佰特模型燃油发动机解剖

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1、表一、常见燃料燃烧特性学 名分子式闪点自燃温度热值千卡公斤燃烧范围苯 BENZENE C6H61012630-1.4-1.8丙酮 ACETONECH3COCH 3-20-73003.013.0乙醇 ETHYL ALCOHOLC2H5OH911-70802.89.5甲醇 METHYL ALCOHOLCH3OH1247553005.521.0乙醚 ETHER(C2H5)2O2-4518588001.748.0汽油 PETROL-45415109001.03.5煤油 KEROSENE-6585320115000.63.5柴油 DIESEL-4060-11000-蓖麻油 CASTOROIL-25044

2、0-硝基甲烷 NITROMETHANECH3NO2-2775-注：汽油、煤油和柴油不是单一的化合物，而是一些碳氢化合物的混合物，所以表中数据为约值。熟悉了上述概念以后，我们就适宜模型发动机用的燃料做一讨论。燃烧范围的 宽窄是评定燃料工作稳定性的指标。燃烧范围窄的燃料，发动机对油门非常敏 感，对飞机飞行姿态的变化引起的油位变化也很敏感，很容易熄火。而燃烧范 围宽的燃料，发动机对油门及油位不敏感，发动机比较稳定。从表一中我们可 以看出，乙醚的燃烧范围最宽，甲醇次之。所以热火发动机使用甲醇作燃料， 发动机较容易调整。压燃发动机使用乙醚和煤油作燃料，虽然煤油的燃烧范围 很窄，但乙醚却很宽，两者中合也比

3、较宽。闪点低的燃料容易燃烧，所以压燃 发动机使用乙醚来起到点火作用。汽油容易爆燃，所以只用于电点火发动机(即 汽油机)。对于模型发动机来讲，需要燃料提供较高的能量。但并不是燃料的热 值越高越好。因为模型发动机单位时间吸入的气体是一定的。各种燃料在一定 体积的空气中燃烧所产生的热量见表二。从中我们可以看出甲醇和乙醚各方面 性能都不错，所以得到了广泛应用。从分子式中我们可以看出，甲醇和乙醚的 含碳量都不很大，燃烧比较干净、积炭少。压燃发动机由于燃油中有煤油，所 以积炭较多。清除积炭可用氨水浸一会儿，一擦就掉了。又由于甲醇来源丰富、 价格较低。所以目前 80的模型发动机都用甲醇作燃料。为什么甲醇用于

4、热火发动机，乙醚用于压燃发动机呢?这是因为甲醇的自 燃温度是 475，而乙醚的自燃温度是 185。甲醇在发动机中除了压缩还需要 点火(靠电热丝的红热点火)，如果乙醚用于热火发动机会发生提前爆燃，使发 动机无法工作。而甲醇若用于压燃发动机中，会由于其自燃温度太高无法工作 (煤油的自燃温度是 320C)。甲醇的挥发性很好，在汽化器中能与空气很好地 混合，使燃烧更充分。因此目前模型发动机中单位重量所产生功率最大的发动 机种类，是用甲醇为燃料的热火发动机。表二、常见燃料混合 气燃烧数据 燃料燃料与氧气的比例混合气浓度消耗225升空气能 提供的热量（千卡 ）甲醇l：1512242114乙醇1：3 652

5、 2083丙酮1：44972066乙醚 1：6 337 2106苯 1：7527l2102煤油1：2450851983汽油l：125165 1763以上讨论了模型发动机燃油中的基本燃料部分。接下来再谈谈润滑剂。模型发 动机要求重量轻、结构简单，所以绝大多数都没有单独的润滑系统，而使用将 润滑油混合于燃油的方法。燃油中的润滑油也进入燃烧室，因此要求润滑油具 有良好的稳定性，不参与燃烧。它在各运转部件之间形成一层可以承受强大压 力的油膜，使发动机运转顺畅，要求润滑油有足够的粘度。另外还要能溶于甲 醇。综合这几个因素，蓖麻油是最合适的品种。它是从蓖麻籽提取的，润滑性 能极佳，闪点在 250以上，不易

6、挥发和点燃，价格也不算贵，是理想的润滑 油。所以传统的模型发动机都使用蓖麻油为润滑油。但近年由于模型发动机的 设计水平不断提高，发动机的功率越来越大，工作温度也越来越高，在某些场 合(如竞赛)，需要发动机全功率输出，燃烧室壁上的温度可能超过 250。这 时蓖麻油可能有一部分发生燃烧且不完全，在活塞顶和气缸壁上形成一层脂状 积碳。积碳越积越厚，会使活塞和气缸顶的传热性能变差，引起发动机过热。 发动机过热的结果会造成热火头烧毁、发动机空中贫油乃至熄火、发动机马力 下降、发动机零件受损等。为解决这个问题，有些配方的燃油中采用合成润滑 油来代替蓖麻油。合成润滑油是用有机物质人工合成的，能溶于甲醇。这种

7、润 滑油在 250的温度时可以完全燃烧，不留积碳。但是润滑油的燃烧会使润滑 情况恶化，影响发动机正常工作和加剧零件磨损，合成润滑油的润滑性能也稍 逊于蓖麻油。所以通常都用蓖麻油与合成润滑油混合使用，各取所长，有良好 效果。 有时为了使模型发动机功率更大、工作更稳定，往往在燃油中加入添加剂。热火发动机使用硝基甲烷、四硝基甲烷、硝基乙烷、硝基丙烷等作添加剂。压燃发动机使用亚硝酸异戊酯为添加剂。从这里可以看出这些添加剂都是硝基化合物。因为在高温下硝基很不稳定，会分解放出氧气帮助燃烧，从而提升发动机的功率。另外硝基甲烷还能增加发动机的工作稳定性。表三 部分燃油配方热火发动机燃油用途 甲醇 润滑油 硝基

8、甲烷 磨合 75 25 0 F2B 练习 75 25 0 标准 80 20 0 竞赛 1 70 20 10 竞赛 2 45 25 30 竞赛 3 75 25 前者和的 8 压燃发动机燃油配方用途 乙醚 煤油 润滑油 亚硝酸异戊酯 磨合、标准 1 1 1 0 竞赛1 39 40 20 1 竞赛2 45 45 8 2 竞赛3 42 43 30 5 普通 34 35 30 1燃油的配制可用量杯量取。甲醇和蓖麻油可用工业品或试剂，乙醚可用医用的 或试剂，煤油用一般的灯油即可。工业甲醇杂质较多，应过滤使用。这些物品 都可在化工或医药商店买到。注意：当甲醇有颜色时不要买，因含水较多；蓖 麻油有絮状沉淀也不

9、要购买。配制时应先倒入比重较小的燃料，再倒入润滑油， 混合后再加入添加剂。一般情况最好不用添加剂。由于我们使用的燃油中含有有毒成份，所以使用千万小心。硝基甲烷为 无色透明液体，毒性很大，进入人体会对神经系统、肝、肾造成严重损害。它 在空气中的浓度达到 1000PPM 时，可使田鼠等小动物死亡。另外硝基甲烷遇到 猛烈碰撞会发生爆炸。误服甲醇会危害呼吸和循环系统，会导致永久性失明， 100 毫升可致人死地。甲醇的挥发性很强，易燃。乙醚有一种特殊气味，吸入 过多会使人麻醉。所以配制时要保持良好的通风，最好在室外进行。如果自己 的手有伤，一定要戴防护手套。尽量避免燃油与皮肤接触。配制和使用油料时 不要

10、吸烟。如果油料溅入眼睛，应立刻用清水冲洗。装硝基甲烷的容器不能装 满，要留有空间。燃油桶要有明显的危险标志，要远离儿童。蓖麻油不容易洗 涤，尽量避免沾在衣服上，如果沾上了，可用洗涤灵洗涤。模型有好多种类型。那么模型发动机所用的燃料也是多种多样的。经过人类多年的探索，基本形成了比较统一的认识。下面我们就燃料的特性和选择作一探讨，相信会对广大模型爱好者有所帮助。总的来说燃料可分为气态、液态和固态三大类。固体燃料目前只适用于外燃机(如蒸汽机和蒸汽轮机等)和火 箭发动机，这里我们就不介绍了。除此之外的其它两大类都在模型发动机上有很好的应用。气体燃料无论从汽化性能还是同空气的混合性，以及燃烧的彻底性，都是非常好的燃料。但是它的贮存性能很差，需要专门的耐压容器来保存，一遇到猛烈碰撞有爆炸的危险。因此它的应用受到限制。目前只用于涡轮喷气模型发动机上。常用的气体燃料有；乙炔、乙烯、甲烷、乙烷、丁烷及液化石油气、天然气等。现在使用最多的燃料是液体燃料。它的来源丰富、热值高、贮存方便、安全系数高、容易掌握等优点。所以目前绝大多数的模型发动机都使用液体燃料，如甲醇、酒精、汽油、煤油等。模型发动机的燃油除了有提供燃烧的燃料，还有提供发动机正常运转所需的润滑油，有的还有添加剂。所以模型发动机的燃油是混合油。我们来研究一下混合燃油所包括的基本燃料、润滑油和添加剂这三大部分。