民用航空燃气涡轮发动机原理
欧阳家百（2021.03.07）
课程设计
学院：航空工程学院
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目录
一、序言 (1)
一.热力计算的目的和作用---------------------------------2
二.单轴涡喷发动机热力计算------------------------------3
三.分别排气双轴涡扇发动机设计点热力计算-------7
四.结果分析---------------------------------------------------14
五.我的亮点-----------------------------------------------------18
序言
航空燃气涡轮发动机是现代飞机与直升机的主要动力，为飞机提供推力，为直升机提供转动旋翼的功率。飞机或直升机在飞行中，一旦发动机损坏而停车，就会由于失去推力而丧失速度与高度，如果处理不当就会出现极为严重的事故。因此发动机的正常工作与否，直接影响到飞行的安全，故称发动机为飞机的心脏。在这次课程设计中，为了使结果更加准确，充分利用Matlab 在数值计算上的强大功能，运用polyfit函数对，进行数值拟合，拟合的结果R=1，相关性非常的好。其中空气的低压比热容与温度有关，使用与温度有关的经验公式，减小了误差。
热力计算的目的和作用
发动机的设计点热力计算是指在给定的飞行和大气条件（飞行高度、马赫数和大气温度、压力），选定满足单位性能参数要求（单位推力和耗油率）的发动机工作过程参数，根据推力（功率）要求确定发动机的空气流量和特征尺寸（涡轮导向器和尾喷管喉部尺寸）。
设计点热力计算的目的：对选定的发动机工作过程参数和部件效率或损失系数，计算发动机各界面的气流参数以获得发动机的单位性能参数。
发动机设计点热力计算的已知条件：
1)给定飞行条件和大气条件：飞行高度和飞行马赫数，大气
温度和压力。
2)在给定的飞行条件和大气条件下，对发动机的性能要求，
如推力、单位推力和耗油率的具体值。
3)根据发动机的类型不同，选择一组工作过程参数：内涵压
气机增压比、外涵风扇增压比、涵道比、燃烧室出口总温
等。
4)预计的发动机各部件效率和损失系数等。
一台新发动机的最终设计不可能仅取决设计点的性能，而且还决定于飞行包线内非设计点的性能。但发动机的热力计算有如下重要作用：
1.只有先经过设计点的热力计算，确定发动机特征尺寸后进
行非设计点的热力计算以确定非设计点的性能。
2.设计点的热力计算可初步确定满足飞行任务的发动机设计
参数选择的大致范围。
单轴涡喷发动机热力计算
1.已知条件：
1)发动机的飞行条件与大气条件：
H＝0; Ma0＝0；
T0= 288.15 K; P0=101325Pa;
2）通过发动机的空气流量：
qm=80kg/s
2)发动机的工作参数：
=7.30; =1130 K
3)各部件效率及损失系数：
进气道总压恢复系数：=1.0；
压气机效率：=0.81；
燃烧室总压恢复系数：=0.91；
燃烧室放热系数：=0.97；
涡轮效率：=0.88；冷却空气系数：=0.03；
机械效率：=0.98；喷管总压恢复系数：=0.93;
2.计算步骤：
1)计算进气道出口气流参数：
;
2)计算压气机出口气流参数：
Wc=
Cp(T2*-T1*)=CPT1*() ；
3)计算燃烧室出口气流参数：
4)计算油气比：
已知燃烧室进口总温和燃烧室出口总温以及燃烧室的放热系数，则可以求出燃烧室油气比f。
T2*=560K ; T3*=1130K
根据和查表得：
=555.0；
=1196.1；
H*3=2730.36;
其中：、通过拟合得到,查表得到
5)计算涡轮出口气流参数：
由 Nc=NT*
6)计算喷管出口气流参数：
在进行喷管出口气流参数的计算时，首先要判别喷管所处的工作状态。方法是根据喷管的可用落压比
与临界落压比进行比较：
判别喷管所处的工作状态
故喷管处于超临界状态；
’=1.33
7推力和单位推力的计算：
8 燃油消耗率的计算：
分别排气双轴涡扇发动机设计点热力计算
（1）定比热容计算的基本假设
定比热容计算简单且具有相当的精度，可用
于发动机设计的方案研究阶段。分别排气定比热
容计算需做如下假设：
1)气流是完全（理想）气体，流经每一部件时是定常的
和一维的。即不考虑散热损失以及气流与壁面的摩擦。
2)气流流经进气道、风扇、压气机、涡轮、尾喷管时具
有各自恒定不变的定压比热容、定容比热容和定熵指
数。
3)气流流过燃烧室时、和值以及气体常数R值变化。
4)风扇由低压涡轮驱动，此涡轮也为附件提供机械功。
5)外涵道气流流动是等焓的。
（2）截面符号
（3）给定的工作参数：
设计点飞行条件：
飞行马赫数：Ma=0.5；飞行高度：H=6km
发动机工作过程参数：
涵道比：B=6；风扇增压比：=3.0；
高压压气机增压比：=4.3；
燃烧室出口总温：=2100K
预计部件效率或损失系数：
进气道总压恢复系数:=1；燃烧室总压恢复系数:=0.97；
外涵气流总压恢复系数:=0.98；尾喷管总压恢复系数:=1；
风扇绝热效率:=0.87；高压压气机效率:=0.88；
燃烧效率:=0.97；高压涡轮效率:=0.88；
低压涡轮效率:=1；高压轴机械效率:=0.98；
低压轴机械效率:=1；功率提取机械效率:=1；
空气定熵指数:=1.4；燃气定熵指数:=1.33;
空气定压比热容:=；
燃气定压比热容；=;
空气气体常数:=0.287 kJ/(kg*k)；
燃气气体常数:=0.287 kJ/(kg*k)
燃油低热值:=；
相对功率提取系数:=0.5KJ/Kg；冷却高压涡轮：=5%；
冷却低压涡轮：=5%；飞机引气：=1%；
（4）计算步骤和公式
1 0截面的温度和压力：
H=6km，
T0=288.15-6.5×H=249.15K
P0=101325×（1-H/44.308）^5.25588=47177.6总温:
总压:
2计算进气道出口总温和总压
总温:
总压:
3计算风扇出口总温和总压
总温:
总压:
风扇消耗功:
4计算外涵道出口总温和总压及出口速度
所以出口达到临界
5计算高压压气机出口总温和总压
高压压气机进口站位为2.5，风扇出口站位为2.2，可假设气流从风扇出口到高压压气机进口这一段流动为定熵绝能流动。则，。
6计算燃烧室出口的总温总压
总温（给定）:
总压:
计算1kg空气的供油量。已知燃烧室进口总温和出口
及燃烧室的燃烧效率，根据燃烧室能量平衡，可写出：
7计算高压涡轮出口总温和总压
冷却高压涡轮的空气从高压压气机出口引出，冷却高压涡轮导向器热力计算时假设冷却空气在混合气中与主流燃气混合后进入高压涡轮转子膨胀做工，因此应先求出混合后的气流参数，混合后总压认为等于混合前总压。
流入燃烧室的空气流量为：
流出燃烧室的燃气流量为：
流出高压涡轮混合气的燃气流量为：
根据混合器能量平衡（图3）：
整合上述公式，有：
高压涡轮后的气流参数要根据高压压气机和高压涡轮的功率平衡来求：
根据高压涡轮功求高压涡轮落压比：
8.计算低压涡轮出口总温和总压
流入低压涡轮混合器的燃气流量为：
流出低压涡轮混合器的燃气流量为：
根据低压混合器能量平衡（图4），有：
低压涡轮后的气流参数要根据低压压气机和低压涡轮的功率平衡来求：
根据低压涡轮功求低压涡轮落压比：
计算尾喷管出口总温和总压及排气速度
P0/P=0.472/0.97*10=0.48<0.5404
即尾喷管处于超临界状态,有：
m/s
V9==619.6 m/s
1.计算单位推力和燃油消耗率
Fs=
={[(1-0.05-0.05-0.01)*(1+0.0551)+0.05*2]*(619.6-158.2）+
6*(353.2-158.2)}/7
=272.8N
结果分析
单位推力Fs与燃油消耗率sfc随马赫数的变化如下图图所示：在亚音速范围内，单位推力Fs随马赫数Ma的增大而逐渐减小，主要是因为9截面与9_11截面的速度在马赫数增大的情况下变化缓慢，小于飞行速度的变化。随着单位推力的减小，燃油流量必然增加。
单位推力Fs与燃油消耗率sfc随飞行高度H的变化如下图图所示：
在11km高度下，单位推力Fs随飞行高度H的减小而减小，在飞行马赫不变的情况下，9截面与9_11截面的速度都降低了，单位推力Fs减小。在当前的假设条件下，燃油消耗率是上升的。
单位推力Fs与燃油消耗率sfc随涵道比B的变化如下图图所示：
在大涵道比混合排气的我扇发动机中，涵道比增加，单位推力减小，燃油消耗率也减小。也就是说，在一定涵道比范围内，涵道比增加会使涡扇发动机更省油。
单位推力Fs与燃油消耗率sfc随风扇增压比的变化如下图图所示：
由图像可知，在大涵道比，单位推力随风扇增压比增大而增大，燃油消耗率随风扇增压比增大而减小，更加经济。
单位推力Fs与燃油消耗率sfc随涵道比B的变化如下图图所示：
由图像可知，单位推力Fs与燃油消耗率sfc都高压压气机的增压比的增大而减小的，Fs减小是有害的，sfc的减小是有利于节约成本。
我的亮点
1.本次课程课程设计，我采用matlab的GUI界面设计工具箱完成的，没有现成的模版可以套用，程序界面都是我自己动手完成的。在做的课程中，遇到的困难，查阅资料，向航空自动化及电信专业的学生请求帮助。
2使用Matlab中的polyfit函数对，进行二次多项式数值拟合，拟合的结果R=1。
3涡喷发动机上定压比热容不准确，经过计算，我认为供热书上的经验公式更准确。
通过整个设计过程，虽然有些图并不理想，理论值与实际值有些许偏差，但这都是自己根据自己的数据一步一步算出来的。由于学习Matlab做界面花了很长的时间，没有时间对程序做更简洁，更具逻辑的修改，手抄版也无法完成，交了打印版本。因此自己
的完成情况，我对这次的成绩期望值是90分，希望老师您可以满足我的这个期望。
有关涡扇发动机的介绍 引子: 涡扇发动机是喷气发动机的一个分枝，从血原关系上来说涡扇发动机应该算得上是涡喷发动的小弟弟。从结构上看，涡扇发动机只不过是在涡喷发动机之前（之后）加装了风扇而已。然而正是这区区的几页风扇把涡喷发动机与涡扇发动机严格的区分开来。涡扇发动机这个“小弟弟”仗着自已身上的几页风扇也青出与蓝。 现代的军用战斗机要求越来越高的机动性能，较高的推重比能赋予战斗机很高的垂直机动能力和优异的水平加速性能。而且在战时，如果本方机场遭到了对方破坏，战斗机还可以利用大推力来减少飞机的起飞着陆距离。比如装备了F-100-PW-100的F-15A当已方机机的跑道遭到部分破坏时，F-15可以开全加力以不到300米的起飞滑跑距离起飞。在降落时可以用60度的迎角作低速平飞，在不用减速伞和反推力的情况下，只要500米的跑道就可以安全降落。
更高的推重比是每一个战斗机飞行员所梦寐以求的。但战斗机的推重比在很大和度上是受发动机所限--如果飞机发动机的推重比小于6一级的话，其飞机的空战推重比就很难达到1，如果强行提高飞机的推重比的话所设计的飞机将在航程、武器挂载、机体强度上付出相当大的代价。比如前苏联设计的苏-11战斗机使用了推重比为 4.085的АЛ-7Ф-1-100涡喷发动机。为了使飞机的推重比达到1，苏-11的动力装置重量占了飞机起飞重量的26.1%。相应的代价是飞机的作战半径只有300公里左右。 而在民用客机、运输机和军用的轰炸机、运输机方面。随着新材料的运用飞机的机身结构作的越来越大，起飞重量也就越来越大，对发动机的推力要求也越来越高。在高函道比大推力的涡扇发动机出现之前，人们只能采用让大型飞机挂更多的发动机的方法来解决发动机的推力不足问题。比如B-52G轰炸机的翼下就挂了八台J-57-P-43W涡喷发动机。该发动机的单台最大起飞推力仅为6237公斤（喷水）。如果B-52晚几年出生的话它完全可以不挂那么多的发动机。在现在如果不考虑动力系统的可*性，像B-52之类的飞机只装一台发动机也未尝不可。 而涡扇发动机的诞生就是为了顺应人们对航空发动机越来越高的推力要求而诞生的。因为提高喷气发动机的推力最简单的办法就是提高发动机的空气流量。 一，历史 在五十年代未、六十年代初，作为航空动力的涡喷发动机以经相当
斯特林发动机原理图解 如图1 把橡皮绑在容器口上，我们能容易瞭解到受热时橡皮会膨胀(图2)，冷却时橡皮会缩收(图3)，这是加热时，内部气体压力作用在橡皮上(图2)，当然人的眼睛是无法看到气体压力的。 A2移气器 如果我们放入一个移气器(Displacer)到容器内(图4)，而这个移气器的直径比容器的内径小一些，当移气器自由上下移动时，即可以把容器内的气体挤下或挤上。这个时候，如果我们在容器底端加热，而在容器上端冷却，使上下两端具有足够的温差，即可看见此时橡皮会不断膨胀及收缩。其原理如下： 当移气器上移，容器内的气体被挤至容器底端，此时由於容器底端加热，因此气体受热，压力变大，此压力经由活塞与容器间的空隙传到橡皮，使得橡皮会膨胀(图5)。 相反的，若施以适当的力量把移气器下移，则容器内的气体被挤至容器上端，此时由於容器上端為冷却区，因此气体被冷却，使气体温度降低，压力变小，而使得橡皮会缩收(图5)。 如此，不断使移气器自由上下移动，即可看见此时橡皮会不断膨胀及收缩。 由此，可知移气器的功用主要在於移动气体，使气体在冷热两端之间来回流动。国立成功大学航太系郑金祥教授把 Displacer 命名為”移气器”，实在更為贴切，也比较不容易混淆，比较不会使人误以為它的作用跟输出功率的动力活塞一样。
A3 曲柄机构 要让移气器上下移动，只要将移气器与一曲轴连结(图6) 。当曲轴旋转时，移气器就会被带上及带下。将移气器与曲轴连结完毕之后，在容器底端加热上端冷却，只要用手转动曲轴，使得移气器移上及移下，此时橡皮便会重复膨胀及收缩(图7)。 A4 动力活塞 橡皮的膨胀及收缩运动，可以转换為动力输出，此时，橡皮的作用即如同一动力活塞。我们可以另加一根连桿接到上述的曲轴上，便可将橡皮的膨胀及收缩运动转换為曲轴的旋转运动。连接到移气器的曲轴部位与连接到动力活塞的曲轴部位必须呈固定的角度差，一般是90度(图8,9)。橡皮的膨胀及缩收所產生的曲轴的旋转运动提供了移气器上下移动的力量，多餘的力量则可以输出。必须注意的是，移气器本身不会动，而是被曲轴带动，动力来源是动力活塞。
发动机原理l两套试题以及答案(整理)
汽车发动机原理试题一（含答案） 一、单项选择题 1、高速柴油机的实际循环接近于（D） A、定压加热循环 B、定容加热循环 C、定温加热循环 D、混和加热循环 2、增加排气提前角会导致（C） A、自由排气损失增加 B、强制排气损失增加 C、提前排气损失增加 D、换气损失增加 3、汽油机早燃的原因是混和气（ C ） A、自燃 B、被火花塞点燃 C、被炽热表面点燃 D、被废气点燃 4、对自然吸气的四冲程内燃机，提高充气效率的措施中有（ D ） A、提高进气气流速度 B、加大进气迟闭角 C、提高进气管内压力 D、合理选择进气迟闭角
转角 C、大于180°曲轴转角 D、不小于180°曲轴转角 10、发动机的工况变化取决于其所带动的工作机械的（A） A、运转情况 B、功率情况 C、速度情况 D、传动情况 11、柴油机出现不正常喷射的各种原因中包括（C） A、高压油管过细 B、油管壁面过厚 C、喷油压力过高 D、喷油数量过多 12、描述发动机负荷特性时，不能代表负荷的参数是（ A ） A、转速 B、功率 C、扭矩 D、油门位置 13、汽油机的燃烧过程人为地分为（C） A、5个阶段 B、4个阶段 C、3个阶段 D、2个阶段 14、实际发动机的膨胀过程是（C）
A、定压过程 B、定温过程 C、多变过程 D、绝热过程 15、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 16、为了评价发动机进、排气过程中所消耗的有用功，引入的参数是（ A ） A、泵气损失 B、传热损失 C、流动损失 D、机械损失 17、柴油机间接喷射式燃烧室类型中包括下面列出的（D） A、半开式燃烧室 B、开式燃烧室 C、统一室燃烧室 D、预燃室燃烧室 18、发动机的外特性是一种（B） A、负荷特性 B、速度特性 C、调整特性 D、万有特性 19、柴油机的理想喷油规律是（B）
动力原理： 涡轮喷气发动机涡轮风扇发动机冲压喷气发动机涡轮轴发动机 升力原理： 飞机是比空气重的飞行器，因此需要消耗自身动力来获得升力。而升力的来源是飞行中空气对机翼的作用。 在下面这幅图里，有一个机翼的剖面示意图。机翼的上表面是弯曲的，下表面是平坦的，因此在机翼与空气相对运动时，流过上表面的空气在同一时间(T)内走过的路程(S1)比流过下表面的空气的路程(S2)远，所以在上表面的空气的相对速度比下表面的空气快 (V1=S1/T >V2=S2/T1)。根据帕奴利定理——“流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比。”，因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上，这就产生了升力。 从机翼的原理，我们也就可以理解螺旋桨的工作原理。螺旋桨就好像一个竖放的机翼，凸起面向前，平滑面向后。旋转时压力的合力向前，推动螺旋桨向前，从而带动飞机向前。当然螺旋桨并不是简单的凸起平滑，而有着复杂的曲面结构。老式螺旋桨是固定的外形，而后期设计则采用了可以改变的相对角度等设计，改善螺旋桨性能。 飞行需要动力，使飞机前进，更重要的是使飞机获得升力。早期飞机通常使用活塞发动机作为动力，又以四冲程活塞发动机为主。这类发动机的原理如图，主要为吸入空气，与燃油混合后点燃膨胀，驱动活塞往复运动，再转化为驱动轴的旋转输出：
单单一个活塞发动机发出的功率非常有限，因此人们将多个活塞发动机并联在一起，组成星型或V型活塞发动机。下图为典型的星型活塞发动机。 现代高速飞机多数使用喷气式发动机，原理是将空气吸入，与燃油混合，点火，爆炸膨胀后的空气向后喷出，其反作用力则推动飞机向前。下图的发动机剖面图里，一个个压气风扇从进气口中吸入空气，并且一级一级的压缩空气，使空气更好的参与燃烧。风扇后面橙红色的空腔是燃烧室，空气和油料的混和气体在这里被点燃，燃烧膨胀向后喷出，推动最后两个风扇旋转，最后排出发动机外。而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上，因此会带动压气风扇继续吸入空气，从而完成了一个工作循环。
一、发动机的性能 一、解释术语 1、指示热效率：是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值. 2、压缩比：气功容积与燃烧室容积之比 3、燃油消耗率：发动机每发出1KW有效功率,在1h内所消耗的燃油质量 4、平均有效压力：单位气缸工作容积所做的有效功 5、有效燃料消耗率：是发动机发出单位有效功率时的耗油量 6、升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率 7、有效扭矩：曲轴的输出转矩 8、平均指示压力：单位气缸容积所做的指示功 2、示功图：发动机实际循环常用气缸内工质压力P随气缸容积V（或曲轴转角）而变化的曲线 二、选择题 1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ） A、定容加热循环 B、等压加热循环
C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ） A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热
2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变
航空燃气涡轮发动机原理复习知识点 第一章 记住华氏度与摄氏度之间的关系：Tf=32+9/5Tc 记住P21的公式1-72，p23的公式1-79,1-80 ，p29的公式1-85以及p33的公式1-99。 第二章燃气涡轮发动机的的工作原理 1.燃气涡轮发动机是将燃油释放出的热能转变成机械能的装置。它既是热机又是推进器。 2.燃气涡轮发动机分为燃气涡轮喷气发动机，涡轮螺旋桨发动机，涡轮风扇发动机。其中涡轮风扇发动机是由进气道，风扇。低压压气机，高压压气机，燃烧室，高压涡轮，低压涡轮和喷管组成。涡轮风扇发动机是由两个涵道的。 3.外涵流量与内涵流量的比值，称为涵道比，B=Qm1/Qm2. 4.与涡轮喷气发动机相比，涡轮风扇发动机具有推力大，推进效率高，噪音低等特点。 5.单转子涡轮喷气发动机是由进气道，压气机，燃烧室，涡轮和喷管五大部件组成的。 其中压气机，燃烧室，涡轮称为燃气发生器，也叫核心机。
6.涡轮前燃气总温用符号T3*来表示，它是燃气涡轮发动机中最重要的，最关键的一个参数，也是受限制的一个参数。 7.发动机的排气温度T4*，用符号EGT表示。 8.发动机的压力比简称为发动机压比，用符号EPR表示。 9.要会画书本p48页的图2-9的布莱顿循环并且要知道每一个过程表示什么意思。 10.要知道推力的分布并且要掌握推力公式的推导过程。（简答题或者综合题会涉及到。自己看书本p5到P56）。
11.了解几个喷气发动机的性能指标：推力，单位推力，推重比，迎面推力，燃油消耗率。
第三章进气道 1.进气道的作用：在各种状态下，将足够量的空气，以最小的流动损失，顺利的引入压气机；当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时，通过冲压压缩空气，以提高空气的
图说燃气涡轮发动机的原理与结构 曹连芃 摘要：文章介绍燃气涡轮发动机的工作原理；对燃气轮机的主要部件轴流式压气机、环管形燃烧室、轴流式涡轮分别进行了原理与结构介绍；对燃气涡轮发动机的整体结构也进行了介绍。 关键字：燃气涡轮发动机，燃气轮机，轴流式压气机，燃烧室，轴流式涡轮 1. 燃气涡轮发动机的工作原理 燃气涡轮机发动机（燃气轮机）的原理与中国的走马灯相同，据传走马灯在唐宋时期甚是流行。走马灯的上方有一个叶轮，就像风车一样，当灯点燃时，灯内空气被加热，热气流上升推动灯上面的叶轮旋转，带动下面的小马一同旋转。燃气轮机是靠燃烧室产生的高压高速气体推动燃气叶轮旋转，见图1。 图1-走马灯与燃气涡轮 燃气轮机属热机，空气是工作介质，空气中的氧气是助燃剂，燃料燃烧使空气膨胀做功，也就是燃料的化学能转变成机械能。图2是一台燃气轮机原理模型剖面，通过它来了解燃气轮机的工作原理。 从外观看燃气轮机模型：整个外壳是个大气缸，在前端是空气进入口；在中部有燃料入口，在后端是排气口（燃气出口）。 燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，左边四排叶片构成压气机的四个叶轮，把进入的空气压缩为高压空气；中间部分是燃烧器段（燃烧室），内有燃烧器，把燃料与空气混合进行燃烧；右边是涡轮（透平），是空气膨胀做功的部件；右侧是燃气排出口。
图2-模型燃气轮机结构 在图3中表示了燃气轮机的简单工作过程：空气从空气入口进入燃气轮机，高速旋转的压气机把空气压缩为高压空气，其流向见浅蓝色箭头线；燃料在燃烧室燃烧，产生高温高压空气；高温高压空气膨胀推动涡轮旋转做功；做功后的气体从排气口排出，其流向见红色箭头线。 图3-燃气轮机工作过程 在燃气轮机中压气机是由涡轮带动旋转，压气机的叶轮与涡轮安装在同一根主轴上组成燃气轮机转子，如图4所示。
喷气发动机原理简介
分类 涡轮喷气式发动机 完全采用燃气喷气产生推力的喷气发动机是涡轮喷气发动机。这种发动机的推力和油耗都很高。适合于高速飞行。也是最早的喷气发动机。离心式涡轮喷气发动机 使用离心叶轮作为压气机。这种压气机很简单，适合用比较差的材料制作，所以在早期应用很多。但是这种压气机阻力很大，压缩比低，并且发动机直径也很大，所以现在已经不再使用这种压气机。 轴流式涡轮喷气发动机 使用扇叶作为压气机。这样的发动机克服了离心式发动机的缺点，因此具有很高的性能。缺点是制造工艺苛刻。现在的高空高速飞机依然在使用轴流式涡喷发动机。 涡轮风扇发动机 一台涡扇发动机的一级压气机 主条目：涡轮风扇发动机
在轴流式涡喷发动机的一级压气机上安装巨大的进气风扇的发动机。一级压气机风扇因为体积大，除了可以压缩空气外，还能当作螺旋桨使用。 涡轮风扇发动机的燃油效率在跨音速附近比涡轮喷气发动机要高。 涡轮轴发动机 主条目：涡轮轴发动机 涡轮轴发动机类似涡桨发动机，但拥有更大的扭矩，并且他的输出轴和涡轮轴是不平行的(一般是垂直)，输出轴减速器也不在发动机上。所以他更类似于飞机上用的燃气轮机。 涡轴发动机的大扭矩使他经常用于需要带动大螺旋桨的直升机。它的结构和车用燃气轮机区别不大。 涡轮喷气发动机(Turbojet)（简称涡喷发动机）[1]是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流产生推力。通常用作高速飞机的动力。油耗比涡轮风扇发动机高。 涡喷发动机分为离心式与轴流式两种，离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利，但是直到1941年装有这种发动机的
飞机才第一次上天，没有参加第二次世界大战，轴流式诞生在德国，并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。 相比起离心式涡喷发动机，轴流式具有横截面小，压缩比高的优点，但是需要较高品质的材料——这在1945年左右是不存在的。当今的涡喷发动机均为轴流式。 一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解（浅蓝色箭头为气流流向）图片注释: 1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口
汽车发动机原理试题（2002年） 姓名学号班级成绩 一、解释下列概念（本题30分） 1）平均有效压力 2）预混燃烧 3）有效燃油消耗率 4）机械效率 5）残余废气系数 6）火焰传播速度 7）爆燃 8）柴油机滞燃期 9）表面点火 10）理论空气量 11）过量空气系数 12）外特性 13）扫气系数 14）喷油规律 15）挤流 二、简要回答下列问题（本题25分） 1.何谓内燃机的充气效率？简述提高汽油机充气效率的主要途径。（5分） 2.内燃机的机械损失包括哪几部分？常用哪几种方法测量内燃机的机械损失？简述其原理。（10分） 3.对于电控柴油机何谓时间控制，高压共轨系统主要的优缺点？（10分） 三、选择正确答案（每小题1分，共10分） 1、当发动机压缩比增加时 a、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向增加 b、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向增加 c、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向减小 d、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向减小 2、一般汽油机和柴油机标定工况相比最高燃烧压力Pz和最高燃烧温度Tz是 a、Pz柴油机大于汽油机，Tz柴油机大于汽油机 b、Pz柴油机大于汽油机，Tz柴油机小于汽油机 c、Pz柴油机小于汽油机，Tz柴油机小于汽油机 d、Pz柴油机小于汽油机，Tz柴油机大于汽油机
3、当发动机燃料的自燃温度增加时 a、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向增加 b、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向减小 c、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向增加 d、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向减小 4、当发动机的点火提前角或喷油提前角增加时 a、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向也增加 b、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向减小 c、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向增加 d、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向减小 5、对于汽油机来说，最佳点火提前角如下变化 a、油门位置一定，转速增加时，最佳点火提前角不变， b、油门位置一定，转速增加时，最佳点火提前角减小， c、转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角增大 d、转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角减小 6、柴油机比汽油机经济性好的主要原因是 a、柴油机压缩比大，热效率高 b、柴油机机械效率高 c、柴油机转速低 d、柴油机功率大 7、我国柴油的标号是指 a、闪点 b、凝固点 c、十六烷值 d、10%馏出温度 8、汽车选配内燃机时，如果后备功率大，那么汽车在运行时 a、动力性好，使用经济性差 b、动力性好，使用经济性也好 c、动力性差，经济性差 d、动力性差，经济性好 9、当发动机转速不变，负荷增大时 a、汽油机α基本不变，柴油机α减小 b、汽油机α减小，柴油机α基本不变 c、汽油机α基本不变，柴油机α增加 d、汽油机α减小，柴油机α增加 10、当发动机油门位置固定，转速增加时 a、平均机械损失压力增加，机械效率减小 b、平均机械损失压力减小，机械效率增加 c、平均机械损失压力减小，机械效率减小 d、平均机械损失压力增加，机械效率增加 四、判断对错简述理由（本题10分） 1．内燃机转速一定，负荷增加时，内燃机的机械效率增加。 2．当汽油机转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角减小。 3．增压柴油机比非增压柴油机气门叠开角大。 4．汽油机是量调节，柴油机是质调节。 5．内燃机的扭矩储备系数指外特性上最大扭矩与标定扭矩之比。 6．当汽油机油门位置一定，转速变化时，过量空气系数a基本不变。 7．当汽油机在使用中出现爆震，常用的消除办法是增加点火提前角。 8．内燃机的换气损失包括：进气损失、排气损失和泵气损失三部分。 9．为了减少柴油机燃烧噪声，应尽量减少其滞燃期中的喷油量。 10．高速小型柴油机通常采用浅盆型燃烧室。
南京航空航天大学·能源与动力学院 航 空 燃 气 涡 轮 发 动 机 原 理 大 作 业 设计题目：涡轮喷气发动机气动热力计算 小组成员：XXX 0207105？？ YYY 0207105？？ ZZZ 0907601？？ 指导教师：AAA 日期：2010/12/12
航空燃气涡轮发动机原理大作业报告 一、设计要求： 海平面、静止状态、标准大气条件，最大工作状态时，对有关涡轮喷气发动机的F ，SFC 的要求如下表所示，它们均采用收敛喷管，col ν为压气机相对引气量，R ν为涡轮中的相对回气量。试选择有关参数，计算画出s F ，SFC 及ma q 随*k π（或*3T ）的变化关系曲线，并确定满足性能要求的工作过程参数。 二、设计计算 1、参数选择（以A 组要求为准） （1）物性参数： 空气比热： 1.005/p KJ Kg C = 燃气比热：' 1.1607/p KJ Kg C = 空气绝热指数： 1.4k = 燃气绝热指数：' 1.3k = 空气气体常数：287/J Kg K R =? 燃气气体常数：'288/J Kg K R =? 燃油低热值：42900/Hu KJ Kg =
（2）发动机及各部件参数： 发动机推力：2600F dN = 进气道总压恢复系数：0.97i σ= 压气机效率：* 0.78k η= 燃烧室总压恢复系数： 0.905b σ= 燃烧效率 ：0.96b ξ= 涡轮效率：* 0.88t η= 轴机械传动效率：0.98m η= 尾喷管总压恢复系数：0.96e σ= 压气机相对引气量：0.03col ν= 涡轮中的相对回气量：0.02R ν= 2、热力计算及结果输出 热力计算过程参数计算过程采用定比热计算方法，对涡轮喷气发动机工作过程参数进行初步计算。过程与书上给出过程一致，油气比的计算采用等温焓差法，为计算方便起见，根据文献【3，13】提供公式和方法，算出油气比随燃烧室进出口温度变化关系，通过曲线拟合可得油气比 5()495727 .0197799.00110966.0[(2*38 *34 1010 +?+?+-=--T T f f θ-)]2.000258.0)(01.0*3 6 * 210 T T -?+ 采用matlab 语言编程分别对涡轮前燃气温度一定，单位推力和耗油率随增压比（压气机总压比）的变化情况及增压比（压气机总压比）一定，单位推力和耗油率随涡轮前燃气温度的变化情况两种情况进行计算。 （1）编程代码如下： clc clear %%飞行条件%%%%%%%%%%%%%% h=0;
即将装载开售，由于涡轮增压今年才首次应用在奔腾车系上面，此发动机从未露面，因此目前对此发动机尚缺乏足够资料。 也没有现成经验可考。 唯有希望开的速速成长成技术大帝，回来给大家科普。 或者厂家的人员出来指证，如果你们不出来，那么就任由我来骗大家。 现在讲的是目前大家广泛应用的增压发动机之传统废气涡轮原理，日后推出推翻此原理的涡轮增压技术不在本文讨论此列。 为方便理解，先看结构原理图： 详解涡轮增压发动机的结构及原理来个实物示意（此物是一个报废涡轮，非涡轮，只做参考）：详解涡轮增压发动机的结构及原理 拆解机芯，脏的废气侧叶片（涡轮），通过废气推动带动进气侧涡轮（压气机叶轮）： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 再拆看看：详解涡轮增压发动机的结构及原理 铜套安装在中心轴上，主要作用就是隔离机油和润滑降温。 而一旦靠近涡轮蜗壳和压气机蜗壳的密封环损坏，会导致机油进入排气管和进气歧管进入燃烧室。 另外各位还要注意一个问题，由于铜套采用机油润滑散热，所以车辆使用的机油尽量采用更好的机油，而劣质的机油导致涡轮主转动轴不能正常润滑和散热，从而在高温下损坏油封造成漏油。 因此建议涡轮增压发动机应该选择耐高温、抗氧化好的优质机油，并且还要注意适当缩短机油的更换周期。
除去机油冷却之外，还要冷却水道，水经过循环后有效降低了涡轮内部温度，进而提高的涡轮的使用寿命： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 看看叶轮： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 看看一汽轿车的，看似也是铸造产品： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 既然图中提到小涡轮。 那么又要给数据党做说明。 涡轮叶片越小，所需推动的力量越小，转动更快，能在更低发动机转速下达到增压值。 介入越早。 厂商往往利用小涡轮来克服涡轮介入的动力突兀感，做出自吸发动机的线性加速特征。 缺点是高转速下涡轮转速过高，逐渐形成起反作用的效应。 导致增压效能降低，扭矩调头下降。 不能支持高转速的高扭力。 小涡轮优势集中在日常使用区间，在日常使用中体现更体现出动力。 也对油耗没有明显坏处。 这样的爆发特征导致发动机高转速扭矩衰减快，变速箱不得不过早换挡，加速表现令人失望。 名词解释：效应是指在涡轮进气端由于叶片的高速旋转，会产生旋涡式的进气流，这样的高速气体旋涡式流动就类似于龙卷风。 在吸气端，这种旋涡式气流的产生反而会降低进气的效率，就比如龙卷风，虽然气流高速转动，但中心的部分却是真空的。 大涡轮叶片质量大，转动阻力更大，发动机低转速下未达到足够转速吸入足够空气，反而会形成进气阻力，进气排气不畅的结果就是低速下发
2009春季学期《汽车发动机原理》期中考试试题 姓名：班级：学号： 一、单项或多项选择题（每题1分，共10分） 1．我国汽油标号如93＃代表汽油的（ b ）。 a）MON b）RON c）馏出温度d）粘度 2．我国柴油标号如0＃代表柴油的（ c ）。 a）闪点b）十六烷值c）凝固点d）饱和蒸汽压 3．转速不变，负荷增加时，（ c ）。 a）汽油机φa 增加，柴油机φa 基本不变 b）汽油机φa 减小，柴油机φa 增加 c）汽油机φa基本不变，柴油机φa 减小 d）汽油机φa 基本不变，柴油机φa 增加 4．下列替代燃料中，属于可再生能源的是（ b ）。 a）LPG b）BTL c）CTL d）CNG 5．机械损失功不包括（ b ）。 a）泵气损失功b）发电机消耗功c）冷却水泵消耗功d）活塞摩擦消耗功 6．汽油机采用“Downsizing”技术后，可以（ a, d ）。 a）增加升功率b）增加压缩比c）减小面容比d）减小摩擦损失 7．PFI汽油车加速时，为了保持化学计量比运行，燃油喷射量应该（ c ）。 a）不变b）减小c）增加d）先减小再增加 8．下列柴油机喷射系统需要调速的是（ a, c ）。 a）机械分配泵b）电控单体泵c）电控直列泵d）高压共轨 9．应用发动机VVT技术可以（ a, d ）。 a）提高充量系数b）减小过量空气系数c）减少机械摩擦损失d）降低排气损失10．提高循环等容度，意味着（ c ）。 a）增大加热量b）减少放热量c）靠近TDC加热d）靠近BDC放热 二、判断题（每题1分，共10分）（正确√，错误×） 1．燃料的C/H比越小，则燃料的燃烧越清洁，但燃料的热值越低。（×） 2．化学计量比GDI发动机不是稀燃，所以不能节能。（×） 3．在可变进气系统中，为利用波动效应，低速时使进气通过短管进入气缸，高速时使进气通过长管进入气缸。（×） 4．转速一定，负荷增加时，内燃机的机械效率增加。（√） 5．增大进气门晚关角有利于高速大功率，但会降低低速最大转矩。（√） 6．选择对转速不太敏感的燃料系统，可以使万有特性的最经济区域在横坐标方向变宽。（√） 7．化学安定性越差的燃料，辛烷值越低。（×） 8．内燃机的换气损失包括进气损失、排气损失和泵气损失三部分。（×） 9．轿车用发动机的额定功率一般按1小时功率进行标定。（×） 10．发动机缸内涡流比越大，则充量系数越小。（√）
一.涡轮发动机的工作原理、特点 答：1.燃气涡轮喷气发动机 工作原理：航空燃气涡轮喷气发动机是一种热机，将燃油燃烧释放出的热能转变为流经发动机气流的动能。由于气流的速度增加而直接产生反作用推力，因此，这种发动机既是热机也是推进器 特点：与航空活塞发动机相比，燃气涡轮喷气发动机结构简单，重量轻，推力大，推进效率高，而且在很大的飞行速度范围内，发动机的推力随飞行速度的增加而增加，然而其较高的耗油率逐渐被涡扇发动机所替代。 2.涡轮风扇发动机 组成：进气道、风扇、低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和喷管工作原理：涡扇发动机内路的工作情形与涡喷发动机相同。即流入内含的空气通过高速旋转的风扇，低压压气机和高压压气机对空气做功，压缩空气，提高空气压力。高压空气在燃烧室内和燃气混合，燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压的燃气。高温高压燃气首先在高压涡轮内膨胀，推动高压涡轮旋转，去带动高压压气机，然后再低压涡轮内膨胀，推动低压涡轮旋转，去带动低压压气机和风扇，最后燃气通过喷管排入大气产生反作用推力。 特点：与涡喷发动机相比，涡扇发动机具有推力大，推进效率高，噪音低，在一定的飞行速度范围内燃油消耗率低等优点。但涡扇发动机结构复杂，速度特性差。目前民航干线飞机大多装配涡扇发动机。 二．轴流式压气机的基元增压原理 答：轴流式压气机主要是利用扩散增压的原理来提高空气压力的。（根据气动知识得知亚音速气流流过扩张形通道时）速度降低，压力升高。参数分析。 基元级组成：由工作叶栅和整流器叶栅组成，两处叶栅通道均是扩形的 三．压气机转子的结构形式分析图3-40 答：（图3-40为CFM56发动机风扇后增压级转子，鼓筒靠精密螺栓固定于风扇轮盘后端，其外圆上作出三道凸缘，用拉刀一次拉出三级燕尾形榫槽，因此三级叶片数目相同，虽然对性能有一定影响，但加工却大大地简化） 轴流式压气机转子的基本结构型式有三种：鼓式盘式鼓盘式 特点 鼓式：结构简单、零件数目少、加工方便、有较高的抗弯刚度，但由于受到强度的限制，目前在实际中应用的不广泛。 盘式：强度好，但抗弯刚性差，并容易发生振动。目前这种简单的盘式转子只用于单盘或小流量的压气机上。 鼓盘式：这种转子兼有鼓式转子抗弯性好和盘式转子强度高的优点在发动机广泛应用。 四．燃烧室的分类工作过程优缺点 分类：管型燃烧室，环型燃烧室，管环型燃烧室。 工作过程：发动机工作时，被压气机压缩的空气，进入燃烧室，它一边向后流动，一边与喷嘴喷出的燃油混合，组成混合气。发动机起动时，混合气由点火装置产生的火花点燃：起动后，点火装置不再产生火花，新鲜混合气全靠已燃混合气的火焰引火而燃烧。 混合气在燃烧室内燃烧时，喷嘴喷出的燃油与燃烧室中流动的空气不断混合组成新的混合气，以供连续不断的燃烧之用，这样就形成了燃边油与空气混合边燃烧的连续不断的
飞机系统 液压系统 1.变量泵为什么要装释压阀？P92 ?变量泵具有自动卸荷功能，因此设计系统时不用再考虑其卸荷问题。但为了系统的安全，回路上同样需加装安全阀，以防泵内压力补偿活门损坏或斜盘作动筒卡滞时造成系统压力过高。 2.液压系统渗漏检查方法？P129 （一）内漏检查法：流量表法和电流表法。 （1）流量表法操作： ?关闭所有关断活门，保持规定压力（用电动泵），读出流量表读书Q0； ?按手册要求，依次打开分系统隔离活门，读出相应流量Q1，Q2，Q3 …… Qn; ?计算各分支系统内漏量: ?用实际泄漏量与维护手册给定的数值比较,应在规定范围内。如果超出规定值，则该分支存在超标泄漏。 （2）电流表法操作： ?在电动马达驱动泵的供压线路上加装电流表； ?启动、保持系统达到额定压力； ?记录初始电流I0； ?按手册要求，依次打开分系统隔离活门，分别记录相应电量值I1，I2，I3……In; ?对照EMDP电流---流量曲线,分别查出对应的Q0，Q1，Q2，Q3 …… Qn； ?分别计算每个分支系统的内漏量； ?用实际泄漏量与维护手册给定的数值比较,应在规定范围内。如果超出规定值，则该分支存在超标泄漏。 （二）外漏检查： ?接近发生外漏的部件； ?清洁部件上外漏的油污； ?为系统加压； ?测量外漏泄漏速率，根据该机型的放行标准确定是否放行。 3.液压泵功率公式的推导？P92 4.液压油显示"过热"的原因及排除方法？P122
5.液压油滤滤芯分几类？各有什么作用？P115 ?常见的滤芯有三种：表面型滤芯、深度型滤芯、和磁性滤芯。 ?表面型滤芯：一般是金属丝编织的滤网，过滤能力低，一般作为粗滤安装在油箱加油管路上 ?磁性油滤依靠自身的磁性吸附油液中的铁磁性杂质颗粒，应用在发动机滑油系统管路中。 ?深度滤芯：液流通过的过滤介质有相当的厚度，在整个厚度内到处能吸收污染物。其过滤介质有—缠绕的金属丝网、烧结金属、纤维纺织物、压制纸等。 6.液压油温度与粘度的关系，对总效率的影响？P92 ?温度过高，会导致油液黏度下降。油液粘度过低时，会增加泵的内漏并降低油液的润滑性，继而导致容积效率和机械效率下降。 ?温度过低，会导致油也黏度上升。油液粘度过高时，油泵吸油阻力增大，油泵吸油困难，不能完全充满油腔，降低填充效率。黏度过高同样会造成油泵转动阻力增大，并增加流体的流动阻力，降低机械效率。 7.液压保险的作用？P106 液压系统某些传动部分的导管或附件损坏时，系统油液可能漏光，使得整个系统不能工作。为了防止这种现象，可在供油管上设置安全装置，这就是液压保险。在管路漏油时，当油液的流量或消耗量超过规定值时，自动堵死管路，防止系统内油液大量流失。 8.对恒压变量泵，当发动机驱动泵的开关在“开”和“关”位时，泵是怎样工作的?工作原理，开关原理？（124页） ?在电门在“开”位时，发动机驱动泵EDP在泵内补偿活门控制下进行供压或进行自动卸荷；当泵发生故障时，将电门扳到“关”位，电磁活门线圈通电，使泵的出口压力在很低的情况下就能推动补偿活门作动，使油泵卸荷，即为“人工关断”。 9.油滤的压差活门控制的是什么参数？怎么控制的？ ?压力参数。活门前压力和活门后压力参数差值。 ?当一定压力时候通过传感器，以电信号方式传递到驾驶舱。注意：可能有人认为可能是地面给人看的那个燃油油滤，其实不然，这个是指驾驶舱的那个。 10.液压系统包括几个部分，各操纵那些部件？ ?有两种阐述方法：一种是按组成系统的液压元件的功能类型划分；另一种是按组成整个系统的分系统功能划分。 ?按液压元件的功能划分： a)动力元件：指液压泵，其作用是将电动机或者发动机产生的机械能转换成液体的 压力能 b)执行元件：其功能是将液体的压力能转换成为机械能，执行元件包括液压作动筒 和液压马达
斯特林发动机的工作原理及应用前景 【摘要】随着全球能源危机的发展与环境的恶化，传统的化石燃料日益枯竭，且燃烧的排放物造成了温室效应、雾霾天气及极端的气候等人为的灾害，为了地球的可持续发展和人类生活水平的改善，人们清楚地认识到开发利用新能源的重要性。其中，可再生能源的利用越来越广泛，可再生能源对环境无害或危害极小，且资源分布广泛。越来越多的国家采取鼓励生产和使用可再生能源的政策和措施，中国也确立了到2020年可再生能源占总能源比重15%的目标。外部燃烧系统的作用是给闭式循环系统提供能源，闭式循环系统由冷腔、冷却器、回热器、加热器和热腔组成，工质在闭式循环系统中来回流动一次，完成一个斯特林循环。 【关键词】发动机；原理；前景 1 斯特林发动机闭式循环系统的组件简介 （1）冷腔处于循环的低温部分，和冷却器联接，压缩热量由冷却器导至外界，在压缩过程中有相当一部分工质居于冷腔。 （2）冷却器位于回热器和冷腔之间，功能是将压缩热传到外界，保证工质在较低的温度下进行压缩。 （3）回热器串联在加热器和冷却器之间，是循环系统的一个内部换热器，它交替从工质吸热和向工质放热，使工质反复地受到冷却和加热。回热器并不是必需装置，但它对发动机的效率影响极大。在往复式斯特林发动机中，回热器的使用既使斯特林循环的热效率明显提高，但又增加了工质的阻力和压力损失，工质吸热、散热交替进行，限制了斯特林发动机的转速，影响了功率的输出。因此，优化回热器的设计是斯特林发动机的核心技术问题。 （4）加热器加热器是将外部热源的热能传给工质，使其受热膨胀。加热器的一端与热腔联接，另一端与回热器联接。 （5）热腔始终处于循环的高温部分，连续地将外部热源传给工质，在膨胀时相当部分的工质居于热腔。因此其必须能承受高温和高压，大量的热损失是由热腔散失的。 2 斯特林发动机的基本结构 根据工作空间和回热器的布置方式，斯特林发动机可以分为α、β和γ三种基本类型。 α型斯特林发动机的结构最简单，具有两个汽缸，两个汽缸中间通过加热器、回热器、冷却器连通，热活塞和冷活塞分别位于各自的汽缸内，热活塞负责工质
选择题： 1.曲轴后端的回油螺纹的旋向应该是（与曲轴转动方向相反） 2.四冲程发动机曲轴，当其转速为3000r/min时，则同一气缸的进气门，在一分钟时间内开闭的次数应该是（1500次） 3.四冲程六缸发动机。各同名凸轮的相对夹角应当是（120度） 4.获最低耗油率的混合气体成分应是（α=1.05-1.15） 5.柱塞式喷油泵的柱塞在向上运动的全行程中，真正供油的行程是（有效行程） 6.旋进喷油器端部的调压螺钉，喷油器喷油开启压力（升高） 7.装置喷油泵联轴器，除可弥补主从动轴之间的同轴度外还可以改变喷油泵的（每循环喷油量） 8.以下燃烧室中属于分开式燃烧室的是（涡流室燃烧式） 填空题： 1.柴油机燃烧室按结构分为统一燃烧室和分隔式燃烧室两类 2.喷油泵供油量的调节机构有齿杆式油量调节机构和钢球式油量调节机构两种 3.在怠速和小负荷工况时化油器提供的混合气必须教浓过量空气系数为0.7-0.9 4.闭式喷油器主要由孔式喷油器和轴式喷油器两种 5.曲轴的支撑方式可分为全支承轴和非全支承轴两种 6.排气消声器的作用是降低从排气管排出废气的能量。以消除废气中的火焰和火星和减少噪声 7.配气机构的组成包括气门组和气门传动组两部份 8.曲柄连杆机构工作中受力有气体作用力运动质量惯性力离心力和摩擦力 9.凸轮传动方式有齿轮传动链传动齿形带传动三种 10.柴油机混合气的燃烧过程可分为四个阶段备然期速燃期缓燃期后燃期 名词解释: 发动机排量：多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机工作容积或发动机排量 配气相位：配气相位就是进排气门的实际开闭时刻，通常用相对于上下点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示。这种图形称为配气相位图。 过量空气系数： 发动机转速特性：发动机转速特性系指发动机的功率，转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律 压缩比：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小体积之比称为压缩比 简答题： 1.柴油机燃烧室有哪几种结构形式？ 答：可分为两大类：统一式燃烧室和分隔式燃烧室统一式燃烧室有分为ω形燃烧室和球形燃烧室分隔式燃烧室有分为涡流式燃烧室和预燃式燃烧室 2.柴油机为什么要装调速器？ 答：柴油机经常在怠速的工况下工作此时供入气缸的燃油量很少，发动机的动力仅用以克服发动机本身内部各机构运转阻力，而这阻力测随发动机转速升高而增加，这时，主要问题在于发动机能否保持最低转速稳定运转而不熄火。对此驾驶员几乎不可能事先估计到并且及时操纵油量调节拉杆加以适当的调节。因此，汽车柴油机一般都装有两速调速器，以限制发动机最高转速和稳定怠速而自动进行供油量调节。汽车柴油机多采用全速调速器来对供油量作自动的调节。全速调节器不仅限制超速和稳定怠速，而且能使发动机在其工作转速范围内的任一选定的转速下稳定地工作。有些在城市内或公路上行驶的柴油机汽车，为适应车辆多，人流大，减速，加速，停车频繁的情况，也采用全速调速器. 3.传统铅蓄电池点火系统有哪些缺点？ 答：断电器触点分开时在触点出形成的火花使触点逐渐烧蚀，因而断电器的使用寿命短，在火花塞积炭时因火花塞间隙漏电，使次级电升不上去，不可能靠地点火，次级电压的大小随发动机的转速的增高和气缸数的增多而下降，因此在高速时易出现缺火等现象。尤其是近年来，一方面汽车发动机向多缸高速化发展；另一方面人们力图通过改善混合气的燃烧状况，以减少空气污染，以及燃用稀混合气以达到节约燃油的目的，这些都要求点火装置能够提供足够的次级电压和火花能量，保证最佳点火时刻，现行传统点火装置已不能适应这一要求。 4.汽油机经济混合气范围一般是多少？为什么过浓或过稀燃油消耗增加？
燃气涡轮发动机 1.压气机、燃烧室、涡轮称为燃气发生器，燃气发生器又称为核心机。 2.发动机压力比EPR：低压涡轮出口总压与低压压气机进口总压之比，同气流通过发动机的 加速成比例。表征推力。 发动机涵道比：指涡扇发动机通过外涵的空气质量流量与通过内涵的空气质量流量之比。 涵道比为1左右是低涵道比，2～3左右是中涵道比，4以上的高涵道比。低涵道比发动机产生推力是热排气高温高压。高涵道产生推力是风扇。 风扇转速n1：对于高涵道比涡扇发动机，由于风扇产生的推力占绝大部分，风扇转速也是推力表征参数。 3.总推力是指当飞机静止时发动机产生的推力，包括由排气动量产生的推力和喷口静压和环 境空气静压之差产生的附加推力。 4.当量轴功率ESHP：计算总的功率输出时，轴功率加上喷气推力的影响。 5.进气道的流量损失用进气道的总压恢复系数σi表示：σi = p1*/ p0* (进气道出口截面 总压 / 进气道前方来流总压) ＜1 6.喘振：压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的振荡现象。喘振的根 本原因是由于气流攻角过大，使气流在叶背处发生分离，而且这种气流分离严重扩展至整个叶栅通道。 7.VSV偏开导致高压压气机流量系数变大，气流在压气机叶盆会发生偏离，形成涡流状态； 高压压气机会变轻，高压压气机转速上升，由于高压压气机出现涡轮状态，导致压气机进气量下降，此时风扇的流量系数下降，会在风扇和低压压气机叶片背处出现分离，发生喘振现象，之后风扇和低压压气机所需的功率上升，低压转子呈减速降低趋势。为保证发动机风扇的转速不变，发动机控制系统就会增加燃油流量，t3*与EGT上升，涡轮做功能力上升，保证风扇转速n1不变，n2上升。 8.防喘措施：防止压气机失速和喘振的方法常用：放气活门、压气机静止叶片可调和采用多 转子。 9.压气机结构的核心是转子组件和机匣。
一、发动机的性能 二、选择题 1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ） A、定容加热循环 B、等压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ） A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程
C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 6、实际发动机的膨胀过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 7、通常认为，低速柴油机的理论循环为（ B ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 8、汽油机实际循环与下列（B ）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 9、汽油机常用的压缩比在（ B ）范围内。 A、4 ～7 B、7 ～11 C、11 ～15 D、15 ～22 10、车用柴油机实际循环与下列（ A ）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 11、非增压发动机在一个工作循环中，缸内压力最低出现在（D ）。 A、膨胀结束 B、排气终了 C、压缩初期 D、进气中期 12、自然吸气柴油机的压缩比范围为（D ）。 A、8 ～16 B、10 ～18 C、12 ～20 D、14 ～22 3、发动机理论循环的假设燃烧是加热过程，其原因是（ B ）。 A、温度不变 B、工质不变 C、压力不变 D、容积不变 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程，原因是在膨胀过程中，工质（ C ）。