航空活塞式发动机组成及工作原理

航空活塞式发动机组成及工作原理首先是吸气过程。

活塞在曲轴的推动下向下运动，气缸内的活塞腔体积增大，气门打开，进气门使气缸内形成负压，外界空气通过进气口进入气缸，充满活塞腔。

接下来是压缩过程。

活塞开始向上运动，气门关闭，气缸内的空气被压缩，体积减小，压力增大。

这个过程使得气体的温度和密度都增加。

然后是燃烧过程。

当活塞运动到最高点时，燃油会被注入到气缸中，同时点火系统点燃混合物。

混合物的燃烧释放出大量的热能，使得气体的温度和压力继续上升。

最后是排气过程。

经过燃烧后，气体的压力降低，活塞开始向下运动，废气通过排气门排出气缸，完成一个工作循环。

1.活塞：活塞是发动机的关键部件之一，它在气缸内做往复运动，将热能转化为机械能。

2.气缸：气缸是活塞运动的容纳空间，也是燃烧和膨胀气体的工作区域。

3.曲轴：曲轴通过连杆与活塞相连，将活塞的往复运动转化为旋转运动，提供动力给飞机的其他部件。

4.连杆：连杆连接活塞和曲轴，将活塞的往复运动传递给曲轴。

5.气门：气门控制进气和排气过程。

进气门负责将新鲜空气引入气缸，而排气门则负责排出废气。

6.点火系统：点火系统用来点燃燃油混合物，引发燃烧过程。

7.燃油系统：燃油系统将燃油供给到气缸中，以供燃烧过程使用。

总结起来，航空活塞式发动机通过气缸内的往复活塞运动将热能转化为机械能。

它包括活塞、气缸、曲轴、连杆和气门等组成部件，通过吸气、压缩、燃烧和排气四个循环过程实现燃料的燃烧，并产生动力供给飞机驱动其他部件。

航空活塞式发动机是一种复杂的机械系统，其中每个部件都扮演着重要的角色，保持其正常工作和维护是确保发动机运行的关键。

航空活塞式发动机组成及工作原理航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合,在密闭的容器(气缸)内燃烧,膨胀作功的机械。

活塞式发动机必须带动螺旋桨,由螺旋桨产生推(拉)力。

所以,作为飞机的动力装置时,发动机与螺旋桨是不能分割的。

(一)活塞式发动机的主要组成主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。

气缸是混合气(汽油和空气)进行燃烧的地方。

气缸内容纳活塞作往复运动。

气缸头上装有点燃混合气的电火花塞(俗称电嘴),以及进、排气门。

发动机时气缸温度很高,所以气缸外壁上有许多散热片,用以扩大散热面积。

气缸在发动机壳体(机匣)上的罗列形式多为星形或者V形。

常见的星形发动机有5个、7个、9个、14个、18个或者24个气缸不等。

在单缸容积相同的情况下,气缸数目越多发动机功率越大。

活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动,并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动。

连杆用来连接活塞和曲轴。

曲轴是发动机输出功率的部件。

曲轴转动时,通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。

除此而外,曲轴还要带动一些附件(如各种油泵、发机电等)。

气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。

(二)活塞式发动机的原理活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。

活塞式航空发动机大多是四冲程发动机,即一个气缸完成一个循环,活塞在气缸内要经过四个冲程,挨次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。

发动机开始时,首先进入“进气冲程”,气缸头上的进气门打开,排气门关闭,活塞从上死点向下滑动到下死点为止,气缸内的容积逐渐增大,气压降低——低于外面的大气压。

于是新鲜的汽油和空气的混合气体,通过打开的进气门被吸入气缸内。

混合气体中汽油和空气的比例,普通是1比15即燃烧一公斤的汽油需要15公斤的空气。

进气冲程完毕后,开始了第二冲程,即“压缩冲程”。

这时曲轴靠惯性作用继续旋转,把活塞由下死点向上推动。

这时进气门也同排气门一样严密关闭。

2023-11-06contents •活塞式发动机概述•活塞式发动机的结构•活塞式发动机的性能•活塞式发动机的设计与分析•活塞式发动机的发展趋势与挑战•活塞式发动机的应用场景与案例分析目录01活塞式发动机概述活塞式发动机是一种往复式内燃机，通过在汽缸中燃烧燃料产生动力，推动活塞往复运动，从而驱动飞机飞行。

定义活塞式发动机具有结构简单、可靠性高、使用维护成本低等优点，但在飞行速度和效率方面相较于涡轮发动机存在局限。

特点定义与特点活塞从汽缸顶部开始运动，吸气口打开，空气被吸入汽缸中。

吸气活塞向下运动，空气被压缩。

压缩燃料在压缩后的空气中燃烧，产生高温高压气体。

燃烧活塞向上运动，高温高压气体推动活塞向上运动，带动曲轴转动，将动力输出。

排气活塞式发动机的工作原理使用汽油作为燃料，适用于低速小型飞机。

活塞式发动机的类型50系列发动机使用航空煤油作为燃料，适用于中速小型飞机。

60系列发动机使用航空汽油作为燃料，适用于高速小型飞机。

70系列发动机02活塞式发动机的结构气缸气缸是活塞式发动机的核心部件，用于封闭气室，并承受气体的压力。

活塞活塞在气缸中来回运动，将气体压力转化为旋转动力。

气缸与活塞气阀控制气体的流入和流出，确保发动机的运转。

燃烧室燃油和空气混合后在此处燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动。

气阀与燃烧室燃油系统与点火系统燃油系统提供燃油，并确保燃油在正确的时间和地点进入燃烧室。

点火系统产生电火花，点燃混合气体，产生爆炸推动活塞。

冷却系统与润滑系统冷却系统防止发动机过热，确保其正常运转。

润滑系统提供润滑油，减少活塞和气缸之间的摩擦。

03活塞式发动机的性能活塞式发动机的功率通常以马力（hp）或千瓦（kW）为单位来衡量。

一般来说，活塞式发动机的功率取决于其气缸数量、冲程数和活塞面积等参数。

同时，发动机的转速也会对其功率产生影响。

扭矩扭矩是活塞式发动机产生旋转力量的能力，通常以牛顿米（Nm）为单位来衡量。

活塞式发动机的扭矩取决于其气缸数量、冲程数和活塞面积等参数，以及发动机的转速和油门设置。

航空活塞式发动机组成及工作原理在活塞式发动机中，气缸是一个长形的金属筒体，通常由铝合金制成。

它是发动机内部燃烧室的一部分。

活塞是气缸内上下运动的金属筒体，通常由铝合金制成。

活塞通过一个连接杆与曲轴相连，当活塞上下运动时，连杆将运动转化为旋转运动。

工作原理：1.进气冲程：活塞向下运动，气缸内空气通过气门进入燃烧室。

通常情况下，每个活塞在工作周期内都会进行两个进气冲程。

2.压缩冲程：活塞向上运动，将气缸内的空气压缩。

同时，气门关闭，防止气体逆流。

3.点火和燃烧：当活塞达到最高点时，点火系统将火花引燃压缩的混合气体燃烧。

燃烧过程中，高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动。

4.排气冲程：活塞再次向上运动，将排出的废气通过排气门排出气缸。

上述四个冲程构成了活塞式发动机的工作周期，也被称为“四冲程循环”。

每个活塞每转一圈执行一次工作周期，将内燃能量转化为机械能。

这种工作原理使得活塞式发动机具有高效率和高功率输出的特点。

航空活塞式发动机的燃料供应系统通常采用喷射式供油系统，以确保燃料均匀喷入燃烧室。

点火系统负责在燃烧室内引燃燃料混合物，产生爆炸压力。

排气系统用于排出燃烧后的废气。

为了保持发动机的稳定性和高效性，活塞式发动机通常还配备有冷却系统和润滑系统。

总的来说，航空活塞式发动机通过将燃料燃烧产生的气体膨胀驱动活塞运动，将化学能转化为机械能。

它是航空领域中常见的发动机类型之一，具有重量轻、功率大、可靠性高的优点，被广泛应用于小型飞机、直升机和无人机等航空器上。

航空活塞动力装置知识点整理资料全是所需知道的内容，不分重点绪论发动机定义：发动机是一种将某种能量转化成机械功的动力装置。

（属于热机）航空发动机分为航空活塞发动机和航空喷气发动机航空活塞发动机是由气缸内燃料放出的热能通过曲轴输出扭矩，带动螺旋桨转动，产生推力。

优点：低速经济性好，工作稳定性好。

缺点：重量功率比大，高空性能、速度性能差。

航空喷气发动机是将燃料在燃烧室内连续燃烧释放出的热能转换成气体动能，从发动机高速喷出，产生推进力的动力装置。

优点：重量轻，推力大，高空性能、速度性能好。

缺点：经济性较差。

飞机对航空活塞发动机的基本性能要求：1.发动机重量功率比小2.发动机燃油消耗率低3.发动机尺寸要小4.发动机可靠性要好（空中停车率小于0.01/1000h）5.发动机使用寿命要长6.发动机要便于维护第一章航空动力装置的基础知识热机定义：将热能转化为机械能的机器。

工质：热机工作时，必须以某种物质为媒介，才能将热能转换成机械能，完成这种能量转换的媒介物叫工质。

理想气体：分子本身只有质量而不占有体积，分子间不存在吸引力的气体叫理想气体。

气体的比容的定义：单位质量的气体所占有的容积。

气体比容是描述气体分子疏密程度的物理量。

温度：确定一个系统与其他系统是否处于热平衡的共同特性定义。

气体温度描述了气体的冷热程度，是分子热运动平均移动动能的度量。

气体的压力是垂直作用在壁面单位面积上的力。

百帕（hPa):1hPa=100Pa=1mbar(1bar=10^5Pa)千帕(kPa)：1kPa=1000Pa工程大气压（at):1at=1kgf/cm^2=98066.5Pa 工程大气压广泛用在液体压力的测量仪表中，发动机滑油、燃油压力常用此单位。

标准大气压（atm):温度为15摄氏度时，海平面上空气的平均压力，1atm=1.033atPSI:1PSI=11bf/in^2=0.07kgf/cm^2=6894.8Pa;1kgf/cm^2=14.3PSIPSI用于美、英制发动机中毫米（或英寸）汞柱：1标准大气压=760毫米汞柱（29.92英寸汞柱）=1013hPa气体的热力过程：等容过程、等压过程、等温过程和绝热过程（P9图1.5）气体状态方程：pv=RT在绝热条件下：气体压力和比容满足pv^k=常数K是气体绝热指数。

活塞式发动机活塞发动机很简单，原理就跟你汽车的发动机一样，空气和燃料在汽缸中燃烧、爆炸，燃气驱动活塞，活塞驱动曲轴，这样化学能就变成机械能了。

活塞式发动机必须带动螺旋桨，由螺旋桨产生推（拉）力。

所以，作为飞机的动力装置时，发动机与螺旋桨是不能分割的。

由于汽缸在燃气排出后气压低过大气压，那么新鲜的空气会因为气压差而自然进入汽缸之中，这是自然吸气的活塞发动机。

当然啦，还有机械增压或者废气涡轮增压的活塞发动机。

活塞发动机结构图活塞发动机安排方式（一）活塞式发动机的主要组成主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。

气缸是混合气（汽油和空气）进行燃烧的地方。

气缸内容纳活塞作往复运动。

气缸头上装有点燃混合气的电火花塞（俗称电嘴），以及进、排气门。

发动机工作时气缸温度很高，所以气缸外壁上有许多散热片，用以扩大散热面积。

气缸在发动机壳体（机匣）上的排列形式多为星形或V形。

常见的星形发动机有5个、7个、9个、14个、18个或24个气缸不等。

在单缸容积相同的情况下，气缸数目越多发动机功率越大。

活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动，并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动。

连杆用来连接活塞和曲轴。

曲轴是发动机输出功率的部件。

曲轴转动时，通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。

除此而外，曲轴还要带动一些附件（如各种油泵、发电机等）。

气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。

（二）活塞式发动机的工作原理活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。

活塞式航空发动机大多是四冲程发动机，即一个气缸完成一个工作循环，活塞在气缸内要经过四个冲程，依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。

发动机开始工作时，首先进入“进气冲程”，气缸头上的进气门打开，排气门关闭，活塞从上死点向下滑动到下死点为止，气缸内的容积逐渐增大，气压降低——低于外面的大气压。

于是新鲜的汽油和空气的混合气体，通过打开的进气门被吸入气缸内。

在通用航空领域，特别是低（空）、慢（速）、小（型）的飞行器，活塞式发动机依然占据主导地位，其中的绝大部分（>95%）是以航空汽油为燃料的火花塞点燃活塞式发动机。

但从2000年左右开始，航空界又重新掀起了以航空重油为燃料的活塞式发动机的研发和生产的热潮。

顾名思义，航空重油活塞式发动机是指采用航空重油作为燃料的活塞式发动机，其中重油专指煤油和柴油燃料，与重油相对应的是汽油燃料。

与汽油相比，重油的闪点更高、更不易蒸发，因此安全性更高且易于存储和油料统一管理，并且其单位体积热值更高，更易于节省飞机油箱的空间。

同时，重油更高的黏度使其在汽缸中能起到润滑的作用，大大降低润滑油的损耗。

航空重油活塞式发动机的特点与使用航空汽油燃料的传统活塞式发动机、使用航空煤油燃料的燃气涡轮发动机相比，航空重油发动机的基本特点可以通过分析其理想热力学循环参数来做出基本的判断。

理论上，不同的燃油类型和热力学循环可以任意组合。

现代燃气涡轮发动机，特别是输出轴功率的涡轴/涡桨发动机，采用的是布雷顿循环（Brayton Cycle），其显著特点就是单次点火后连续做功，压缩部件与燃烧、做功部件分离，因此其单体功率质量比高，燃料适应性强，且高空高速性能好。

同时，提高燃气涡轮发动机的压比可以增加其循环效率。

但对于输出功率500kW以下的小型涡轴/涡桨发动机，由于尺寸效应的存在，以及产品成本的限制，其压比普遍在8∶1以下，要求的尺寸越小，输出功率越小、转速越高（>30000r/min），并且压比越低，其热效率也就越低，普遍在20%以下。

同时，为了保证输出轴转速，所需的变速箱结构就越复杂，逐渐抵消燃气涡轮发动机本体功率质量比高的优势。

因此，在输出功率200 kW以下的航空发动机市场，活塞式依然占绝对主导地位。

活塞式发动机的近似理想热力学循环主要有奥托循环（Otto Cycle）和狄塞尔循环（Diesel Cycle）。

在奥托循环发动机的进气过程中，同时喷入燃料，形成油气混合物，接着再进入压缩过程。

常用航空发动机的结构与原理展开全文一、活塞式航空发动机为航空器提供飞行动力的往复式内燃机称为活塞式发动机。

发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力。

活塞式发动机由汽缸、活塞以及把活塞的往复运动转变为曲轴旋转运动的曲柄连杆机构等主要部分组成。

曲柄连接着螺旋桨，螺旋桨随着曲柄转动而转动，曲轴则支承在轴承上。

汽缸上装有进气门和排气门" 进气门是控制空气和汽油的混合气进入的零件，汽油燃烧完以后有排气门排出。

活塞式航空发动机是一种四冲程、电嘴点火的汽油发动机。

曲轴转动两圈，每个活塞在汽缸内往复运动4次，每次称1个冲程。

4个冲程依次为吸气、压缩、膨胀（作功）和排气，合起来形成1 个定容加热循环。

从1903年第一架飞机升空到第二次世界大战末期，所有飞机都用活塞式航空发动机作为动力装置。

20 世纪40年代中期，在军用飞机和大型民用机上，燃气涡轮发动机逐步取代了活塞式航空发动机，但小功率活塞式航空发动机比燃气涡轮发动机经济，在轻型低速飞机上仍得到应用。

二、燃气涡轮发动机由压气机、燃烧室和燃气涡轮组成的发动机称为燃气涡轮发动机。

它的优点是重量轻、体积小和运行平稳，广泛用作飞机和直升机的动力装置。

核心机：在燃气涡轮发动机中，由压气机、燃烧室和驱动压气机的燃气涡轮组成发动机的核心机。

空气在压气机中被压缩后，在燃烧室中与喷入的燃油混合燃烧，生成高温高压燃气驱动燃气涡轮作高速旋转，将燃气的部分能量转变为涡轮功。

涡轮带动压气机不断吸进空气并进行压缩，使核心机连续工作。

从燃气涡轮排出的燃气仍具有很高的压力和温度，经膨胀后释放出能量（称为可用能量）用于推进。

核心机不断输出具有一定可用能量的燃气，因此又称燃气发生器。

现代燃气涡轮发动机压气机的增压比（压气机出口空气总压与进口总压之比）范围为4-28，消耗功率可高达数十兆瓦（几万马力）。

燃气涡轮前的温度可达1200-1700K。

压气机分为离心式和轴流式两类，前者增压比低、直径大，仅用于小功率发动机；后者流量大、增压比高，应用广泛。

飞机是一种重要的飞行工具，而飞机的发动机则是其动力来源。

在飞机发动机中，活塞式发动机是一种常见的类型。

本文将介绍飞机活塞式发动机的工作原理。

一、飞机活塞式发动机的概述飞机活塞式发动机，又称为内燃机，是一种热机，利用燃料在活塞缸内燃烧产生高温高压气体，推动活塞做往复运动，从而带动曲轴旋转，将热能转化为机械能。

这种发动机包括气缸、活塞、连杆、曲轴和缸盖等组成部分。

二、飞机活塞式发动机的工作原理1. 进气过程飞机活塞式发动机的工作原理首先是进气过程。

在每个活塞缸内，有一个进气门和一个排气门。

在进气行程中，进气门打开，活塞向下运动，气缸内的压力降低，大气压力将空气通过进气管道进入到气缸内。

2. 压缩过程接着是压缩过程。

当活塞到达底部时，进气门关闭，活塞开始向上运动，将进气压缩成高压气体，此时进气门关闭。

3. 点火爆炸压缩完成后，喷油嘴喷出燃料，燃料与空气混合形成可燃混合气体，点火系统产生火花点燃混合气体，使之爆炸，然后高温高压气体推动活塞快速向下运动，从而产生动力。

4. 排气过程最后是排气过程。

爆炸后的剩余废气，活塞再次向上运动，打开排气门，废气排出气缸，为下一个循环做好准备。

三、飞机活塞式发动机的特点飞机活塞式发动机的工作原理决定了它有一系列的特点。

活塞式发动机结构简单，维修容易，成本低，但是效率相对较低，输出动力不够强劲。

为了克服这些缺点，现在的飞机活塞式发动机在设计方面进行了改进，如提高进气效率、增加气缸数量、采用涡轮增压等方式，使活塞式发动机的性能有了很大提升。

飞机活塞式发动机的工作原理是其能够正常运行的基础。

了解其工作原理，有助于我们更好地理解飞机活塞式发动机的工作过程，也有利于我们对其进行日常维护和保养。

随着科技的不断进步，相信活塞式发动机在未来会有更多的发展和创新。

四、飞机活塞式发动机的发展飞机活塞式发动机作为飞机的动力来源，在飞行领域发挥着重要作用。

随着科学技术的不断进步，飞机活塞式发动机也在不断发展和改进中。