲线，也可从转速上大致地估计出功率的大小来。因为一般普及用压燃式小发动机的最大功率转速约在10000~14000转/分之间，知道转速就可大约估计该发动机的最大功率是否发挥了。

测定转速可用测量范围在20000转/分左右的离心式或闪光式转速计来进行。也可自制一个简单实用的振动式转速计，它是根据物理学上共振原理制成的，测速时并且不会消耗发动机的功率。

振动式转速计由十几根不同长度的钢丝做成（图16）。每根钢丝的自振频率都不同，钢丝越长，自振频率越低；长度越短，自振频率越高。小发动机工作时，每转一转，活塞上下一次，产生一次振动。当发动机产生的振动频率和某根钢丝的自振频率相同或成整数的倍数时，这根钢丝就会因共振而开始振动。使用时，将振动式转速计固定在发动机附近，或直接用底座靠在发动机的气缸头等部位上；只要观察那一根钢丝的振动幅度最大，就可根据该钢丝的刻度测得发动机的转速。其准确度依钢丝质量、直径大小及钢丝和底座的夹紧程度不

同而略有出入，一般为±200转/分。最好先用标准转速表校准刻度。

钢丝的自振频率和它的直径、自由长度及钢材的弹性有关。一般钢丝的自振频率f可按下式计算：

其中：d 钢丝直径（单位厘米）

L 钢丝自由长度（单位厘米）

或其中：n 发动机转速（单位转/分）

利用上式，可以求出不同直径的钢丝在代表某一转速而产生共振时所需要的自由长度。

转速（转/分）自由长度（毫米）

3000 117

3500 110

4000 103

4500 98

5000 94

5500 90

6000 86

6500 82.5

7000 79

7500 76.3

8000 74

8500 71.5

9000 69.5

9500 67.8

10000 66

10500 64.5

11000 63

11500 61.5

12000 60

12500 59

13000 58

如用直径1毫米的钢丝，其代表各种转速的自由长度（露在底座外面的钢丝长度）见上表。

这种转速计也可用金属片做底座（图17、18）。靠近钢丝根部的底座上写有代表转速的刻度。为了缩小体积，可少用几根钢丝。还可采用活动铅笔式的构造，以便携带。在装铅芯的位置上有一根可以伸缩的钢丝，测转速时拿转速计的一端靠上气缸头，将钢丝伸长或缩短，看钢丝在那个位置振动最剧烈，据此相应刻度便能知道发动机的转速。

4.选用螺旋桨——练习起动航模小发动机时，需要螺旋桨。首先，拨桨起动需要螺旋桨；此外，螺旋桨具有使小发动机连续工作的飞轮作用和冷却作用。

供练习起动和磨车用的螺旋桨，可以比放飞的螺旋桨大些和厚些。较重的螺旋桨有利于起动和运转的稳定。如用在1.5毫升的发动机上，螺旋桨直径约为240毫米，螺距约为120

毫米；用在2.5毫升发动机上，螺旋桨直径约为260毫米，螺距约为130毫米。

应选择质地细洁坚实、不易开裂、强度较好又易加工的木材做螺旋桨。较合适的有松木和椴木等。桦木也很合适，就是稍硬些，加工时费点力。桐木太软，强度又差，不能选用。

桨叶的断面一般应呈平凸翼型状，前缘较圆，后缘较薄；桨根部要厚实些，以保证强度，根部断面呈双凸形。练习起动时，由于手指反复拨动，往往会被桨叶后缘磨痛或使后缘开裂。因此，要将练习起动用螺旋桨的后缘做得厚些、圆滑些。

制作螺旋桨的弧面时，用木锉加工比用刀子好，只是加工后的表面毛糙些，这可用粗钢锉或砂纸多打磨几下。完工后的螺旋桨要仔细检查平衡。要求两边桨叶的长短、外形、重量和对应断面的桨叶角等都一样，特别是两边桨叶的重量要一样。不平衡的螺旋桨，在发动机起动后会引起剧烈振动，以致造成停车、松动和磨坏轴承等零件的情况。桨叶表面要涂三至五遍透布油（也可用油漆或喷漆代替），防止发动机燃料渗入木材，影响平衡。

决不能使用金属螺旋桨，以防把手打坏。气冷式新发动机不能用飞轮开车，那会因冷却不好而使零件损坏。

图19是螺旋桨的制作步骤，最下方是完工后的形状。图20是供参考用的桨叶样板（直径230毫米）。