無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)課件：活塞發(fā)動(dòng)機(jī)

活塞發(fā)動(dòng)機(jī)類型1工作原理3結(jié)構(gòu)組成2

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)至今20世紀(jì)40年代20世紀(jì)30年代第一臺(tái)重75kg，功率12hP?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)+螺旋槳的組合成為飛機(jī)固定的推進(jìn)模式。

飛機(jī)性能迅猛發(fā)展，速度達(dá)到700～800km/h，高度達(dá)到10000m以上。諸多原因決定了活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)+螺旋槳的推進(jìn)模式的終結(jié)。由于造價(jià)低、易于維修等優(yōu)點(diǎn)仍用于一些初級(jí)教練機(jī)和小型運(yùn)輸機(jī)上，多為氣冷式小功率活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史國(guó)外

美國(guó)的“輝光”無(wú)人機(jī)的動(dòng)力裝置就采用了萊康明公司生產(chǎn)的0-235-C型四缸對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。

俄羅斯蘇霍伊設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)的蘇-49初級(jí)教練機(jī)安裝有一臺(tái)M-9F型9缸氣冷活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，功率420hp。國(guó)內(nèi)

我國(guó)現(xiàn)役運(yùn)5、運(yùn)5B、初教6飛機(jī)上的動(dòng)力裝置均為活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。西北工業(yè)大學(xué)研制的輕型近距無(wú)人戰(zhàn)術(shù)偵察機(jī)ASN-206?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)人戰(zhàn)術(shù)偵察機(jī)

可用于晝夜空中偵察、戰(zhàn)場(chǎng)偵察、目標(biāo)定位、炮火定位、邊境巡邏、核輻射取樣、空中攝影和探礦以及電子戰(zhàn)等。該型無(wú)人機(jī)動(dòng)力裝置為一臺(tái)水平對(duì)置、氣冷、四缸、二行程、功率為51hp的HS700型活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。ASN-206

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)1.類型二行(沖)程發(fā)動(dòng)機(jī)四行(沖)程發(fā)動(dòng)機(jī)只是在過(guò)去的少數(shù)飛機(jī)上采用過(guò)。目前使用的全部航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。.1活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的類型與結(jié)構(gòu)②按形成混合氣方式分：汽化器式、直接噴射式①按所用燃料分：輕油、重油（1）四行程的類型1.類型汽化器式燃油系統(tǒng)簡(jiǎn)圖直接噴射式燃油系統(tǒng)簡(jiǎn)圖③按混合氣著火方法分：點(diǎn)燃式、壓燃式④按冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)方法分：氣冷式、液冷式（1）四行程的類型4.1.2活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)

氣冷式液冷式⑤按汽缸排列方式分：直列型、星型（1）四行程的類型H型X型直立型

對(duì)立型

V型W型1.類型星型

單排雙排③按混合氣著火方法分：點(diǎn)燃式、壓燃式②按形成混合氣方式分：汽化器式、直接噴射式①按所用燃料分：輕油、重油④按冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)方法分：氣冷式、液冷式⑤按汽缸排列方式分：直列型、星型⑥按空氣進(jìn)入汽缸前是否增壓分：吸氣式、增壓式（1）四行程的類型1.類型星型、單排、九汽缸、氣冷式的四行程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)2.結(jié)構(gòu)組成①氣門機(jī)構(gòu)②氣缸③活塞④曲軸⑤連桿⑥機(jī)匣①氣門機(jī)構(gòu)：由曲軸帶動(dòng)，按照氣缸的工作次序，控制進(jìn)、排氣門適時(shí)地打開(kāi)和關(guān)閉。凸輪盤氣門彈簧氣門推筒推桿搖臂②氣缸：燃油和空氣組成的混合氣進(jìn)行燃燒的地方。散熱片進(jìn)氣口電嘴孔冷氣嘴孔氣缸頭氣缸筒排氣口電嘴：適時(shí)高壓放電，點(diǎn)燃汽缸中的新鮮混合氣。電嘴亦稱為火花塞。電嘴孔中央極旁極電嘴間隙氣缸排列次序螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向③活塞：用來(lái)承受混合氣燃燒后所產(chǎn)生的壓力，在氣缸內(nèi)來(lái)回移動(dòng)作功?；钊麧q圈活塞銷④曲軸：支承在機(jī)匣內(nèi)，把活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)和其它附件工作。⑤連桿：連接活塞和曲軸，來(lái)回傳遞活塞和曲軸的運(yùn)動(dòng)。副連桿主連桿⑥機(jī)匣：用來(lái)安裝氣缸、支承曲軸，并將所有的機(jī)件連接起來(lái)，構(gòu)成一臺(tái)完整的發(fā)動(dòng)機(jī)。支承螺旋槳軸、減速器等附件支承曲軸、固定氣缸和部分氣門機(jī)構(gòu)的零件連接發(fā)動(dòng)機(jī)架、安裝增壓器和進(jìn)氣管安裝附件、附件傳動(dòng)機(jī)構(gòu).2工作原理及輔助系統(tǒng)上死點(diǎn)：活塞頂面距曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置。1.工作原理**術(shù)語(yǔ)

下死點(diǎn)：活塞頂面距曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的位置。**術(shù)語(yǔ)活塞行程：上死點(diǎn)與下死點(diǎn)之間的距離。**術(shù)語(yǔ)**術(shù)語(yǔ)**活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理進(jìn)氣行程壓縮行程膨脹行程排氣行程混合氣中汽油和空氣的比例為：

1/15即燃燒1kg的汽油需要15kg的空氣。

進(jìn)氣行程

活塞運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)時(shí)，燃燒室內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)增加到10個(gè)大氣壓，溫度增加到400oC左右。壓縮行程壓縮比：活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比

5～8混合氣被壓縮的程度膨脹行程燃燒時(shí)間：約0.015s速度：約30m/s壓強(qiáng)：60～75個(gè)大氣壓溫度：2000～2500oC局部溫度：3000～4000oC燃?xì)鉀_擊力：15000kg

在慣性作用下，曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，使活塞由下死點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，絕大部分的廢氣已被排出。排氣行程全過(guò)程為一個(gè)循環(huán)——

“熱循環(huán)”

熱能機(jī)械能帶動(dòng)螺旋槳

進(jìn)氣行程壓縮行程膨脹行程排氣行程

進(jìn)氣行程壓縮行程膨脹行程排氣行程發(fā)動(dòng)機(jī)功率發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)氣的多少；壓縮程度的大小；燃燒是否完善；膨脹是否充分；排氣是否干凈等。（1）理想工作循環(huán)四行程：進(jìn)氣、壓縮、膨脹、排氣五過(guò)程：進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣理想工作過(guò)程：無(wú)摩擦、無(wú)熱交換、燃燒和放熱都不需要耗費(fèi)時(shí)間。0―1：進(jìn)氣過(guò)程1―2：壓縮過(guò)程2―3：燃燒過(guò)程3―4：膨脹過(guò)程4―1―0：排氣過(guò)程

等容排氣、等壓排氣等壓進(jìn)氣絕熱壓縮等容燃燒絕熱膨脹理想工作過(guò)程壓容圖（1）理想工作循環(huán)**二沖程的工作原理壓縮混合氣進(jìn)氣點(diǎn)火燃燒排氣換氣孔進(jìn)氣孔排氣孔火花塞

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比較，其主要優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)如下：

優(yōu)點(diǎn)：1）曲軸每轉(zhuǎn)一周就有一個(gè)作功行程，因此，當(dāng)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作容積和轉(zhuǎn)速與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同時(shí)，在理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍。

2）由于發(fā)生作功過(guò)程的頻率較高，故二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。

3）由于沒(méi)有專門的換氣機(jī)構(gòu)，所以其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，質(zhì)量也比較小。

4）由于附屬機(jī)構(gòu)少，所以受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量也比較少

缺點(diǎn)：1）不易將氣缸內(nèi)的廢氣排除干凈，而且在換氣時(shí)減少了有效工作行程。因此，在同樣的工作容積和曲軸轉(zhuǎn)速下，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率并不等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍，只等于1.5~1.6倍。

2）在換氣時(shí)有一部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，因此，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)不如四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)。**螺旋槳活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)不能單獨(dú)驅(qū)動(dòng)飛機(jī)，它必須通過(guò)曲軸驅(qū)動(dòng)螺旋槳才能使飛機(jī)運(yùn)動(dòng)，因此活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)需要與螺旋槳一起才能構(gòu)成飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)。燃油系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)起動(dòng)系統(tǒng)2.輔助系統(tǒng)

功用：儲(chǔ)存燃油和向發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)供油。供油過(guò)程中，將燃油霧化并與空氣均勻摻混成為新鮮混合氣之后，供入汽缸。

功用：產(chǎn)生高壓電，并將高壓電依次接通各個(gè)汽缸的電嘴，使電嘴產(chǎn)生電火花，將汽缸中的新鮮混合氣點(diǎn)燃。