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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。
航空活塞发动机是一种常用的航空发动机，它采用往复式循环工作原理。
而这种发动机在工作时，有着明显的四个冲程，即进气、压缩、点火和排气。
下面将对航空活塞发动机工作时的四个冲程进行详细介绍。
一、进气冲程进气冲程是指活塞向下运动，以吸入空气和燃料混合物的过程。
在活塞下行的过程中，气门打开，使得气缸内的压力与外界相等，同时燃油喷射系统将燃油喷入气缸内，与空气混合。
活塞在达到最低点后开始向上运动，气门关闭，将混合气压缩。
二、压缩冲程压缩冲程是指活塞向上运动，将进气冲程中吸入的混合气压缩。
在这一过程中，活塞向上运动，气缸内的气体被压缩，使得燃料与空气更加紧密地结合。
压缩冲程的目的是提高混合气的压缩比，以便在点火冲程中产生更大的爆炸力。
三、点火冲程点火冲程是指在混合气压缩到最高点时，火花塞放电，引燃混合气，产生爆炸并推动活塞向下运动的过程。
在点火冲程中，点火塞产生火花，使得压缩的混合气体燃烧，释放能量。
这一过程是发动机工作的关键，火花的强弱和点火时机的精准会直接影响到发动机的性能和效率。
四、排气冲程排气冲程是指活塞向上运动，将点火冲程中燃烧后的废气排出气缸外的过程。
在排气冲程中，排气门打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸外，同时使新鲜空气进入气缸，为下一个循环做准备。
通过排气冲程，燃烧后的废气被有效地清除，为发动机的循环工作提供了必要的条件。
总结：航空活塞发动机工作时的四个冲程在循环中不断重复，形成连续的动力输出。
进气、压缩、点火和排气各自担负着不同的作用，相互配合，使得发动机可以高效地转化燃料的能量为机械动力。
了解和掌握这四个冲程的工作原理，对于理解和维护航空活塞发动机具有重要意义。
在航空活塞发动机的工作过程中，进气、压缩、点火和排气四个冲程的协调配合是至关重要的。
这些冲程的精准执行直接影响着发动机的性能和效率，因此航空活塞发动机的设计以及维护都需要对这些冲程有着深入的认识。
进气冲程是活塞向下运动，使气缸内形成负压，打开进气门允许混合气进入。
活塞航空发动机原理
活塞航空发动机是一种内燃机，采用往复运动的活塞来产生动力。
其基本原理是通过燃料的燃烧来产生高压气体，然后利用这些气体的压力推动活塞运动，从而驱动飞机的推进系统。
活塞航空发动机包括气缸、活塞、连杆、曲轴和燃料供应系统。
当燃料进入气缸后，通过火花塞的点火将燃料点燃，产生爆炸性燃烧。
燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，然后通过连杆和曲轴将往复运动转换为旋转运动。
曲轴的旋转驱动飞机的推进系统，使飞机获得推力，从而向前推进。
活塞航空发动机还需配备燃油供给系统，以确保燃料的准确供给和正常燃烧。
燃料供给系统包括燃料泵、喷油嘴和调节装置。
燃料泵将燃料从燃料箱中抽取，并提供适当的压力送入喷油嘴。
喷油嘴将燃油雾化喷入气缸，在点火后进行燃烧。
活塞航空发动机的工作过程是循环进行的，包括进气、压缩、爆燃和排气。
进气过程中，活塞向上移动，气缸内的空气通过进气阀进入气缸。
压缩过程中，活塞向下移动，将进气的空气压缩成高压。
然后，燃料喷入燃烧室，通过点火产生爆燃，推动活塞向下运动。
最后，排气门打开，将燃烧产生的废气排出气缸，完成一个工作循环。
总之，活塞航空发动机通过燃料的燃烧产生高压气体，利用活塞的往复运动转换为旋转运动，以驱动飞机的推进系统。
燃料供给系统确保燃料的供给和燃烧过程的正常进行。
活塞航空发
动机通过循环进行的进气、压缩、爆燃和排气过程来产生连续的动力，从而使飞机获得持续的推力和驱动力。
