发动机原理课件完整版：第一章2、3、4、5节共58页PPT资料

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汽车发动机作用和工作原理课件PPT课件

冷却系统
组成
由水泵、散热器、风扇、节温器、冷却液温度表等组成。
作用
将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
汽车发动机的性能指
05
标与评价
发动机的性能指标
功率
发动机在单位时间内所做的功，是衡量发动机动力性能的重要指标。
燃油消耗率
发动机在单位时间内消耗的燃油量，是评价发动机经济性能的关键指标。
排放特性曲线
表示发动机排放物含量随转速和负荷变化的关系曲线，体现了发动机的环保性能。
汽车发动机的维护与
06
保养
发动机的日常维护
1 2 3
清洁空气滤清器
定期清洁或更换空气滤清器，以确保发动机吸入的空气干净，防止杂质进入发动机内部。
检查油位和油质
每天检查发动机机油油位，确保机油在正常范围内；定期更换机油和机油滤清器，以保持机油清洁并延长发动机寿命。
THANKS.
汽车发动机的作用
02
提供动力
驱动汽车行驶
爬坡和载重
发动机是汽车的心脏，通过燃烧燃料产生动力，驱动汽车前进或后退。
在面对坡道或承载重物时，发动机需要提供更大的动力以克服重力或负载。
加速和减速
根据驾驶员的操作，发动机可以调整输出的动力，使汽车加速或减速。
转换能量
燃料燃烧
发动机将燃料的化学能转换为热能，通过燃烧过程释放能量。
排气门打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。
发动机的工作循环
发动机的工作循环由四个基本过程组成：进气、压缩、做功和排气。这四个过程周而复始地进行，称为一个工作循环。
发动机的工作循环是发动机产生动力的基础，了解工作循环的原理对于理解发动机的工作原理和性能至关重要。

发动机原理课件完整版：第一章1节

第一章
航空燃气涡轮发动机工作原理
ppt课件
1
第一章航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节推力公式 • 第三节性能指标和基本要求 • 第四节能量转换与效率 • 第五节发展方向
2020/11/18

ppt课件
2
第一章航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节推力公式 • 第三节性能指标和基本要求 • 第四节能量转换与效率 • 第五节发展方向
T0
p
* 2
(
T
* 2
) 1
P
* 2
p0
T0
P0
T
* 2
T0
=
－1
th
1
1
－1
2020/11/18
ppt课件
17
三、理想循环-热效率
th 1
1
－1
• 理想循环热效率只与循环增压比有关，且与循环增压比成正比。
2020/11/18
ppt课件
18
三、理想循环-循环功
W q1th cp (T3* T2*)th
2020/11/18
ppt课件
3
第一节涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 五大主要部件：进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管
2020/11/18
ppt课件
4
第一节涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 附件系统燃油系统、起动系统、滑油系统
2020/11/18
ppt课件
5
二、工作过程
• 工作过程示意 • 进气道：输送工质（空气） • 压气机：压缩空气，提高压力 • 燃烧室：加热气体，提高总温

《发动机的工作原理》PPT课件

0
七、按ห้องสมุดไป่ตู้活塞的工作方式分类
按活塞工作方式的不同，发动机可分为往复活塞式与转子活塞式。
八、按照供油方式分类
汽油发动机按供油方式不同，还可分为化油器式与电喷式。
第一章总论
本章主要介绍的内容有：
● 发动机的分类 ● 发动机专业术语 ● 发动机的编号 ● 发动机的组成 ● 发动机的工作原理
第一节发动机的分类
本节主要介绍的内容有：
● 按使用燃料的不同 ● 机体 ● 油底壳 ● 气缸垫
一、按使用燃料的不同
按使用燃料的不同，汽车发动机可以分为汽油发动机、柴油发动机、CNG发动机、LPG发动机、双燃料发动机。
二、按照行程分类
按发动机工作行程的不同，汽车发动机又可分为四行程发动机与二行程发动机。
三、按照冷却方式分类
按发动机冷却方式的不同，汽车发动机还可分为水冷式发动机和风冷式发动机。
四、按照气缸数目分类
按发动机气缸体气缸数目的不同，发动机又可分为单缸、双缸及多缸发动机，如图所示，分别列举了直列四缸、五缸、六缸、V形八缸以及W型十二缸等多缸发动机。
五、按照气缸排列方式分类
按发动机气缸的布置方式，汽车发动机有如图所示的五种常见型式，分别是直列、斜置、对置、V形和W型。
六、按照进气系统是否采用增压方式分类
自然吸气（非增压）式发动机如图1-12和强制进气（增压式）发动机如图1-13。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。

发动机原理课件完整版：第一章2、3、4、5节

• X f — 摩擦阻力 • 因与飞行方向相反，故均为负。
2020年4月14日
6
二、推力公式推导
• Fin
01
qm gV 9qm aV 0p0A 0 pdAF inp9A 9
0
• 动量定理：
控制体进、出口气流动量变化＝全部轴向力的合力
• 控制体包括：短舱包含的气流和进气道前方一段扩张管流。
2020年4月14日
7
二、推力公式推导
• Feff
F eff F inF out
01
9
qm gV 9qm aV 0p0A 0pdAp9A 9pdAXf
0
01
9
p0dA p0A9 p0A0
0
9
p0A0= p0dAp0A9 0
2020年4月14日
8
二、推力公式推导
• Feff
F eff F inF out
01
9
qm gV 9qm aV 0p0A 0pdAp9A 9pdAXf
0
01
qmgV9qmaV0(p9p0)A9 推力
01
9
(pp0)dA (pp0)dAXf 阻力
0
01
附加阻力压差阻力摩擦阻力
2020年4月14日
9
二、推力公式推导
• 推力 • 附加阻力 • 压差阻力 • 摩擦阻力
F q m g V 9 q m a V 0 (p 9 p 0 )A 9
2020年4月14日
19
一、性能指标
• 示例： • 进行发动机地面台架试车，其中发动机进
口流量100kg/s，进口速度120m/s，排气速度800m/s，尾喷管完全膨胀，则发动机产生的推力是多少？ • A 68000N • B 80000N

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• F100
• X f — 摩擦阻力 • 因与飞行方向相反，故均为负。
2020/4/13
5
二、推力公式推导
• Fin
01
qm gV 9qm aV 0p0A 0 pdAF inp9A 9
0
• 动量定理：
控制体进、出口气流动量变化＝全部轴向力的合力
• 控制体包括：短舱包含的气流和进气道前方一段扩张管流。
2020/4/13
第一章航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节推力公式 • 第三节性能指标和基本要求 • 第四节能量转换与效率 • 第五节发展方向
2020/4/13
1
第二节推力公式
一、有效推力及推力分布
发动机提供的推进飞机向前运动的力，其大小等于流经发动机内、外的气流对发动机各部件表面反作用力的轴向合力，用“Feff”表示。
6
二、推力公式推导
• Feff
F eff F inF out
01
9
qm gV 9qm aV 0p0A 0pdAp9A 9pdAXf
0
01
9
p0dA p0A9 p0A0
0
9
p0A0= p0dAp0A9 0
2020/4/13
7
二、推力公式推导
• Feff
F eff F inF out
01
9
qm gV 9qm aV 0p0A 0pdAp9A 9pdAXf
Fqm(av9v0)
2020/4/13
17
一、性能指标
1、推力
如果v0=0，则为地面台架试验 Fqm av9
F119 qma=125kg/s v9=1200m/s F=150000N
2020/4/13
18
一、性能指标
• 示例： • 进行发动机地面台架试车，其中发动机进
口流量100kg/s，进口速度120m/s，排气速度800m/s，尾喷管完全膨胀，则发动机产生的推力是多少？ • A 68000N • B 80000N
2020/4/13
19
一、性能指标
1、推力
发动机推力大小仅仅反映飞机的推力需求，不能反映不同推力级发动机之间的性能优劣
例如:
GE90(BY777) F=392000N, qma=1420kg/s
D=3.524m
wp-11(无人机) F=8500N, qma=13kg/s
2020/4/13
D=0.3m
0
01
qmgV9qmaV0(p9p0)A9 推力
01
9
(pp0)dA (pp0)dAXf 阻力
0
01
附加阻力压差阻力摩擦阻力
2020/4/13
8
二、推力公式推导
• 推力 • 附加阻力 • 压差阻力 • 摩擦阻力
F q m g V 9 q m a V 0 (p 9 p 0 )A 9
01
Xa (p p0)dA
一、性能指标 1、推力 • 单位：N、daN、kgf
F q m g V 9 q m a V 0 (p 9 p 0 )A 9
Fm
Fp
2020/4/13
14
一、性能指标
1、推力（动量变化） • 空气：Faqma(V9V0) • 燃油： Ff qmf (V90)
F mF aF f q m g V 9q m a V 0
0
9
X p (p p0)dA
01
Xf
2020/4/13
9
二、推力公式推导
• Feff与F
FFXXX
eff
a
p
f
• 对于亚音速飞机，由于发动机对气流扰动较小,可以近似认为: Feff F
• 对于超音速飞机在超音速飞行时激波的出现，Feff F
• 三项损失不容忽视!
2020/4/13
10
二、推力公式推导
• 气流流经发动机内、外所产生的反作用力：
Fout：气流作用于短舱外表面的轴向合力 Fin：发动机内各部件所受气流反作用力的轴向合力
F F F ef f 2020/4/13
in
ou4t
二、推力公式推导
• Fout
9
F pdA X
out
f
01
• dA — 短舱外表面微元面积在垂直于轴向
方向上的投影；
单位推力越大，迎头面积越小。
2020/4/13
22
一、性能指标
3、推重比 FW = F / W
• 无量纲量 • 综合性指标：反映气动热力循环的设计水平（如高单位推
力），反映结构设计水平。 • 统计：W增加1kg导致飞机重量增加2.5kg。
2020/4/13
23
一、性能指标
3、推重比
• J47
3
qma qmf 排出燃气流量排出进口空气流量
• 大涵道比（民用）涡扇燃油/空气几/ ‰ • 小涵道比（军用）涡扇燃油/空气几/%
2020/4/13
15
一、性能指标
1、推力（压力变化）
Fp p9A9p0A9
2020/4/13
16
一、性能指标
1、推力推力： F q m g V 9 q m a V 0 (p 9 p 0 )A 9 尾喷管完全膨胀：p9=p0 忽略进出口流量差异 qmg=qma
20
一、性能指标
2、单位推力单位：N ·s/kg
Fs F qma
每秒钟流过发动机的每公斤空气产生的推力. 忽略进出口流量变化，完全膨胀：Fs V9 V0 又进行地面台架试验： Fs V9
2020/4/13
21
一、性能指标
2、单位推力大涵道比民用涡扇：300 高性能小涵道比军用涡扇：700-1200
提供推动力的作用：
(1) 克服飞行阻力 (2) 飞机达到一定速度机翼产生升力 (3) 矢量推力俯仰（偏航）力矩推力分布Βιβλιοθήκη 2020/4/132
二、推力公式推导
• 取发动机单独安装于短舱的安装形式
– 远前方为“0”截面 – 短舱进口为“01”截面 – 尾喷管出口为 “9”截面
2020/4/13
3
二、推力公式推导
mg
ma
F q (V V )
ma 9
0
发动机推力＝空气流量进排气速度差
2020/4/13
12
第一章航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节推力公式 • 第三节性能指标和基本要求 • 第四节能量转换与效率 • 第五节发展方向
2020/4/13
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第三节性能指标和基本要求
• Feff与F
非安装推力
FFXXX
eff
a
p
f
安装推力
安装损失
• 安装位置
• 飞机机体设计必须与发动机工作相匹配，以减小安装损失。
2020/4/13
11
二、推力公式推导
• 推力 F q V q V ( p p ) A
mg 9
ma 0
9
09
p p
9
0
F q V q V
mg 9
ma 0
q q