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YS FZ系列四行程发动机的工作原理及使用维护(2)

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二、压力供油与

燃料调节器

ys fz系列行程发动机采用压力供油和燃料调节器来保证供油稳定。其供油系统设有一根油管和一根气管。油管负责将油箱中的燃油输送到发动机的汽化器,气管则用于给油箱增压。在发动机燃料调节器与油箱增压管的连接部位之间,装有单向阀。当发动机活塞向下运动时,机匣内部容积减少,形成正压,通过气管对油箱输出一个较高的气压。因为单向阀的作用,所以油箱中的高压气体不会逆向流回机匣,能始终保持一个较高的压力。经测试,该气压可达40-60Kpa,远高于利用消声器增压的发动机。因此,即使将油箱装在远离发动机的模型重心处,也足以保证燃油能被顺利输送至汽化器处。因为油压很高,所以YS FZ系列发动机还设计有燃料调节器,以对输送至汽化器的燃料流量进行控制(该燃料调节器也由机匣输出的正压驱动)。图10中气门顶杆套筒处为YS 63S发动机的燃料调节器,很多模友俗称其为“泵”。

为便于大家理解,笔者绘制出YS 63S发动机燃料调节器的原理结构图(图11)。该燃料调节器分A、B、C三个相对独立的腔体,其中腔体A、B间通过燃油阀体隔离(图中红色部分)。当无外力作用时,该阀体在其上方弹簧的作用力下保持关闭状态(封堵着腔体A、B间的连通孔)。而当该阀体打开后,燃油通过它由腔体A流入B,并最终进入汽化器。腔体B、C间被一个弹性硅胶膜隔离(图中绿色部分),这样流入腔体B中的燃油不会进入腔体C,而腔体C中的气体也不会进入腔体B。如果该硅胶膜被损坏,将导致腔体B、C间串气,发动机就无法正常工作了。

了解了燃料调节器的结构,接下来介绍其工作原理(图12)。当活塞下行动作时,机匣产生正压,并进入腔体C,进而使腔体B、C间的弹性硅胶膜产生形变;同时,该正压还通过单向阀为油箱加压。当机匣正压在硅胶膜上产生的力能够克服腔体B中燃油对硅胶薄的作用力和阀体上方弹簧作用力的合力时,硅胶膜形变向上凸起,通过顶杆(图中蓝色部件)顶开腔体A、B间的燃油阀体。这样油箱中的高压燃油会通过该阀体由腔体A流入B,最终进入汽化器中。

在YS FZ系列四行程发动机的正时凸轮位置,有一个气嘴与燃料调节器连接(图13)。该位置的前曲轴上,同样有一小孔与机匣相通,进而构成一个旋转气阀。当曲轴转动到一定位置时,该气嘴与机匣相通,向燃料调节器输出气压脉冲,并对油箱增压。由于四行程发动机在一个工作循环中活塞会下行动作两次,因此可产生两个正压脉冲,推动燃油阀开启两次(图14)。可见,发动机的供油量只与燃油阀体开启的次数及打开的幅度有关。发动机转速越高,机匣输出的压力脉冲越多,燃油阀体开启的次数越多,同一时间输送至汽化器的燃料就越多,反之亦然。

在发动机转速恒定的情况下,机匣输出的压力脉冲数量是一定的,若此时要改变燃料供应量,只能改变燃油阀体的打开幅度。阀体打开幅度越大,同一时间通过阀体的燃油越多;打开幅度越小,同一时间通过阀体的燃油越少。

燃油阀体打开幅度与其上部弹簧的弹力有关。调节燃料调节器顶部的调整螺丝,即可改变弹簧的压缩程度,从而改变其输出的弹力大小,进而改变阀体开启行程及打开幅度,最终达到调整燃料供应量的目的。顺时针方向扭动螺丝会压缩弹簧、弹力增加,阀体的打开幅度会变小,输送至汽化器的燃油亦会减少;反之,逆时针方向扭动螺丝,会释放被压缩的弹簧、弹力减少,阀体的打开幅度变大,输送至汽化器的燃油亦会增多。

YS发动机出厂前对燃料调节器就进行过调整,因此一般不需再对其做过多调整,只需在出厂位置的基础上微调即可。但在发动机的整个使用寿命期间,仍需对燃料调节器进行适当调整。因为当发动机使用一段时间后,燃油阀体弹簧弹性会有一定的衰减、硅胶膜也会出现一定的老化,将导致燃料供应量发生变化。此时,若通过主油针与副油针均无法对发动机进行有效调整时,就要对燃料调节器进行适当的调整。

三、压力供油

与燃油喷射技术

YS FZ系列四行程发动机采用压力供油与燃油喷射技术。前者可使发动机的工作稳定性不受油箱内油面高度的影响,而后者则可保证燃油达到更好的雾化效果,同时提高发动机油门的响应速度。由于压力供油可使发动机工作期间油箱内始终保持40-60Kpa的较高压力,因此无论油箱及发动机的安装位置还是油面的高度,都不会对发动机的供油产生影响。

YS FZ系列四行程发动机充分利用了其供油压力较普通四行程发动机高很多这一特性。每当燃料调节器燃油阀体开启时,高压燃油会在汽化器节流阀中的喷油口处(图15)喷射而出。无论发动机处于怠速还是高速工作状态,燃油都能得到良好的雾化效果。需要说明的是,在对燃料调节器进行调整时,油箱内部的压力仅与发动机转速有关,而与燃料调节器的调整无关;调整燃料调节器并不能改变油箱内部的压力。

四、燃油的选择及

供油系统

由于YS四行程发动机结构紧凑、机件多且工作转速较高,须使用效果较好的高质量燃油。以FZ 63S发动机为例,它要求使用硝基甲烷含量在15%-30%、油含量在20%-24%的优质燃油。在实际使用中,若燃油中的油质量好,在控制最高转速不超过12 500r/min时,可适当减少油含量(一般可到18%)。选择燃油时应注意其中的油含量、成分及效果。笔者使用过多种燃料,其中不乏一些较差的国产燃料。飞行后放置一段时间,待下次外出飞行时,往往会出现油失效、发动机卡死的现象。不过Coolpower 15%和COSMO BLACK SPECIAL POWER 20%的燃料效果不错,且质量稳定。COSMO BLACK SPECIAL POWER 20%燃油“出力”大、积碳少、发动机温度不高、排放干净(图16)。虽然该款燃油标称油含量只有18%,但质量高、效果好,且燃烧后尾气中没有特别刺鼻的气味。该燃油中的添加剂对发动机还有一定的保护作用,能进一步减少燃烧残留物对发动机的腐蚀。因此,飞行后即便不对发动机进行特别的处理,放置一段时间到下次飞行时,发动机也不会出现锈蚀和机件异常。

燃油在使用时还必须保证清洁,而且尽量不要经常改变燃料的配比和种类。这样对发动机的工作稳定性及寿命都比较有利。不同燃料在燃烧时,对发动机汽缸活塞的膨胀及机体效果的影响都不同。如果确实需要改变燃料的配比和种类,建议在更换燃料后,先用新燃料磨合两箱油,重新调整好油针后再飞行。

由于使用了压力供油技术,YS FZ系列四行程发动机整个供油系统的结构、油路连接、油箱、油管的选择都与普通四行程发动机有较大区别(图17)。之前已做过介绍,YS FZ系列四行程发动机工作期间油箱内的压力始终保持在40-60Kpa,对油箱和油管都提出了较高要求。为此建议油箱和油管都使用质量较好的产品,耐压不好的油箱可能在发动机高速运转时破裂。笔者使用的油管为内径2.5mm的厚壁硅胶管,效果不错(图18)。油箱要选择耐压较好的硬质塑料增压油箱。某些模型随机配套的油箱质量较差,无法满足YS发动机高压供油的需求,建议选择 TETTRA、IM、DUBRO等口碑和质量都有保证的油箱(图19)。此外,整个供油系统亦不能有丝毫漏气,否则发动机无法稳定正常工作。

在装配油箱时,既可装成两管式无专用加油管的形式(图19),也可装成三管式设有专用加油管的形式(图20)。油箱上几根管子的位置一定不能弄错,否则会影响发动机的工作稳定性,并且会给日后的使用和维护带来不少麻烦。以三管式为例,三根油管组成一个正三角形。从油箱前面看,顶部那根是增压管,中间左侧那根是出油管,右侧为加油管。油箱套件中一般会提供3根铝管,其中较长的两根分别是增压管和加油管。一定要将增压管向上弯曲到油箱顶部,并特别注意千万不能折扁,否则会严重影响增压效果。而加油管则必须向下弯曲到油箱底部。剩下的那根铝管用作出油管。安装出油管时,注意一定要将铝管断口锋利的棱角磨掉,重锤处也要做同样的处理,以免日后使用中重锤软管被割破,吸入空气导致发动机意外熄火。为保证重锤在油箱里灵活摆动,重锤软管不要留得太长,使重锤保持与油箱底有6-10mm的距离为宜。为防止重锤软管从出油管和重锤上滑脱,建议分别使用扎带进行紧固。

YS发动机说明书中建议在进油管上串接一个油滤,不过笔者并不赞成在油路中串接油滤。首先,油滤对燃油流动有一定的阻碍作用,会影响发动机的吸油性能;其次,油滤密封圈处老化漏油会影响发动机工作的稳定性。笔者建议,可在加油设备端串接油滤,如加在手摇油泵的吸油管和出油管上。一般情况下,只要保持燃料清洁,即使油路中不使用油滤,也能完全放心使用。

YS FZ系列四行程发动机供油系统的使用与普通发动机也有较大区别。加油时,要先断开油箱增压管与单向阀间的连接,或拔掉增压管三通上的堵头,使油箱泄压;然后,取掉油箱加油管堵头(三管油箱),或直接取掉出油管上的加油堵头(两管油箱);最后才能进行加油操作。如果不对油箱进行泄压而直接取掉油箱加油管或出油管,油箱中的高压燃油会直接从加油管或出油管处喷射而出。在对油箱进行泄压操作时,增压管中可能会有少量余油喷出,因此不要让管口正对自己,以免燃油飞溅到眼中。为了使用方便,一般都在供油管和增压管中串接三通(图21),不仅便于进行加油和放气操作,且可避免长期插拔单向阀导致油管老化开裂。(未完待续)