航空活塞發(fā)動機

1、活活 塞塞 發(fā)發(fā) 動動 機機 航空發(fā)動機的分類 第一章第一章 航空活塞式發(fā)動機概述航空活塞式發(fā)動機概述 航空活塞式發(fā)動機的類型和組成航空活塞式發(fā)動機的類型和組成 航空活塞式發(fā)動機的基本工作原理航空活塞式發(fā)動機的基本工作原理 航空活塞式發(fā)動機的分類和組成航空活塞式發(fā)動機的分類和組成 一、航空活塞式發(fā)動機的類型一、航空活塞式發(fā)動機的類型 1、按混合氣形成的方式區(qū)分 航空活塞式發(fā)動機可分為汽化器式發(fā)動機和直接噴 射式發(fā)動機。 汽化器式發(fā)動機裝有汽化器，燃料和空氣預(yù)先在汽 化器內(nèi)混合好，然后再進入發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒。 直接噴射式發(fā)動機裝有直接噴射裝置，燃料由直接 噴射裝置直接噴入氣缸，然后同空氣在氣缸內(nèi)

2、混合形成 混合氣。 2、按發(fā)動機的冷卻方式區(qū)分 航空活塞式發(fā)動機可分為氣冷式發(fā)動機和液冷式發(fā)動 機。 氣冷式發(fā)動機直接利用迎面氣流來冷卻氣缸。 液冷式發(fā)動機則利用循環(huán)流動的冷卻液來冷卻氣缸， 由冷卻液把吸收的熱量耗散到周圍的大氣中。 3、按氣缸排列的方式分 直列型 用在小型飛機上。 氣冷式的，也有液冷式 星型 氣冷式的發(fā)動機。 廣泛地用在各種飛機上。 4、按空氣進入氣缸前是否增壓區(qū)分 可分為增壓式發(fā)動機和吸氣式發(fā)動機。 增壓式發(fā)動機上裝有增壓器，外界空氣先經(jīng)過增壓 器提高壓力，然后進入氣缸。 吸氣式發(fā)動機工作時，外界空氣被直接吸入氣缸。 航空活塞式發(fā)動機的組成航空活塞式發(fā)動機的組成 主要機件主

3、要機件 氣缸氣缸 活塞活塞 連桿連桿 曲軸曲軸 氣門機構(gòu)氣門機構(gòu) 機匣機匣 缸：呈圓筒形，固定在機匣上,是混合氣進行燃燒并將 燃燒釋放出來的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的地方。 活塞：裝在氣缸里面，并在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運動， 將燃氣所作的功，傳遞出去。 連桿：一端連接活塞，另一端與曲軸相連，起著傳遞 力的作用,并和曲柄一起將活塞的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn) 運動。 曲軸：和連桿一起將活塞的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動， 將功傳遞給螺旋槳。 氣門機構(gòu)：就是控制氣門的開啟和關(guān)閉，保證新鮮混合 氣在適當?shù)臅r機進入氣缸，以及保證燃燒做功后的廢氣 適時地從氣缸中排出。 機匣：作為發(fā)動機的殼體，它除了用來安裝氣缸和支承 曲軸外，還

4、將發(fā)動機所有的機件連結(jié)起來，構(gòu)成一臺完 整的發(fā)動機。 對于大功率航空活塞式發(fā)動機來說，其曲軸和螺旋槳軸 間還裝有減速器，使螺旋槳軸的轉(zhuǎn)速低于曲軸的轉(zhuǎn)速。 燃油系統(tǒng) 燃油系統(tǒng)是為了不斷地給發(fā)動機提供適當數(shù)量的燃油， 并將燃油很好地霧化，與空氣均勻混合成濃度合適的可 燃混合氣。型式有：汽化器式和直接噴射式。 點火系統(tǒng) 點火系統(tǒng)是為了在適當?shù)臅r刻產(chǎn)生電火花，以點燃氣缸 里的混合氣。電火花由裝在氣缸上的電嘴在高壓電的作 用下產(chǎn)生，而高壓電由磁電機產(chǎn)生。 工作系統(tǒng)工作系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)主要用來將潤滑油不斷地送到各機件的摩擦面， 以降低摩擦阻力，減輕機件的磨損，同時把摩擦產(chǎn)生的熱 量帶走。 冷卻系統(tǒng)

5、 冷卻系統(tǒng)是為了把氣缸內(nèi)的一部分熱量散發(fā)到大氣中去， 保證氣缸頭的溫度正常。冷卻系統(tǒng)有：氣冷式和液冷式 兩種。 起動系統(tǒng) 起動系統(tǒng)是為了帶動發(fā)動機從靜止狀態(tài)開始轉(zhuǎn)動起來，并 使發(fā)動機進入慢車轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)動曲軸的方式通常有氣動和電 動兩種。 航空活塞式發(fā)動機的基本工作原理航空活塞式發(fā)動機的基本工作原理 航空活塞式發(fā)動機主要作用是將熱能轉(zhuǎn)變成機 械能的動力裝置，是通過活塞的幾個行程來完 成的。 上死點： 是活塞距曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠 的位置。 下死點： 是活塞距曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近 的位置。 活塞行程： 上、下死點之間的距離叫做 活塞的行程。 基基 本本 概概 念念 活塞在上死點時，氣體在氣缸內(nèi)所占有的容積，

6、叫做 燃燒室容積，用 V燃表示 ； 活塞在下死點時，氣體在氣缸內(nèi)所占有的容積，叫做 氣缸全容積，用 V全表示 ； 上死點與下死點之間的氣缸容積，叫做氣缸工作容積， 用 V工作表示 。 工作容積等于氣缸橫截面積與活塞行程的乘積； 工作容積等于全容積與燃燒室容積之差，即V工作 = V全 - V燃 混合氣從進入氣缸起，分別經(jīng)過壓縮、燃燒、膨脹，直到 廢氣排出，在這整個過程中，活塞從上死點到下死點之間 往返了兩次，也就是連續(xù)地移動了四個行程。由于在這四 個行程中，分別完成了進氣、壓縮、膨脹和排氣的工作， 所以這四個行程相應(yīng)地叫做進氣行程、壓縮行程、膨脹行 程和排氣行程。從進氣行程開始，到排氣行程結(jié)束，

7、四個 行程組成一個工作循環(huán)。 實例觀看 四行程發(fā)動機的基本工作原理四行程發(fā)動機的基本工作原理 四個行程： 進氣行程 壓縮行程 膨脹行程 排氣行程 進氣行程進氣行程 在進氣行程中，排氣門始終關(guān)閉，活塞在 上死點時進氣門打開。因此，當活塞從上 死點向下死點移動時，氣缸內(nèi)容積擴大， 壓力減小，在氣缸內(nèi)外壓力差的作用下， 混合氣經(jīng)過進氣門進入氣缸?；钊竭_ 下死點，進氣門關(guān)閉，不再進氣，于是進 氣行程結(jié)束。 壓縮行程 在進氣行程之后，活塞從下死點往上死點移 動，此時由于進氣門和排氣門都關(guān)閉著，使 氣缸內(nèi)的容積不斷縮小，混合氣受到壓縮， 因而壓力和溫度升高，成為壓縮行程?；钊?到達上死點時，壓縮行程也就

8、結(jié)束。 膨脹做功行程 在壓縮行程結(jié)束時，電嘴產(chǎn)生電火花，將壓縮 后的混合氣點燃。膨脹行程就是混合氣燃燒膨 脹作功的一個行程，也就是發(fā)動機賴以產(chǎn)生動 力的一個行程，因此成為工作行程。在膨脹行 程中，進氣門和排氣門仍然關(guān)閉著，混和氣在 電嘴點火后的瞬間全部燒完，放出大量的熱 能，燃氣的溫度和壓力急劇升高。在燃氣膨 脹的同時，以很大的壓力推動活塞，使活塞從 上死點向下死點移動，這樣燃氣便做了功。燃 氣在膨脹作功的過程中，所占的容積逐漸擴 大，壓力和溫度不斷下降，直到活塞到達下死 點時，膨脹行程就結(jié)束。 排氣行程 燃氣膨脹作功以后，就變?yōu)閺U氣。為了再次 把新鮮混合氣送入氣缸，以便連續(xù)工作，必 須把廢氣

9、排出氣缸。排出廢氣的工作，便是 靠排氣行程來完成的。在排氣行程中，進氣 門仍然關(guān)閉著。當膨脹行程結(jié)束，活塞到達 下死點時，排氣門打開，廢氣便在氣缸內(nèi)外 氣體的壓力差，以及活塞從下死點向上死點 移動的推壓作用下排出氣缸?；钊竭_上死 點時，排氣門關(guān)閉，排氣行程結(jié)束。 五個工作過程： 進氣 壓縮 燃燒 膨脹 排氣 活塞在氣缸的上死點和下死 點之間往返了兩次，連續(xù)移 動了四個行程 在四個行程中曲軸旋轉(zhuǎn)兩周， 每個氣缸有一次點火。 在一個循環(huán)中完成了五個過 程，五個過程的順序是：進 氣，壓縮，燃燒，膨脹，排 氣。 四行程發(fā)動機的點火次序 上面闡述的是一個氣缸內(nèi)四個行程的工作情形。實際上， 航空活塞式發(fā)

10、動機都是多缸發(fā)動機，每個氣缸都按照上述 四個行程的順序進行工作。但是各氣缸的相同行程并非同 時進行，而是按一定的次序均勻錯開的，因此，每個氣缸 的點火，也是按相同的次序均勻錯開，保證活塞推動曲軸 的力量盡可能均勻，以獲得發(fā)動機的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的效果。 單排星型發(fā)動機： 點火間隔角為： 氣缸間隔角為: 所以點火間隔角等于 氣缸間隔角的兩倍。 單排九缸星型發(fā)動機 點火順序是： 1357924 68。 案案 例例 i 720 i 360 雙排星型發(fā)動機： 點火間隔角等于氣缸間隔角的 兩倍。 前后派交錯點火。 雙排14缸星型發(fā)動機點火順序 11051494138 312721161。 可以看出，雙排十四缸星

11、型發(fā) 動機點火次序的規(guī)律是：加九減 五。 發(fā)動機的理想循環(huán)發(fā)動機的理想循環(huán) 將發(fā)動機的實際工作情況加以理想化，來闡述 發(fā)動機的實際循環(huán)的基本性質(zhì)。 所謂理想情況，是指過程中沒有摩擦；氣體同 外界不發(fā)生熱交換；燃燒和放熱都不需要時間。 理想工作壓容圖理想工作壓容圖 第二章第二章 航空活塞式發(fā)動機構(gòu)造航空活塞式發(fā)動機構(gòu)造 氣缸活塞組氣缸活塞組 曲軸連桿和減速器曲軸連桿和減速器 氣門機構(gòu)氣門機構(gòu) 機匣和附件傳動機構(gòu)機匣和附件傳動機構(gòu) 常見故障和維護注意事項常見故障和維護注意事項 模模 型型 演演 示示 氣缸活塞組氣缸活塞組 一、功用及工作條件一、功用及工作條件 工質(zhì)在發(fā)動機的氣缸活塞組內(nèi)進行熱力過程

12、，通過熱力 過程將燃油的化學能轉(zhuǎn)化為機械能。 此組的主要零件是氣缸和活塞，以及活塞漲圈等。 氣缸和活塞的工作條件是十分惡劣的，主要承受機械負 荷和熱負荷。 以中等功率的651發(fā)動機為例，其起飛功率狀態(tài)工作條件 為: 爆發(fā)壓力高達78公斤/平方厘米。 活塞運動的最大速度的等于24米/秒。 活塞壓向氣缸壁的側(cè)壓力可達2200公斤。 燃燒期間燃氣溫度高達23002400攝氏度。 可見，氣缸活塞組在發(fā)動機工作過程中，承受著很大的 熱負荷和機械負荷，是發(fā)動機上最薄弱的地方。 二、氣缸構(gòu)造二、氣缸構(gòu)造 在設(shè)計和構(gòu)造方面 對氣缸的要求主要有： 必須具有足夠的強度，以承受發(fā)動機運行時所產(chǎn)生 的內(nèi)壓； 必須使用

13、輕金屬材料制造，以便降低發(fā)動機重量； 必須具有良好的導(dǎo)熱性，以便有效地冷卻； 1.成本低，且易于制造、檢查和維護。 氣缸呈圓筒形，固定在機匣上，是混合氣進行燃燒并將 燃燒釋放出來的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的地方。所以將發(fā)動 機產(chǎn)生功率的部件叫做氣缸。 組成：氣缸由氣缸頭和氣缸筒兩部分組成。 氣缸頭：氣缸頭提供了混合氣燃燒的空間，在氣缸頭上 安裝有進氣門，排氣門，兩個電嘴。在氣缸頭上還有 進、排氣操縱機構(gòu)及散熱片。 氣缸筒：氣缸筒由筒體和鋼襯套組成。氣缸筒的外表面 鑲制有散熱片，便于散熱冷卻。 (1)氣缸頭 在氣冷式發(fā)動機中，每個氣缸的頭部都是分別加工的， 而在液冷式發(fā)動機中，則通常是整體鑄造的。 氣缸

14、頭常用具有良好的導(dǎo)熱性和鑄造性能的耐熱鋁合金 鑄成。鑄成后，通過熱處理提高材料強度。 氣冷式發(fā)動機氣缸頭的外部有很多鑄造的或機加工的散 熱片。又深又密的散熱片大大地增加了氣缸頭的散熱面 積，能更好地改善氣冷效果。 (2)氣缸筒 氣缸筒內(nèi)表面和帶漲圈的活塞相配合的區(qū)域稱作鏡面。 鏡面的耐磨性對發(fā)動機的工作具有重要的意義，通常采 用下列方法提高鏡面的耐磨性： 用滲氮法提高表面硬度； 采用具有收縮變形的氣缸筒； 精加工鏡面。 氣缸筒滲氮的目的在于讓表面層產(chǎn)生氮化鐵和鋼的其它 氮化物，使表面層硬度增加1.5-2倍。氮化過程是在氣缸 筒長時間放置在溫度為500度的氨氣介質(zhì)中進行的。 連接：兩者的連接一般

15、用螺紋連接，為了增加結(jié) 合緊度，汽缸頭的螺紋直徑比氣缸身的稍小。 翻修：返修理后氣缸內(nèi)徑加大量超過0.15 mm的氣缸稱為加大氣缸。需要在氣缸安裝 邊前面打有“+0.15”的鋼印；鍍鉻氣缸需要 打有“X”的鋼印。 三、三、活塞構(gòu)造活塞構(gòu)造 活塞裝在氣缸里面，承受氣缸內(nèi)燃氣的壓力，并在氣缸 內(nèi)作往復(fù)直線運動，將燃氣所作的功，傳遞出去。 組成： 活塞 活塞漲圈 活塞銷 形狀： 有些發(fā)動機的活塞加工成具有一定的橢圓度，其作 用是，在工作溫度下，能與氣缸配合的更好。 活塞的頂面可以是平面、凸面或凹面。 在活塞的頭部可以加工出兩個凹槽，以防止與氣門 相碰撞。 活塞的運動速度活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)直線運動，而

16、且是 非勻速的直線運動。 四、四、活塞附件活塞附件 (1)(1)活塞銷活塞銷 功用：聯(lián)接活塞和連桿。 加工：由鎳合金鋼鍛造的管材加工而成, 表面進行了硬化和研磨處理。 全浮動式活塞銷：全浮動式活塞銷：用于現(xiàn)代航空活塞發(fā)動 機的活塞銷是全浮動式的， 這樣的活塞銷，可以在活塞和連桿活塞 銷軸承中間自由轉(zhuǎn)動。 ( (2)2)活塞漲圈活塞漲圈 安裝：在活塞漲圈槽內(nèi)，借本身的彈力和燃氣從 內(nèi)面作用的側(cè)壓力，緊壓在氣缸壁上。 作用：防止燃氣從燃燒室中泄漏出去；并阻擋滑 油，使?jié)B到燃燒室中的滑油量降到最小。 分類：封嚴漲圈、擋油漲圈、刮油漲圈。 封嚴漲圈封嚴漲圈 功用：發(fā)動機工作時，避免燃氣通過活塞泄漏。

17、位置：位于活塞的最上部。 數(shù)量：大多數(shù)航空發(fā)動機，每個活塞上安裝有三 個封嚴漲圈。 形狀：橫截面可以使錐形、矩形或梯形。 通常是梯形的，這樣便受到活塞運動所產(chǎn)生的附 加側(cè)壓力，因而被緊緊壓在氣缸壁上，提供最佳 的密封。 擋油漲圈擋油漲圈 功用：控制氣缸壁上滑油油膜的厚度。如果進入 燃燒室的滑油過多,滑油就將燃燒，并在燃燒室 壁上、電嘴上及氣門頭上留下很厚的積炭層，這 些積炭如果進入到漲圈槽或氣門導(dǎo)套內(nèi)，就可以 使氣門和活塞漲圈粘住，此外，這些積炭還可以 引起電嘴點火延遲，早燃，爆震或滑油消耗量過 大。 位置：位于緊挨封嚴漲圈下面和活塞銷襯套的上 面。 數(shù)量：大多數(shù)航空發(fā)動機每個活塞上安裝有一個

18、 或兩個。 在漲圈槽上開有很多小孔，使過剩的滑油流回到 機匣。 刮油漲圈刮油漲圈 功用：當活塞上行時，刮油漲圈將多余的滑油留 在漲圈的上面；活塞下行時，通過擋油漲圈將這 些滑油壓回到機匣中去。 位置：它被安裝在活塞裙的底部， 數(shù)量：大多數(shù)發(fā)動機每個活塞上安裝有一個。 形狀：漲圈表面有刮切刃口斜面。 漲圈的安裝漲圈的安裝 選擇正確的漲圈，注意安裝字樣 注意開口間隙和側(cè)向間隙符合安裝規(guī)定 漲圈開口應(yīng)錯開均勻分布 曲軸連桿曲軸連桿 一、曲軸一、曲軸 曲軸的主要功用是，把活塞和連桿的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾?轉(zhuǎn)運動，將發(fā)動機產(chǎn)生的功率傳給螺旋槳。此外，曲軸 還帶動發(fā)動機附件，凸輪盤、增壓器等運轉(zhuǎn)，并保證在 非

19、作功行程時，連桿和活塞也能運動。曲軸是發(fā)動機的 主干，它是發(fā)動機上承力最大的構(gòu)件，要求具有足夠高 的強度，通常由高強度合金鋼鍛造而成。 (1)(1)曲軸的類型曲軸的類型 1、單曲拐曲軸 單曲拐曲軸是最簡單的，由前后軸頸、兩個曲拐頰、 曲拐銷和配重組成。此曲軸應(yīng)用于單排星型發(fā)動機。 2、雙曲拐曲軸 雙曲拐曲軸由前后軸頸、兩個曲拐頰、兩個曲拐銷和中 間部件組成，兩個曲拐互成180度，曲拐頰一端帶配重。 此曲軸應(yīng)用于雙排星型發(fā)動機和4缸V型發(fā)動機。 3、三曲拐曲軸 此曲軸有3個曲拐，互成120度。應(yīng)用于3缸直立式發(fā)動機 和6缸V型發(fā)動機。 4、四曲拐曲軸 此種曲軸有4個曲拐，成180度排列。應(yīng)用于4

20、缸直立式發(fā) 動機、4缸對立式發(fā)動機和4排星型發(fā)動機。 (2)(2)曲軸平衡曲軸平衡 在曲軸上安裝有平衡塊(配重)和阻尼器(減振器)。 平衡塊用來保證曲軸的靜平衡。 阻尼器用來保證曲軸的動平衡，以減小發(fā)動機的振 動。 檢驗曲軸是否達到靜平衡的方法是：將曲軸架在兩 個刀刃上，看曲軸是否有向任何方向旋轉(zhuǎn)的趨勢。 (3)(3)曲軸維修曲軸維修 時間：為了保證發(fā)動機的正常工作，在對發(fā)動機進 行大修或發(fā)動機突然停車時應(yīng)檢查曲軸的徑向跳動 量。 方法：在規(guī)定的部位用形塊將曲軸支好，使用平臺 和一個千分表來測定曲軸的徑向跳動量。如果表的 總讀數(shù)超過廠家規(guī)定的極限值，則曲軸不能再使用。 例：檢查結(jié)果是：-0.0

21、02英寸，0.003英寸,則曲軸的徑向 跳動量為0.005英寸。 檢查曲軸的轉(zhuǎn)動角度時用定時盤進行測量。 二、連桿二、連桿 連桿是在曲軸和活塞之間傳遞作用力的機件。 連桿必須具有足夠的強度和剛度，以保證傳力可靠。 此外，重量還要小，以便在連桿和活塞停止運動、 改變方向和從每個死點再次運動時，減小慣性力。 連桿有三種類型：即普通型、叉片型和主副型連桿。 普通型連桿普通型連桿 用在直立式和對立式發(fā)動機上。連桿裝曲拐銷的桿端用 一個蓋板和一個分體軸承通過夾緊螺栓裝在一起。 叉片型連桿叉片型連桿 用在V型發(fā)動機上。連桿由叉桿和片桿組成。叉桿在曲軸 端分叉，為片桿活動提供空間。叉桿和片桿在曲軸端用 夾緊

22、端蓋和同一個分體軸承連接。 主副連桿主副連桿 星型發(fā)動機上通常用主副連桿機構(gòu)。每一排中有一 個氣缸的活塞通過主連桿與曲軸連接，其它氣缸的 活塞通過副連桿連接到主連桿上。 主連桿是活塞銷與曲柄銷的連接桿件。曲柄銷端稱 為大端，容納曲柄銷或主連桿軸承的端周圍的凸緣 供副連桿安裝用，副連桿通過副連桿銷連接到主連 桿上?；钊N端稱為活塞端，又叫小端，與1號氣 缸中的活塞相連。裝配時，副連桿銷被壓入主連桿 的孔中，一個滑動軸承安裝在主連桿的活塞端，以 便裝入活塞銷。 氣門機構(gòu)氣門機構(gòu) 功用：控制氣門開啟和 關(guān)閉的定時性。 組成： 凸輪盤，凸輪盤， 滾輪，滾輪， 挺桿，挺桿， 推桿，推桿， 調(diào)整螺絲，調(diào)整

23、螺絲， 搖臂，搖臂， 轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪， 氣門彈簧等。氣門彈簧等。 工作：工作： 凸輪盤上有許多凸起的部分，凸起部分頂著一個凸 輪滾輪或隨動輪工作，凸輪滾輪依次推動挺桿和推 桿，推桿又作用于搖臂而打開氣門。 當凸輪滾輪和挺桿沿著凸輪盤較低的部分滾動時， 氣門彈簧在氣門桿上滑動，通過氣門彈簧座鎖扣和 氣門桿環(huán)形槽將氣門壓在氣門座上，這時氣門就關(guān) 閉,并將氣門機構(gòu)推向相反的方向。 一、氣門一、氣門 氣門分為進氣門和排氣門。 形狀：通常是蘑菇式和喇叭式 的氣門，喇叭式氣門只能用作 進氣門。 組成： 氣門頭， 氣門桿， 氣門頸， 氣門頂。 材料：氣門要承受高溫，高壓 和腐蝕,所以必須用合金鋼來制 造。 氣門

24、頭氣門頭 氣門頭有一個研磨過的表面，當氣門關(guān)閉時，這個 表面緊靠在研磨過的氣門座上，形成氣門密封面。 氣門頭經(jīng)研磨的表面，通常是用很堅固的司太利合 金（鎢鉻鈷硬質(zhì)合金)制造的，這種合金焊接在氣 門表面上，其厚度約為1.6mm,并磨成正確的角度。 司太利合金能承受高溫、腐蝕，也能承受氣門工作 時的撞擊和磨損。 氣門桿氣門桿 氣門桿起引導(dǎo)氣門頭的作用， 氣門桿安裝在氣缸頭內(nèi)的氣門導(dǎo)套內(nèi)上、下運動。 氣門桿表面進行了硬化處理。 一些發(fā)動機排氣門的氣門桿是空心的，并充有金屬 鈉。金屬鈉是極佳的熱導(dǎo)體，便于散熱。 注意！在任何情況下，都不得將充有金屬鈉的氣門 桿割開或進行可能導(dǎo)致氣門損壞的加工，因為，氣

25、 門里的金屬鈉暴露在大氣中，會引起燃燒或產(chǎn)生爆 炸，造成人員的傷害。 二、氣門二、氣門彈簧彈簧 功用：是關(guān)閉氣門，使其緊貼在氣門座上。 每個氣門上安裝有兩個或三個氣門彈簧。 目的是防止在某轉(zhuǎn)速下發(fā)生振動或顫振。 每個彈簧將在不同的發(fā)動機轉(zhuǎn)速上振動，因 此，就能很快地衰減掉由發(fā)動機轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生 的彈簧顫動之振動。 兩個或三個彈簧也能減少彈性不足造成的危 險， 以及由于受熱和材料疲勞斷裂產(chǎn)生的故障。 三、凸輪盤三、凸輪盤 功用：控制氣門的升程)和氣門打開所持續(xù)的時間及 定時性。 凸輪盤上凸起的型面的形狀，決定了氣門的升程(氣 門升離氣門座的距離)和氣門打開所持續(xù)的時間。 氣門的定時性取決于這些凸起的

26、間隔和相對于曲軸的 轉(zhuǎn)速和方向的凸輪盤轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速與方向。 凸輪盤上凸起的個數(shù)取決于氣缸的數(shù)目、凸輪盤與曲 軸的轉(zhuǎn)動方向、減速比等因素。 四、凸輪軸四、凸輪軸 凸輪軸用于直列型發(fā)動機。 凸輪軸是一根由齒輪驅(qū)動的扭力軸，在沿軸線方向有若 干個凸輪，齒輪由曲軸上的主動齒輪傳動。由于每個凸 輪只有一個凸起，因此傳動減速比總是1/2。 凸輪盤和凸輪軸上的凸起型是經(jīng)過精心設(shè)計的。凸起的 高度決定氣門的開度；凸起兩側(cè)導(dǎo)坡的長度決定氣門的 定時；凸起半徑的變化率決定了氣門機構(gòu)內(nèi)慣性力和沖 擊力的大小。 五、挺桿組件五、挺桿組件 挺桿組件將凸輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運動，并將這 個運動傳遞給推桿。挺桿的凸輪端和凸

27、輪型面壓緊， 并保持徑向。挺桿的另一端有球面座和推桿配合。 挺桿有機械式和液壓式兩種。 六、推桿六、推桿 推桿把挺桿的運動傳遞給氣門搖臂。 七、氣門搖臂七、氣門搖臂 功用：搖臂將凸輪的提升力傳遞給氣門。 支承：搖臂被滾珠軸承支承，同時也作為一個支點， 通常臂的一端支承推桿，另一端支承氣門桿。 結(jié)構(gòu)：搖臂的一端有時開槽，以便安裝轉(zhuǎn)輪。另一 端則制成帶有螺紋的開縫夾頭和鎖緊螺栓，或攻有 螺紋的孔。 調(diào)節(jié)螺絲：搖臂可以有一個調(diào)節(jié)螺絲，用來調(diào)整搖 臂和氣門桿頂端之間的間隙。將螺絲調(diào)整到特定的 間隙，以確保氣門關(guān)嚴。 氣門間隙氣門間隙 定義：當氣門處于全關(guān)位時搖臂和氣門桿頂端之間 的間隙定義為氣門間隙。

28、 功用：氣門間隙將影響氣門開關(guān)的定時性、氣門的 升程和氣門打開所延續(xù)的時間。 氣門間隙過大，使氣門晚開早關(guān)。造成氣門開啟角 變小，開啟延續(xù)的時間變短，減小氣門的升程。 氣門間隙過小，使氣門早開晚關(guān)。造成氣門開啟角 變大，開啟延續(xù)的時間變長，增加氣門的升程。 減速器減速器 減速器的功用 在于使螺旋槳的轉(zhuǎn)速較曲軸的轉(zhuǎn)速降低一些。這是由于 現(xiàn)代大功率發(fā)動機都具有較高的轉(zhuǎn)速，而飛機在起飛和 飛行中都需要很大的拉力，為此需要采用能排流大量空 氣的大直徑螺旋槳。但大直徑的螺旋槳在過高的轉(zhuǎn)速 下，其葉尖速度會超過音速而使螺旋槳的效率大大降 低。因此，必須采用減速器以降低螺旋槳的轉(zhuǎn)速。 由于減速器的齒輪需要傳

29、遞很大的功率，自身應(yīng)力就非 常大，因此，減速器齒輪都是用鍛鋼制造的。 減速器的類型比較多，航空發(fā)動機使用的有定軸、行星 正和行星斜齒輪系。 1、定軸齒輪系 組成：安裝在曲軸上的齒輪叫主動齒輪安裝在螺旋 槳軸上的齒輪叫被動齒輪。 應(yīng)用：定軸齒輪系常用于直立式和型發(fā)動機中。 2、行星齒輪系 組成：安裝在曲軸上的主動齒輪叫太陽輪，它與曲軸一起轉(zhuǎn) 動，一組小的行星齒輪均勻安裝在行星架上，這個齒輪架被 連到螺旋槳軸上。行星齒輪同時和太陽齒輪與固定齒輪相嚙 合。固定齒輪用螺栓安裝在前機匣內(nèi)。 當發(fā)動機工作時，太陽齒輪轉(zhuǎn) 動，因為行星齒輪與太陽齒輪 嚙合，所以行星齒輪必然轉(zhuǎn)動， 而它們又同時與固定齒輪嚙合，

30、 當它們轉(zhuǎn)動時，它們邊作自轉(zhuǎn)， 邊在公轉(zhuǎn)，所以行星齒輪架就 帶動螺旋槳以較低的轉(zhuǎn)速與曲 軸同向轉(zhuǎn)動。 機匣和附件傳動機構(gòu)機匣和附件傳動機構(gòu) 一、機匣一、機匣 機匣是發(fā)動機的骨架。機匣的外部裝有氣缸、附件和輔 助零件，內(nèi)部裝有發(fā)動機主要機構(gòu)的軸承和支座。依靠 裝在機匣上的結(jié)合支座，將發(fā)動機固定在飛機的發(fā)動機 安裝架上。由機匣壁組成的內(nèi)腔，可使飛濺的滑油去潤 滑發(fā)動機的一系列零件，并匯集工作過的滑油。 (1)(1)星型發(fā)動機機匣星型發(fā)動機機匣 星型發(fā)動機機匣通常包括前機匣、中機匣、增壓機匣和 附件機匣(后蓋)。各部分機匣是用螺栓連接起來的，為避 免連接處漏油，通常使用膠圈、橡膠條等進行封嚴。 (2

31、)直列型發(fā)動機機匣直列型發(fā)動機機匣 直列型發(fā)動機機匣通常包括主機匣、增壓機匣和后蓋。 二、附件傳動機構(gòu)二、附件傳動機構(gòu) 發(fā)動機的附件傳動機構(gòu)用來在曲軸和附件之間雙向傳遞 功率。即起動時由起動機通過傳動機構(gòu)帶動曲軸轉(zhuǎn)動， 當起動機脫開之后，曲軸又通過傳動機構(gòu)帶動各附件運 轉(zhuǎn)。 附件傳動機構(gòu)實際上是由傳動軸、各型齒輪和必要的離 合器組成的齒輪系。 三、軸承三、軸承 功用：用來支承發(fā)動機內(nèi)部的轉(zhuǎn)動件，是轉(zhuǎn)子和靜子的中 介。在工作中轉(zhuǎn)動部件的所有外傳力都要通過軸承 傳遞，軸承還要以高速運轉(zhuǎn)，承受振動力，因此， 工作條件惡劣，要求軸承具有足夠的強度，且運轉(zhuǎn) 平穩(wěn)、摩擦力小。 發(fā)動機上：滑動軸承，滾珠軸承

32、，滾棒軸承。 第四章第四章 航空活塞式發(fā)動機的工作過程航空活塞式發(fā)動機的工作過程 進氣過程進氣過程 壓縮過程壓縮過程 燃燒過程燃燒過程 膨脹過程膨脹過程 排氣過程排氣過程 發(fā)動機的實際循環(huán)發(fā)動機的實際循環(huán) 理想循環(huán)理想循環(huán) 活塞式發(fā)動機的理想循環(huán)叫奧托循環(huán),又叫定容加 熱循環(huán)。 由下述四個可逆的熱力過程組成 絕熱壓縮過程； 定容加熱過程； 絕熱膨脹過程； 定容放熱過程。 進氣過程進氣過程 一、進氣過程的進行情況一、進氣過程的進行情況 進氣過程是指新鮮混合氣進入氣缸的過程。 進氣過程的作用是使發(fā)動機得到工作時所需要的新 鮮混合氣。 進氣過程從進氣門打開時開始，到進氣門關(guān)閉時結(jié) 束。 進氣過程：在

33、進氣過程的最初一段時間內(nèi)，活塞尚在 前一個循環(huán)的排氣行程，正向上死點運動，進氣門逐 漸開大，而排氣門還開著，前一個循環(huán)的廢氣正繼續(xù) 排出氣缸?；钊\動到上死點時，進氣門已開大，爾 后活塞從上死點向下死點運動，氣缸容積不斷擴大， 大量混合氣經(jīng)過進氣門進入氣缸?；钊?jīng)過下死點以 后，繼續(xù)進氣，直到壓縮行程的初期，進氣門關(guān)閉時， 進氣才停止。 裝有汽化器的吸氣式發(fā)動機，外界空氣門經(jīng)過節(jié)氣門 后，與汽化器噴油嘴噴入的燃料混合、蒸發(fā)組成余氣 系數(shù)一定的混合氣，混合氣進入分氣室，再經(jīng)過進氣 管和進氣門進入氣缸。 進氣道中的節(jié)氣門與飛行員座艙內(nèi)的油門桿相連接。 油門桿向后拉，節(jié)氣門關(guān)小，進入氣缸的氣體量減少

34、; 油門桿向前推，節(jié)氣門開大，進入氣缸的氣體量增多。 因此，操縱油門桿可以改變進入氣缸的氣體量, 從而 改變發(fā)動機的功率。 參數(shù)的變化： 溫度：氣體從外界進入氣缸后，溫度有所提高，這 是因為，流入氣缸的氣體與氣缸頭、進氣門、排氣 門和活塞等灼熱的機件相接觸，吸收熱量的結(jié)果。 壓力：氣體從外界進入氣缸的過程中，壓力有所下 降，這是因為氣體具有粘性，在進氣系統(tǒng)管道內(nèi)流 動時，不可避免地要產(chǎn)生流動損失的結(jié)果。 密度：在進氣過程中，氣體溫度的提高，壓力的降 低，均導(dǎo)致氣體密度的減小， 質(zhì)量：進入氣缸的氣體質(zhì)量減小。 二、進氣門的早開晚關(guān)二、進氣門的早開晚關(guān) 為了增加進入氣缸的氣體量，在 活塞從上死點下

35、行開始進氣行程 之前，進氣門就打開了，直到活 塞離開下死點，進入壓縮行程的 初期，進氣門才完全關(guān)閉。所 以，在整個進氣過程中，進氣門 是早開晚關(guān)的，曲軸轉(zhuǎn)過的角度 大于180度。 進氣門的早開角進氣門的早開角 定義：進氣門的早開角是進氣門剛剛打開時，曲柄 與氣缸中心線之間的夾角。 進氣門要早開，應(yīng)在排氣行程的后期打開。 進氣門早開角約為1545。 好處：進氣門早開可以盡量多地吹除廢氣，盡量多 地進入新鮮的混合氣，提高發(fā)動機的容積效率，從 而提高發(fā)動機的輸出功率，又有利于氣缸，特別是 氣缸頭的冷卻。 進氣門的早開角進氣門的早開角 開的過早，會使剛進入氣缸的一部分新鮮混合氣從 排氣門排出，經(jīng)濟性變

36、壞； 開的過晚, 會使進入氣缸的混合氣減少,對氣缸頭 的冷卻變壞。 進氣門的晚關(guān)角進氣門的晚關(guān)角 定義：進氣門的晚關(guān)角是進氣門恰好完全關(guān)閉時， 曲柄與氣缸中心線之間的夾角。 進氣門要晚關(guān)就應(yīng)在壓縮行程的初期關(guān)閉。 進氣門晚關(guān)角的范圍: 4080。 好處：進氣門晚關(guān)可以盡量多地進入新鮮的混合氣; 提高發(fā)動機的容積效率，從而提高發(fā)動機的輸出功 率; 也有利于氣缸，特別是氣缸頭的冷卻。 進氣門的晚關(guān)角進氣門的晚關(guān)角 關(guān)的過晚，會使一部分已經(jīng)進入氣缸的新鮮混合氣 被活塞壓回進氣管內(nèi)，使進入氣缸的新鮮混合氣充 填量減少。 進氣門關(guān)的過早，也會使新鮮混合氣充填量減少。 三、三、充填量及其影響因素充填量及其

37、影響因素 理論充填量理論充填量： 定義：在理想情況下，一次進氣過程中進入一個 氣缸的空氣的質(zhì)量稱為理論充填量。 RT pV m w s 理想情況是： 1、空氣在氣缸中的容積為氣缸的工作容積； 2、吸入式發(fā)動機氣缸中空氣壓力和溫度分別為外 界大氣壓力和溫度； 3、增壓式發(fā)動機氣缸中的空氣應(yīng)分別為增壓器后 空氣的壓力和溫度。 實際充填量實際充填量： 定義： 在一次進氣過程中實際進入一個氣缸的空 氣的質(zhì)量稱為實際充填量，簡稱為充填量。 在混合氣余氣系數(shù)保持不變的條件下，充填量越大， 噴入空氣中的燃油越多，因而混合氣燃燒后所釋放 的熱能越多，發(fā)動機的功率就越大; 反之，充填量 越小，發(fā)動機的功率也越小

38、。 充填系數(shù)充填系數(shù)： 定義：實際充填量與理論充填量的比值稱為充填 系數(shù)。 v s m m 充填系數(shù)越大，說明進氣過程中空氣充填入氣缸的有效程度 越大，進氣過程進行的越好。在理論充填量不變的條件 下，實際充填量就越大。 在增壓式發(fā)動機中，由于實際充填量有可能大于理論充填量， 所以充填系數(shù)有可能大于?，F(xiàn)代航空活塞式發(fā)動機的 充填系數(shù)一般約為0.71.2。 影響充填系數(shù)的因素：影響充填系數(shù)的因素： 流動損失：氣體流經(jīng)進氣管和進氣門等處時，不可 避免地會發(fā)生摩擦和分離，形成渦流，產(chǎn)生流動損 失，使氣缸內(nèi)氣體的壓力降低，溫度升高，氣體的 密度減小，充填量減小，充填系數(shù)降低。 氣缸頭的溫度：在進氣過程中

39、，由于氣體與氣缸、 活塞和氣門等灼熱機件相接觸，吸收熱量，而使溫 度提高。溫度升高，密度減小，使充填量減小，因 此充填系數(shù)降低，氣缸頭的溫度愈高，氣體受熱程 度愈大，充填系數(shù)愈小。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速：設(shè)計轉(zhuǎn)速時，充填系數(shù)最大，轉(zhuǎn)速偏 離設(shè)計轉(zhuǎn)速，充填系數(shù)都會減小。 高轉(zhuǎn)速時：發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大時，活塞運動速度也增大，進 氣管內(nèi)氣體流速也隨之增大，引起流動損失增加，使氣缸 內(nèi)氣體的壓力降低，所以充填系數(shù)是隨轉(zhuǎn)速的增大而減小。 低轉(zhuǎn)速時：進氣門的晚關(guān)角是為高轉(zhuǎn)速工作的需要而確定 的，在低轉(zhuǎn)速時進氣門晚關(guān)角就顯得過大，這樣，使已進 入氣缸的混合氣，在壓縮的過程中又倒流回進氣管，從而 使充填量減小，這種倒流現(xiàn)象

40、轉(zhuǎn)速愈小愈嚴重，所以，在 小轉(zhuǎn)速時，充填系數(shù)也小。 影響實際充填量的因素：氣缸工作容積；進氣溫度； 進氣壓力；充填系數(shù)，同開角等。 w svv pV mm RT n充填系數(shù)：充填系數(shù)越大，充填量越大。 n氣缸工作容積：在其它條件保持不變的情況下，氣缸 工作容積越大，充填量就越大。對定型的發(fā)動機而言， 氣缸工作容積為定值，故它對充填量的影響就不會發(fā) 生變化。 n進氣壓力：在進氣溫度不變的情況下，進氣壓力越高， 空氣密度越大，充填量越大。 222211 111122 vs vs mmTTT mmTTT n進氣溫度：在進氣壓力不變的情況下，進氣溫度越低， 空氣密度越大，充填量越大。 n對于吸氣式發(fā)動

41、機而言，隨著飛行高度增高，大氣密 度越低，充填量越少。 n同開角： 同開角越大，充填量也越大。這是因為同開 角大，氣缸中廢氣的吹除量大，進入氣缸的新鮮混合 氣多。 四、進氣過程的壓容圖四、進氣過程的壓容圖 (1)吸氣式發(fā)動機進氣過程壓容圖 (2)增壓式發(fā)動機進氣過程壓容圖 壓縮過程壓縮過程 一、壓縮過程的進行情況一、壓縮過程的進行情況 壓縮過程是指混合氣體在氣缸內(nèi)被活塞壓縮的過程。 壓縮過程的作用在于提高混合氣體的壓力和溫度創(chuàng) 造良好的燃燒條件，使混合氣體在較小的容積內(nèi)燃 燒后，達到較高的壓力和溫度以增加氣體膨脹時所 作的功，從而提高發(fā)動機的功率和經(jīng)濟性。 壓縮過程從活塞在下死點時開始，到活塞

42、運行到上 死點時結(jié)束。 在這整個過程中，曲軸轉(zhuǎn)過了180度。 實際上，壓縮過程是多變過程。 過程方程為： n PvC 二、壓縮比二、壓縮比 壓縮比表示了氣體在氣缸內(nèi)受壓縮的程度。當充填量相 同時，壓縮比越大，氣體在氣缸內(nèi)被壓縮得越厲害，壓 縮終了時，氣體的壓力和溫度提高得越高，氣體燃燒得 更快，從而使燃氣膨脹所做的功增加；同時，由于燃燒 室容積相對減小，因此，經(jīng)缸壁散失的熱量也相對減 小。所以，壓縮比增大時，發(fā)動機的功率增加，經(jīng)濟性 提高。 三、壓縮過程的壓容圖三、壓縮過程的壓容圖 (1)吸氣式發(fā)動機壓縮過程壓容圖 (2)增壓式發(fā)動機壓縮過程壓容圖 燃燒過程燃燒過程 一、燃燒過程的進行情況一、

43、燃燒過程的進行情況 燃燒過程是指混合氣在氣缸內(nèi)燃燒釋放熱能的過程。 其作用是提高氣體的溫度和壓力，以便氣體膨脹， 推動活塞作功。 燃燒過程從電嘴點火時開始，到混合氣全部燒完時 結(jié)束。也可以說，燃燒過程從壓縮行程后期開始， 到膨脹行程初期結(jié)束。 燃燒過程的三個階段燃燒過程的三個階段 燃燒過程第一階段（隱燃期）燃燒過程第一階段（隱燃期） 第一階段是從電嘴點火時開始，到氣缸內(nèi)的氣體壓力開始 顯著增大時結(jié)束。 燃燒過程第二階段（顯燃期）燃燒過程第二階段（顯燃期） 第二階段從氣體壓力開始顯著增大時開始，到氣體壓力達 到最大時結(jié)束。 活塞到達上死點后，曲軸轉(zhuǎn)到1015時，燃氣壓力和 溫度達到最大值，發(fā)動機

44、的功率增大。 燃燒過程第三階段（后燃期）燃燒過程第三階段（后燃期） 第三階段從氣體壓力達到最大時開始,到混合氣全部燒完 時結(jié)束。這個階段的燃燒是在膨脹過程中進行的。 余氣系數(shù)余氣系數(shù) 定義：混合氣中空氣和燃油完全燃燒所需的空 氣質(zhì)量之比叫余氣系數(shù)。 0 Lm m f 物理意義：表征混合氣的貧、富油程度。 為貧油; 為富油。 余氣系數(shù)與火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊年P(guān)系：余氣系數(shù)與火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊年P(guān)系： 0.80.9時火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲?余氣系數(shù)偏離這個數(shù)值，不論向富油方向或向貧 油方向變化，火焰?zhèn)鞑ニ俣染獪p小 余氣系數(shù)大于1.3或小于0.4，混合氣就不能著火 燃燒 要保證正常的燃燒，混合氣的余氣系數(shù)應(yīng)在0.6

45、1.1之間 1.1為過份貧油; 0.6為過份富油 為了縮短燃燒過程進行的時間，混合氣的余氣系 數(shù)應(yīng)在0.80.9之間。 二、燃燒過程的壓容圖二、燃燒過程的壓容圖 (1)吸氣式發(fā)動機燃燒過程壓容圖 (2)增壓式發(fā)動機燃燒過程壓容圖 提前點火提前點火 一、提前點火的必要性一、提前點火的必要性 為了保證燃氣最大壓力值出現(xiàn)在曲軸 轉(zhuǎn)過上死點后1015度，以獲得近可 能大的發(fā)動機功率，就必須使發(fā)動機 點火提前。所以，在壓縮行程的末 期，活塞尚未到達上死點時，電嘴就 跳火點燃混合氣，這叫做發(fā)動機提前 點火。 提前點火角提前點火角 定義：從電嘴跳火花開時到活塞運動到上死點為止， 曲軸所轉(zhuǎn)過的角度。即，電嘴剛

46、跳火時，曲柄與氣 缸中心線之間的夾角。 提前點火，就是在壓縮行程的后期點火。 提前點火角約為：2035。 好處：使氣缸內(nèi)的壓力最高，出現(xiàn)在活塞過上死點 后曲軸轉(zhuǎn)，再轉(zhuǎn)1015時，這樣可以使發(fā)動機 輸出的功率最大。 二、提前點火角的選擇二、提前點火角的選擇 提前點火角過大時， 氣缸內(nèi)氣體的壓力和溫度升高的過早，活塞壓縮氣體所消 耗的功將增大; 同時燃氣向外放出的熱量增多，致使氣體膨脹過程所作的 功減小，這些都會減小發(fā)動機的輸出功率。 提前點火角過大時，還容易發(fā)生爆震，嚴重時由于在壓縮 過程的后期，作用于活塞上的壓力太大還會使曲軸發(fā)生倒 轉(zhuǎn)。 提前點火角過小時，氣缸內(nèi)燃氣的最高壓力出現(xiàn)的 晚，數(shù)值

47、也將減小，這也會使發(fā)動機輸出的功率減 小。 三、影響有利提前點火角的因素三、影響有利提前點火角的因素 有利提前點火角等于曲軸在燃燒過程第一、二階段 內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角減去10-15度。由于燃燒過程第一、二階 段內(nèi)曲軸旋轉(zhuǎn)角取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃燒過程第一、 二階段所需的時間，而此時間又取決于火焰?zhèn)鞑ニ?度。因此，有利提前點火角取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和火 焰?zhèn)鞑ニ俣取?三、影響有利提前點火角的因素三、影響有利提前點火角的因素 在發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持不變的情況下，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍?大，燃燒時間就縮短，在這段較短的時間內(nèi)，曲軸 轉(zhuǎn)過的角度也減小。為了使燃氣在上死點后10-15度 時產(chǎn)生最大的壓力，有利提前點火角應(yīng)該減小。反

48、 之，火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p小，有利提前點火角就應(yīng)該增 大。因此，所有增大火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩囟际褂欣?提前點火角減小。 三、影響有利提前點火角的因素三、影響有利提前點火角的因素 在火焰?zhèn)鞑ニ俣炔蛔兊那闆r下，發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加， 則在燃燒過程第一、二階段時間內(nèi)，曲軸的轉(zhuǎn)角增 大，為了使燃氣能在上死點后10-15度產(chǎn)生最大壓力， 有利提前點火角就應(yīng)增大。 混合氣的不正常燃燒混合氣的不正常燃燒 混合氣的不正常燃燒是指可能造成破壞發(fā)動機正常工作 的某些燃燒現(xiàn)象，例如：過貧油、過富油燃燒；早燃和 爆震等。這些不正常燃燒現(xiàn)象的發(fā)生，不但降低發(fā)動機 的功率和經(jīng)濟性，嚴重時還會損壞機件，甚至造成事 故。因此，研究燃燒過程

49、，還必須了解混合氣的不正常 燃燒現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生的原因，從而找出預(yù)防的方法。 一、混合氣過貧油燃燒一、混合氣過貧油燃燒 當混合氣的余氣系數(shù)大于1.1時，混和氣中燃料過少，空 氣過多，所以火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p小，每公斤混合氣燃燒后的 發(fā)熱量減少，從而產(chǎn)生各種不正常燃燒現(xiàn)象： (1)發(fā)動機功率減少，經(jīng)濟性變差 (2)排氣管發(fā)出短促而尖銳的聲音 (3)氣缸頭溫度低 (4)汽化器回火 (5)發(fā)動機振動 二、混合氣過富油燃燒二、混合氣過富油燃燒 混合氣過富油時，燃料不能完全燃燒，燃料汽化吸收的熱 量增多，每公斤混合氣燃燒后的發(fā)熱量減小，燃氣最大壓 力出現(xiàn)得晚。因此，發(fā)動機也會出現(xiàn)與過貧油燃燒時相似 的現(xiàn)象如發(fā)

50、動機功率減少，經(jīng)濟性變差，氣缸頭溫度低， 發(fā)動機振動等。 但是混合氣過富油燃燒也有下列一些不同的現(xiàn)象： (1)氣缸內(nèi)部積炭 (2)排氣管口冒黑煙和“放炮” 三、早燃三、早燃 定義：早燃是電嘴沒跳火，混合氣就燃燒的現(xiàn)象。 原因：主要是氣缸頭溫度過高或壓縮比過大，也就 是說，在氣缸內(nèi)存在熾熱點，如氣缸頭溫度過高， 會使電嘴、排氣門等高溫機件處積炭而熾熱，造成 早燃。 危害： 早燃發(fā)生后，氣體壓力升高過早，壓縮行程消耗 的功增大， 燃氣散熱量增大，膨脹所作的功減小，于是發(fā)動 機功率減小，經(jīng)濟性變差。 多氣缸發(fā)動機，如果少數(shù)氣缸發(fā)生早燃，由于曲 拐機構(gòu)受力不均勻，發(fā)動機會發(fā)生強烈的震動。 若發(fā)動機在小

51、轉(zhuǎn)速工作時發(fā)生早燃，壓縮行程后 期燃氣作用在活塞上的壓力過大，而曲軸旋轉(zhuǎn)的 慣性又較小，還會引起曲軸倒轉(zhuǎn)，損壞機件。 必須防止發(fā)動機產(chǎn)生早燃。 預(yù)防： 為了防止發(fā)生早燃，必須正確地使用和維護發(fā)動 機，確保發(fā)動機氣缸頭溫度正常，同時要防止氣 缸內(nèi)積炭。 在維修發(fā)動機時，當發(fā)現(xiàn)電嘴等機件發(fā)生積炭， 應(yīng)將它們卸下，并浸泡在規(guī)定的溶液中，當炭層 軟化后用鬃毛刷子將已軟化的炭層刷掉。特別要 指出，不準用刮刀、銼等金屬工具刮掉機件上的 炭層，以避免損壞機件。 四、爆震四、爆震 定義：混合氣爆炸性的燃燒叫做爆震。 危害： 爆震會使氣缸局部溫度急劇升高，活塞、氣門及 電嘴等機件過熱或被燒壞; 局部燃氣以很高的

52、壓力突然作用在活塞上，使曲 拐機構(gòu)承受沖擊負荷，易于損壞; 燃燒不完全，排氣管周期性地冒出黑煙; 發(fā)動機的功率減小，經(jīng)濟性變差。 燃料的抗爆性： 燃油的品級，即燃油的辛烷值：燃油的辛烷值愈 高，表示其抗爆性愈強，發(fā)動機使用這種燃油， 就不容易產(chǎn)生爆震; 反之，燃油的辛烷值愈低， 抗爆性愈差，發(fā)動機就愈容易產(chǎn)生爆震。各類發(fā) 動機采用的燃油的品級是有規(guī)定的，若使用了比 規(guī)定的燃油品級低的燃油，發(fā)動機工作時就可能 產(chǎn)生爆震。 發(fā)動機工作狀態(tài)對爆震的影響： 壓縮比：增大發(fā)動機的壓縮比，壓縮后的混合氣 的壓力增大，溫度升高，混合氣燃燒時的壓力和 溫度也隨之升高，這會加速過氧化物的形成，容 易發(fā)生爆震。所

53、以，壓縮比愈高愈容易爆震。為 了防止爆震的產(chǎn)生，現(xiàn)代航空活塞式發(fā)動機的壓 縮比一般限制在8.5以下。 進氣壓力和進氣溫度：進氣壓力和進氣溫度過高， 混合氣被壓縮后的壓力和溫度也就愈高，燃燒較 晚的那部分混合氣產(chǎn)生的過氧化物也隨之增多， 故容易產(chǎn)生爆震。 發(fā)動機工作狀態(tài)對爆震的影響： 氣缸頭溫度：氣缸頭溫度過高時，混合氣受熱程 度增大，溫度升高，產(chǎn)生的過氧化物也就增多， 故容易產(chǎn)生爆震。因此，必須保持發(fā)動機散熱良 好，以防止發(fā)動機溫度過高。所以，氣缸頭溫度 愈高愈容易爆震。 提前點火角：提前點火角過大時，發(fā)動機容易 發(fā)生爆震。這是因為混合氣邊燃燒，邊壓縮的時 間增加，混合氣的壓力和溫度升高很快，

54、過氧化 物形成得更多的緣故。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速：發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速，高的進氣壓力下， 容易產(chǎn)生爆震。所以活塞式發(fā)動機應(yīng)避免在高進 氣壓力，低的轉(zhuǎn)速下工作。 防止爆震的方法： 按規(guī)定牌號使用燃料 使用發(fā)動機時，不得使進氣壓力、進氣溫度以及 最大進氣壓力的使用時間超過規(guī)定值 發(fā)動機在小轉(zhuǎn)速工作時，不得使用大的進氣壓力 使用發(fā)動機時，注意發(fā)動機溫度不能超過規(guī)定值 防止氣缸內(nèi)部積炭 膨脹過程膨脹過程 一、膨脹過程的進行情況一、膨脹過程的進行情況 膨脹過程是燃氣膨脹推動活塞作功的過程。在這個 過程中，高溫、高壓的燃氣膨脹，推動活塞，使曲 軸旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生動力，所以，膨脹過程是使熱能轉(zhuǎn)換 為機械能的過程。 膨脹過程從活

55、塞運動到上死點時開始，到活塞行至 下死點時結(jié)束。曲軸旋轉(zhuǎn)180。 二、殘余燃燒二、殘余燃燒 如第三節(jié)所述，氣缸內(nèi)燃氣最大壓力出現(xiàn)之后到全部混 合氣燒完為止，是燃燒過程的第三階段，也稱殘余燃燒 或者燃燒過程的后燃期。 殘余燃燒一般在膨脹過程中結(jié)束，但有時也會延續(xù)到整 個排氣過程還在進行燃燒。 三、膨脹過程的壓容圖三、膨脹過程的壓容圖 (1)吸氣式發(fā)動機膨脹過程壓容圖 (2)增壓式發(fā)動機膨脹過程壓容圖 排氣過程排氣過程 一、排氣過程的進行情況一、排氣過程的進行情況 排氣過程從排氣門打開時開始，到排氣門關(guān)閉時結(jié) 束，它是指膨脹作功后的廢氣從氣缸排出的過程。 排氣過程的作用是清除氣缸中的廢氣，以便使新

56、鮮 的混合氣進入氣缸，氣缸中的廢氣排除得越多，充 填量就越大，發(fā)動機的功率就越高。 二、排氣門的早開晚關(guān)二、排氣門的早開晚關(guān) 排氣過程開始于排氣門打開時， 但排氣門不是在活塞到達膨脹行 程下死點時才突然打開的，而是 在活塞到達膨脹行程下死點之 前，即膨脹行程的后期就打開， 排氣門的關(guān)閉也延續(xù)到活塞到達 上死點之后，即下一進氣行程初 期。所以，排氣過程的曲軸轉(zhuǎn)角 大于180度。 排氣門的早開角排氣門的早開角 定義:排氣門的早開角是排氣門剛剛打開時，曲柄 與氣缸中心線之間的夾角。 排氣門要早開，應(yīng)在膨脹行程的后期打開。 排氣門早開角約為5080。 好處：排氣門早開可以盡量多地排除廢氣，盡量多 地進

57、入新鮮的混合氣，減少排氣行程中活塞所消耗 的功，從而提高發(fā)動機的輸出功率。 排氣門的早開角排氣門的早開角 開的過早，會影響膨脹行程的進行，減小輸出功率。 開得過晚，則排氣不徹底，增加活塞向上運動的阻 力，減小輸出功率。 排氣門的晚關(guān)角排氣門的晚關(guān)角 定義：排氣門的晚關(guān)角是排氣門恰好完全關(guān)閉時， 曲柄與氣缸中心線之間的夾角。 排氣門要晚關(guān)就應(yīng)在進氣行程的初期關(guān)閉。 排氣門晚關(guān)角的范圍: 2040。 好處：排氣門晚關(guān)可以盡量多地進入新鮮的混合氣; 增大新鮮混合氣的充填量，提高發(fā)動機的輸出功率。 排氣門的晚關(guān)角排氣門的晚關(guān)角 關(guān)的過早，則廢氣排氣得不徹底，就會減少進入氣 缸的新鮮混合氣的充填量，降低

58、容積效率，減少輸 出功率。 關(guān)得過晚，已進入氣缸的一部分新鮮混合氣會從排 氣門直接排入大氣，使發(fā)動機的經(jīng)濟性不好。 三、氣門同開角三、氣門同開角 定義：進氣門和排氣門同為打開狀態(tài)，曲軸旋轉(zhuǎn)的 角度叫氣門同開角或叫氣門重疊。 大小：同開角等于進氣門早開角與排氣門晚關(guān)角之 和，即同開角。 范圍：航空活塞式發(fā)動機的氣門同開角約為40 80。 三、氣門同開角三、氣門同開角 好處： 氣門同開可以增加進入氣缸新鮮混合氣的充填量 提高發(fā)動機的容積效率 增大發(fā)動機的輸出功率 也有利于氣缸的冷卻。 四、排氣過程的壓容圖四、排氣過程的壓容圖 (1)吸氣式發(fā)動機排氣過程壓容圖 (2)增壓式發(fā)動機排氣過程壓容圖 定時

59、圖定時圖 定義：用曲軸旋轉(zhuǎn)的角度來表示氣門開關(guān)和點火時定義：用曲軸旋轉(zhuǎn)的角度來表示氣門開關(guān)和點火時 刻的圖形叫定時圖?？痰膱D形叫定時圖。 功用：定時圖集中而形象地表明了發(fā)動機工作時各 個過程所歷經(jīng)的角度，它對外場維護工作有重要的 作用，根據(jù)定時圖，可以正確地安裝、調(diào)整或檢查 氣門機構(gòu)、磁電機等定時機件。 從定時圖中可以看出進氣門早開角、進氣門晚關(guān) 角、前點火角、氣門開角、排氣門晚關(guān)角。這 些角度的數(shù)值隨發(fā)動機型別的不同而不同，每一型 別的發(fā)動機都有它自己的定時圖。 進氣門打開狀態(tài)曲軸旋轉(zhuǎn)過的角度為 180。 排氣門打開狀態(tài)曲軸旋轉(zhuǎn)過的角度為 180。 進氣門和排氣門同時關(guān)閉狀態(tài)曲軸旋轉(zhuǎn)過的角度

60、為 360。 從電嘴跳火到進氣門打開曲軸旋轉(zhuǎn)過的角度為 360。 第四章第四章 航空活塞式發(fā)動機功率和經(jīng)濟性航空活塞式發(fā)動機功率和經(jīng)濟性 發(fā)動機的功率發(fā)動機的功率 發(fā)動機的經(jīng)濟性發(fā)動機的經(jīng)濟性 航空活塞式發(fā)動機的熱平衡航空活塞式發(fā)動機的熱平衡 發(fā)動機的功率發(fā)動機的功率 一、指示功率一、指示功率 示功圖示功圖 在活塞式發(fā)動機的一個實際工作循環(huán)中，氣缸內(nèi) 氣體的壓力隨氣缸容積變化的圖形叫做示功圖。 它能表示出氣缸內(nèi)的氣體在一個實際工作循環(huán)中 對活塞所作的功。 實際循環(huán)曲線實際循環(huán)曲線 活塞發(fā)動機的示功圖活塞發(fā)動機的示功圖 增壓式活塞發(fā)動機的示功圖增壓式活塞發(fā)動機的示功圖 指示功：指示功：在一次實際