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标题: 解密，看大师是怎样改发动机4公斤油获得40小时飞行时间 [打印本页]
作者: tenghua 时间: 2015-2-12 13:24
标题: 解密，看大师是怎样改发动机4公斤油获得40小时飞行时间
98年MCGEER将一台日本ENYA R120甲醇四冲程发动机改成烧汽油的，发动机1马力，相当于20CC的汽油发动机，安装在aerosonde上，在120公里/小时的久航速度下,资料给出的油耗为159g/小时，这是何等的节油，回算燃油消耗率大约为260-280g/kw.h，现在OS或者齐藤四冲程汽油发动机的燃油消耗率是否可以接近或者低于280g/kw.h，请懂的朋友赐教。
有朋友不太相信，十多年前McGeer设计并制造的“航空探测器”（Aerosonde）用5公斤油飞越大西洋，航程3000多公里，那么到底一架航模飞机可以飞多远呢？今天介绍一个“更不太相信”的事实，国际飞行运动总会FAI认证的航模飞行世界记录，2003年8月11日，巴兹农场精神号（The Spirit of Butts Farm）从加拿大东海岸的纽芬兰（Newfoundla n d），花了38个小时52分鐘飞行到爱尔兰，飞行3080公里，彻底改写了世界飞行模型的飞行时间和距离的纪录。整机带油总重量5公斤以内（按照FAI规定，超过5公斤就不叫航模飞机），带油3.8公斤，飞3080公里，采用OS61 10CC四冲程发动机。好好看看我们的航模飞机，要细化要学习借鉴的事情还多，前面的路还长。我也希望也能够山寨一架这些天才十多年前的作品，真心希望有此共同想法的朋友们一起学习探讨。（关于航空探测器和巴兹农场精神号飞机网络上有资料）注：这里引用TAIOTER网友的帖子，具体视频可以看TAIOTER网友发的2篇帖子
当你看到这组数据的时候，或许你对此反应不屑一顾，只因你根本不懂发动机，
当你看到这组数据的时候，或许你对此惊讶不已，不得不佩服大师们的杰作，显然发动机基本工作原理你已熟知，
当你看到这组数据的时候，或许你对此数据持怀疑态度，甚至断然否定，那么我要恭喜你，你太了解这类活塞式发动机工作原理，若称不上专家级人物至少也是位绝对的资深者，然而你错了，让我来为大家一一解密
改发动机首当其冲就是先改化油器，传统化油器雾化效果及精确控制已不适用，这就是所谓的“电喷”技术，大师们采用压电多嘴喷射技术，控制每个微量油滴形成射流与空气充分混合，正确空燃比是大家熟悉的一个名词，不过这个是理论数据，实际燃油在气缸里燃烧，情况复杂的多，燃油与空气混合的越均匀越好，越接近理论的空燃比，燃烧速度也越快，效率自然就高了，因此单方面有正确的空燃比还是远远不够的，气缸内燃烧是一个快速蔓延过程，从火花点往下烧，同时往四周燃烧，中间会首先形成陀螺隔离带，此时即使空燃比正确，由于混合不均匀（可以看作雾化不良）也会导致部分混合器燃烧滞后或更为严重的燃烧不尽，通过化油器改造大师们已将原有发动机性能提高到10%-15%，然而仅靠这一点想要实现如此的长航时是远远不够的，待续。。。。
作者: jilidan 时间: 2015-2-12 15:14
作者: 杰机 时间: 2015-2-12 15:27
卖电喷系统喽
作者: yxlcc 时间: 2015-2-12 16:07
用心做得到就是不一样。
作者: hb1009 时间: 2015-2-12 16:08
太高深的发动机学问了！，佩服！！
作者: tenghua 时间: 2015-2-13 09:53
看来朋友们对发动机改造并不热衷，先换个方式让朋友们热热身，说说巴兹农场精神号供电系统，
朋友们一定会说，加超大容量的电池或发电机，哦，大一点的无人机上或许可行，在这架模型飞机可不行，希尔没那么傻，榨干每一滴能量才是大师的风范，精神号采用半导体温差发电片来维持整机供电，原本发动机工作的时候，大量的热能都是浪费掉的，现在你懂的。。。。。。。爱DIY朋友们赶快在你的爱机上加装这种发电片吧，从此你无需为充电而烦恼。。。。。。。。
作者: dstdx72 时间: 2015-2-13 12:31
本帖最后由 dstdx72 于 2015-2-13 19:25 编辑
如果真舍得花这么大本钱去延长航时，那还不如换燃料，搞高能燃料的发动机
补充下，亲，汽油的热值，也就是能量密度是有限的，不然涡喷就不会用航空煤油做燃料了。要求高的还会用特殊合成燃料，有毒但是热值很高的那些
所以，无论怎么改进发动机，提高也是有限的，至于极限是多少，这个难说
作者: w450101859 时间: 2015-2-13 22:04
关注 我看过 航空模型杂志的介绍文章
作者: litian 时间: 2015-2-13 22:08
把事情做到极致
作者: crazyboyyy 时间: 2015-2-13 23:10
日本人在这方面是很精打细算，我们参加过本田的节油车大赛，换算后成绩百公里油耗不足100mL
作者: rabbitlbr 时间: 2015-2-14 09:32
帮你推广一下这个帖子，当时还在上学，巴滋农场精神号看得很受鼓舞
作者: KILLING小兵 时间: 2015-2-14 12:19
这是真正的航模精神，爱折腾
作者: 广西星尘 时间: 2015-2-14 14:36
不明觉厉，但是我知道日本人的精打细算是全世界其他国家望尘莫及的！！！
作者: tenghua 时间: 2015-2-14 21:36
首先感谢你的回复，不管怎么说，这也是你的观点，改燃油只是其中的一方面，每一种燃料都有自身适应性，并不是燃烧值越高越好，否则发动机就不会有甲醇，汽油，柴油，煤油等燃油选择了，至于花这么大本钱去延长航时是否值得，纯属个人观点，坦言道：做任何事就没有值得与不值得之说，有人愿意折腾就折腾呗。。。。。。。。。。但我想说的是关于这台“数码”发动机，什么，数码发动机，有没有搞错，呵呵，‘数码’当然是我自己这么称呼的，因为这类活塞式发动机工作方式已有别传统活塞式发动机工作方式，虽然在技术不能称为高科技，但在设计理念上却是新颖的，真的值得我们思考。。。。。。。。
作者: waha123 时间: 2015-2-14 22:14
很不错，关注。。。。。
作者: dingdingdandan 时间: 2015-2-14 23:58
非常不错加油！好好折腾
作者: 色狼（心死） 时间: 2015-2-15 00:54
高手不断啊，期望后续
作者: tenghua 时间: 2015-2-15 23:01
本帖最后由 tenghua 于 2015-2-15 23:06 编辑
众所周知二冲程发动机曲轴每转一周进行点火一次，四冲程发动机每转二周点火一次，这里用二冲程发动机来说明只是为了简单方便描述，假设一架无人机巡航速度约为80公里/小时，加速度为0的情况下，而此时发动机转数3600转/分钟即每秒60转，传统模式下，这台二冲程发动机每秒进行60次点火必不可少，即每隔0.0167秒活塞达到上止点时点火一次，然而数码发动机可以不遵照此规律进行点火，原本应该点火的时候，现在不点火，当然也不会供油，当下个点火时刻到来的时候再次点火，然后再次放弃一个点火时刻，等下个点火时刻到来再次点火，这样一来，不难看出这台改进过的二冲程发动机实现了与四冲程发动机相当点火工作方式，即每转二周点火一次，以前是每秒是60次点火，现在降为每秒是30次点火，
照此模式可以省一半的油，那么同样多的油在飞行时间上可以多出一倍，然而我说的这种工作模式仅仅是为了简化说明而已，事实上数码发动机是采用按需点火方式，也就是说，需要点火的时候才点火（自适应，一种最优化的节能），否者可以连续放弃点火，比如一架无人机巡航速度约为80公里/小时，此时遇上气流，为了节能，发动机可以放弃长达数秒点火次数，也不是不可能，（太牛了，每秒60次供油量就这样省下来了）当然具体算法，只有天才们最清楚，当然也不能像滑翔机那样无限制不点火，当发动机转数下降到一定程度，也必须点火，起码的最低转数还是要保证的，说到现在，改发动机其实就是改化油器与受控CDI，细心的朋友此时会问，按照你前面所说的模式工作，原本60次点火减少到30次，减少点火次数固然可以省油，但功率不是也下降了，又怎么能将无人机巡航速度维持在80公里/小时，暂时可以这么理解，功率确实下降了，但效率确提高了，具体留着下面说，爱思考的朋友不妨设想下，若0.0167秒失去一次点火机会，原本80公里/小时无人机时速会下降多少，当然这与飞行阻力有关，所以想要获得长航时，提高效率是最关键，其他的都是次要的，所以这类无人机设计时飞行速度一定不能快
作者: taioter 时间: 2015-2-16 02:57
真心等待你的解密
作者: sdxgy 时间: 2015-2-16 10:52
高手，关注中
作者: 旗舰 时间: 2015-2-16 11:33
学习知识，钻研技术，这才是航模活动的 真谛。 顶
作者: 旗舰 时间: 2015-2-16 11:36
感谢楼主。很好的帖子，学习了
作者: cdcaojian 时间: 2015-2-21 13:00
NB
作者: tenghua 时间: 2015-2-25 11:34
希尔将精神号的引擎调成很慢很慢，让它平均每小时飞78公里。结果呢？希尔说：「典型的模型飞机引擎用12盎司（约355cc）的燃料，可以飞10分鐘；但我的飞机引擎可以飞到6个小时。」当看到10CC发动机，希尔用355CC燃料飞行6个小时的时候，我困惑了，和我开航模发动机厂的朋友讨论此事的时候，他也震惊了，这么可能呢？就算只有10CC排量，不要说是3900转速下，就是比怠速稍高的节油转速下，355CC发动机运行6个小时，每小时只要59CC的燃油那也百思不得其解。这事让我们很是费解，静下心来认真研究如何改造发动机的事情，越想越觉得感叹
以上引用网友的帖子
用典型的模型飞机引擎去和长航时飞机作比较节油是毫无意义的，典型的模型飞机是以综合性能为代价做出妥协，只要是综合性能够好，也就意味着所有单项指标必然平庸，目的不同，设计理念不同，其差距结果也是巨大的，如果我对朋友们说，普通航模20CC活塞汽油机别人改造后可以获得原先最大马力数倍输出，你同样是觉得不可思议，这怎么可能，有些时候看似不可能的事也将成为可能，只因我们受传统观念束缚，思维方式保守，这点我们确实落后，原来改造者只是用压缩氧气罐来替代空气，与我们传统空燃比不同而已，其结果。。。。。。。。
作者: fujianshu 时间: 2015-2-25 11:47
坐等更新
作者: superwpc 时间: 2015-2-26 10:16
楼主快贴出来啊！静待讲解。
作者: joylrwxl 时间: 2015-3-1 22:31
期待下文，已经开始感兴趣了
作者: kenhuyang 时间: 2015-3-2 09:17
加油楼主
作者: werwolf 时间: 2015-3-2 11:31
好贴，帮顶，我所知道国内做的长航时飞机（和澳大利亚那个一比一比例）最小油耗是每小时200mL，已经让我咋舌了，没想到发动机能改到那么极致？！
作者: yezi1224 时间: 2015-3-5 11:12
等待后续....
作者: 范小裕 时间: 2015-3-5 12:52
哇塞，压缩氧气
作者: ajiang1928 时间: 2015-3-5 16:10
对我来说，已经是科幻级别的啦，请原谅我的无知。
作者: xiaoyu118 时间: 2015-3-7 00:03
tenghua 发表于 2015-2-15 23:01 
众所周知二冲程发动机曲轴每转一周进行点火一次，四冲程发动机每转二周点火一次，这里用二冲程发动机来说明 ...
现在有没有数码的设备出来？
作者: taioter 时间: 2015-3-7 02:05
“查发动机输出功率与燃油消耗曲线，找出最佳比值，获得发动机这个工作点功率，（发动机自身效率最高）以此功率查扭矩与转速曲线图获得最佳螺旋桨规格”，在发动机最佳工作点和螺旋桨最高效率匹配后，再进行飞机气动外形设计，才确定了此飞机的久航速度。也可以理解为先确定发动机，再匹配螺旋桨，最后才根据载重等等参数设计飞机。
作者: taioter 时间: 2015-3-7 02:05
“查发动机输出功率与燃油消耗曲线，找出最佳比值，获得发动机这个工作点功率，（发动机自身效率最高）以此功率查扭矩与转速曲线图获得最佳螺旋桨规格”，在发动机最佳工作点和螺旋桨最高效率匹配后，再进行飞机气动外形设计，才确定了此飞机的久航速度。也可以理解为先确定发动机，再匹配螺旋桨，最后才根据载重等等参数设计飞机。
作者: sdxgy 时间: 2015-3-7 12:37
关注
作者: zhaolong01 时间: 2015-3-7 20:24
路过学习。
作者: yangbin02411484 时间: 2015-3-11 23:22
我了个擦擦，这才是真正的大神
作者: vv.vv 时间: 2015-3-13 14:11
作者: 石头大叔 时间: 2015-3-14 15:11
出来发动机的调校，转速，桨，机机气动外形都是关键
作者: 王熠辰 时间: 2015-3-18 17:32
非常感兴趣
作者: tjcdq 时间: 2015-3-19 13:47
还是没有看懂。。。。。。究竟怎么做，用什么发电机，如何改才能节油呢？
作者: gs997187414 时间: 2015-6-8 23:55
有没飞机图片 开开眼
作者: 南极光 时间: 2015-6-9 00:25
作者: 寒寒 时间: 2015-6-9 19:33
在国内搞一个出来吧，
作者: gs997187414 时间: 2015-6-9 19:53
数据惊人
作者: hz573 时间: 2015-6-10 20:42
且不说这个发动机花了多少钱，我们就是缺少这样的创新和研究的精神，换高能发动机，高能燃料谁不会想到？但是人家就是用普通发动机普通燃料完成了高能燃料才能做到的事情，这是一种何等的严谨的科学研究精神！
但是我们的国家，我们的研究人员，我们的模型爱好者却没有人家哪怕十分之一的专研精神，这又是何等的悲哀啊！
作者: guo-wei 时间: 2015-6-11 00:08
看到这个也是折服了，现在无人机的一个重要的弱点就是续航时间，这篇文章讲的或许给大家有帮助，但是做到实际上面，都不尽理想吧，想必，楼主公开的数据，我也有质疑它的真伪，看了一段，如果综上所述确实可以实现，我是深深的陶醉了，瞬间感觉自己好渺小啊，我们曾是站在巨人的肩膀上，却忘了巨人的样子，我们能做的还有很多，有时间的话，也要突破下，致敬了
作者: gongchao 时间: 2015-6-11 21:24
牛人
作者: wilsonchunkit 时间: 2015-6-11 22:43
感谢楼主。很好的帖子，学习了
作者: wilsonchunkit 时间: 2015-6-11 22:43
感谢楼主。很好的帖子，学习了
作者: oakli 时间: 2015-6-25 16:43
感谢楼主，好帖，普及的不仅仅是科技知识，而且还有更重要的对创新精神的展望
作者: lengyanbiyu 时间: 2015-6-26 15:47
油动的可以如此，电动的哭了
作者: tjcdq 时间: 2015-11-18 17:46
对农场精神号的长航时讨论，已经第三个帖子了。这个帖子的力度大。。。。。。
作者: 大猫hke 时间: 2015-11-18 22:24
温差发电片哪百分之几的效率和它的重量根本不相称！要那么牛逼早普及了。。。你去某宝看看，一抓一大把，你买点试试
作者: 大猫hke 时间: 2015-11-18 22:28
能提高多少不是难说，而是有没有这种顶尖技术！对比下国产发电机你就知道了，难道是中国人不努力？no。
作者: 大猫hke 时间: 2015-11-18 22:42
本帖最后由 大猫hke 于 2015-11-18 22:46 编辑
“现在不点火，当然也不会供油”这么讲证明LZ不了解二冲程发动机的工作原理。普通二冲程发动机转一圈都有个吸气和压缩过程的，跟你点不点火一毛钱的的关系都没有！我就很疑惑，不做功你让它转什么？反而耗能对不对？在多缸发动机里，有一个缸不点火，那就叫拖缸，发动机功率明显下降，油耗明显上升。
我猜它是改动了进气方式，有点类似于现在的“废气再燃烧系统”
作者: Salem 时间: 2015-11-19 19:23
本帖最后由 Salem 于 2015-11-19 19:52 编辑
260g／kWh，人才啊！这效率已经秒杀甲醇机，超过汽油机，追平柴油机，差25%就是涡扇了！
楼主有提到变距桨，我觉得这东西可以用在多旋翼上，这样力效可以始终保持在15g／w以上。
还有，我觉得汽油机效率低的一个重要原因是进气量。汽油成分以辛烷计，1g汽油燃烧需要1.75g氧气，即5.8L空气，而且要完全燃烧，用一些纯氧似乎的确是个好主意，可惜钢瓶太重。
作者: zk393520169 时间: 2015-11-20 21:55
crazyboyyy 发表于 2015-2-13 23:10
日本人在这方面是很精打细算，我们参加过本田的节油车大赛，换算后成绩百公里油耗不足100mL
百公里0.1升？什么东西跑的？
作者: tjcdq 时间: 2015-11-21 00:03
楼上的说的有道理--航模上面携带一个氧气的钢瓶，显然是不可能的。楼主说给飞机“供氧”，也似不可能。
其实，“供氧”已经有了现实的案例：汽车的涡轮增压，不就是向发动机的气缸里供压缩空气，增加气缸内的含氧量吗？
此外，还可以增加发动机的电喷，根据发动机的工作状态，实时控制发动机油嘴的喷油量，以及点火时间，使燃油充分燃烧，产生最大的动力。而在动力过大时，又实时地减小供油量。。。。。。使之最终达到一个动态的平衡，也就是达到经济运转速度。
这个帖子，很有价值。顶过！
作者: 悲剧的设备党 时间: 2020-3-10 20:57
然后呢。。。
作者: zhh 时间: 2020-3-11 11:50
主要是空燃比，油和空（氧）气，油太稀发动机过热，气太稀功率不够
作者: IMX_lc 时间: 2020-3-11 16:31
而且两冲程的扫气就是浪费，肯定改了供油，电喷供油，而且我认为已经不是2冲程了，至少是4冲程或者叫4+n冲程，就好比现在的汽车，下坡别个2挡一样，不喷油，是车子呆着发动机转，俗称发动机制动，所以这个玩意还是有点蹊跷
作者: IMX_lc 时间: 2020-3-11 16:32
上个简易涡轮
作者: IMX_lc 时间: 2020-3-11 16:33
可能是个老鼠吧
作者: dakar_04 时间: 2020-11-4 16:19
说得我咕噜咕噜的
作者: 事在人为666 时间: 2021-1-3 11:09
严重关注
作者: fdlife1992 时间: 2021-2-5 09:26
说了半天一句有用的都没有，说了个寂寞。。。。。。。
作者: laowen2004 时间: 2021-2-22 14:32
，有关于复材问题的，可以找老文一起分享探讨
作者: Chenbing8888 时间: 2022-3-18 15:35
作者: yxchyt 时间: 2024-4-23 10:02
这不是一个简单的发动机问题，空气动力学也要研究透
作者: dakar_04 时间: 2024-5-22 15:58
这不是一个简单的空气动力学问题，结构力学也得研究透
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