過去的時候我曾經(jīng)看一本摩托車修理保養(yǎng)和使用的書，那是一本老書，上面提到輕便型兩沖程摩托車長時間重負荷工作造成發(fā)動機過熱的問題，其中一個表現(xiàn)就是關(guān)閉鑰匙在火花塞不工作的情況下，發(fā)動機仍然繼續(xù)運轉(zhuǎn)，當(dāng)時我就想，這不是擺脫了點火系統(tǒng)了，豈不是更好，能不能讓發(fā)動機一直工作在這種“過熱”狀態(tài)之下呢。這顯然是不行的，大家都知道如果發(fā)動機過熱，機油就會稀釋變質(zhì)，汽缸蓋燒損，活塞環(huán)膨脹活塞卡住，進而損壞氣缸，也有可能造成活塞本身融化變形，以及活塞銷連桿瓦，曲軸等運動部件的損傷，因而發(fā)動機要工作在一定的溫度下，確保發(fā)動機的機件在一個正常合理的溫度內(nèi)使用。但是對于早期的汽油機而言，二沖程汽油機可以通過安裝一個小型點火線圈，通過發(fā)動機磁電機上的一塊小磁鐵每轉(zhuǎn)一周發(fā)一次電觸發(fā)火花塞點火，但是四沖程汽油機由于運轉(zhuǎn)和發(fā)火并不同步，每兩周發(fā)火一次，因而在早期只能通過白金點火器配合高壓包實現(xiàn)，早期的點火器是機械觸點的，燒蝕比較嚴重，白金點火器可靠性不高，這個問題這有在半導(dǎo)體應(yīng)用在發(fā)動機點火器上才得到解決，如同早期的老解放，幸福250摩托車經(jīng)常要打磨白金觸點，這非常的不方便。在柴油機還未正式發(fā)明以前，柴油也沒有被注意到，也曾有人提出過純壓燃機的方法，但是終究因為壓強高，材料要求嚴格，制造難度大而沒有制成成品，到成熟的狄賽爾柴油機出現(xiàn)已經(jīng)是相當(dāng)長時間以后的事情了。而且柴油機壓縮比極高的特點給啟動造成了不小困難，手搖啟動很有難度。況且早期柴油油品并不好，低溫著車困難，而低溫下機油粘度大，造成盤車更加困難因而柴油機的冷啟動一直是個大難題。現(xiàn)在在火車頭上大都還裝有預(yù)熱鍋爐。那么有沒有一種方法，使得一個發(fā)動機可以燃燒油料，又不用單純的依靠壓縮點火，而且能甩掉不可靠的電氣點火系統(tǒng)呢，在這種思想下，熱球式發(fā)動機應(yīng)運而生，這種發(fā)動機的根本改進就是在氣缸頂端增加了一個蓄熱室，也就是所謂的熱球，因為蓄熱室大多是球形的，當(dāng)燃油噴入蓄熱室，燃油接觸到熱球壁的時候，高溫?zé)崆虮诖偈谷加脱杆僬舭l(fā)形成蒸汽，活塞的壓縮進一步提高熱球內(nèi)空氣溫度到點燃溫度，油料就著起來啦，很多重油事實上不是著火點高，而是因為難以揮發(fā)形成蒸汽，限制了重油油料和不易揮發(fā)的油料在發(fā)動機內(nèi)的使用。然而發(fā)動機上裝有一個熱球以后，這個問題就被解決了，熱球球體金屬儲存的熱量可以幫助燃油揮發(fā)。因而發(fā)動機的壓縮比不須太高，最低達到3倍壓縮比即可運轉(zhuǎn)。熱球發(fā)動機，采用的是噴油泵加噴油嘴的供油系統(tǒng)，沒有嬌貴的化油器，也沒有電氣點火系統(tǒng)，更不需要像柴油機一樣靠高壓引燃燃油，因而對供油角和針閥起噴時間沒有那么嚴格的要求。在當(dāng)時看來這種發(fā)動機是非常理想的，熱球發(fā)動機由于壓縮比低，點火需要熱球傳熱蒸發(fā)燃油，因而大多數(shù)熱球發(fā)動機設(shè)計的轉(zhuǎn)速比較低，看起來也相當(dāng)笨重。在這些熱球發(fā)動機中，既有普通的類似于柴油機的四沖程熱球發(fā)動機，也有兩沖程熱球發(fā)動機。對于仿制一臺老式發(fā)動機而言，兩沖程熱球發(fā)動機更加成熟同時結(jié)構(gòu)也更為簡單，是一個不錯的選擇，下邊我就重點的說一說兩沖程熱球發(fā)動機。這兩張圖片是熱球發(fā)動機的原理圖，粗看起來這個構(gòu)造和兩沖程汽油機相似，然而不同的是這種發(fā)動機的供油系統(tǒng)類似于柴油機，采用噴油泵，高壓油管，噴油嘴的結(jié)構(gòu)。而點火機制就是氣缸頂上的熱球。這種結(jié)構(gòu)對于我們今天仿制是有很多優(yōu)點的；首先，這種發(fā)動機結(jié)構(gòu)上與汽油二沖程發(fā)動機類似，構(gòu)造很簡單，而兩沖程柴油機則需要在氣缸頂部安裝排氣門，進氣還要通過羅茨掃氣泵進行加壓，結(jié)構(gòu)上有一定的復(fù)雜性，羅茨掃氣泵輸出存在脈沖，因而還需要增設(shè)進氣穩(wěn)壓箱，這個構(gòu)造是比較復(fù)雜的。兩沖程汽油機雖然構(gòu)造類似，然而小型高效的化油器卻不那么容易解決，而且還要增設(shè)電子點火系統(tǒng)，需要火花塞點火器的輔助，導(dǎo)致發(fā)動機在外圍系統(tǒng)上比較復(fù)雜，對于熱球式發(fā)動機而言不但簡化了配氣系統(tǒng)。而且由于吸入的是純空氣，可以在一定程度上提高壓縮比，而且不存在兩沖程汽油機的掃氣浪費問題，即便浪費掉部分那也是純空氣，其中并不包含燃油，因而排放水平較高。兩沖程熱球發(fā)動機，既吸收了兩沖程汽油發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，又吸收了兩沖程柴油發(fā)動機供油點火系統(tǒng)簡單的優(yōu)點，而且轉(zhuǎn)速低，壓縮比不高，因而噪音比較小，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。尤其對于我們仿制老式發(fā)動機來說是有很大優(yōu)勢的。然而這種發(fā)動機也存在很大不足，例如比較笨重，轉(zhuǎn)速低帶來了功重比難以提高的問題，因而這種發(fā)動機并不適合追求功率和速度的汽車，只適合于固定的發(fā)電，抽水，或者應(yīng)用于駁船或者拖拉機等不要求功重比的場合。體積較大也比較浪費金屬，同時燒球蓄熱室算是燃燒室的一部分，然而又是一個定容積燃燒室，因而這部分燃氣要不可避免的造成浪費，這也是限制這種發(fā)動機進一步提高熱效率的原因，這種發(fā)動機的熱效率最低也超過12%，最高可以做到22%以上，然而仍然難以和增壓柴油機相比，今天的增壓柴油機熱效率已經(jīng)接近了40%。但是對于我們自己而言這種發(fā)動機仍有優(yōu)勢，首先是易于仿制，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，而且適應(yīng)多種油料的特點使得這種發(fā)動機可以燃燒廢機油，地溝油，以及其他的生物油料或者廢棄的化石燃料，從這個角度說還有一定的環(huán)保意義。通過我的介紹希望大家能夠了解這種發(fā)動機，同時給我找一找相關(guān)的資料，幫助我設(shè)計一個小型的兩沖程燒球式發(fā)動機。體驗?zāi)欠N復(fù)古的感覺。下面補上幾張實體圖片（本帖圖片引用自網(wǎng)站www.oldengine.org，轉(zhuǎn)載請注明出處）