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发动机原理大作业单轴涡轮喷气发动机设计点性能计算程序

发动机原理大作业单轴涡轮喷气发动机设计点性能计算程序
发动机原理大作业单轴涡轮喷气发动机设计点性能计算程序

发动机原理大作业

110511 11051136

题目:1、编制一个单轴涡轮喷气发动机设计点性能计算程序,要求:输入给定的发动机状态参数(最好以文件的形式输入),可以正确的得到发动机各截面的总温、总压、质量流量,特征截面的流通面积,发动机推力、单位推力、耗油率。

2、在增压比为1.5-60的范围内,计算单位推力与耗油率随增压比的变化关系。

解:程序:

#include

#include

double e=2.71828;

int main()

{float

Ma,H,PIc,YITAc,T4,YITAb,SIGMAb,YITAt,SIGMAc,YITAm,k,cp,kg,cpg,R,Rg,Hu,Derta,qm3, Lmd2,Lmd3,qLmd2,A2,qLmd3,A3,Lmd4a,qLmd4a,A4a,Lmd9,qLmd9,A9,f1;

float

T0,p0,V0,T1,p1,SIGMAi,T2,p2,p3,T3,qm3a,Lc,f,p4,qm4,T4a,p4a,qm4a,qm5,T5,PIt,p5,p 9,T9,P9,Ma9,t9,c9,V9,qm9,F,Fs,sfc,Ma2=0.55,Ma3=0.3,Ma4a=1,ma9=1;

FILE *fp=fopen("in.txt","r");

if(!fp)

{printf("can't open file\n");return -1;}

while(!feof(fp)){fscanf(fp,"%f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f % f %f",

&Ma,&H,&PIc,&YITAc,&T4,&YITAb,&SIGMAb,&YITAt,&SIGMAc,&YITAm,&k,&cp, &kg,&cpg,&R,&Rg,&Hu,&Derta,&qm3);}

fclose(fp);

if(H<=11)

{T0=288.15-6.5*H;

p0=101325*pow(1-H/44.308,5.2553);}

if(H>11)

{T0=216.7;

p0=0.227*pow(e,(11-H)/6.338);}

V0=Ma*sqrt(k*R*1000*T0);

T1=T0*(1+(k-1)/2*Ma*Ma);

p1=p0*pow(1+(k-1)/2*Ma*Ma,k/(k-1));

if(Ma<=1) SIGMAi=0.97;

if(Ma>1) SIGMAi=0.97*(1-0.075*pow(Ma-1,1.35));

T2=T1;

p2=SIGMAi*p1;

Lmd2=sqrt(((k+1)/2*Ma2*Ma2)/(1+(k-1)/2*Ma2*Ma2));

qLmd2=pow((k+1)/2,1/(k-1))*Lmd2*pow((1-(k-1)/(k+1)*Lmd2*Lmd2),1/(k-1));

A2=qm3*sqrt(T2)/qLmd2/p2/0.04042;

p3=PIc*p2;

T3=T2*(1+(pow(PIc,(k-1)/k)-1)/YITAc);

Lmd3=sqrt(((k+1)/2*Ma3*Ma3)/(1+(k-1)/2*Ma3*Ma3));

qLmd3=pow((k+1)/2,1/(k-1))*Lmd3*pow((1-(k-1)/(k+1)*Lmd3*Lmd3),1/(k-1));

qm3a=qm3*(1-Derta);

A3=qm3a*sqrt(T3)/qLmd3/p3/0.04042;

Lc=cp*(T3-T2);

p4=SIGMAb*p3;

T4=1500;

f=(cpg*T4-cp*T3)/(YITAb*Hu-cpg*T4);

qm4=qm3*(1-Derta)*(1+f);

T4a=T4*(((1-Derta)*(1+f)+cp*Derta*T3/cpg/T4)/((1-Derta)*(1+f)+Derta));

f1=(cpg*T4-cp*T3)/(YITAb*Hu-cpg*T4)*qm3a/qm3;

p4a=p4;

qm4a=qm3*((1-Derta)*(1+f)+Derta);

Lmd4a=sqrt(((k+1)/2*Ma4a*Ma4a)/(1+(k-1)/2*Ma4a*Ma4a));

qLmd4a=pow((k+1)/2,1/(k-1))*Lmd4a*pow((1-(k-1)/(k+1)*Lmd4a*Lmd4a),1/(k-1 ));

A4a=qm4a*sqrt(T4a)/qLmd4a/p4a/0.03938;

Lc=cp*(T3-T2);

qm5=qm4a;

T5=T4a*(1-cp*(T3-T2)/(((1-Derta)*(1+f)+Derta)*YITAm*cpg*T4a));

PIt=pow(1-(1-T5/T4a)/YITAt,-kg/(kg-1));

p5=p4a/PIt;

p9=SIGMAc*p5;

T9=T5;

P9=p0;

Ma9=sqrt(2/(kg-1)*(pow(p9/P9,(kg-1)/kg)-1));

Lmd9=sqrt(((k+1)/2*ma9*ma9)/(1+(k-1)/2*ma9*ma9));

qLmd9=pow((k+1)/2,1/(k-1))*Lmd9*pow((1-(k-1)/(k+1)*Lmd9*Lmd9),1/(k-1));

t9=T9/(1+(kg-1)/2*Ma9*Ma9);

c9=sqrt(kg*Rg*1000*t9);

V9=c9*Ma9;

qm9=qm5;

A9=qm9*sqrt(T9)/qLmd9/p9/0.03938;

F=qm9*V9-qm3*V0;

Fs=F/qm3;

sfc=3600*(cpg*T4-cp*T3)*qm3*(1-Derta)/F/(YITAb*Hu-cpg*T4);

FILE *fq=fopen("out1.txt","w");

while(!feof(fq))

{fprintf(fq,"┌一────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬──┐\n");

fprintf(fq,"│截面│压力pa │温度K │流量kg/s│面积m^2

│油气比│速度系数│Ma │\n");

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│大气环境│%7.2f│%6.2f │──│──│──│││\n",p0,T0);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│滞止参数│%7.2f│%6.2f │──│──│──│││\n",p1,T1);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│压气机进口│%7.2f│%6.2f │%5.2f │%8.6f│0 │%8.6f│%4.2f│\n",p2,T2,qm3,A2,Lmd2,Ma2);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│燃烧室进口│%7.0f │%6.2f │%5.2f │%8.6f│0 │%8.6f│%4.2f│\n",p3,T3,qm3a,A3,Lmd3,Ma3);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│涡导进口│%7.0f │%6.2f │%8.5f│──│%8.6f│││\n",p4,T4,qm4,f);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│涡导出口│%7.0f │%6.2f │%8.5f│%8.6f│%8.6f│%8.6f │%4.2f│\n",p4a,T4a,qm4a,A4a,f1,Lmd4a,Ma4a);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│涡轮出口│%7.1f│%6.2f │%8.5f│──│%8.6f│││\n",p5,T5,qm5,f1);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│尾喷管出口│%7.1f│%6.2f │%8.5f│%8.6f│%8.6f│%8.6f │%4.2f│\n",p9,T9,qm9,A9,f1,Lmd9,ma9);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│飞行速度│%7.3f│││││││\n",V0);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│飞行Ma │%4.1f │││││││\n",Ma);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│飞行高度│%2.0f │││

││││\n",H);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│推力│%8.2f│││││││\n",F);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│单位推力│%7.3f│││││││\n",Fs);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│耗油率│%8.6f│││││││\n",sfc);

fprintf(fq,"├一────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼──┤\n");

fprintf(fq,"│排气速度│%8.3f│││││││\n",V9);

fprintf(fq,"└一────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴──┘\n");

break;}

fclose(fq);

float

PI[118],Fsn[118],sfcn[118],c[136],p3n[118],Fn[118],T3n[118],p4n[118],fn[118],qm4n [118],T4an[118],p4an[118],qm4an[118],qm5n[118],T5n[118],PItn[118],p5n[118],T9n [118],p9n[118],Ma9n[118],t9n[118],c9n[118],V9n[118],qm9n[118];

int i=0;

FILE *fp1=fopen("in1.txt","r");

if(!fp1)

{printf("can't open file\n");return -1;}

while(!feof(fp1)){fscanf(fp1,"%f",&c[i++]);}

fclose(fp1);

for(i=0;i<118;i++) PI[i]=c[i];

Ma=c[118];

H=c[119];

YITAc=c[120];

T4=c[121];

YITAb=c[122];

SIGMAb=c[123];

YITAt=c[124];

SIGMAc=c[125];

YITAm=c[126];

k=c[127];

cp=c[128];

kg=c[129];

cpg=c[130];

R=c[131];

Rg=c[132];

Hu=c[133];

Derta=c[134];

qm3=c[135];

if(H<=11)

{T0=288.15-6.5*H;

p0=101325*pow(1-H/44.308,5.2553);}

if(H>11)

{T0=216.7;

p0=0.227*pow(e,(11-H)/6.338);}

V0=Ma*sqrt(k*R*1000*T0);

T1=T0*(1+(k-1)/2*Ma*Ma);

p1=p0*pow(1+(k-1)/2*Ma*Ma,k/(k-1));

if(Ma<=1) SIGMAi=0.97;

if(Ma>1) SIGMAi=0.97*(1-0.075*pow(Ma-1,1.35));

T2=T1;

p2=SIGMAi*p1;

for(i=0;i<118;i++)

{p3n[i]=PI[i]*p2;

T3n[i]=T2*(1+(pow(PI[i],(k-1)/k)-1)/YITAc);

p4n[i]=SIGMAb*p3n[i];

T4=1500;

fn[i]=(cpg*T4-cp*T3n[i])/(YITAb*Hu-cpg*T4);

qm3a=qm3*(1-Derta);

qm4n[i]=qm3*(1-Derta)*(1+fn[i]);

T4an[i]=T4*(((1-Derta)*(1+fn[i])+cp*Derta*T3n[i]/cpg/T4)/((1-Derta)*(1+fn[i])+D erta));

p4an[i]=p4n[i];

qm4an[i]=qm3*((1-Derta)*(1+fn[i])+Derta);

qm5n[i]=qm4an[i];

T5n[i]=T4an[i]*(1-cp*(T3n[i]-T2)/(((1-Derta)*(1+fn[i])+Derta)*YITAm*cpg*T4an[i] ));

PItn[i]=pow(1-(1-T5n[i]/T4an[i])/YITAt,-kg/(kg-1));

p5n[i]=p4an[i]/PItn[i];

p9n[i]=SIGMAc*p5n[i];

T9n[i]=T5n[i];

P9=p0;

Ma9n[i]=sqrt(2/(kg-1)*(pow(p9n[i]/P9,(kg-1)/kg)-1));

t9n[i]=T9n[i]/(1+(kg-1)/2*Ma9n[i]*Ma9n[i]);

c9n[i]=sqrt(kg*Rg*1000*t9n[i]);

V9n[i]=c9n[i]*Ma9n[i];

qm9n[i]=qm5n[i];

Fn[i]=qm9n[i]*V9n[i]-qm3*V0;

Fsn[i]=Fn[i]/qm3;

sfcn[i]=3600*(cpg*T4-cp*T3n[i])*qm3*(1-Derta)/Fn[i]/(YITAb*Hu-cpg*T4);} FILE *fq1=fopen("out2.txt","w");

while(!feof(fq1))

{fprintf(fq1,"┌一───┬一─────┬一─────┐\n");

fprintf(fq1,"│增压比│单位推力N/kg│耗油率kg/N.h│\n");

for(i=0;i<118;i++)

{fprintf(fq1,"├一───┼一─────┼一─────┤\n");

fprintf(fq1,"│%4.1f │%8.3f │%8.6f │\n",PI[i],Fsn[i],sfcn[i]);}

fprintf(fq1,"└一───┴──────┴──────┘\n");

break;}

fclose(fq1);

return 0;

}

输入文件:

输出文件:

涡轮轴发动机概况 只想纯蠢的宅 【摘要】涡轮轴发动机作为有人及无人直升机的主要动力装置,在各类发动机中具有不可替代的地位。本文结合国外涡轴发动机的技术发展历程以及军用涡轴发动机的发展历程,介绍了几种典型军用涡轴发动机的性能特点及各国现役军用涡轴发动机的装备情况;分析并总结了涡轴发动机的工作原理技术特点,预测了涡轴发动机的有关技术趋势。 【关键词】涡轴发动机工作原理特点应用发展 1 引言 作为驱动直升机旋翼而产生升力和推进力的动力装置,可分为活塞式发动机和涡轮轴发动机。相对于活塞发动机来说,涡轴发动机功重比大、振动小、便于维修,且最大截面较小,可以大大提高直升机气动力性能。因此,从20世纪50年代开始,涡轴发动机逐步取代活塞发动机,成为直升机的主要动力装置。随着科技的发展和直升机动力的需求,涡轴发动机的研究与发展愈显重要。 2 涡轮轴发动机工作原理 涡轮轴发动机是航空燃气涡轮发动机中的一种。在核心机或燃气发生器后,加装一套涡轮,燃气在这后一涡轮(动力涡轮或低压涡轮)中膨胀,驱动它高速旋转并发出一定功率,动力轴穿过核心机转子,通过压气机前的减速器减速后由输出轴输出功率,就组成了涡轴发动机。以此涡轮轴发动机按有无自由涡轮(动力涡轮与核心机机械连接为一体)分为自由涡轮式和定轴式。但大体上涡轮轴发动机由进气装置、压气机、燃烧室、燃气发生器涡轮、动力涡轮(自由涡轮)、排气装置及体内减速器(因为其涡轮轴转速极高,需要设减速器来水平输出功率。)、附件传动装置等部件构成。 图1 涡轮轴发动机基本结构示意图 2.1 涡轮轴发动机特点 (1)定轴式涡轮轴发动 机(图2)具有功率传送方 便,结够简单等优点。但其 自身的起动性,加速性以及

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。

1.发动机的定义。 燃料在机器内部燃烧而将化学能转化为热能,再通过气体膨胀做功将其转化为机械能输出的机械设备。 2.发动机发展历经的三个阶段。 ①20世纪70年代之前(提高生产力) 目标:追求良好的动力性能。 措施:提高压缩比,提高转速。 指标:最高车速、加速性能、最大爬坡能力。三个指标均取决于发动机及其它动力装置。 ②20世纪70~80年代(石油危机) 目标:追求良好的经济性能。 措施:降低油耗、增大升功率、减轻比重量。 指标:百公里油耗。 ③20世纪80年代后期(环境污染) 目标:追求良好的环保性能。主要解决排放与噪声问题。 3.常规汽车能源和新型替代能源有哪些,各有何特点? ①汽油机:汽油和空气混合经压缩由火花塞点燃。 ②柴油机:柴油和空气混合经压缩自行着火燃烧。 ③天然气发动机LNG ④液化石油气发动机LPG ⑤酒精发动机 ⑥双燃料、多燃料发动机 4.热力系统基本概念; 在热力学中,将所要研究的对象从周围物体中隔离出来,构成一个热力系统。 系统以外的一切物质,称为外界,热力系统和外界的分界面,称为界面。5.热力学第一定律的实质; 当热能与其它形式的能量相互转换时,能的总量保持不变,只是能量的形式发生了变化—能量守衡。吸收的能量-散失的能量=储存能量的变化量 6.理想气体的四个基本热力过程; ①定容过程:热力过程进行中系统的容积(比容)保持不变的过程。 ②定压过程:热力过程进行中系统的压力保持不变。 ③定温过程:热力过程进行中系统的温度保持不变 ④绝热过程:热力过程进行中系统与外界没有热量的传递 7.四行程发动机的实际工作循环过程; 进气过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀过程、排气过程 8.发动机实际循环向理论循环的简化条件; ①忽略进、排气过程(r-a,b-r), 排气放热简化为定容放热过程; ②压缩、膨胀过程(复杂的多变过程)简化为绝热过程; ③把燃料燃烧加热燃气的过程简化成工质从高温热源的吸热过程,分为定容 加热过程(c~z’)和定压加热过程(z’~z); ④假定工质为定比热的理想气体。

习题1 一、填空(每空1分,共10分) 1.发动机强化指标主要有___升功率__、比质量和强化系数。 2.热力学第一定律指出的是气体工质的_内能_、 _热量_和膨胀功三者转换应遵守能量平衡方程。 3.所有的热力过程都可以用公式n pv 常数来描述,如果n=0,称为 _定压_过程,如果n=k,称为 _绝热_过程,n=1,称为_定温_过程,n=∞,称为_定容_过程。 4.燃料燃烧前,工质为空气或_空气和汽油的混合气___。燃烧后,工质主要是_二氧化碳__和水蒸气等。5.进气提前开启角与排气延迟关闭角之和叫作 _气门重叠角_ 。 6.化油器式和缸外喷射式汽油机的负荷调节方法称为“ _量_ 调节”,缸内直喷汽油机和柴油机的负荷调节方法称为“_质 _ 调节”。 7.1kg理想气体的理想气体状态方程为 _PV=RT_ 。 8.热能可由工质通过传导、_对流_ 或_辐射_ 等方式来进行传递。 9.发动机实际工作循环由_进气_、_压缩_ 、燃烧、_膨胀_ 和_排气_ 等五个过程组成。 10.发动机增压的方式通常分为_ 涡轮增压_ 和 _机械增压_ 两种。 二、单项选择(每题1分,共20分) 11.废气再循环是一种被广泛应用的排放控制措施,对降低( B )有效。 A.CO B.NOx C.HC D.PM(炭烟) 12.在下列热力循环中热效率最高的是( D )。 A.定容循环 B.定压循环 C.混合循环 D.卡诺循环 13.汽油喷射ECU以哪个传感器的信号为依据来控制喷油器的开启时刻?( C ) A.氧传感器 B.温度传感器 C.曲轴位置传感器 D.节气门位置传感器 14.汽油发动机选择汽油的标号主要取决于( B )。 A.转速 B.压缩比 C.缸径和行程 D.环境温度 15.采用下列哪项技术最适宜用来提高在高原使用的内燃机的功率?( A ) A.增压技术 B.电喷技术 C.多气门技术 D.水冷技术 16.目前电控多点汽油喷射系统中控制喷油时刻通常采用的是( C )。 A.同时喷射 B.分组喷射 C.顺序喷射 D.连续喷射 17.随负荷增大,汽油机的机械效率( A )。 A.增加 B.减小 C.不变 D.不一定 18.比较汽油机与柴油机的负荷特性,汽油机的最低燃油消耗率较柴油机最低燃油消耗率( A )。A.较大 B.较小 C.相同 D.不一定 19.合理应用三元催化转化器的前提是( D )。 A.废气再循环系统 B.可变进排气系统 C.曲轴箱强制通风 D.电子控制汽油喷射20.汽油机的燃烧过程可以分为三个阶段:着火延迟期、明显燃烧期和( B )。 A.缓燃期 B.补燃期 C.完全燃烧期 D.速燃期 21.用来评估汽油机汽车加速稳定性的指标是汽油的(C )。 A.10%馏出温度 B.辛烷值 C.50%馏出温度 D.90%馏出温度 22.四冲程发动机进气门提前开启和延迟关闭的主要目的是( B )。 A.扫气 B.增加气缸的新鲜充量 C.加强进气流动 D.减小进气管和气缸内压差 23.以下不属于压燃式内燃机异常喷射现象的是( C )。 A.二次喷射 B.穴蚀 C.分段喷射 D.滴油现象

第六章双轴涡轮喷气发动机 Twin spool turbo-jet engine 第6.1节双轴涡轮喷气发动机的防喘原理和性能优点Avoiding surge occurred and other adventages of Twin spool turbo-jet engine 采用双轴涡轮喷气发动机的主要目的是防止压气机喘振。双轴发动机把一台高设计增压比的压气机分为二台低设计增压比的压气机,分别由各自的涡轮带动。低压压气机与低压涡轮组成低压转子,高压压气机与高压涡轮组成高压转子,双轴发动机的结构方案如图6.1.1。 图6.1.1 双轴发动机简图 为什么双轴发动机在转速降低时有效的防止压气机喘振?这个问题在前面已经讨论过了,现在联系涡轮的工作状态进一步说明如下: 单轴的高设计增压比压气机在非设计状态下工作严重恶化,是由于沿压气机气流通道轴向速度的重新分布所引起的,根据压气机进口和出口流量相等的条件,可以得到 式中A 2、A 3 、c 2z 、c 3z 、ρ 2 和ρ 3 分别代表压气机进出口的面积、气流轴向分速度 和密度。上式可以改写为 由多变压缩过程的关系可得: 式中 n——多变指数 分别用压气机进出口的周向速度u 2和u 3 除上式左边的分子和分母,可得

上两式中K 1和K 2 为常数。在速度三角形中c z /u称为耗量系数。 由上两式可见,压气机增压比的变化将导致压气机进出口轴向速度之比和耗量系数之比也相应地变化。当发动机相似参数变化时,就会产生这种情 况。发动机相似参数的变化可能是由于转速的变化引起的,也可能是在转速不变时压气机进口温度变化引起的,这两种情况没有本质的差别。 由压气机的气流速度三角形可以知道,耗量系数的变化影响着速度三角形的形状,使气流流入压气机叶片的攻角发生变化。例如,压气机进口耗量系数c 2z 降低,将引起第一级压气机叶片的攻角增大;而压气机出口耗量系数c 3z 增加,将引起末级压气机叶片攻角减小。 因此,当发动机转速相似参数降低后,压气机的最前面几级和末后几级都将 偏离它们的设计状态,中间各级由于耗量系数c z 变化不大,因而工作状态变化不大。压气机前后各级的攻角偏离设计状态,首先使压气机级效率降低,进一步发展将会导致压气机喘振。在非设计状态下前后各级工作不协调的现象对于高设计增压比的压气机将更为严重。 通过上述分析,可以知道,要达到在非设计状态下前后各级协调地工作,最有效的方法是使各级的转速相应于各级进口气流轴向速度的重新分布而各自变 化,以保证各级耗量系数c z 不变。然而这在结构上是不可能的,也不需要这样。在一般情况下只要把压气机分成两组就足够了。这就成为双轴压气机和双轴发动机。 当双轴发动机的转速相似参数降低以后,高压转子和低压转子的转速自动地进行调整,使前后各级能够协调工作。为了说明这个现象,再进一步分析压气机和涡轮工作的某些特点。 压气机由设计状态降低转速和增压比时,前后各级的气流轴向速度和耗量系数都将重新分布,前几级的耗量系数降低,攻角加大;而后几级的耗量系数加大, 攻角减小。攻角的改变将引起各级加功量w c,i 的变化。 对于前面几级,攻角加大时,工作轮出口的气流相对速度方向基本不变,因 而气流转角Δβ加大,扭速Δw u 加大。如果是压气机进口温度增加使转速相似参数降低而工作轮切线速度u不变时,级的加功量也加大。 对于后面几级,流入角减小时,将使气流转角Δβ减小,扭速Δw u 减小, 因而级加功量w c,i 减小。 总之,当压气机增压比降低时,低压压气机的加功量w c,l 和高压压气机的加 功量w c,h 之比将加大,即 式中下角注s表示设计状态下的比值。 如果低压压气机和高压压气机用同一个比值降低转速(这在双轴发动机上当然是不可能的,但为了便于分析,姑且这样假设),那末上述加功量比值的变化关系仍然是正确的。因为

小型涡喷发动机制造材料总结 我是王开心,欢迎大家加入CHNJET中国喷气爱好者原地!介于大家对小型涡喷发动机的热爱以及对制造一个属于自己小型涡喷发动机的追求,在此我写下这点总结以备大家在制造和生产小型涡喷发动机的过程中对于制造材料产生疑惑时做以参考,同时在这里也纠正一些刚刚了解到涡喷发动机和金属材料的朋友们的一个直观错误:选择耐高温材料并不单单只看这个金属材料的熔点,而是应多方面考虑到这个金属材料的蠕变强度,热疲劳性,高温抗氧化性以及高温下金属会产生晶粒长大效应等等因素。 相关名词的解释说明——晶粒长大效应:晶粒长大是金属的一种缺陷,晶粒越大,晶界越少,晶界少了金属各部分抵御外界的能力就变小了,因此晶粒长大效应是判断金属在高温下性能好坏的重要指标。 大家在制造小型涡喷发动机的过程中最能接触到的金属材料我总结为以下几种:304不锈钢,316L不锈钢,310S不锈钢,NAS800,NAS600和K418耐高温合金。下面对上述几种材料在加工和生产中容易遇到的问题和使用中容易遇到的问题做以介绍。 首先304不锈钢,316L不锈钢,310S不锈钢,NAS800,NAS600都属于“奥氏体不锈钢”奥氏体不锈钢具有很高的耐蚀性,良好的冷加工性和良好的韧性、塑性、焊接性和无磁性,下面我们就来分析一下这几种金属在制造微型涡喷发动机时所要了解到的一些特性。

SUS304 304不锈钢介绍:304不锈钢由于含碳量较低,因而有良好的加工成型性和抗氧化性,同时该钢具有良好的焊接性能,适用于各种方法的焊接(备注:该钢焊接后不需进行热处理工艺)。 304不锈钢的抗氧化特性:1,该钢在700-800℃氧化时具有优异的抗氧化性能,属于完全抗氧化级。2,该钢在900℃时表面形成的氧化膜开始脱落,属于抗氧化级。3,该钢在1000℃时属于次抗氧化级。304不锈钢管最高使用温度在750度-860度但是,实际上达不到860度这么高。450度时有个临界点,情况如下:304不锈钢不易保持在450到860度,因为在450度以上的时候,会稀释碳周围的铬,形成碳化铭,造成贫铬区,从而改变不锈钢性能材质;而且,450的温度外加屈服力会使得奥氏体向马氏体转化。说简单通俗一点,经常在450度以上环境下使用,304不锈钢的性能和结构都发生变化。 总结得出:304不锈钢在900℃以下的热空气中具有稳定的抗氧化性,同时在900℃时304不锈钢具有较小的晶粒尺寸,在800-1000℃时产生了奥氏体晶粒长大效应,加温为1000℃时,晶粒的平均截距开始增大。所以在制造小型涡喷发动机时如果设计温度在600-900℃时不建议长期使用304不锈钢。但是,在模友制造过程中 如果受到经费的限制可以考虑用304不锈钢制造一个低推力的小型涡喷发动机的主轴,燃烧室及尾喷口。 SUS316L

1.1KG海平面标准大气状态下的静止空气在汽缸内压缩到8×105Pa,,试问压缩后气体的温度为多少?消耗的功为多少?分别按理想绝热过程(k=1.4)和实际绝热过程(k=1.48)进行计算,并比较所得的结果。 答:对于理想绝热过程pV k= const 得到P2 p1=( T2 T1 )k 由此可得8×105 1.013×10=( T2 273 )1.40.4 得到T2 =492.7K=219.7℃消耗的功为 ?2??1 =RT1P2 1 k?1 k ?1= 286.98×2738×105 5 1.4?1 1.4 ?1 =1.57×105Pa 实际过程把k换成n,即可求得实际状况下得T2,?2??1 2. 某涡轮喷气发动机在地面试车台工作,已知A9=1520cm2,p0=101322pa,p9=135822pa,c9=538m/s,q mg=50.7kg/s,求发动机的推力。 答: F=q ma C9?C0+A9(P9?P0) ∵地面静止条件下,C0=0 P0=101325Pa ∴F=50.7×538+0.152135822?101322=6.18×104Pa 3. 一空气瓶容积为0.07m3,瓶内压力为2×106Pa,瓶内空气温度为30℃,若瓶内空气用去2/5,问将瓶内空气加温至多少摄氏度才能保证瓶内的压力仍为2×106Pa?空气的R=286.98。答:V1=V2=0.07 m3,P1=P2=1.5×106Pa, T1=30+273=303K,M2=3/5M1 根据气体状态方程式pV=MRT/μ 得到M1RT1/μ= M2RT2/μ 得到T2=5/3* T1=5/3*303=505K=505-273=232℃

产品名称: 微型涡轮喷气发动机 规格型号: 包装说明: 多种规格和型号的微型喷气发动机,推力60kg,40kg,12kg,6kg,能满足不同需要。 本实用新型涉及的一种微型涡轮喷气发动机,它包括有外壳、轴承、转轴、进气外定子、进气定子、轴套、尾排气定子、整流罩、尾轴螺母、排气定子、排气叶轮、控制装置,它还包括有前轴螺母、大轴套、燃烧室,所述转轴的前轴伸端和后轴伸端设有外螺纹,在转轴的前轴伸端的外螺纹上旋有前轴螺母,并且在转轴上向后依次设置有进气叶轮、轴套、一对支撑轴承、轴套、排气叶轮,在后轴伸端的外螺纹上旋有尾轴螺母,所述进气叶轮和排气叶轮与转轴相固定连接;由于采用了本设计方案,提高了航模发动机推动力,大大提高了航模飞行的性能,拓展了航模在现代战争、军事演习和提高军事演练技能上发挥其重要的作用 20CM的涡扇发动机存在使用型号,但全是军用型号,用于某些巡航导弹的。也正因为如此,具体的数值保密,无法知道。但两位工程师大概估算了一下,根据构型不同,最大推力应当在200磅(离心式压气机构型),至400磅(轴流式压气机构型)之间。 航模协会的人说,用于航模的涡喷发动机口径4-8厘米。最大推力20-40公斤,相当吓人。他有一架装备4.3厘米口径涡喷发动机的模型,自重1.6公斤,最大飞行速度可达350公里/小时。 30厘米直径,10000牛?差不多一吨的推力? 双路式涡轮喷气发动机 百科名片 涡轮发动机 涡轮发动机通过增加空气流过发动机的速度来产生推力。它包括进气道,压缩器,燃烧室,涡轮节,和排气节。

如图1 涡轮发动机相比往复式发动机有下列优点:振动少,增加飞机性能,可靠性高,和容易操作。

涡轮发动机类型

涡轮发动机是根据它们使用的压缩器类型来分类的。压缩器类型分为三类:离心流式,轴流式,和离心轴流式。离心流式发动机中进气道空气是通过加速空气以垂直于机器纵轴的方向排出而得到压 缩的。轴流式发动机通过一系列旋转和平行于纵轴移动空气的固定翼形而压缩空气。离心轴流式设计使用这两类压缩器来获得需要的压缩。 空气经过发动机的路径和如何产生功率确定了发动机的类型。有四种类型的飞机涡轮发动机-涡轮喷气发动机,涡轮螺旋桨发动机,涡轮风扇发动机和涡轮轴发动机。

涡轮喷气发动机

涡轮喷气发动机包含四节:压缩器,燃烧室,涡轮节,和排气节。压缩器部分空气以高速度通过进气道到达燃烧室。燃烧室包含燃油入口和用于燃烧的点火器。膨胀的空气驱动涡轮,涡轮通过轴连接到压缩器,支持发动机的运行。从发动机排出加速的排气提供推力。这是基本应用了压缩空气,点燃油气混合物,产生动力以自维持发动机运行,和用于推进的排气。 涡轮喷气发动机受限于航程和续航力。它们在低压缩器速度时对油门的反应也慢。

涡轮螺旋桨发动机

涡轮螺旋桨发动机是一个通过减速齿轮驱动螺旋桨的涡轮发动机。排出气体驱动一个动力涡轮机,它通过一个轴和减速齿轮组件连接。减速齿轮在涡轮螺旋桨发动机上是必须的,因为螺旋桨转速比发动机运行转速低得多的时候才能得到最佳螺旋桨性能。涡轮螺旋桨发动机是涡轮喷气发动机和往复式发动机的一个折衷产物。涡轮螺旋桨发动机最有效率的速度范围是250mph到400mph(英里每小时),高度位于18000英尺到30000英尺。它们在起飞和着陆时低空速状态也能很好的运行,燃油效率也好。涡轮螺旋桨发动机的最小单位燃油消耗通常位于高度范围25000英尺到对流层顶。

涡轮风扇发动机

涡轮风扇发动机的发展结合了涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机的一些最好特征。涡轮风扇发动机的设计是通过转移燃烧室周围的次级气流来产生额外的推力。涡轮风扇发动机旁路空气产生了增强的推力,冷却了发动机,有助于抑制排气噪音。这能够获得涡轮喷气型发动机的巡航速度和更低的燃油消耗。 通过涡轮风扇发动机的进气道空气通常被分成两个分离的气流。一个气流通过发动机的中心部分,而另一股气流从发动机中心旁路通过。正是这个旁路的气流才有术

发动机原理》复习题 一、名词解释 1、充气效率 2、平均有效压力 3、曲轴箱强制通风 4、扭矩储备系数 5、理想化油器特性 6、喷油泵速度特性 7、过量空气系数 8、点火提前角调整特性 9、机械效率 10、负荷特性 11、理论循环热效率 12、爆震燃烧 二、简答题 1、绘出三种理论循环的示功图,比较三者的差异及对应近似机种 2、简述四冲程汽油机的实际工作循环过程 3、根据汽油和柴油的物性差异,分析比较汽油机和柴油机在混合气形成、着 火和燃烧方面的不同 4、绘出汽油机示功图,并简述汽油机的燃烧过程 5、喷油器的作用是什么?根据混合气的形成与燃烧对喷油器有哪些要求? 6、简述NO的生成机理,并列举柴油机降低NO生成量的方法(至少两种) 7、画出四冲程机的配气相位图,并标明气门提前开启角,气门滞后关闭角和气 门重叠角。简要说明气门提前开启,气门滞后关闭和气门重叠的原因。 8、绘出理想化油器的特性曲线,并简要分析曲线走势的成因 9、为改善柴油机的可燃混合气形成条件及燃烧性能可采取哪些措施? 10、汽油机燃烧室一般应满足哪些要求? 11、在一张图上画出汽油机HGCC和NO的排放量和与过量空气系数a (或 空燃比A/F)之间的关系,并进行简要分析。 三、计算题 1、BJ492QA型汽油机有四个气缸,气缸直径92mm,活塞行程92mm,压缩比 为6。计算其每缸工作容积、燃烧室容积及发动机排量(容积以L 为单 位)。 2、某汽油机在3000r/min时测得其扭矩为105N?m在该工况下燃烧50ml的汽 油的时间是14.5秒。计算该工况点的有效功率Pe (kw),每小时耗油量B (kg/h ),比油耗be (g/kw?h)。(汽油的密度为0.74g/ml ) 四、综合分析题 1、分析比较柴油机半开式燃烧室和涡流室燃烧室各自的优缺点。 2、分别绘出汽油机和柴油机的负荷特性曲线的一般走势图,并回答以下问题:

1.涡喷发动机的工作原理? 涡喷发动机以空气为介质,进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机;压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功,提高空气的压力;空气在燃烧室内和燃油混合燃烧,将燃料化学能转变成热能,生成高温高压燃气;燃气在涡轮内膨胀,将热能转为机械能,驱动涡轮旋转,带动压气机;燃气在喷管内继续膨胀,加速燃气,燃气以较高速度排出,产生推力。 2.涡轮发动机的特征,什么是燃气涡轮发动机的特性?发动机特性分哪几种? 特征:发动机作为一个热机,它将燃料的热能转变为机械能,同时作为一个推进器,它利用所产生的机械能使发动机获得推力。 发动机的特性:燃气涡轮发动机的推力和燃油消耗率随发动机转速、飞行高度和飞行速度的变化规律叫发动机特性。发动机特性分为:保持飞机高度和飞机速度不变的情况下,发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。在给定的调节规律下,保持发动机的转速和飞机速度不变时,发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。在给定的调节规律下,保持发动机的转速和飞行高度不变时,发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度(或马赫数)的变化规律叫速度特性。 3.净推力和总推力 根据牛顿第2,第3定律,气流进入发动机和离开发动机的动量发生变化,产生推力。 净推力:取决于离开发动机的燃气动量与进来的空气动量加进来的燃油动量。净推力还包括喷管出口的静压超过周围空气的静压产生的推力。Fn=Qma(Vj-Va)+Aj(Pj-Pam) 总推力:是指当飞机静止时发动机排气产生的推力,包括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。Fg=Qma(Vj)+Aj(Pj-Pam)。 正常飞行时,压气机、扩压器、燃烧室、排气锥产生向前推力,涡轮、尾喷口产生向后的推力。 4.影响热效率的因素? 热效率表明,在循环中加入的热量有多少变为机械功。影响因素有:加热比(涡轮前燃气总温),压气机增压比,压气机效率和涡轮效率。加热比、压气机效率和涡轮效率增大,热效率也增大。压气机增压比提高,热效率增大,当增压比等于最经济增压比时,热效率最大,继续提高增压比,热效率反而下降。热效率也称做内效率。 5.进气道的作用?什么是进气道总压恢复系数? 一是尽可能多的恢复自由气流的总压并输送该压力到压气机,这就是冲压恢复或压力恢复;二是提供均匀的气流到压气机使压气机有效地工作。进气道出口截面的总压与进气道前方来流的总压比值,叫做进气道总压恢复系数,该系数是小于1的数值,表示进气道的流动损失。 6.进气道冲压比的定义,影响冲压比的因素? 进气道的冲压比是:进气道出口处的总压与远方气流静压的比值。冲压比越大,说明空气在压气机前的冲压压缩程度越大,影响冲压比因素:流动损失,飞行速度和大气温度。(大气密度、高度、发动机转速):当大气温度和飞行速度一定时,流动损失大,则冲压比下降;当大气温度和流动损失一定时,飞行速度越大,则冲压比增加;当飞行速度和流动损失一定时,大气温度上升,则冲压比下降。 7.压气机分哪两种?目前燃气涡轮发动机中常采用哪一种,为什么? 离心式和轴流式。目前燃气涡轮发动机中常采用轴流式压气机。这是因为轴流式压气机具有下述优点:总的增压比高,压气机效率高,单位面积的流通能力高,迎风面积小,阻力小。缺点:单级增压比低,结构复杂 离心式优点:单级增压比高,压气机稳定工作范围宽,结构简单可靠,重量轻,长度短,起动功率小,缺点:流动损失大,效率低,单位面积的流通能力低,迎风面积大,阻力大 8.进口导向叶片的功能是什么?决定进入压气机叶片气流攻角的因素是什么? 为了保证压气机工作稳定,有的在第1级工作叶轮前还有一排不动的叶片称为进口导向叶片。其功能是引导气流的流动方向产生预旋,使气流以合适的方向流入第1级工作叶轮。决定因素是:工作叶轮进口处的绝对速度(包括大小和方向),压气机的转速。 9.简要说明空气在多级压气机中的流动。 基元级的叶栅通道均是扩张形的。在叶轮内,绝对速度增大,相对速度减小。同时,总压、静压和总温、静温都升高;在整流器内,绝对速度减小;静压和静温升高,总压略有下降,总温保持不变。由此可见,空气流过基元级时,不仅在叶轮内受到压缩,而且在整流器内也受到压缩。

1,机械损失的组成与测定及测定方法的试用范围 一、机械损失的组成部分 1. 活塞与活塞环的摩擦损失 2. 轴承与气门机构的摩擦损失 3. 驱动附属机构的功率消耗 4. 风阻损失 5. 驱动扫气泵及增压器的损失 二、机械损失的测定 1、示功图法 一般用于当上止点位置能得到精确校正时才能取得较满意的结果。 2、倒拖法 这种方法在具有电力测功器的试验条件下方可进行 3、灭缸法 此法仅适用于多缸发动机。 4、油耗线法 这种方法不适用于用节气门调节功率的汽油机。 倒拖法只能用于配有电力测功器的情况,因而不适用于大功率发动机,而较适用于测定压缩比不高的汽油机的机械损失。对于排气涡轮增压柴油机(pb<0.15M Pa),由于倒拖法和灭缸法破坏了增压系统的正常工作,因而只能用示功图法、油耗线法来测定机械损失。对于排气涡轮中增压、高增压的柴油机(pb≥0.15MPa),除示功图外,尚无其他适用的方法可取代。 2:提高内燃机动力性能与经济性能的途径 提高内燃机动力性能与经济性能的途径 1. 采用增压技术 从式(2—37)可以看到,在保持过量空气系数φa等参数不变的情况下,增加吸进空气的密度ρs可以使发动机功率按比例增长 2. 合理组织燃烧过程,提高循环指示效率ηit 3. 改善换气过程,提高气缸的充量系数φc 4. 提高发动机的转速 增加转速可以增加单位时间内每个气缸做功的次数,因而可提高发功机的功率输出;与此同时,发动机的比质量也随之降低。 转速的增长不同程度上受燃烧恶化、充量系数φc和机械效率ηm急剧降低,零件使用寿命和可靠性降低以及发动机振动、噪声加剧等限制。 5. 提高内燃机的机械效率 提高机械效率可以提高内燃机的动力性能和经济性能,这方面主要靠合理选定各种热力和结构参数,靠结构、工艺上采取措施减少其摩擦损失及驱动水泵、油泵等附属机构所消耗的功率以及改善发动机的润滑、冷却来实现 6. 采用二冲程提高升功率 3.理论循环的结论与限制 结论 1.提高压缩比εc可以提高工质的最高温度,扩大了循环的温度阶梯,增加了内燃机的膨胀比,从 而提高了热效率ηt,但提高率随着压缩比εc的不断增大而逐渐降低。 2.增大压力升高比λp可以增加混合加热循环中等容部分的加热量,提高了热量利用率,因而可使 热效率ηt提高。

涡轮轴发动机的诞生 涡轮轴发动机首次正式试飞 是在1951年12月。作为直升机的新型动力,兼有喷气发动机和螺旋桨发动机特点的涡轮轴令直升机的发展更进一步。当时涡轮轴发动机还划入涡轮螺桨发动机一类。随着直升机的普及和其先进性能的体现,涡轮轴发动机逐渐被视为单独的一种喷气发动机。 在1950年时,透博梅卡(Turbomeca)公司研制成“阿都斯特 -1”(Artouste-1)涡轮轴发动机。该发动机只有一级离心式叶轮压气机,有两级涡轮的输出轴,功率达到了206千瓦(280轴马力),成为世界上第一台实用的直升机涡轮轴发动机。首先装用这种发动机的是美国贝尔直升机公司生产的Bell47(编号为XH-13F),1954年该机首飞。到了50年代中期,涡轮轴发动机开始为直升机设计者所大量采用。 涡轮轴发动机的原理 涡轮轴发动机与涡轮螺旋桨发动机相似,曾经被划入同一分类。它们都由涡轮喷气发动机演变而来,涡桨发动机驱动螺旋桨,涡轮轴发动机则驱动直升机的旋翼轴获得升力和气动控制力。当然涡轮轴发动机也有自己的特色:通常带有自由涡轮,而其他形式的涡轮喷气发动机一般没有自由涡轮。 涡轮轴发动机具有涡轮喷气发动机的大部分特点,也有着进气道、压气机、燃烧室和尾喷管等基本组件。其特有的自由涡轮位于燃烧室后方,高能燃气对自由涡轮作功,通过传动轴、减速器等带动直升机的旋翼旋转,从而升空飞行。自由涡轮并不像其他涡轮那样要带动压气机,它专门用于输出功率,类似于汽轮机。做功后排出的燃气,经尾喷管喷出,能量已经不大,产生的推力很小,包含的推力大约仅占总推力的十分之一左右。因此,为了适应直升机机体结构的需要,涡轮轴发动机喷口可灵活安排,可以向上,向下或向两侧,而不一定要向后。尽管涡轮轴发动机内,带动压气机的燃气发生器涡轮与自由涡轮并不机械互联,但气动上有着密切联系。对这两种涡轮,在气体热能分配上,需要随飞行条件的改变而适当调整,从而取得发动机性能与直升机旋翼性能的最优组合。 涡轮轴发动机剖视示意图

《汽车发动机原理练习题》 第一章发动机性能 一、概念解释: 1、发动机的理论循环:是将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化,忽略次要因素后建立的循环模式。 2、循环热效率:是工质所做循环功与循环加热量之比,用以评定循环经济性。(P2) 3、有效指标:以曲轴输出功为计算基准的指标。有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。(P15) 4、有效热效率:是实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值。(P17) 5、平均有效压力:是发动机单位气缸工作容积输出的有效功。(P16) 6、有效燃油消耗率:是指每小时单位有效功率所消耗的燃料。(P17) 二、填空: 1、发动机的性能指标主要有动力性能指标、经济性能指标和运转性能指标。(P1) 2、三种发动机的理论循环,即等容加热循环、等压加热循环和混合加热循环。(P1) 3、发动机实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程组成的,较之理论循环复杂得多。(P6) 4、以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标;以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标;(P12)、(P15) 5、机械损失的测定方法有多种,常用的方法有示功图法、倒拖法、灭缸法、 油耗线法等。(P19) 三、判断题: 1、随着发动机压缩比的增大,循环热效率提高,循环平均压力增大。(√) 2、压缩过程的作用是增大作功过程温差,获得最大限度的膨胀比,提高热功转换率,同时也为燃烧过程创造有利条件。在柴油机中,压缩后气体的高温还是保证燃料着火的必要条件。(√)(P7) 3、衡量发动机经济性能的重要指标是有效热效率和有效燃油消耗率,它们两者之间成正比关系。(×)(P17)———反比。 4、发动机的排气温度高,说明燃料燃烧后,转变为有用功的热量多,工作过程进行得好。(×)(P10)————改为“发动机的排气温度低,……” 5、人们在研究发动机循环时,通常将实际循环简化为理论循环。两种循环最大的区别为:实际循环向冷源放热,理论循环绝热。()(P1) 四、简答: 1、发动机的理论循环是将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化,需作五个假设,哪五个?(P1) 1)假设工质是理想气体,其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同,整个循环中工质的物理性质及化学性质不变,工质比热容为常数。 2)假设工质是在闭口系统中作封闭循环。 3)假设工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程。 4)假设燃烧是外界无数个高温热源等容或等压向工质加热。工质放热为等容放热。 5)假设循环过程为可逆循环。 2、用倒拖法测量机械损失的过程?(P19) 在电力测功器的试验台上,先使发动机在给定工况稳定运转,当冷却液、机油温度到达正常数值时,立即切断对发动机的供油(柴油机)或停止点火(汽油机),同时将电力测功器转换为电动机,倒拖发动机到同样转速,并且维持冷却液和机油温度不变,这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。 3、用灭缸法测量机械损失的过程?(P20)

发动机原理五

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(勤奋、求是、创新、奉献) 2009 ~ 2010学年第二学期考试试卷 主考教师: 曹达敏 学院 航空学院 班级 __________ 姓名 __________学号 ______ _____ 《发动机原理(二)》课程试卷A (本卷考试时间120分钟) 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总得分 题分 20 10 10 30 8 22 得分 一、选择题(本题共20,每小题1分,总共20分) 1. 附加阻力是 ( ) A. 由于假设发动机外壁受均匀大气压p 而产生的计算误差。 B. 由于发动机短舱外表粗糙而产生的一种阻力。 C . 由于假设流量系数φ0=1而产生的计算误差。 D.实际上存在的一种阻力,可以用正确的计算方法加以修正。 2.从推力公式 可以看出:( ) A 、上式正确的反映了作用在发动机内外表面作用力的合力 B 、上式中忽略了进口处的压力 C 、上式中已经考虑了发动机的附加阻力 D 、上式中假定了燃气在尾喷管中完全膨胀 3. 涡喷发动机压气机使用可调静子叶片的目的是:( ) A 、稳定压力 B、防止压气机喘振 C、提高气流压力 D 、减小气流速度 4. 下列哪种情况属于富油燃烧?( ) A 、油气比大于1.0 B、余气系数大于1.0 C、余气系数小于1.0 D 、油气比小于1.0 () 90ma F q V V =-

5在一定的飞行状态下,某单轴涡轮喷气发动机保持转速不变,若将尾喷管出口截面积A8缩小,将会产生下列变化?( ) A.qma↓,T4*↑,F↑ B.qma↓,qmf↓,F↓ C. qma↓,qmf↓,F↓ D. qma↑,πt*↓,F↓ 6、考虑单轴涡轮喷气发动机的压气机与涡轮匹配工作时,第一级涡轮导向器最小 截面积At的大小十分重要,其重要性在于: ( ) A. 避免压气机产生喘振 B. 确保压气机能够达到设计增压比 C.当压气机在设计点工作时,T4*能达到设计值 D. 确保涡轮膨胀比能达到设计值 7. 涡轮发动机的核心机是指:() A 压气机、燃烧室、涡轮 B 压气机、涡轮 C 进气道、尾喷 D 进气道、燃烧室、尾喷 8. 发动机中压力最高的位置:( ) A 涡轮的进口 B 发动机出口 C 燃烧室进口 D 进气道出口 9. 涡喷发动机推力分布为:() A 进气道,压气机,喷管产生的力是向前的 B涡轮,进气道,压气机产生的力是向前的 C 涡轮,喷管产生的力是向前的 D进气道,压气机,燃烧室产生的力是向前的 10. 高涵道比涡轮风扇发动机对推力贡献最大的是:() A风扇 B 压气机 C涡轮 D 尾喷 11.以下关于进气道的说法正确的是:() A亚音速进气道是收缩型的管道 B 超音速进气道是收缩型的管道 C 超音速进气道是扩张型的管道

1循环热效率:循环功和循环加热量之比 2循环平均压力:单位汽缸工作容积所做的循环功 3压缩比:气缸的总容积与气缸压缩容积之比 4指示功;一个实际循环工质对活塞所做的有用功称为循环指示功 5平均指示压力:发动机单位气缸工作容积一个循环所做的指示功 6指示功率:发动机单位时间所做的指示功 7指示热效率:实际循环指示功Wi与所消耗的燃料热量Qi之比。 8指示燃油消耗率:单位指示功的耗油量通常以每千瓦小时的耗油量表示[g/(kw.h)]。 9有效功率:曲轴对外输出的功率,称为有效功率 10有效扭矩:发动机工作时,由功率输出轴输出的扭矩 11平均有效压力:单位气缸工作容积输出的有效功 12有效热效率:有效功We(J)与所消耗燃料热量Ql之比值。 13有效燃油消耗率:单位有效功的耗油量 14升功率:是发动机每升工作容积所发出的有效功率。 15比质量:是发动机的干质量m与所给出的标定功率之比,它表征质量利用程度和结构紧凑性。 16强化系数:平均有效压力Pme与活塞平均速度Cm的乘积称为强化系数 17机械效率:有效功率Pe和指示功率Pi的比 18气门叠开:由于排气门的迟后关闭和进气门的提前开启,导致进、排气门同时开启的现象。 19换气损失: 换气损失=排气损失+进气损失。 20泵气损失:主要指活塞在强制排气过程和进气过程中所造成的损失。 21充气效率:充气效率是实际进入气缸的新鲜工质的质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质的质量的比值. 22残余废气系数:进气过程结束时气缸内残余废气量与气缸中新鲜充量的比值。 23进气马赫数:进气马赫数是进气门处气体的平均速度与该处声速c的比值。 24过量空气系数:提供的空气量L与理论上所需空气量L0之比,称为过量空气系数。 25燃料的低热值:1kg燃料完全燃烧所放出的热量,不包括水蒸汽凝结后放出的汽化潜热。26理论混合气热值:单位数量的可燃混合气燃烧所产生的热量。 27火焰传播速度:火焰前锋相对于未燃混合气向前推进的速度 28燃烧速度:单位时间燃烧的混合气量 29爆震燃烧:处在最后燃烧位置上的那部分未燃混合气(常称末端混合气),受到压缩和辐射热的作用,加速了先期反应产生了自燃。压力冲击波反复撞击缸壁。气缸内 发出特别尖锐的金属敲击声,亦称之敲缸。 30表面点火:由燃烧室内炽热表面(如排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等)点燃混合气的现象,统称表面点火。 31点火提前角:点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。 32喉管真空度:指化油器喉管最小截面处因气体流速加大而产生的负压。 33进气管真空度:指节气门后进气管中的负压 34喷油泵速度特性:喷油泵油量控制机构(齿条或拉杆)位置固定,循环供油量随喷油泵转速度变化的关系 35供油规律:指单位时间(或转角)喷油泵的供油量随时间(或转角)的变化关系 36喷油规律:单位时间(或转角)喷油器喷火燃烧室内的燃油量随时间(或转角)的变化关系

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