基督教复临安息日会青年荣誉答案手册/职业/小型发动机

小型发动机
职业总会	技能等级 2
职业总会	介绍年份：1975

小型发动机荣誉是技师大师奖的一部分。

1. 描述两冲程发动机和四冲程发动机的设计和工作原理。

四冲程发动机更容易理解，所以首先介绍它。一旦理解了四冲程发动机，就更容易理解两冲程发动机。

四冲程发动机

四冲程发动机之所以得名，是因为它需要四个冲程才能产生动力。这些冲程如下所示：

进气冲程：在这个冲程中，活塞在气缸内向下移动，从而产生真空，通过化油器吸入空气，并将混合的燃料和空气送入气缸。燃料和空气通过进气阀进入，该进气阀在此冲程开始时打开。
压缩冲程：一旦燃料和空气被吸入气缸，进气阀关闭，活塞返回发动机缸头。这会压缩燃料。
做功冲程：当活塞到达气缸顶部（在顶点或 TDC 之前）时，火花塞点火，点燃压缩的燃料和空气混合物，导致爆炸。这种爆炸导致气体膨胀，从而推动活塞再次向下移动。这就是发动机动力的来源。
排气冲程：当活塞到达气缸底部时，排气阀打开，随着活塞再次返回气缸顶部，废气被排出。当活塞再次到达顶部时，四个冲程准备重复。

两冲程发动机

做功和排气冲程：在两冲程发动机中，火花塞每次活塞到达气缸顶部时都会点火。这是做功和排气循环的开始。与四冲程发动机一样，火花塞点火导致气缸内压缩的空气/燃料混合物爆炸，膨胀的气体推动活塞向下移动。随着活塞向下移动，它压缩活塞下方曲轴箱内的空气/燃料混合物。曲轴箱是活塞下方的区域，气缸是活塞上方的区域。当活塞接近此冲程的底部时，它会露出一个排气出口（端口），还会露出曲轴箱和气缸之间的通道。然后，曲轴箱中压缩的空气/燃料混合物通过此通道冲入气缸，将废气从气缸中通过排气口排出。一些空气/燃料混合物也被迫从排气口排出，这不幸地降低了发动机的燃油效率并增加了其污染排放。活塞头部的形状旨在最大限度地减少这种浪费，但并不能完全消除它。

进气和压缩冲程：活塞到达冲程底部后，它开始再次向上移动，压缩前一冲程从曲轴箱冲入气缸的空气/燃料混合物，同时将更多的空气和燃料吸入曲轴箱。当活塞到达气缸顶部时，空气/燃料混合物被高度压缩 - 比它在曲轴箱中的压缩程度要高得多。在活塞到达气缸顶部（TDC）之前，火花塞点火，开始新的循环。一旦空气/燃料混合物被点燃，活塞开始向下移动，曲轴箱内的压力变化关闭了进气阀，该进气阀位于化油器下方的曲轴箱侧面。在大多数 2 冲程发动机上，使用的是簧片阀，它只是一块薄的弹簧金属，充当单向阀。

由于 2 冲程发动机的曲轴箱用作进气系统的一部分，因此不能像 4 冲程发动机那样用油填充，因此必须使用另一种方法为发动机提供油。如果油量不足，发动机很快就会过热，开始自行撕裂、熔合在一起并损坏。这是通过在将燃料放入油箱之前将特殊油与燃料混合来解决的。你必须使用标明用于 2 冲程发动机的油，否则会损坏发动机。发动机制造商通常规定的正常比例在 16/1 到 50/1 之间（50 份燃料到 1 份油），具体取决于发动机。发动机越新，比例越高（油越少）通常是。在一些发动机上，特别是舷外船用发动机，使用的是油喷射，其中来自单独油箱的油在进入化油器之前被喷射到汽油中。这使得发动机燃烧更清洁。由于油被燃烧，这不幸地增加了与四冲程发动机相比，两冲程发动机产生的污染水平。

2. 列举两冲程发动机的各个部件，并说明每个部件的功能。

火花塞：火花塞产生电火花，当活塞到达气缸顶部时点燃空气/燃料混合物。
活塞：活塞在气缸内上下移动。它的向下运动是由火花塞点燃的空气和燃料爆炸推动的。
连杆：连杆将活塞连接到曲轴。
曲轴：曲轴将活塞的上下运动转换为旋转运动，并将发动机的动力传递到发动机外部。
气缸：气缸是发动机缸体内部活塞移动的空间。燃烧发生在气缸顶部。
曲轴箱：曲轴箱是发动机缸体中气缸下方的腔室，也是曲轴所在的位置。这是燃料在被送入气缸之前进入发动机的部位。
进气口：进气口是曲轴箱和气缸之间的通道。
进气阀：进气阀打开，使空气/燃料/油混合物在活塞向上冲程时进入曲轴箱，并关闭，防止其逸出，并在活塞向下冲程时使其增压。
排气口：排气口是气缸壁上的一个孔，燃烧后的燃料（废气）通过它排出。
飞轮：飞轮是一个连接到曲轴的质量体。它保持发动机的动量，使曲轴在燃烧室爆炸之间持续旋转。它的一侧还有一个磁铁，它经过磁电机，产生点燃火花塞的电力。
磁电机：磁电机位于飞轮旁边，有一个线圈，当飞轮上的磁铁经过它时，线圈充当发电机。在较旧的发动机中，来自磁电机线圈的电源通过触点切换，以控制火花的定时。在较新的发动机上，它使用电子设备通过感知飞轮上的磁铁的位置来控制火花。
燃油滤清器：燃油滤清器捕捉燃料中的杂质，防止其进入化油器。
化油器：化油器是将燃料和空气混合在一起的装置，然后再将混合物送入发动机。

3. 列出小型发动机常用的四种基本燃料，并解释其用途。

汽油是小型发动机最常见的燃料，尤其是割草机、扫雪机、旋耕机和其他园林设备上的发动机。
汽油/机油混合物 用于二冲程发动机。汽油与机油的比例通常在 16:1 到 50:1 之间。二冲程发动机通常用于较小的物品，例如链锯和割草机。
柴油燃料有时用于较大的“小型”发动机，例如割草机、小型拖拉机或发电机上的发动机。
硝基甲烷 用于非常小的发动机，例如为遥控模型飞机提供动力的发动机。

4. 展示燃料处理和储存的注意事项和安全措施。

参考资料：石油加拿大

燃料只能储存在政府批准的容器中。
装满燃料时不要放在汽车或卡车后部 - 放在地上。这将防止静电积聚，静电积聚可能会点燃燃料。
给发动机加完油后，擦拭任何溢出的燃料，并让任何残留物蒸发后再启动发动机。
启动发动机前，始终将发动机移到加完油的地方至少 10 英尺之外，并将汽油桶移开。
切勿在发动机运转时往发动机中加燃料或打开油箱盖。
在打开的油箱周围 50 英尺范围内不要吸烟，也不要让任何人吸烟。
装满容器时，不要超过 90-95%，留出膨胀空间。
不要将燃料容器储存在汽车后备箱中，不要放在阳光直射的地方，也不要放在明火或火花源附近。
装满容器时，始终将燃料喷嘴与容器保持接触。给发动机加燃料时，始终将容器的喷嘴与油箱保持接触。

5. 描述三种类型的点火系统。

本节内容改编自维基百科关于点火系统的文章

预热塞点火

预热塞点火用于某些类型的简单发动机，例如通常用于模型飞机的发动机。预热塞是一根金属丝线圈（通常由镍铬制成），当电流通过它时会发红。一旦燃料的温度由于压缩而升高，这就会点燃与之接触的燃料。线圈在发动机启动时被电气激活，但在运行时，线圈由于前一次冲程产生的热量会在每次冲程中保留足够的余热。预热塞也用于帮助柴油发动机启动。

磁电机系统

最简单的火花点火形式是使用磁电机。发动机使磁铁（通常铸造在飞轮的外边缘）绕线圈旋转，并同时操作一个称为“触点”的触点断路器，中断电流并导致电压升高到足以跨越一个小间隙。火花塞直接连接到磁电机线圈。现代汽车不使用磁电机，但由于它们会自行发电，因此它们通常出现在小型发动机上，例如脚踏车、割草机、扫雪机、链锯等没有电池的设备上，以及飞机活塞发动机上。

电池点火

电池点火系统与磁电机点火系统非常相似，不同之处在于它从电池中获取电力，而不是通过使磁铁绕线圈旋转来感应电力。电池由发动机的交流发电机充电。电池系统能够向多个气缸提供火花，这些气缸由分配器中的转子选择。电池点火系统的优点是，火花的时机可以根据发动机的转速进行调整，以提高发动机的效率。较旧的电池点火系统使用断路器触点（通常称为“触点”），由曲轴驱动的凸轮打开和关闭以控制火花的时机。该系统的缺点是，所有发动机转速下的点火时机都保持不变，但发动机在高速运行时需要不同的点火时机，而在怠速时则需要不同的点火时机。为了弥补这一点，各种发动机使用了各种系统来调整点火时机，例如真空和离心提前，但这些系统总是有问题。现在几乎所有发动机都使用电子点火，电子点火在发动机上有一个传感器，它告诉电子设备发动机的位置以及发动机运行的速度，并相应地调整点火时机。

6. 解释为什么汽油不是合适的清洁剂。

汽油极易燃，使用时非常危险。它也是致癌物（致癌物质），因此应避免长时间接触。它还会损坏塑料部件。留在零件上的汽油会因轻微的刺激而突然燃烧，导致发动机起火。它还含有许多添加剂，其中一些添加剂在您清洁完零件后仍然会留在零件上。它们还会浸入您的血液中。

7. 列出两种可用于小型发动机的清洁剂。

矿物油 通常用于清洁零件。将零件浸泡在矿物油中可以去除油脂和污垢，而无需擦洗。将零件从油浴中取出后，矿物油会迅速蒸发。

环保替代品： 如今市面上有许多脱脂剂，其中许多脱脂剂被称为“环保”。例如 Simple Green 和各种含有柠檬烯的柑橘类清洁剂，例如 Citrus King 和 Orange Power。这些清洁剂需要擦洗，但它们都是可生物降解的。

8. 列出三种基本润滑系统的操作方式，并说明其操作方式。

飞溅： 在飞溅润滑系统中，曲轴上的浸油器会反复浸入油盘中的油中，然后从油盘中抬起。这是曲轴旋转时发生的。当浸油器从油浴中升起时，油会飞溅到整个腔室内部，到达活塞、连杆和其他活动部件。曲轴上铣有通道，将油从浸油器引导到曲轴上的轴承，因为这些轴承必须获得充足的润滑。
加压： 在加压润滑系统中，油泵从油盘中吸取油，并将其通过过滤器，然后通过钻入发动机各个部件的一系列通道输送。这些通道被称为油道。油道打开，将油喷射到关键部件上，例如轴承。油道也从主缸体钻入，然后从主缸体钻入曲轴的主轴承。这连接到钻入曲轴本身的另一个油道。曲轴油道将油输送到连杆轴承。
组合飞溅/压力：顾名思义，组合飞溅/压力润滑系统是上述两种系统的结合。连杆与活塞之间的连接以及气缸壁使用飞溅法润滑。主曲轴轴承、凸轮轴、摇臂等部件使用加压系统润滑。
干式油底壳： 在干式油底壳润滑系统中，油盘中没有油。所有油都储存在加压储油罐中，然后由泵输送到发动机。曲轴中钻有油道，就像加压系统中一样。但这些油道也连接到钻入连杆中的油道，然后穿过活塞本身。油被挤过这些油道，然后溢出到气缸壁上。

参考资料：集成出版

9. 按顺序列出一般故障排除程序的步骤。

记住首字母缩略词 FAST - Fuel（燃料）、Air（空气）、Spark（火花）和 Timing（正时）。

燃料：确保燃料进入燃烧室。最明显的是确保发动机没有没油。然后检查燃料管线，确保它们状况良好，并且实际连接到应该连接的地方。如果发动机淹水（也就是说，化油器中有太多燃料），让它静置一段时间，然后尝试重新启动。如果发动机有燃油泵，确保它在工作。检查过滤器是否堵塞。小型发动机，尤其是放置一段时间后，一个非常常见的问题是化油器堵塞，或膜片变旧变硬。一个普通的化油器并不难拆卸和清洁，并且可以购买几美元的维修套件，如果在检查完其他所有内容后仍然有问题，通常可以解决问题。如果所有这些检查都已完成，请进入首字母缩略词中的下一阶段，即空气。
空气：确保节气门调整正确。在具有手动节气门的发动机上，关闭节气门到底，打开油门。然后尝试启动它。如果在几次拉动后无法启动，则将节气门打开一半，然后再次尝试。当发动机启动时，在接下来的几秒钟内打开节气门，直到发动机平稳运行。如果仍然无法启动，请检查空气过滤器是否堵塞。
火花：检查是否有火花，并且火花是强烈的蓝色火花。可以使用火花测试仪，拧下火花塞，将外螺纹部分靠在发动机的金属上，在启动发动机时观察火花，或者只需将火花塞线端距离发动机金属 1/8" 到 1/4" 英寸，在启动发动机时观察火花。注意不要接触金属尖端！电击会很痛，并且会导致严重伤害，尤其是如果你有心脏起搏器。如果是带点的旧式发动机，你应该检查它们。过一段时间后，它们可能会变脏或腐蚀，或者磨损。它们通常位于飞轮下方。电子点火发动机可能会出现模块烧毁的情况。或者，你可能在某个地方有一根松动的电线，或者灭火开关可能短路。
正时：在小型发动机上，你通常无法调整正时，但这并不意味着正时不可能出错！某些发动机（例如布里格斯和斯特拉顿）通常会发生固定飞轮到轴的键断裂（它们的设计是为了保护发动机的其他部件，有点像保险丝），当它断裂时，飞轮会在轴上转动。因此，你仍然会得到火花，但它不会在正确的时间出现。因此，你应该检查飞轮是否在曲轴上的正确位置。使用点式点火系统的发动机有时会在点上有一个调节装置，点通常位于飞轮下方。

10. 证明你能拆卸、检查并正确调整任何小型发动机。

请咨询合格人员！不要只是拆开家里的割草机，然后希望你能把它重新组装起来。当你完成时，你很可能会剩下一些“额外的”零件！（这不是一件好事）

11. 证明你知道如何测试和清洁火花塞和预热塞。

牙刷可以用来清洁火花塞。（但不要在之后用它刷牙！）你还需要使用火花塞间隙规或塞尺，根据发动机规格设置火花塞间隙。清洁时，你只需要清除所有的碳和烟灰堆积。现在，火花塞通常如果满是污垢，就会直接更换。

参考资料