1、航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的組成和工作原理，補(bǔ)充，2，1。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的類型。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)按油氣混合物的制備方法分類：化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)、燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)按發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻方法分類；風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)、液冷發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)氣體在進(jìn)入氣缸之前是否被加壓來(lái)分類；送氣發(fā)動(dòng)機(jī)、增壓發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和螺旋槳之間是否有減速器來(lái)分類；直驅(qū)式發(fā)動(dòng)機(jī)，非直驅(qū)式發(fā)動(dòng)機(jī)，3，通過(guò)氣缸排列區(qū)分：直列式發(fā)動(dòng)機(jī)垂直發(fā)動(dòng)機(jī)垂直發(fā)動(dòng)機(jī)倒置發(fā)動(dòng)機(jī)說(shuō)明：對(duì)于垂直發(fā)動(dòng)機(jī)，由于螺旋槳和地面之間的間隙，很難設(shè)計(jì)飛機(jī)。目前，最常用的是氣缸蓋朝下曲軸朝上的倒置式發(fā)動(dòng)機(jī)。這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于小型飛機(jī)。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，4型。第一種航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)：如

2、圖所示，它們主要用于小型飛機(jī)。通常使用四個(gè)或六個(gè)氣缸。它以兩排水平安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的兩側(cè)。v型發(fā)動(dòng)機(jī)：八個(gè)或十二個(gè)氣缸排成兩排安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上。從發(fā)動(dòng)機(jī)前部看，這種布局類似于英文字母v。它已廣泛用于戰(zhàn)斗機(jī)和攻擊機(jī)。有H型、W型、X型活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)等。5，1。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，星形發(fā)動(dòng)機(jī)：各種飛機(jī)已經(jīng)使用或正在使用。結(jié)構(gòu)特征：從前面看，所有氣缸都以曲軸為中心，沿圓周徑向分布在外殼上，就像閃爍的星星一樣，所以它被稱為星形發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)有單層、雙層和多層等不同形式。單層分為五個(gè)氣缸、七個(gè)氣缸和九個(gè)氣缸。雙層星型發(fā)動(dòng)機(jī)有兩種：十四缸和十八缸，每層有七缸和九缸，前后缸錯(cuò)開(kāi)，便于氣缸冷卻；有兩種多層星

3、形發(fā)動(dòng)機(jī)：四層28缸和四層36缸，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很少使用。具體發(fā)動(dòng)機(jī)的全稱，例如，云5飛機(jī)上的活塞式航空5號(hào)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，它的全稱是什么？航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的組成基本部件：活塞、曲軸、連桿、氣缸、進(jìn)排氣閥和火花塞等?；钊夯钊跉飧字型鶑?fù)運(yùn)動(dòng)。氣缸蓋的頂面和內(nèi)表面之間的空間是燃燒室。活塞配有幾個(gè)高彈性活塞環(huán)，也稱為膨脹環(huán)，其功能是防止燃燒室中的高溫高壓氣體向外泄漏，并防止?jié)櫥蛷耐獠窟M(jìn)入燃燒室。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和連桿的組成(如圖):活塞和曲軸通過(guò)連桿連接，使活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從每個(gè)氣缸獲得的功傳遞給螺旋槳。氣缸：內(nèi)壁是燃燒室不可分割的一部分。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，汽油和空氣的混合

4、物在燃燒室中被壓縮，被點(diǎn)燃并燃燒成高溫高壓氣體，熱能通過(guò)氣體膨脹轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。進(jìn)氣門和排氣門：新鮮油氣混合物通過(guò)進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸，氣體(或排氣和廢氣)膨脹做功后通過(guò)排氣門從氣缸排出，然后通過(guò)排氣系統(tǒng)排入大氣。進(jìn)氣門和排氣門的打開(kāi)和關(guān)閉由氣門機(jī)構(gòu)控制?；鸹ㄈ夯鸹ㄈ淖饔檬窃诟邏合路烹?，點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)新鮮的油氣混合物。人們習(xí)慣稱之為電嘴?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)的典型組成，(e)排氣凸輪軸(I)進(jìn)氣凸輪軸(s)火花塞(v)氣門(p)活塞(r)連桿(c)曲軸(w)水冷水套，10，2。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的組成，工作系統(tǒng)燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)的功能是儲(chǔ)存和供油。在供油過(guò)程中，燃油被霧化并與空氣均勻混合，然后供應(yīng)到氣缸中。根據(jù)空

5、燃比的不同分配方式，有兩種燃油系統(tǒng)，即化油器和燃油噴射系統(tǒng)。點(diǎn)火系統(tǒng)由磁電機(jī)、分配器和火花塞組成。萬(wàn)磁王是個(gè)騙子起動(dòng)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，首先利用起動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使發(fā)動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到正常運(yùn)行狀態(tài)，起動(dòng)過(guò)程完成。有兩種啟動(dòng)系統(tǒng)：氣壓和電力。輕型發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用電動(dòng)起動(dòng)方式，即電機(jī)驅(qū)動(dòng)慣性系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)，慣性系統(tǒng)儲(chǔ)存的能量帶動(dòng)曲軸加速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)點(diǎn)火，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠自主運(yùn)行。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的組成。潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的功能是減少發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦，加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部冷卻。在這種系統(tǒng)中，潤(rùn)滑油泵不斷地從儲(chǔ)油器中吸出潤(rùn)滑油，使?jié)櫥驮诎l(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán)，然后再返回儲(chǔ)油器。5.有兩種冷卻系統(tǒng)：空氣冷卻和液體冷卻。

6、輕型發(fā)動(dòng)機(jī)(如垂直和水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī))和星形發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用空氣冷卻；V型發(fā)動(dòng)機(jī)是液體冷卻的。冷卻系統(tǒng)主要用于加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的外部冷卻，外部冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)的內(nèi)部冷卻使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在允許的溫度下正常運(yùn)行。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理，基本術(shù)語(yǔ)：上止點(diǎn)，下止點(diǎn)，活塞沖程，燃燒室，全容積，余隙容積，工作容積，發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)，13，3。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理，壓縮，膨脹，四沖程循環(huán)運(yùn)行過(guò)程，1。進(jìn)氣沖程2，壓縮沖程3，膨脹沖程4，排氣沖程15，3。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理、進(jìn)氣沖程和充氣系數(shù)理論充氣量和實(shí)際充氣量在理想條件下，一次進(jìn)氣過(guò)程中進(jìn)入氣缸的空氣質(zhì)量稱為理論充氣量。理想情況是指氣缸中空氣所占

7、的體積是氣缸的工作體積。對(duì)于吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸中氣體的壓力和溫度分別等于外部大氣的壓力和溫度；對(duì)于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸內(nèi)氣體的溫度和壓力與增壓后的溫度和壓力相等。理論充氣量不是進(jìn)入氣缸的實(shí)際空氣量，但它可以用作評(píng)估進(jìn)氣質(zhì)量的基準(zhǔn)。實(shí)際填充量是指在一個(gè)進(jìn)氣過(guò)程中進(jìn)入氣缸的實(shí)際空氣質(zhì)量，簡(jiǎn)稱為填充量。由于進(jìn)氣過(guò)程中氣流損失、熱發(fā)動(dòng)機(jī)加熱氣體、氣缸內(nèi)殘留廢氣和氣門重疊的影響，充氣量會(huì)有較大范圍的變化。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理，填充系數(shù)實(shí)際填充量與理論填充量之比稱為填充系數(shù)。吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)小于增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)，這主要是由于增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)在氣門折疊時(shí)清除氣缸內(nèi)殘留廢氣的效果顯著?，F(xiàn)代活塞式發(fā)

8、動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)為0.7-1.2。壓縮沖程和壓縮比=全容積/間隙容積壓縮比是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要設(shè)計(jì)參數(shù)。它不僅反映了氣缸內(nèi)氣體的壓縮程度，而且與發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著密切的關(guān)系。隨著壓縮比的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和經(jīng)濟(jì)性增加。壓縮比的提高是有限度的。當(dāng)壓縮比超過(guò)一定限度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致異常燃燒，包括爆燃和過(guò)早燃燒?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比約為6-10。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理膨脹沖程當(dāng)壓縮沖程即將結(jié)束，活塞即將移動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，火花塞點(diǎn)燃油氣混合物，在很短的時(shí)間內(nèi)燃燒成氣體，同時(shí)燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，使氣體的壓力和溫度急劇上升， 作用在活塞內(nèi)表面的巨大壓力推動(dòng)活塞從上死點(diǎn)快速移動(dòng)到下死點(diǎn)，當(dāng)活塞到達(dá)下死

9、點(diǎn)時(shí)，膨脹行程完成。 通過(guò)膨脹沖程，發(fā)動(dòng)機(jī)在外部做功，所以膨脹沖程也稱為做功沖程。在排氣沖程中，排氣閥打開(kāi)，活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)18、航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理、四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的主要工作特性：四沖程構(gòu)成一個(gè)循環(huán)，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出連續(xù)工作。在每個(gè)工作循環(huán)中，火花塞只點(diǎn)燃一次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。在這四個(gè)沖程中，只有膨脹沖程做功，其他沖程不做功，消耗一定的功，如壓縮沖程中的壓縮功；在進(jìn)氣和排氣沖程中，必須克服氣流阻力和功耗，并克服各種摩擦和功耗；各種附件等消耗的工作?？鄢袃?nèi)部消耗的功后，曲軸輸出的功就是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的有用功。第4節(jié)氣門正時(shí)氣門機(jī)構(gòu)的功能是根據(jù)設(shè)計(jì)要求及時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣

10、門。各部件的功能如下：第4節(jié)氣門正時(shí)、氣門正時(shí)、氣門提前打開(kāi)、氣門延遲關(guān)閉、氣門打開(kāi)(氣門重疊)，有效曲軸轉(zhuǎn)角功率的傳遞主要發(fā)生在小曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，這稱為有效曲軸轉(zhuǎn)角。有效曲軸角度與點(diǎn)火時(shí)間有關(guān)。提前點(diǎn)火角25可以完全燃燒超過(guò)上止點(diǎn)30。當(dāng)氣體壓力達(dá)到30-120時(shí)，有效曲柄角超過(guò)120，排氣閥打開(kāi)，動(dòng)力傳遞大大減少。23、第五缸燃燒，缸內(nèi)燃燒是指缸內(nèi)新鮮油氣混合物的放熱現(xiàn)象，燃燒過(guò)程從火花塞點(diǎn)火開(kāi)始，直至油氣混合物燃盡。由于燃燒速度極快，很容易認(rèn)為燃燒過(guò)程將在點(diǎn)火后立即完成。實(shí)際上，從點(diǎn)火時(shí)刻起，火焰向未燃混合氣的傳播速度不可能接近無(wú)窮大，燃燒過(guò)程需要一定的時(shí)間。為了使油氣混合物盡可能在正確的時(shí)

11、間完全燃燒，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和經(jīng)濟(jì)性，活塞在壓縮沖程到達(dá)上死點(diǎn)之前點(diǎn)燃火花塞，使得油氣混合物基本上能夠在上死點(diǎn)附近的小曲軸角度內(nèi)燃燒。24、第五缸燃燒時(shí)，剩余空氣系數(shù)的理論空氣量；對(duì)于航空汽油，l為14.9千克。2 c8 h18 25o 2-16co 218 h2oa=lsquo/lsquo。貧油氣比和富油氣比，所以當(dāng)a=1時(shí)，r=0.067，這是合適的油氣比。正常燃燒和異常燃燒，25，第五氣缸中的燃燒，圖：在一個(gè)工作循環(huán)中氣缸中的氣體壓力隨曲軸角度的變化，26，第五氣缸中的燃燒，當(dāng)油氣混合物太稀和太濃時(shí)， 1。功率降低，經(jīng)濟(jì)性差，最大壓力值降低，工作量減少。2.排氣管中的火焰蔓延緩慢，在

12、排氣沖程結(jié)束時(shí)仍在燃燒。開(kāi)始時(shí)很容易發(fā)生；預(yù)防措施(在進(jìn)氣閥附近安裝金屬蜂窩網(wǎng))4。當(dāng)氣缸蓋溫度降低，燃料變稀時(shí)，熱值降低，使氣體溫度和氣缸溫度降低，不利于燃料氣化和燃燒。5.發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)不均勻，每個(gè)工作循環(huán)氣缸內(nèi)的壓力變化很大，運(yùn)行不穩(wěn)定。27.當(dāng)油氣混合物太濃時(shí)，在第五氣缸中燃燒，1。功率下降，經(jīng)濟(jì)性差，燃料燃燒不完全，熱值低，壓力部件表面最大；火花塞。閥門3。排氣管的煙和“射擊”廢氣含有大量未燃燒和燃燒的碳，所以有黑煙和火舌；當(dāng)剩余的可燃物重新點(diǎn)燃時(shí)，司機(jī)猛踩油門桿關(guān)閉節(jié)流閥，這將導(dǎo)致射擊。4.氣缸蓋溫度降低，熱值降低，燃?xì)馕鼰帷?.發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，油氣混合不均勻，氣缸內(nèi)壓力在每個(gè)工作循環(huán)中變

13、化很大，運(yùn)行不穩(wěn)定。28.第5節(jié)氣缸內(nèi)的燃燒和爆燃：氣缸內(nèi)油氣混合物的正常燃燒被破壞，未燃燒的混合物中自發(fā)發(fā)生爆炸燃燒。這種現(xiàn)象被稱為爆震燃燒，簡(jiǎn)稱爆震。，29，在第五汽缸中燃燒，當(dāng)爆燃發(fā)生時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能下降，并且發(fā)動(dòng)機(jī)有不規(guī)則的金屬敲擊聲；氣缸內(nèi)溫度急劇上升，活塞、閥門、火花塞等部件過(guò)熱甚至燒壞；不完全燃燒，排氣管定期冒出黑煙；爆燃引起的局部高壓突然作用在活塞上，使連桿和曲軸系統(tǒng)受到強(qiáng)烈沖擊，容易造成損壞；發(fā)動(dòng)機(jī)功率大大降低，經(jīng)濟(jì)性也大大降低。30，第5節(jié)缸內(nèi)燃燒，影響爆燃的因素1。燃料的影響：辛烷值(也稱為Oktan數(shù))和系列對(duì)應(yīng)于燃料在稀油和濃油工況下的抗爆性。辛烷值是指異辛烷和正庚烷混

14、合物中異辛烷的體積分?jǐn)?shù)。系列是指發(fā)動(dòng)機(jī)在使用這種汽油時(shí)能夠達(dá)到的最大平均指示壓力和在使用純異辛烷而不發(fā)生爆燃時(shí)能夠達(dá)到的最大平均指示壓力的百分比。示例：RH-95/130 2。發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的影響：壓縮比、氣缸尺寸、燃燒室形狀、火花塞數(shù)量和位置、氣缸蓋和活塞材料等。3.發(fā)動(dòng)機(jī)工況的影響：進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度、氣缸蓋溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和提前點(diǎn)火角等。31，第5節(jié)氣缸內(nèi)燃燒，防止爆燃的方法嚴(yán)格按照規(guī)定使用燃料，不要使用辛烷值和等級(jí)低于規(guī)定值的燃料，不要使用過(guò)期燃料；運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度和最大進(jìn)氣壓力的使用時(shí)間等參數(shù)不得超過(guò)規(guī)定值。在低速工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)不得使用大的進(jìn)氣壓力，否則會(huì)因氣體壓力和溫度

15、高而發(fā)生爆燃。發(fā)動(dòng)機(jī)不應(yīng)過(guò)熱，高功率狀態(tài)下的工作時(shí)間不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)散熱良好，我們應(yīng)該時(shí)刻注意冷卻系統(tǒng)的維護(hù)，防止積碳在氣缸內(nèi)。氣缸壁和活塞頂部區(qū)域的碳會(huì)減小燃燒室的容積，增加壓縮比，并容易引起爆燃。第五節(jié)缸內(nèi)燃燒，提前點(diǎn)火：火花塞點(diǎn)火前，當(dāng)缸內(nèi)混合氣的溫度達(dá)到點(diǎn)火溫度時(shí)，混合氣將自動(dòng)燃燒。這種點(diǎn)火前的自燃現(xiàn)象稱為提前點(diǎn)火。當(dāng)早期燃燒發(fā)生時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能使氣缸中的壓力上升得太早，壓縮功消耗增加，氣體的散熱增加，并且在膨脹過(guò)程中所做的功減少，經(jīng)濟(jì)性惡化；對(duì)于航空用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，如果一些氣缸過(guò)早燃燒，曲軸系統(tǒng)受力不均勻，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速工作時(shí)，早期燃燒會(huì)使壓縮過(guò)程后期作用在活

16、塞上的氣體壓力過(guò)大，并且由于曲軸系統(tǒng)的慣性小，無(wú)法克服這種過(guò)大的壓力，這將導(dǎo)致曲軸反轉(zhuǎn)而損壞零件；在閥門重新打開(kāi)期間，早期燃燒將導(dǎo)致回火。33，第5節(jié)氣缸內(nèi)的燃燒，提前點(diǎn)火的原因當(dāng)氣缸內(nèi)有高溫?zé)狳c(diǎn)時(shí)，很容易導(dǎo)致提前點(diǎn)火。氣缸蓋溫度過(guò)高、火花塞和排氣閥等高溫部件以及積碳會(huì)導(dǎo)致過(guò)早燃燒；當(dāng)壓縮比太大時(shí)，壓縮混合氣體的溫度可能達(dá)到點(diǎn)火溫度，這也可能導(dǎo)致過(guò)早燃燒。防止過(guò)早燃燒的措施在用固定發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比是恒定的。為防止過(guò)早燃燒，應(yīng)主要防止氣缸積碳，以防止氣缸蓋過(guò)高。警告：發(fā)動(dòng)機(jī)不能隨意拉動(dòng)螺旋槳或在停止后無(wú)意中移動(dòng)螺旋槳。這是因?yàn)閯倓偼Ｖ沟陌l(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋溫度仍然很高。如果螺旋槳旋轉(zhuǎn)，氣缸中的混合物被壓縮，可能發(fā)生自燃，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和螺旋槳旋轉(zhuǎn)。靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的人很容易受傷。34，第5節(jié)氣缸中的燃燒，兩個(gè)尖端(1)從圖中可以看出，在早期燃燒和爆燃期間氣缸中出現(xiàn)最大壓力的時(shí)間早于燃燒和爆燃期間-增加氣缸進(jìn)氣壓力以增加功率。為什么設(shè)置增壓器？注意爆燃，這需要燃料的抗爆性。根據(jù)不同的傳動(dòng)方式，有變速器增壓發(fā)動(dòng)機(jī)和廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。變速器增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，大功率星形活塞發(fā)動(dòng)機(jī)通常使用發(fā)動(dòng)機(jī)軸來(lái)驅(qū)動(dòng)增壓器，而使用這種增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為變速器增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓系統(tǒng)如圖所示。曲軸通過(guò)齒輪系驅(qū)動(dòng)離心增壓器的轉(zhuǎn)子，使氣體加壓后進(jìn)入氣缸。這個(gè)增壓系統(tǒng)消耗的功來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)本身輸出的軸功。為了將其與下面將要描