发动机原理
四个发动机的原理

四个发动机的原理
四个发动机的原理指的是以下四种常见的发动机类型:内燃机、蒸汽机、涡轮机和电动机。
1. 内燃机:内燃机是利用可燃物质的燃烧产生高温高压气体,通过活塞运动将热能转化为机械能的发动机。
内燃机分为汽油机和柴油机两种类型,其基本原理都是通过火花塞或喷油器将燃料与空气混合后在气缸内燃烧,产生高温高压气体推动活塞做功。
2. 蒸汽机:蒸汽机是一种利用蒸汽的高压和高温使叶片旋转从而产生机械能的发动机。
蒸汽机通常由锅炉产生高温高压蒸汽,通过蒸汽压力驱动叶片旋转从而带动机械设备运转,例如蒸汽火车和蒸汽船。
3. 涡轮机:涡轮机利用高速气体流动使叶片旋转从而产生机械能。
涡轮机分为汽轮机和涡喷发动机两种类型,在汽轮机中,燃料燃烧后的高温高压气体通过涡轮机叶片推动涡轮旋转,从而带动动力设备运转;而在涡喷发动机中,燃料燃烧产生的气体喷出高速流动,通过涡轮机推动叶片的转动,进而产生推力。
4. 电动机:电动机是一种将电能转化为机械能的设备。
电动机通过电流通过线圈产生磁场,通过电磁感应定律产生旋转力矩,从而带动转子旋转。
电动机广泛应用于各种领域,如家电、交通工具和工业设备中。
战斗机发动机的原理

战斗机发动机的原理
战斗机发动机的原理是通过将燃料和氧气混合在一起并点燃,产生高温高压的气体推动飞机前进。
具体原理如下:
1. 空气进入:战斗机发动机通过进气口将大量的空气吸入。
进气口通常位于飞机机身前部,利用飞行时的高速风将空气压入发动机。
2. 压缩空气:吸入的空气首先经过一个压气机,由于压气机内有数个旋转的叶片,它们会迅速将空气压缩。
这样做的目的是增加空气中的氧气含量,以加强燃烧反应。
3. 混合燃料:经过压缩后的空气进入燃烧室,与喷射进来的燃料混合。
燃料一般为喷射型涡喷发动机所使用的喷洒型燃料,通过喷油器将燃料向燃烧室喷洒。
4. 燃烧:燃烧室内的点火器引燃混合的空气和燃料,产生火焰。
燃料的燃烧会释放出大量的热能,使燃烧室内的气体温度升高。
5. 推力产生:由于燃烧室内气体的温度升高,气体压力也会增加。
产生的高温高压气体通过喷嘴喷出,产生的反冲力就是战斗机所需要的推力。
喷嘴后方有一个喷管,它向后驱动喷嘴并加速气体排出,提高了发动机的效率和推力。
6. 循环过程:战斗机的发动机是一个持续的循环过程,燃料和氧气的混合产生推力,将飞机推向前方,同时也会排出一部分废气。
而废气通常通过排气管排出,并以高速喷出的形式产生
推力。
综上所述,战斗机发动机通过压缩和燃烧空气与燃料混合产生的高温高压气体推动喷嘴产生推力,从而驱动飞机前进。
不断重复的循环过程使飞机能够保持长时间的飞行。
发动机构造原理

发动机构造原理
发动机是一种通过将化学能转换为机械能的装置,是一种生产和机械变换能量的动力装置。
它主要用于汽车、船只、拖拉机和其他机械设备的动力驱动。
发动机的结构原理根据不同的使用方式有所不同,但大体上分为燃烧室、气缸、进气和排气系统、起动机、涡轮增压器和其他部件。
发动机的结构原理主要分为燃烧室、气缸、进气和排气系统、起动机、涡轮增压器和其他部件。
燃烧室的结构是发动机的最基本部分,它负责将颗粒状的燃料和燃烧室内的空气混合在一起,并在有效的比例下产生燃烧反应而发生变化,最终释放出巨大的能量。
气缸是燃烧室的延伸部分,它存在于燃烧室两侧,收集燃烧反应产生的能量,并通过气缸上的活塞和连杆的运动,转化为机械能。
进气和排气系统是发动机的主要部分,它们分别负责空气吸入和废气排出,其中进气系统包括滤清器、空气流量调节器、进气歧管和变速器;排气系统包括消声器、排气歧管和排气阀门。
起动机是发动机启动过程中必须使用的重要组件,它通常是一种电动机,用于将外部动力引入发动机内部,通过压缩空气使发动机发生燃烧反应进行启动。
涡轮增压器是发动机的另一个重要部件,它的功能是压缩进气流,以提高发动机的输出功率。
除了上述组件外,还有许多其他部件可以改善发动机的性能,包括制动器、冷却系统、润滑系统和排气净化系统等。
- 1 -。
发动机工作原理

第一章发动机工作原理发动机是将其他形式的能量转变为机械能的一种机械装置。
内燃机是燃料在发动机内部燃烧,内燃机每实现一次热功转换,都要经历一系列连续的工作过程,构成一个工作循环,否则,就不能实现热功的转换。
第一节发动机总体结构及基本原理现代汽车发动机根据所用燃料的不同可分为:1.汽油发动机(简称汽油机)1). 化油器式汽油机: 汽油和空气在化油器内混合成可燃混合气,在输入气缸加以压缩,然后用电火花点火使之燃烧而发热作功。
2). 汽油喷射式发动机: 将汽油直接喷人进气管或气缸内,与空气混合形成可燃混合气,再用电火花点燃。
2.柴油发动机(简称柴油机):汽车用柴油机使用的燃料一般是轻柴油,它是通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷人气缸,与气缸内经过压缩的空气混合,使之在高温下自燃作功。
一.发动机总体构造发动机基本由以下机构和系统组成:曲柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系。
1.曲柄连杆机构:它的功用是将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能,再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。
2.配气机构:它的功用是使可燃混合气及时充人气缸并及时从气缸排出废气。
3.供给系:它的功用是把汽油和空气混合成合适的可燃混合气供人气缸,以供燃烧,并将燃烧生成的废气排出发动机。
4.润滑系:它的功用是将润滑油供给作相对运动的零件以减少它们之间的摩擦阻力,减轻机件的磨损,并部分地冷却摩擦零件5.冷却系:它的功用是把受热机件的热量散到大气中去,以保证发动机正常工作。
6.点火系:它的功用是保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。
7.起动系:它的功用是用以使静止的发动机起动并转入自行运转。
汽油机一般都由上述两个机构和五个系统组成。
对于汽车用柴油机,由于其混合气是自行着火燃烧的,所以柴油机没有点火系。
因此柴油机由两个机构和四个系统组成。
二.四冲程发动机工作原理(一)汽车发动机的基本名词术语1.活塞行程与止点上止点:活塞顶距离曲轴旋转中心最远的位置称为上止点。
发动机分类与基本原理

迄今为止, 马自达已经 生产了将近 两百万辆以 转子发动机 为动力的汽 车,其中一 辆曾在1991 年的法国创 造了历史。
发动机的分类和基本原理
1.2 发动机的基本术语
• 1、工作循环:由进气、压缩、作功、排气四
个工作过程组成封闭过程,
• 2、上止点:活塞顶离曲轴回转中心最远处
下止点:活塞顶离曲轴回转中心最近处
燃料在发动机外部燃烧的热力发动机叫做
外燃机: 活塞式蒸汽机
蒸汽轮机;
燃料在发动机内部燃烧的热力发动机叫做
内燃机: 活塞式内燃机
燃气轮机
喷气式发动机
内燃机特点:结构紧凑,体积小,质量轻,容易
起
动,应用广泛。
外燃机特点:热效率低,体积大,笨重 。现
代汽车上
发动机的分类和基本原理
很少应用。
• 二 、 活塞式内燃机的分类
三 往复活塞式内燃机的工作原 理
一) 四冲程汽油机工作原理
在四个活塞行程内完成进气、压缩、作功、排气等四个过程。
进气
压缩
作功
排气
活塞位置 上止--下止 下止--上止 上止--下止 下止--上止
排气门 进气门 气缸容积 压强Mpa
关 开 增大 0.08-0.09
320-380 温度K
发动机的分类和基本原理
• 内燃机的名称和型号必须符合国家标准GB/725-1991
• 1.内燃机名称均按所采用的燃料命名:柴油机、汽油机、煤气机等 等。
• 2.内燃机型号由阿拉伯数字、汉语拼音、气缸布置形式符号组成。
• 3.型号组成:
首部
中部
后部
尾部
系列代号
缸数符号
换代符号
气缸布置形式符号
发动机的原理是什么

发动机的原理是什么
发动机的原理是将燃烧产生的能量转化为机械能的过程。
具体来说,发动机利用燃料和氧气的化学反应产生高温高压的燃烧气体,然后利用这些气体的膨胀作用来驱动活塞或涡轮,最终将热能转化为机械能。
在内燃机中,燃料通过喷射系统进入气缸,与空气混合后被点火着火,产生爆炸燃烧。
这个爆炸推动活塞运动,将热能转化为机械能。
在四冲程发动机中,活塞的上下运动完成四个阶段:进气、压缩、爆发和排出废气。
在外燃机中,燃烧过程发生在内燃机以外的燃烧室内。
燃料和氧气混合燃烧后产生高温高压的气体,通过喷射口喷出,并冲击涡轮叶片。
涡轮转动后将机械能传递给推进装置。
无论是内燃机还是外燃机,发动机的工作都需要燃料、氧气、点火系统和排气系统等基本组成部分。
通过连续反复进行燃烧、膨胀和排气等过程,发动机就能够持续地产生机械能,推动车辆或机械设备的工作。
不同类型的发动机(如汽油发动机、柴油发动机、火箭发动机等)在燃烧方式、工作原理和效率等方面存在差异,但基本的能量转换原理是相似的。
战斗机发动机工作原理

战斗机发动机工作原理
战斗机发动机的工作原理是通过燃烧燃料产生推力来推动飞机向前飞行。
以下是战斗机发动机的工作原理的详细介绍:
1. 吸气:战斗机发动机通过进气道吸入外部空气。
进气道设计精细,能够确保足够的气流进入发动机。
2. 压缩:进入发动机的空气被压缩,使其密度增加。
这一过程通常由多级离心式压气机完成,每级压缩空气的同时增加其压力。
3. 预燃烧:在压缩空气进入燃烧室之前,通过喷油系统向燃烧室中喷入燃料。
燃料与预热的空气混合,形成易燃混合气体。
4. 燃烧:混合气体在燃烧室中点燃,产生高温和高压气体。
以点火系统引燃,使混合气体瞬间爆燃,并扩散。
5. 推力产生:燃烧产生的高温高压气体通过喷管排出,形成喷射出的高速气流。
根据牛顿第三定律,喷射出的气流产生反作用力,即向相反方向推动战斗机。
以上就是战斗机发动机的工作原理。
通过不断循环的燃烧过程产生的推力,使战斗机能够进行高速飞行、机动性和战斗能力。
发动机总体结构与工作原理

五大系统之--点火系
作用:按规定时刻及时点燃气缸内的混合气。 组成:由蓄电池、分电器、点火线圈、火花塞等组成。
五大系统之--起动系
作用:使静止的发动机起动。 组成:由起动机及附属装置组成。
三、发动机基本术语
工作循环:每完成一次热功转换的工作过程。 上止点:活塞离曲轴回转中心最远处。 下止点:活塞离曲轴回转中心处。 曲柄半径R :连杆与曲轴连接中心至曲轴旋转中心的距离。 活塞行程S:上、下两止点间的距离(mm),S=2R;
五大系统之--润滑系
作用:润滑、冷却、清洗、防腐、密封等。 组成:由机油泵、滤清器、限压阀、油道等组成。
五大系统之--燃料系(汽油车)
作用:按需要向气缸内供应已配制好的可燃混合气,燃烧后排出废气。 组成:化油器式由燃油箱、汽油泵、化油器、进排气管、滤清器等组成。
五大系统之--燃料系(柴油车)
作用:向气缸内供应纯空气并在规定时刻向 气缸内喷入柴油,燃烧后排出废气。
发动机总体结构与工作原理
一、发动机的分类
发动机是将其它形式的能量转变为机 械能的机器。
分类: 按使用燃料分:汽油机、柴油机等。
按工作循环分:四冲程发动机、二冲程发动机。
按冷却方式分:水冷式、风冷式
按气门装置位置分:侧置式、顶置式
按气缸排列分:直列式发动机、V型发动机。
按气缸数分:单缸发动机、多缸发动机。
柴油机 165F:表示单缸,四行程,缸径65mm,风冷通用型 495Q:表示四缸,四行程,缸径95mm,水冷车用 X4105: 表示四缸,四行程,缸径105mm,水冷通用型,X表示系列代号
结语
谢谢大家!
冲程:活塞由一个止点到另一个止点运动一次的过程; 气缸工作容积(Vh):活塞从上止点到下止点所让出的空间容积。 发动机工作容积(Vl):发动机所有气缸工作容积之和,也叫发动机的排量。
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1.涡轮喷气发动机与活塞式发动机的比较相同之处((11))均以空气和燃气作为工作介质。
((22))它们都是先把空气吸进发动机,经过压缩增加空气的压力,经过燃烧增加气体的温度,然后使燃气膨胀作功。
燃气在膨胀过程中所作的功要比空气在压缩过程中所消耗的功大得多。
这是因为燃气是在高温下膨胀的,于是就有一部分富余的膨胀功可以被利用。
不同之处(1)进入活塞式发动机的空气不是连续的;而进入燃气轮机的空气是连续的。
(2)活塞式发动机中喷油燃烧是在一个密闭的固定空间里,称为等容燃烧,而燃气轮机则在前后畅通的流动过程中喷油燃烧,若不计流动损失,则燃烧前后压力不变,故称为等压燃烧。
(3)涡喷发动机的推力在相当大的飞行速度范围内是随飞行速度增加而增加的。
活塞式发动机的功率决定于气缸的尺寸和数目,可以认为与飞行速度无关。
2涡轮发动机主要性能指标(1) 推力F 单位推力每公斤空气流量所能产生的推力。
Fs=F/Wa(2) 单位燃油消耗率(sfc)燃油流量:单位时间内消耗的燃料质量(Wf);耗油率:1小时每产生1牛顿推力所消耗的燃油量。
(sfc=3600Wf/F)-(kg/N.s、kg/daN(3)推质比F/M 每公斤质量所能产生的推力。
(4)单位迎面推力(Fa=F/A)单位横截面积所能产生的推力,与阻力相关。
(5)使用性能:a. 起动可靠性b. 加速性(5~18s)c. 工作安全可靠性d. 寿命e. 维护性、噪声、污染排放、成本等3.涡轴发动机主要性能指标(1)功率(N=Wa××L=流量××动力涡轮轴功)-(kw)(2)单位功率(Ns=N/Wa)-(kw.s/kg)(3)耗油率sfc(sfc=3600Wf/N) -(kg/kw.s、kg/kw.h.h)1小时每产生1kw功率所消耗的燃油量。
(4) 功重比N/G -(kw/kg)第二章1进气道基本性能参数进气道总压恢复系数••冲压比•?流量系数•阻力系数•?出口流场畸变指数•?稳定裕度23进气道喘振:当工作于深度亚临界工作状态时,外压式超声速进气道的结尾正激波被推出唇口外,这时正激波与斜激波相交,产生的紊流气体流入进气道,会使进气道的有效流通面积减小,进一步堵塞气流,将正激波进一步前推,使正激波处于不稳定状态。
由于气体的惯性,正激波位置的过分前移和后退以一定的频率反复进行,产生喘振(低频高振幅)。
进气道喘振往往会引起压气机喘振,导致发动机熄火停车。
进气道发生喘振的原因:a. 滑流层准则b. 中心体上气流分离进气道发生喘振的防止:a. 可调进气道b. 附面层抽吸孔(戽斗)c. 扰流器】4进气道痒振当进气道工作于深度超临界工作状态时,发动机所需流量过大,使正激波过分后移而出现过强的结尾正激波和附面层分离,造成高频气流压力脉动,这种现象称为痒振(嗡鸣)。
痒振的特点是:频率高,振幅小,压气机稳定工作裕度降低,对发动机危害较大,会使发动机推力下降。
为避免嗡鸣现象发生,设计进气道时,可以在进气道出口处设有辅助进气门。
当飞机在低速飞行时,超声速进气道处于亚声速状态下工作,而发动机处于最大状态下工作,为保证发动机能吸入足够的空气,必要时也可以打开辅助进气门。
第三章1.拉伐尔喷管:其中一个为收缩管,另一个为扩张管。
拉瓦尔喷管是推力室的重要组成部分。
喷管的前半部是由大变小向中间收缩至喷管喉部。
喉部之后又由小变大向外扩张。
燃烧室中的气体受高压流入喷嘴的前半部,穿过喉部后由后半部逸出。
这一架构可使气流的速度因喷截面积的变化而变化,使气流从亚音速到音速,直至加速至超音速。
2.壅塞状态收敛管道中的一维定常等熵流动流速只能连续变化到M=1,即达到临界状态,这是它的极限。
在此之后,流速既不可能增大,也不可能减小,收敛管道中的这种现象称为流动壅塞。
同样,超声速流也不可能通过收敛管道连续减速到亚声速流。
如果在临界截面之后使管道扩张,则当管道出口截面处的下游物理边界条件满足一定要求时,流动能够从声速流变为超声速流。
这种先收敛后扩张的管道即为拉伐尔喷管。
这种先收敛后扩张的管道形状是从初始亚声速流获得超声速流的必要条件,称为拉伐尔喷管的几何条件。
3.拉伐尔喷管的力学条件假设出口截面外的环境压强保持不变,而喷管进口截面的滞止压强可变。
当总压变化时,喷管出口截面上的气体压强随之变化。
根据和的相对大小,气体在喷管中的流动状态分为以下三种情况。
(1) 最佳膨胀状态气体在喷管中得到了完全膨胀,这就是喷管的最佳膨胀状态,又称为设计状态,如图3所示。
这种流动的主要特点是:①喷管喉部达到了临界状态,出口流动为超声速,即Me>1;②流体流出喷管后,既不膨胀,也不压缩,而是一平行射流;③由于管内流动为超声速,当外界环境发生微小扰动时,扰动的传播速度(即声速)小于流动速度,扰动不能传进喷管内部,即喷管中的流动觉察不到外界反压的变化。
图3 喷管最佳膨胀时的流动 图4 欠膨胀状态时的喷管流动(2) 欠膨胀状态如果在最佳膨胀状态下提高喷管进口总压,则出口同时增大,有。
气体没有得到完全膨胀,其能量未充分发挥,即气体热能没有最大限度地转变成定向流动动能。
这种流动称为欠膨胀状态或膨胀不足状态,如图4所示。
欠膨胀状态流动主要特点是:①喷管喉部达到了临界状态,出口仍为超声速M>1;②气体在喷管外继续膨胀,直到压强等于时为止,因此喷管出口处有一系列膨胀波;③喷管外的压强扰动也不能逆向传入喷管。
(3) 过膨胀状态如果在最佳膨胀状态下减小喷管进口总压,则喷管出口的气体压强也将减小,即。
气体在喷管中作了过分的膨胀。
这种流动称过膨胀状态。
根据小于的程度大小,气体在喷管中的流动状态又可分为下述四种情况。
a p 0p 0p e p a p e p e a p p =e a p p >0p e p e a p p >a p e a p p <0p e a p p <e p ap p ep e p e >p aMa e >1p t p a进口截面 出口截面出口截面 进口截面 p t P e =p a①稍小于喷管出口的气体流动为超声速。
在喷管外气体由于受到反压的突然压缩而产生不连续的压强增加,形成激波。
因为稍小于,激波是附着在扩张段出口截面上的激波,如图5所示。
气体经过斜激波后,压强升高到。
②比小于一定值随着压强差的增大,喷管外的斜激波逐渐向喷管口收拢,并最终在小于一定值时演变成覆盖在喷管出口截面上的正激波,如图6所示。
气体压强经过正激波压缩后升高到,这时的外界反压称为第二临界反压。
③进一步减小当比小很多时,正激波从喷管出口截面向喷管内部移动,喷管扩张段内的流动以正激波为分界线。
激波后的流动就是扩张管道中的亚声速流动,流动的马赫数将逐渐减小,压强逐渐升高,并在喷管出口截面升高到。
④ 如果,则正激波最终移动到喉部。
此时正激波消失,流动不再壅塞,全部喷管内的流动均为亚声速流,气体的压强、流速和质量流率都为外界反压所控制。
这种流动状态称为亚临界流动状态,喷管喉部达不到临界状态。
图5 过膨胀状态的喷管流动 图6 正激波位于喷管出口截面时的流动综上所述,若要在拉伐尔喷管出口截面获得超声速气流,喷管出口截面的气体压强必须达到或超过反压值,这一条件称为力学条件。
由此可知,拉伐尔喷管中的流动受几何条件和力学条件两方面的影响,在拉伐尔喷管的设计过程中必须同时考虑。
e p a p e p a p a p e p a p a e p p e p a p e p a p a p e p e p a p a p ea p p e a p p 进口截面 出口截面 正激波 p e <p aM e >1p e 2=p aM e 2<1 =p ap e <p a P e >p a M>1斜激波 p t 进口截面 出口截面第四章10-2-3等熵压缩;3-4等压加热;4-9等熵膨胀;9-0等压放热0为大气压力和体积比;0-2气流在进气道口前和内的压缩;2-3压气机中压缩,压力和温度升,体积比减小,减速增压,压气机对气流做功。
3-4:燃烧室中燃油燃烧放热加热气流,等压加热;4-9:等熵膨胀,4-5涡轮内膨胀,5-9尾喷管中膨胀,涡轮带动压气机和其他对外动力输出部件做功或产生推力,气流减压降温;9-0:在大气中等压放热。
L id=q1-q2说明,理想循环功由加热量转换而来,但是加热量并没有全部转换成理想循环功总是伴随有热量损失。
影响理想循环的因素(1)加热比Δ对理想循环功的影响结论1:增加涡轮前进口总温是增加循环功的主要途径之一,但涡轮进口温度受涡轮叶片材料和冷却材料的限制。
涡轮前进口总温增加,则单位推力增加,在要求推力相同的条件下,则发动机尺寸和重量小,而推重比增大。
(2)发动机总增压比π对理想循环功的影响结论2:在加热比和其他因素不变的条件下,随着增压比增加,理想循环功先增大后减小;存在最佳增压比,其对应的理想循环功最大。
结论1:增加涡轮前进口总温是增加循环功的主要途径之一,但涡轮进口温度受涡轮叶片材料和冷却材料的限制。
结论2:在加热比和其他因素不变的条件下,随着增压比增加,理想循环功先增大后减小;存在最佳增压比,其对应的理想循环功最大。
结论3:最佳增压比随加热比的升高而升高,因此欲获得大的理想循环功,应该在提高加热比的同时,提高增压比。
结论4:理想燃气轮机的热效率ηt 只与增压比π有关,ηt 随π增大而单调增加,与燃烧过程加热量q1 或加热比Δ无关。
4 (1)在实际燃气轮机循环中,工质的成分是变化的;气体的比热随着气体的成分和温度不断地发生变化;(2)各个工作过程都存在着流动损失;所谓流动损失,是指气流在流动过程中由于存在附面层、紊流流动或激波,使流动气流在静压不变的条件下降低了流速或者说降低了气流总压。
在绝能流动中,气流总温不变。
存在流动损失的绝热流动过程是熵增过程。
第五章1发动机设计点:给定飞行和大气条件(飞行高度、马赫数、大气温度、压力、湿度),并在此条件下选定满足单位性能参数要求(如单位推力和耗油率等)的发动机工作过程参数,并依据推力(或功率)要求确定通过发动机的空气流量和特征尺寸(如涡轮导向器和尾喷管喉部尺寸)。
2发动机的工作状态:稳定工作状态、过渡工作状态稳定工作状态(平衡工作状态):稳定工作状态:发动机的转速、各特征截面上的气流参数、发动机推力、甚至各可调截面积等均不随时间而变化。
稳定工作状态包括:最大状态、额定状态、巡航状态、慢车状态、加力状态等。
过渡工作状态(动态过程):过渡工作状态:在实际使用中,经常需要从一个稳定工作状态过渡到另一个稳定工作状态。
在此过渡过程中,发动机的转速、各特征截面上的气流参数、发动机性能参数、甚至各可调截面积(如尾喷管出口截面积)均随时间而变化。