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国产发动机破坏性的极限试验

[ 来源: 网络转载 | 作者:中模在线 | 时间:2007-9-14 19:49 ]

这种极限试验不是每个人都愿意尝试的,但是相信大家都想知道结果,这里转载一篇别人的文章,用来做参考.

中国航空模型队教练 朱建成

长久以来,我一直想把模型发动机做一次破坏性的极限试验,了解发动机的寿命和使用发动机的注意事项。由于时间所限一直未能如愿。

今年初终于抽出时间,开始了模型发动机极限试验。为保证试验的公正性,我决定从市场上随机购买发动机和燃油。首先我在安阳购买某品 牌XL25发动机(4.07毫升)一台;在北京购买了国产某品牌含30%硝基甲烷的合成燃油30桶;购买国产某品牌3#热火头10个、进口某品牌8#热火 头6个。一切准备停当,我来到北京郊区某地开始了模型发动机极限试验。

试验程序如下:地面发动机试验程序××XL25发动机合成燃油试验程序:1、用标准燃油(20%蓖麻油、80%甲醇)和9×6APC桨磨车10分钟。

(1)中速5分钟,完毕后把发动机取下来冲洗干净。

(2)装上发动机,中速运转2分钟;然后高速运转3分钟。测试最高转速并记录。最高转速指转速表出现连续10秒以上的最高读数(下同)。

(3)将发动机取下冲洗。

2、用××30%合成燃油进行连续运转试验。

(1)中速运行5分钟,然后进入高速运转。测试转速并记录。

(2)连续高速运转4小时。检查发动机并记录。

(3)继续连续高速运转4小时。检查发动机并记录。

(4)每次连续高速运转4小时。直至发动机出现异常情况。

(5)每次运转均测试转速并记录。

(6)记录累计运转时间。

试验实施3月6日星期二下午,我首先使用标准燃油磨车,然后由助手开始用30%硝基甲烷的合成燃油进行连续运转。此时发动机的最高转速为14000rpm, 缸头热火头表面温度165℃。感觉发动机的声音不错,发动机有些振动。从原理上分析,由于新发动机气缸活塞配合较紧,燃油的硝基甲烷含量较高,而一般发动 机的压缩比又是为使用低硝基甲烷或不含有硝基甲烷的燃油设计的。所以发动机有会发生提前点火,因而造成振动。正常的措施是增加一片0.05~0.1毫米 的气缸垫。由于我们要进行的是极限试验,所以我并没有这样做。

工作2小时30分后停车检查,感觉润滑良好。

3月7日下午15:16开车继续试验。发动机转速控制在13000~13300rpm,温度在100~120℃之间波动,17:42停车。这天累计工作2小时26分。

3月8日上午9:41,发动机转速13000~13200rpm,温度162~167℃。(注:测温位置与3月7日不同,在缸头热火头后的位置。)上午11:10停车。

3 月8日下午13:02开车,发动机转速13300rpm,温度170~177℃。每隔10分钟测转速和温度。转速和温度变化很稳定。17:10分停车。这天累计工作5小时40分。18:00拆开检查发动机,各部分磨合良好活塞顶部微暗.缸头螺栓有一颗出现脱扣现象。19:07又开车26分钟。

3 月9日,9:22开车,有一颗螺栓脱扣,经过处理后继续工作。转速为13300rpm,温度164~175℃。10:37消音器脱落,10:40停车。经 处理后,10:50开车,12:26停车。上午累计工作2小时54分。13:40开车。转速14100~14400rpm,温度最高200℃,正常 145℃。15:46因汽化器松落主动停车,处理后开车。16:29缸头三颗螺栓脱落,停车检修。这天累计工作4小时54分。

3月10日上午,将发动机改攻M4螺孔,用M4螺栓固定缸头。下午改装完成后连续工作2小时10分钟。由于转速表损坏,故只测了温度。

3月11日该发动机连续工作10小时40分。

3月12日上午8:35开车,转速12400~12600rpm,温度120~150℃,至下午16:11停车。发动机这天连续工作7小时36分。停车后气密性和润滑良好。

3 月13日发动机更换热火头后连续工作8小时10分。至此共用2个国产3号热火头。损坏原因为热火头漏气。至此,发动机已经连续工作44小时32分,以每个 飞行起落12分钟计算,相当于飞行222个起落。发动机的磨损情况、气密性均良好。在3月6日至3月13日间北京发生几次沙尘暴,发动机试验仍在恶劣环境 中进行。而发动机的磨损情况确实很好。说明发动机本身和燃油性能均很理想。发动机螺栓脱落,说明使用含高硝基甲烷的燃料时应加气缸垫。该国产25发动机的 工作转速是3000~12000rpm.而我们试验时的转速均在12000rpm以上,说明燃油的能量较高,在竞赛中可以大辐提高动作质量。

因为别的原因有几天中断了测试工作。

3 月17日继续试验。螺旋桨仍使用9×6APC桨。16:37开车,转速范围在12200~12300rpm,温度在138~160℃。由于磨损的原因,发 动机转速比最初下降了1200转左右。18:05太阳落山了,发动机仍继续运转。19:40关车,这天累计运转3小时03分。

3月 18日上午8:00开车,转速12000~12300rpm.9:35转速下降,因为固定气化器的螺栓脱落一颗。9:41停车处理。9:59开车,转速 11800~12200rpm.10:26因后盖螺栓松动而停车检修,感觉发动机气密性仍良好。对发动机进行全面紧固,并将螺旋桨换成9×5APC桨。

下午13:30开车,14分钟后因热火头漏气关车。这天工作2小时22分。

3月19日上午7:50开车,转速范围12800~13200rpm.这天连续工作11小时02分。

3月20日上午10:26开车,转速范围13300~13600rpm.这天连续工作5小时04分。

3月21日上午9:30开车,转速范围为13200~13400rpm.这天连续工作7小时06分。

试验暂停,至此发动机连续工作了73小时09分。

3 月24日我将拆下缸头和后盖的这台XL25发动机带到北京芦城飞行场地给爱好者看,感觉发动机气密性良好,曲轴运转很灵活。发动机内部颜色变深,但不是积 炭的样子,活塞表面较干净,有些发黄。由于30%硝基甲烷合成燃油全部烧完,所以接下来用15%硝基甲烷的合成燃油继续进行发动机极限试验。

3月31日,使用9×5 APC桨连续工作6小时30分,转速范围13000~132000rpm,温度150℃~166℃,由于我的助手另有任务,试验工作暂停。

4 月11日10:10继续试验,此时使用25%硝基甲烷合成油,转速13500~13800rpm,温度148℃~168℃。13:41发动机声音异常,及 时关车。将缸头拆下,发现缸头和活塞表面有很多麻坑。将气缸、活塞拆下,发现活塞侧面有较深划痕。初步判断发动机内部进入了粒状异物。此时感觉曲轴仍润滑 良好,连杆和曲柄之间的润滑良好。拆下曲轴后发现主轴承的保持架有10毫米左右粉碎,造成活塞顶部和缸头的损坏。这天发动机连续运转3小时31分。

至此本此测试基本完成,83小时10分工作时间83小时10分,以每个起落飞行12分钟计算,相当于飞行了415个起落。以上实验说明国产发动机的使用 寿命还是很高的,国产发动机也有了长足的进步,在使用寿命方面超过国外一些名牌产品;国产的合成燃油的润滑效果已经全面超越传统的蓖麻油,并且达到了国际 著名品牌的合成燃油的水平。这确实是中国航空模型爱好者的福音。

在试验期间因发动机故障停车维修8次,其中缸头螺栓的改制是最大的工 作量。国产热火头共损坏3个,原因全部是漏气。以上说明国产发动机在可靠性方面还有进一步提高的潜能力。不过说实话,试验条件确实苛刻,该发动机没有专门 为使用高硝基甲烷燃料进行改进(如:加气缸垫、使用“冷”热火头),能取得如此成绩确实出乎我的意料。按现有水平估计,如果使用低硝基甲烷合成燃油的话, 其寿命预计可以提高50%.如果配合使用超级润滑油的修复燃料的话,那么发动机的使用寿命会成倍提高。

在83个多小时的连续运转中, 我感觉最大的挑战是发动机的振动,建议大家在新发动机使用前,首先要进行全面检查,各个螺栓要旋紧;螺旋桨要进行静平衡;消音器应使用704硅胶进行密封 和加固;使用高硝基甲烷含量的燃油时,要加一个0.05~0.1毫米的气缸垫。经过以上处理,相信大家会有意想不到的结果。

发动机极限试验结束了,但愿我们的工作能达到抛砖引玉的效果。


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