活塞式航空发动机
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组成：
活塞式航空发动机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、进气活门和排气活门等组成。
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，雾化了的汽油和空气的混合气体被下行的活塞吸入气缸内。在压缩冲程，活塞从下死点运动到上死点，进气活门和排气活门都关闭，混合气体在气缸内被压缩，在上死点附近，由装在气缸头部的火花塞点火。在做功（膨胀）冲程，混合气体点燃后，具有高温高压的燃气开始膨胀，推动活塞从上死点向下死点运动。在此行程，燃烧气体所蕴含的内能转变为活塞运动的机械能，并有连杆传给曲轴，成为带动螺旋桨转动的动力。在排气冲程，活塞从下死点运动到上死点，排气活门开放，燃烧后的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的循环。
为满足功率要求，航空发动机一般都是由多气缸组合构成，多个缸体同时工作带动曲轴和螺旋桨转动以产生足够动力。缸体的数量和布置形式多种多样，但不管是哪种布置形式都必须保证活塞运动与曲轴运动的协调，不能在运动中互相牵制。
活塞式发动机的运转速度很高，气缸内每秒钟要点火燃烧几十次。高温高压的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，具有一定压力的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、散热器和相应的管路系统等，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，飞行时产生的高速气流将气缸壁的热量散去，达到冷却目的。
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。
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第10章 航空活塞动力装置 （Aero Piston engine）
10,1航空发动机概述
10.1.1航空发动机的类型 航空活塞动力装置
功率小；经济性好； 主要用于：低空低速的通用机
航空燃气涡轮动力装置
重量轻、推力（功率）大； sfc高；燃烧稳定性差；使用成本高
10.1.2对航空发动机的一般要求
一般衡量发动机品质的主要指标有：性能参数；可靠性；维修性；总寿命 性能参数的定义及其对飞行的影响：
推重比：发动机的推力与自身重量的比值
重功比：发动机的重量与发动机产生的功率的比值
燃油消耗率：发动机在单位时间产生单位推力（功率）的燃油量。
意义：表示发动机经济性的好坏，直接影响飞机的有效载重，航程和续航时间
1、 性能参数
发动机的加速性：
发动机转速上升的快慢程度
影响飞机的起飞越障能力和复飞性能
活塞发动机的加速性好于喷气发动机
发动机高空性：
指发动机性能随飞行高度增加的下降程度
高空性主要限制飞机的实用升限
喷气发动机的高空性好于活塞发动机
2、 发动机的可靠性
衡量发动机可靠性的指标
空中停车率：发动机在每飞行1000小时因发动机本身故障引起的空中停车次数 提前换发率：
3、 发动机的维修性
提高发动机的维修性：可以确保飞行安全和飞行任务的完成；
可以节省大量的人力、物力、财力
4、 发动机的寿命
早期：翻修寿命和总寿命
现在：部件寿命、视情维护
10.2航空活塞式发动机的分类，基本组成及工作情形
10.2.1航空活塞式发动机的分类
1. 按混合气形成的方式划分
2. 按发动机的冷却方式划分
3. 按气缸的排列方式划分
4. 按空气进入气缸前是否增压划分
5. 按发动机转子是否带有减速器划分
活塞五型发动机 （国产运五飞机）
九缸、星型、气冷式、汽化器式、增压式、非直接驱动式活塞发动机
IO540-C4D5D （法国 TB-20 飞机）
六缸、水平对置式、气冷式、直接喷射式、吸气式、直接驱动式活塞发动机
000000084.一个物理大气压约为？
A.14.3帕斯卡 @
B.29.92帕斯卡
C.1013帕斯卡
000000084.温度为0摄氏度约合？
A.9华氏度
B.0华氏度
C.32华氏度@
000000084.在活塞发动机起动之前，进气压力表通常指示在29英寸汞柱，这是因为？
A.表的指针在此位上
B.油门关断，进气管道内有高压
C.进气管道由压力和大气压力相等@
000000084.发动机排出的废气温与外界大气温度相比？
A.更高@
B.更低
C.相等
000000084.航空活塞发动机所依赖的推进器是？
A.螺旋桨@
B.曲轴
C.活塞
000000084. 四行程活塞发动机输出功率的行程是？
A.压缩行程
B.膨胀行程@
C.排气行程
000000084. 飞机的马赫数指的是？
A.飞机的表速与当地的音速之比
B.当地的音速与飞机的速度之比
C.飞机的地真空速与当地的音速之比@ 000000084. 气缸星型排列的活塞发动机与水平对置的活塞发动机相比，其特点：
A.星型发动机的散热效果差，但易液锁 @
B.星型发动机的散热效果差，但不易液锁
C.星型发动机的散热效果好，也不易液锁
000000084. 发动机起动后，若无滑油压力或滑油压力很小，应？
A.增面滑油散热器风门开度，降低滑油温度，提高滑油压力
B.增加发动机功率，提高滑油压力
C.使发动机立即停车检查 @
000000084. 装备活塞发动机的飞行在飞行前检查滑油量时，发现滑油消耗异常变大，最有可能的原因是？
A.气缸壁和活塞涨圈磨损严重 @
B.发动机温度过高
C.滑油太脏，没有定期清洗或更换油滤
000000084. 活塞发动机的汽缸头温度过到将？
A.增加燃油消耗率并增加功率
B.造成胶制爱热部件损坏和气缸散片翘曲 @
C.导致失去功率，滑油过度消耗和发动机内部永久性的损失
000000084.如果活塞发动机滑油温度和气缸头温度超过正常范围，是因为？
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。压缩过程中的温度升高容易在汽缸内引起早燃和爆震现象，因此需要在燃料中加入添加剂以提高燃料的抗爆性，即提高燃料的辛烷值。由于等熵压缩过程结束后的气体温度并没有达到燃油混合气的着火点，因此需要专门的点火装置来辅助点燃汽缸中的混合油气，一般由火花塞产生的高强度电火花来完成。以上的过程就需要燃料的自燃点较高，在压缩过程中不易产生爆震，同时还要求燃料的燃点较低，易于实现成功点火。正是由于这个原因，奥托循环一般采用汽油作为燃料，奥托循环发动机也被等同于汽油活塞式发动机。奥托循环发动机的压缩比一般在6～12∶1，有效热效率25%～30%。虽然增大压缩比可以提高奥托循环的热效率，但是点燃过程引起的爆震问题又限制了其压缩比不能太高，因此其效率提升的空间有限。
