基督教復臨安息日會青年榮譽答案手冊/職業/小型發動機

小型發動機
職業總會	技能等級 2
職業總會	介紹年份：1975

小型發動機榮譽是技師大師獎的一部分。

1. 描述兩衝程發動機和四衝程發動機的設計和工作原理。

四衝程發動機更容易理解，所以首先介紹它。一旦理解了四衝程發動機，就更容易理解兩衝程發動機。

四衝程發動機

四衝程發動機之所以得名，是因為它需要四個衝程才能產生動力。這些衝程如下所示：

進氣衝程：在這個衝程中，活塞在氣缸內向下移動，從而產生真空，透過化油器吸入空氣，並將混合的燃料和空氣送入氣缸。燃料和空氣透過進氣閥進入，該進氣閥在此衝程開始時開啟。
壓縮衝程：一旦燃料和空氣被吸入氣缸，進氣閥關閉，活塞返回發動機缸頭。這會壓縮燃料。
做功衝程：當活塞到達氣缸頂部（在頂點或 TDC 之前）時，火花塞點火，點燃壓縮的燃料和空氣混合物，導致爆炸。這種爆炸導致氣體膨脹，從而推動活塞再次向下移動。這就是發動機動力的來源。
排氣衝程：當活塞到達氣缸底部時，排氣閥開啟，隨著活塞再次返回氣缸頂部，廢氣被排出。當活塞再次到達頂部時，四個衝程準備重複。

兩衝程發動機

做功和排氣衝程：在兩衝程發動機中，火花塞每次活塞到達氣缸頂部時都會點火。這是做功和排氣迴圈的開始。與四衝程發動機一樣，火花塞點火導致氣缸內壓縮的空氣/燃料混合物爆炸，膨脹的氣體推動活塞向下移動。隨著活塞向下移動，它壓縮活塞下方曲軸箱內的空氣/燃料混合物。曲軸箱是活塞下方的區域，氣缸是活塞上方的區域。當活塞接近此衝程的底部時，它會露出一個排氣出口（埠），還會露出曲軸箱和氣缸之間的通道。然後，曲軸箱中壓縮的空氣/燃料混合物透過此通道衝入氣缸，將廢氣從氣缸中透過排氣口排出。一些空氣/燃料混合物也被迫從排氣口排出，這不幸地降低了發動機的燃油效率並增加了其汙染排放。活塞頭部的形狀旨在最大限度地減少這種浪費，但並不能完全消除它。

進氣和壓縮衝程：活塞到達衝程底部後，它開始再次向上移動，壓縮前一衝程從曲軸箱衝入氣缸的空氣/燃料混合物，同時將更多的空氣和燃料吸入曲軸箱。當活塞到達氣缸頂部時，空氣/燃料混合物被高度壓縮 - 比它在曲軸箱中的壓縮程度要高得多。在活塞到達氣缸頂部（TDC）之前，火花塞點火，開始新的迴圈。一旦空氣/燃料混合物被點燃，活塞開始向下移動，曲軸箱內的壓力變化關閉了進氣閥，該進氣閥位於化油器下方的曲軸箱側面。在大多數 2 衝程發動機上，使用的是簧片閥，它只是一塊薄的彈簧金屬，充當單向閥。

由於 2 衝程發動機的曲軸箱用作進氣系統的一部分，因此不能像 4 衝程發動機那樣用油填充，因此必須使用另一種方法為發動機提供油。如果油量不足，發動機很快就會過熱，開始自行撕裂、熔合在一起並損壞。這是透過在將燃料放入油箱之前將特殊油與燃料混合來解決的。你必須使用標明用於 2 衝程發動機的油，否則會損壞發動機。發動機製造商通常規定的正常比例在 16/1 到 50/1 之間（50 份燃料到 1 份油），具體取決於發動機。發動機越新，比例越高（油越少）通常是。在一些發動機上，特別是舷外船用發動機，使用的是油噴射，其中來自單獨油箱的油在進入化油器之前被噴射到汽油中。這使得發動機燃燒更清潔。由於油被燃燒，這不幸地增加了與四衝程發動機相比，兩衝程發動機產生的汙染水平。

2. 列舉兩衝程發動機的各個部件，並說明每個部件的功能。

火花塞：火花塞產生電火花，當活塞到達氣缸頂部時點燃空氣/燃料混合物。
活塞：活塞在氣缸內上下移動。它的向下運動是由火花塞點燃的空氣和燃料爆炸推動的。
連桿：連桿將活塞連線到曲軸。
曲軸：曲軸將活塞的上下運動轉換為旋轉運動，並將發動機的動力傳遞到發動機外部。
氣缸：氣缸是發動機缸體內部活塞移動的空間。燃燒發生在氣缸頂部。
曲軸箱：曲軸箱是發動機缸體中氣缸下方的腔室，也是曲軸所在的位置。這是燃料在被送入氣缸之前進入發動機的部位。
進氣口：進氣口是曲軸箱和氣缸之間的通道。
進氣閥：進氣閥開啟，使空氣/燃料/油混合物在活塞向上衝程時進入曲軸箱，並關閉，防止其逸出，並在活塞向下衝程時使其增壓。
排氣口：排氣口是氣缸壁上的一個孔，燃燒後的燃料（廢氣）透過它排出。
飛輪：飛輪是一個連線到曲軸的質量體。它保持發動機的動量，使曲軸在燃燒室爆炸之間持續旋轉。它的一側還有一個磁鐵，它經過磁電機，產生點燃火花塞的電力。
磁電機：磁電機位於飛輪旁邊，有一個線圈，當飛輪上的磁鐵經過它時，線圈充當發電機。在較舊的發動機中，來自磁電機線圈的電源透過觸點切換，以控制火花的定時。在較新的發動機上，它使用電子裝置透過感知飛輪上的磁鐵的位置來控制火花。
燃油濾清器：燃油濾清器捕捉燃料中的雜質，防止其進入化油器。
化油器：化油器是將燃料和空氣混合在一起的裝置，然後再將混合物送入發動機。

3. 列出小型發動機常用的四種基本燃料，並解釋其用途。

汽油是小型發動機最常見的燃料，尤其是割草機、掃雪機、旋耕機和其他園林裝置上的發動機。
汽油/機油混合物 用於二衝程發動機。汽油與機油的比例通常在 16:1 到 50:1 之間。二衝程發動機通常用於較小的物品，例如鏈鋸和割草機。
柴油燃料有時用於較大的“小型”發動機，例如割草機、小型拖拉機或發電機上的發動機。
硝基甲烷 用於非常小的發動機，例如為遙控模型飛機提供動力的發動機。

4. 展示燃料處理和儲存的注意事項和安全措施。

參考資料：石油加拿大

燃料只能儲存在政府批准的容器中。
裝滿燃料時不要放在汽車或卡車後部 - 放在地上。這將防止靜電積聚，靜電積聚可能會點燃燃料。
給發動機加完油後，擦拭任何溢位的燃料，並讓任何殘留物蒸發後再啟動發動機。
啟動發動機前，始終將發動機移到加完油的地方至少 10 英尺之外，並將汽油桶移開。
切勿在發動機運轉時往發動機中加燃料或開啟油箱蓋。
在開啟的油箱周圍 50 英尺範圍內不要吸菸，也不要讓任何人吸菸。
裝滿容器時，不要超過 90-95%，留出膨脹空間。
不要將燃料容器儲存在汽車後備箱中，不要放在陽光直射的地方，也不要放在明火或火花源附近。
裝滿容器時，始終將燃料噴嘴與容器保持接觸。給發動機加燃料時，始終將容器的噴嘴與油箱保持接觸。

5. 描述三種類型的點火系統。

本節內容改編自維基百科關於點火系統的文章

預熱塞點火

預熱塞點火用於某些型別的簡單發動機，例如通常用於模型飛機的發動機。預熱塞是一根金屬絲線圈（通常由鎳鉻製成），當電流透過它時會發紅。一旦燃料的溫度由於壓縮而升高，這就會點燃與之接觸的燃料。線圈在發動機啟動時被電氣啟用，但在執行時，線圈由於前一次衝程產生的熱量會在每次衝程中保留足夠的餘熱。預熱塞也用於幫助柴油發動機啟動。

磁電機系統

最簡單的火花點火形式是使用磁電機。發動機使磁鐵（通常鑄造在飛輪的外邊緣）繞線圈旋轉，並同時操作一個稱為“觸點”的觸點斷路器，中斷電流並導致電壓升高到足以跨越一個小間隙。火花塞直接連線到磁電機線圈。現代汽車不使用磁電機，但由於它們會自行發電，因此它們通常出現在小型發動機上，例如腳踏車、割草機、掃雪機、鏈鋸等沒有電池的裝置上，以及飛機活塞發動機上。

電池點火

電池點火系統與磁電機點火系統非常相似，不同之處在於它從電池中獲取電力，而不是透過使磁鐵繞線圈旋轉來感應電力。電池由發動機的交流發電機充電。電池系統能夠向多個氣缸提供火花，這些氣缸由分配器中的轉子選擇。電池點火系統的優點是，火花的時機可以根據發動機的轉速進行調整，以提高發動機的效率。較舊的電池點火系統使用斷路器觸點（通常稱為“觸點”），由曲軸驅動的凸輪開啟和關閉以控制火花的時機。該系統的缺點是，所有發動機轉速下的點火時機都保持不變，但發動機在高速執行時需要不同的點火時機，而在怠速時則需要不同的點火時機。為了彌補這一點，各種發動機使用了各種系統來調整點火時機，例如真空和離心提前，但這些系統總是有問題。現在幾乎所有發動機都使用電子點火，電子點火在發動機上有一個感測器，它告訴電子裝置發動機的位置以及發動機執行的速度，並相應地調整點火時機。

6. 解釋為什麼汽油不是合適的清潔劑。

汽油極易燃，使用時非常危險。它也是致癌物（致癌物質），因此應避免長時間接觸。它還會損壞塑膠部件。留在零件上的汽油會因輕微的刺激而突然燃燒，導致發動機起火。它還含有許多新增劑，其中一些新增劑在您清潔完零件後仍然會留在零件上。它們還會浸入您的血液中。

7. 列出兩種可用於小型發動機的清潔劑。

礦物油 通常用於清潔零件。將零件浸泡在礦物油中可以去除油脂和汙垢，而無需擦洗。將零件從油浴中取出後，礦物油會迅速蒸發。

環保替代品： 如今市面上有許多脫脂劑，其中許多脫脂劑被稱為“環保”。例如 Simple Green 和各種含有檸檬烯的柑橘類清潔劑，例如 Citrus King 和 Orange Power。這些清潔劑需要擦洗，但它們都是可生物降解的。

8. 列出三種基本潤滑系統的操作方式，並說明其操作方式。

飛濺： 在飛濺潤滑系統中，曲軸上的浸油器會反覆浸入油盤中的油中，然後從油盤中抬起。這是曲軸旋轉時發生的。當浸油器從油浴中升起時，油會飛濺到整個腔室內部，到達活塞、連桿和其他活動部件。曲軸上銑有通道，將油從浸油器引導到曲軸上的軸承，因為這些軸承必須獲得充足的潤滑。
加壓： 在加壓潤滑系統中，油泵從油盤中吸取油，並將其透過過濾器，然後透過鑽入發動機各個部件的一系列通道輸送。這些通道被稱為油道。油道開啟，將油噴射到關鍵部件上，例如軸承。油道也從主缸體鑽入，然後從主缸體鑽入曲軸的主軸承。這連線到鑽入曲軸本身的另一個油道。曲軸油道將油輸送到連桿軸承。
組合飛濺/壓力：顧名思義，組合飛濺/壓力潤滑系統是上述兩種系統的結合。連桿與活塞之間的連線以及氣缸壁使用飛濺法潤滑。主曲軸軸承、凸輪軸、搖臂等部件使用加壓系統潤滑。
乾式油底殼： 在乾式油底殼潤滑系統中，油盤中沒有油。所有油都儲存在加壓儲油罐中，然後由泵輸送到發動機。曲軸中鑽有油道，就像加壓系統中一樣。但這些油道也連線到鑽入連桿中的油道，然後穿過活塞本身。油被擠過這些油道，然後溢位到氣缸壁上。

參考資料：整合出版

9. 按順序列出一般故障排除程式的步驟。

記住首字母縮略詞 FAST - Fuel（燃料）、Air（空氣）、Spark（火花）和 Timing（正時）。

燃料：確保燃料進入燃燒室。最明顯的是確保發動機沒有沒油。然後檢查燃料管線，確保它們狀況良好，並且實際連線到應該連線的地方。如果發動機淹水（也就是說，化油器中有太多燃料），讓它靜置一段時間，然後嘗試重新啟動。如果發動機有燃油泵，確保它在工作。檢查過濾器是否堵塞。小型發動機，尤其是放置一段時間後，一個非常常見的問題是化油器堵塞，或膜片變舊變硬。一個普通的化油器並不難拆卸和清潔，並且可以購買幾美元的維修套件，如果在檢查完其他所有內容後仍然有問題，通常可以解決問題。如果所有這些檢查都已完成，請進入首字母縮略詞中的下一階段，即空氣。
空氣：確保節氣門調整正確。在具有手動節氣門的發動機上，關閉節氣門到底，開啟油門。然後嘗試啟動它。如果在幾次拉動後無法啟動，則將節氣門開啟一半，然後再次嘗試。當發動機啟動時，在接下來的幾秒鐘內開啟節氣門，直到發動機平穩執行。如果仍然無法啟動，請檢查空氣過濾器是否堵塞。
火花：檢查是否有火花，並且火花是強烈的藍色火花。可以使用火花測試儀，擰下火花塞，將外螺紋部分靠在發動機的金屬上，在啟動發動機時觀察火花，或者只需將火花塞線端距離發動機金屬 1/8" 到 1/4" 英寸，在啟動發動機時觀察火花。注意不要接觸金屬尖端！電擊會很痛，並且會導致嚴重傷害，尤其是如果你有心臟起搏器。如果是帶點的舊式發動機，你應該檢查它們。過一段時間後，它們可能會變髒或腐蝕，或者磨損。它們通常位於飛輪下方。電子點火發動機可能會出現模組燒燬的情況。或者，你可能在某個地方有一根鬆動的電線，或者滅火開關可能短路。
正時：在小型發動機上，你通常無法調整正時，但這並不意味著正時不可能出錯！某些發動機（例如布里格斯和斯特拉頓）通常會發生固定飛輪到軸的鍵斷裂（它們的設計是為了保護髮動機的其他部件，有點像保險絲），當它斷裂時，飛輪會在軸上轉動。因此，你仍然會得到火花，但它不會在正確的時間出現。因此，你應該檢查飛輪是否在曲軸上的正確位置。使用點式點火系統的發動機有時會在點上有一個調節裝置，點通常位於飛輪下方。

10. 證明你能拆卸、檢查並正確調整任何小型發動機。

請諮詢合格人員！不要只是拆開家裡的割草機，然後希望你能把它重新組裝起來。當你完成時，你很可能會剩下一些“額外的”零件！（這不是一件好事）

11. 證明你知道如何測試和清潔火花塞和預熱塞。

牙刷可以用來清潔火花塞。（但不要在之後用它刷牙！）你還需要使用火花塞間隙規或塞尺，根據發動機規格設定火花塞間隙。清潔時，你只需要清除所有的碳和菸灰堆積。現在，火花塞通常如果滿是汙垢，就會直接更換。

參考資料