活塞式航空发动机飞动一班作品

1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
气门机构只能逐渐打开进气门。
增压式发动机，节气门开度较大时，进气压力 大于汽缸内废气压力。
进气门早开，新鲜气体可以立即冲入汽缸，将 废气吹除，使汽缸内的废气排除得更多，以增加进 气量。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
进气门早开的时机既不可过晚，也不可过早。 过晚：进气行程初期，进气门开度很小，不能充分发挥进气门早开作用。
从而改变发动机功率。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
气体温度提高（平均增量30～60º C）
气体压力下降
进气时的流动损失 进气过程 气体温度升高 压力降低 气体密度 减 小 进入汽缸内的 气体重量减小
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
进气门 排气门
进气门 早开角α
进气门 晚关角β
第一章
发动机的组成和工作原理
1
航空活塞式发动机概述
2
航空活塞式发动机的组成
3
航空活塞式发动机的工作原理
。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
ห้องสมุดไป่ตู้
上死点： 活塞顶面 距曲轴旋 转中心最 远的位置。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
下死点： 活塞顶面 距曲轴旋 转中心最 近的位置。
二、工作系统
燃油系统
点火系统
功用：产生高压电，并将高压电依次接通各个汽缸的 电嘴，使电嘴产生电火花，将汽缸中的新鲜混合气点燃。 冷却系统
润滑系统
起动系统
1.2 航空活塞式发动机的组成
二、工作系统
燃油系统
点火系统 润滑系统 冷却系统 功用：减轻发动机上各个相对运动机件之间的摩擦，
加强发动机内部冷却等。
汽化器式燃油系统简图
1.1 航空活塞式发动机概述
直接喷射式燃油系统简图
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机（四行程）的类型
1.按所用燃料分：轻油、重油
2.按形成混合气方式分：汽化器式、直接喷射式
3.按混合气着火方法分：点燃式、压燃式 4.按冷却发动机方法分：气冷式、液冷式
1.1 航空活塞式发动机概述
起动系统
1.2 航空活塞式发动机的组成
二、工作系统
燃油系统
点火系统 润滑系统 冷却系统
功用：加强发动机的外部冷却。外部冷却和滑油系统的
起动系统
内部冷却使发动机能够在允许的温度条件下正常运转。
1.2 航空活塞式发动机的组成
二、工作系统
燃油系统
点火系统 润滑系统 功用：发动机开车时，由起动系统将曲轴转动，使发动机 由静止状态过渡到正常运转状态，完成起动过程。 冷却系统 起动系统
进气门早开晚关目的：增加进气量
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
气门机构只能逐渐打开进气门。
活塞运动到上死点时打开进气门，由于进气门流 通截面积小，汽缸内气体的压力低，内外压差大，气 体高速进入汽缸易形成强烈涡流，其动能转换为热能， 温度升高，密度减小，进气量会减少。 进气门早开，活塞到达上死点时进气门已开大， 可减少涡流，增多进气量。
1.2 航空活塞式发动机的组成
电嘴：适时高压放电，点燃汽缸中的新鲜混合气。 电嘴亦称为火花塞。
电嘴孔
中央极
旁极
电嘴间隙
1.2 航空活塞式发动机的组成
保证发动机和 螺旋桨都在有 利转速上工作， 提高发动机功 率和螺旋桨工 作效率。
提高进气压力， 增加汽缸的充填 量，以增大发动 机的有效功率， 改善飞机的起飞 性能，改善混合 气的均匀程度。
理想工作过程压容图
航空活塞式发动机的理想循环
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
混合气进入汽缸条件： 1.有一条进气通道； 2.减小汽缸内的压力，造成 汽缸内外的压力差。
进气门开
进气过程的曲轴转角大于180º
进气门关
进气过程
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
吸气式发动机进气过程
气冷式发动机 液冷式发动机
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机（四行程）的类型
1.按所用燃料分：轻油、重油
2.按形成混合气方式分：汽化器式、直接喷射式
3.按混合气着火方法分：点燃式、压燃式 4.按冷却发动机方法分：气冷式、液冷式
5.按汽缸排列方式分：直列型、星型
1.1 航空活塞式发动机概述 直列型
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
活塞行程： 上死点与 下死点之 间的距离。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
慢动作拆分
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
进气行程
压缩行程
膨胀行程
排气行程
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
混合气中汽油和空气的比例为：
1/15
即燃烧1kg的汽油需要15kg的空气。
排气行程
热能
机械能
带动螺旋桨
全过程为一个循环—— “热循环”
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
进气行程
压缩行程
膨胀行程
排气行程
发动机功率 发动机经济性
进气的多少； 压缩程度的大小； 燃烧是否完善； 膨胀是否充分； 排气是否干净等。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
一、理想工作循环
四行程： 进气、压缩、膨胀、排气 五过程： 进气、压缩、燃烧、膨胀、排气 理想工作过程：
第一章 发动机的组成和工作原理
第一章
发动机的组成和工作原理
1
航空活塞式发动机概述
2
航空活塞式发动机的组成
3
航空活塞式发动机的工作原理
。
1.1 航空活塞式发动机概述
航 空 活 塞 式 发 动 机 发 展 史
至今
由于造价低、易于维修等优点仍用于一些初级教练机和 小型运输机上，多为气冷式小功率活塞式发动机。
无摩擦、无热交换、燃烧和放热都不需要耗费时间。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
一、理想工作循环
0―1：进气过程
1―2：压缩过程 2―3：燃烧过程 3―4：膨胀过程 4―1―0：排气过程
理想工作过程压容图
等压进气 绝热压缩 等容燃烧 绝热膨胀
等容排气、等压排气
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
一、理想工作循环
20世纪40年代
飞机性能迅猛发展，速度达到700～800km/h，高度达到 10000m以上。 诸多原因决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式的终结。 活塞式发动机+螺旋桨的组合成为飞机固定的推进模式。
20世纪30年代
第一台
重75kg，功率12hP 。
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机发展现状
6.按空气进入汽缸前是否增压分：吸气式、增压式
1.1 航空活塞式发动机概述 初教六甲飞机——活塞六甲发动机
1.1 航空活塞式发动机概述 初教六甲飞机——活塞六甲发动机
星型、单排、九汽缸、气冷式的四行程航空活塞发动机
第一章
发动机的组成和工作原理
1
航空活塞式发动机概述
2
航空活塞式发动机的组成
3
航空活塞式发动机的工作原理
进气行程
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
活塞运动到上死点时，燃烧室内混合 气体的压强增加到10个大气压，温度增加
到400º C左右。
压缩比： 混合气被压缩的程度 活塞式航空发动机的压缩比 5～ 8
压缩行程
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
燃烧时间：约0.015s 速度：约30m/s
压强：60～75个大气压
1.1 航空活塞式发动机概述
ASN-206 无 人 战 术 侦 察 机
可用于昼夜空中侦察、战场侦察、目标定位、炮火定位、 边境巡逻、核辐射取样、空中摄影和探矿以及电子战等。 该型无人机动力装置为一台水平对置、气冷、四缸、二 行程、功率为51hp的HS700型活塞式发动机。
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机的类型
二行(冲)程发动机 四行(冲)程发动机
只是在过去的少 数飞机上采用过。
二冲程VS四冲程
目前使用的全部航 空活塞式发动机。
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机（四行程）的类型
1.按所用燃料分：轻油、重油
2.按形成混合气方式分：汽化器式、直接喷射式
1.1 航空活塞式发动机概述
1.2 航空活塞式发动机的组成
支承曲轴、固定 气缸和部分气门 机构的零件 安装附件、附 件传动机构
支承螺旋桨轴、 减速器等附件
连接发动机架、安 装增压器和进气管
1.2 航空活塞式发动机的组成
气门机构：由曲轴带动，按照气缸的工作次序，控制 进、排气门适时地打开和关闭。
推杆
推筒
摇臂
气门 弹簧 气门 凸轮盘
。
1.2 航空活塞式发动机的组成
主要机件
组成
工作系统
1.2 航空活塞式发动机的组成
一、主要机件
1.2 航空活塞式发动机的组成
1—气门机构 2—气缸 3—活塞 4—连杆 5—机匣 6—曲轴
1.2 航空活塞式发动机的组成
活塞：用来承受混合气燃烧后所产生的压力，在气缸内 来回移动作功。
1.2 航空活塞式发动机的组成
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
增压式发动机的进气过程
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
油门杆 后拉
节气门 关小
气体流动 损失增大
节气门后气体压力减小、 密度减小，进入汽缸的气体量减少