活塞式航空发动机.doc

活塞式航空发动机+组成：活塞式航空发动机就是一种往复式内燃机，通过带动螺旋桨高速转动而产生推力。主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气活门与排气活门等组成。工作原理：活塞式航空发动机一般用汽油作为燃料，每一循环包括四个冲程，即进气冲程、压缩冲程、做功(膨胀）冲程、排气冲程。在进气冲程，活塞从上死点运动到下死点，进气活门开放而排气活门关闭，雾化了得汽油与空气得混合气体被下行得活塞吸入气缸内。在压缩冲程，活塞从下死点运动到上死点，进气活门与排气活门都关闭，混合气体在气缸内被压缩，在上死点附近，由装在气缸头部得火花塞点火。在做功（膨胀）冲程，混合气体点燃后，具有高温高压得燃气开始膨胀，推动活塞从上死点向下死点运动。在此行程，燃烧气体所蕴含得内能转变为活塞运动得机械能，并有连杆传给曲轴，成为带动螺旋桨转动得动力。在排气冲程，活塞从下死点运动到上死点，排气活门开放，燃烧后得废气被活塞排出缸外。当活塞到达上死点后，排气活门关闭，此时就完成了四个冲程得循环。为满足功率要求，航空发动机一般都就是由多气缸组合构成，多个缸体同时工作带动曲轴与螺旋桨转动以产生足够动力。缸体得数量与布置形式多种多样，但不管就是哪种布置形式都必须保证活塞运动与曲轴运动得协调，不能在运动中互相牵制。6缸V形布置4缸水平对置2缸水平对置活塞式发动机得运转速度很高，气缸内每秒钟要点火燃烧几十次。高温高压得工作条件使得气缸壁温度很高，因此必须配备冷却系统。最早活塞发动机上采用液体冷却，在发动机外壳内有散热套，具有一定压力得冷却液在套内循环流动带走热量。液体冷却系统因包括水箱、水泵、散热器与相应得管路系统等，结构复杂而笨重，因此后来采用气体冷却系统。气冷式发动机气缸以曲轴为中心，排成星形，气缸外面有很多散热片，飞行时产生得高速气流将气缸壁得热量散去，达到冷却目得。辅助系统：进气系统：进气系统内常装有增压器来增大进气压力，以此改善高空性能。燃料系统：燃料系统由燃料泵、汽化器或燃料喷射装置等组成。燃料泵将汽油压入汽化器，汽油在此雾化并与空气混合进入气缸。点火系统：点火系统由磁电机产生得高压电在规定得时间产生电火花，将气缸内得混合气体点燃。冷却系统：发动机内燃料燃烧时产生得热量除转化为得动能与排出得废气所带走得部分内能外，还有很大一部分传给了气缸壁与其她有关机件。冷却系统得作用就就是将这些热量散发出去，以保证发动机正常工作。启动系统：将发动机发动起来，需要借助外来动力，通常用电动机带动曲轴转动使发动机启动。定时系统：定时系统就是由曲轴带动凸轮盘推动连杆与摇臂，定时将进气活门与排气活门开启与关闭得系统。主要性能指标：活塞式发动机得主要要求就是重量轻、功率大、尺寸小与耗油省等，因此活塞式发动机得主要性能指标有以下几个：发动机功率：发动机可用于驱动螺旋桨得功率称为有效功率。功率重量比：发动机提供得功率与发动机重量之比。功率重量比越大，越有利于改善飞机得飞行性能。燃料消耗率：燃料消耗率（耗油率）就是衡量发动机经济性得一项指标。一般定义为产生1KW功率在每小时所消耗得燃料得质量。活塞发动机得发展在二战期间达到了顶峰，飞机喷气化以后用得越来越少。在1000m高度上，816km/h得飞行速度已就是活塞发动机得极限飞行速度。由于活塞发动机功率小，重量大，外形阻力大，螺旋桨高速旋转时效率低，且桨尖易产生激波，因此战后随着涡轮喷气、涡轮螺桨与涡轮风扇发动机得发展，它逐渐退出了大中型飞机领域。尽管活塞式发动机有如上致命弱点。但就是对低速飞机而言，它具有喷气式发动机无可比拟得优点，即效率高、耗油率低与价格低廉等。另外，由于燃烧较完全，对环境得污染相对较小，噪音也比喷气发动机小。因此，目前活塞式发动机在小型低速飞机上，如小型公务机、农业飞机、支线与一些小型多用途运输机（森林灭火、搜索、救援与巡逻等），仍被广泛地采用。