航空動(dòng)力裝置概述及活塞發(fā)動(dòng)機(jī)《航空器系統(tǒng)與動(dòng)力裝置》

《航空器系統(tǒng)與動(dòng)力裝置》?精品課件合集第10

章航空動(dòng)力裝置概述及活塞發(fā)動(dòng)機(jī)10.1航空發(fā)動(dòng)機(jī)概述10.2航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類、基本組成及工作情形10.3航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)與常見(jiàn)工作狀態(tài)10.4航空活塞式動(dòng)力裝置的附件系統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)概述航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)航空噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要的性能參數(shù)包括等。指航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力與自身重量的比值，它反映了航空發(fā)動(dòng)機(jī)單位重量所產(chǎn)生的推力，該值越大，說(shuō)明同樣重量的航空發(fā)動(dòng)機(jī)能產(chǎn)生更大的推力，或說(shuō)明產(chǎn)生相同的推力航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重量就越輕。對(duì)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，常用重功比來(lái)衡量航空發(fā)動(dòng)機(jī)的：指航空發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間產(chǎn)生單位推力（功率）所消耗的燃油量，目前常用的單位是kg/（kgf·h）。：指快推油門時(shí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)推力（或功率）上升的快慢程度，通常以慢車轉(zhuǎn)速增加到最大轉(zhuǎn)速所需的最短時(shí)間來(lái)衡量；時(shí)間短，加速性好，反之則差。：指航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能隨飛行高度增加而下降的程度。：指航空發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工作條件和外界環(huán)境下，在規(guī)定的壽命期內(nèi)完成其規(guī)定性能的能力。：指航空發(fā)動(dòng)機(jī)在每1

000飛行小時(shí)中因航空發(fā)動(dòng)機(jī)本身故障引起的空中停車次數(shù)，單位為“次/1000飛行小時(shí)”。：指航空發(fā)動(dòng)機(jī)每1

000飛行小時(shí)中因航空發(fā)動(dòng)機(jī)本身的故障而造成提前更換航空發(fā)動(dòng)機(jī)的次數(shù)（不是計(jì)劃之內(nèi)的換發(fā)次數(shù)），單位為“次/1000飛行小時(shí)”。續(xù)表：指航空發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定的條件下（包括維修等級(jí)，人員技術(shù)水平與資源等），在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時(shí)，保持或恢復(fù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的能力。：航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)與早期的航空噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)常用翻修壽命和總壽命。：指新航空發(fā)動(dòng)機(jī)出廠到第一次翻修或兩次翻修之間人為規(guī)定的航空發(fā)動(dòng)機(jī)可工作時(shí)間。：主要以航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作小時(shí)數(shù)或循環(huán)次數(shù)表示。1903年，萊特兄弟完成了人類歷史上第一架有動(dòng)力、載人、穩(wěn)定、可操縱的重于空氣的飛行器的首次成功飛行。隨后約10年時(shí)間，由于人們主要探索帶動(dòng)力飛行器的操縱性和穩(wěn)定性問(wèn)題。在1937年英國(guó)人惠特爾和德國(guó)人歐海因均單獨(dú)完成了世界上首臺(tái)航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造。1939年第一架采用歐海因設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)He178試飛成功，揭開(kāi)了“噴氣時(shí)代”的序幕。20世紀(jì)50年代到60年代航空渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展達(dá)到高峰。......航空器及飛航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類、基本組成及工作情形機(jī)發(fā)展概述汽化器式航空發(fā)動(dòng)機(jī)中裝有

，燃油與空氣可在汽化器內(nèi)根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)各工作狀態(tài)所需組成足夠均勻的混合氣，然后再進(jìn)入航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中燃燒。直接噴射式航空發(fā)動(dòng)機(jī)中裝有 ，同樣可根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)各工作狀態(tài)所需，將適量的燃油直接噴入氣缸，與適量的空氣在氣缸內(nèi)形成混合氣。。。然后，冷氣冷式航空發(fā)動(dòng)機(jī)液冷式航空發(fā)動(dòng)機(jī)則卻液再將所吸收的熱量散入周圍大氣中。氣冷式航空發(fā)動(dòng)機(jī)液冷式航空發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣式航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，外界的空氣直接被吸入氣缸。增壓式航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝有增壓器，航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，空氣先經(jīng)過(guò)增壓器將壓力提高，然后再進(jìn)入氣缸。直列型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸在機(jī)匣上從前到后排列成行。按行數(shù)的多少及排列的形狀，通?？煞譃?等形式。對(duì)立型航空發(fā)動(dòng)機(jī)W型航空發(fā)動(dòng)機(jī)星型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸沿機(jī)匣的周圍均勻排列，從航空發(fā)動(dòng)機(jī)的正面看，氣缸以曲軸為中心，向外依輻射狀安裝。按氣缸的排數(shù)不同，又可分為 兩種。星型航空發(fā)動(dòng)機(jī)按使用的燃料類型劃分主要有使用 兩種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。目前廣泛使用的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)采用的燃料主要為航空汽油TAE

CENTURION

2.0發(fā)動(dòng)機(jī)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)不斷地進(jìn)行著氣體的新陳代謝，氣門機(jī)構(gòu)的作用就是控制氣門的開(kāi)啟和關(guān)閉，以保證新鮮混合氣（或空氣）在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)進(jìn)入氣缸，和保證燃燒做功后的廢氣適時(shí)地從氣缸中排出。大功率的航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)一般還安裝有 。曲拐機(jī)構(gòu)氣門機(jī)構(gòu)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是通過(guò)氣體的膨脹來(lái)實(shí)現(xiàn)的。的理想循環(huán)就是奧托循環(huán)。的理想循環(huán)就是狄賽爾循環(huán)。奧托循環(huán)狄賽爾循環(huán)根據(jù)奧托循環(huán)和狄賽爾循環(huán)，航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)，是一次接一次地將燃油燃燒后放出的 的。四行程航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理：使氣缸內(nèi)充滿新鮮混合氣。進(jìn)氣行程開(kāi)始時(shí)，活塞位于上死點(diǎn)，進(jìn)氣門打開(kāi)，排氣門關(guān)閉。：對(duì)氣缸內(nèi)的新鮮混合氣進(jìn)行壓縮，為混合氣燃燒后膨脹做功創(chuàng)造條件。壓縮行程開(kāi)始時(shí)，活塞位于下死點(diǎn)，進(jìn)、排氣門都關(guān)閉著。：使燃油的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。膨脹行程開(kāi)始時(shí)，活塞位于上死點(diǎn)，進(jìn)氣門和排氣門仍然關(guān)閉著。：將廢氣排出氣缸，以便再次充入新鮮混合氣。排氣行程開(kāi)始時(shí)，活塞位于下死點(diǎn)，排氣門打開(kāi)，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉著。排氣行程結(jié)束后，又重復(fù)進(jìn)行進(jìn)氣行程、壓縮行程……從進(jìn)氣行程開(kāi)始到排氣行程結(jié)束，活塞運(yùn)動(dòng)了4個(gè)行程，完成了一個(gè)工作循環(huán)。：五缸星型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情形水平對(duì)置六缸航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情形航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)與常見(jiàn)工作狀態(tài)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，首先由燃油燃燒釋放出熱能，此熱能通過(guò)活塞的移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。1）進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣溫度某吸氣式航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣情形某增壓式航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣情形進(jìn)氣壓力表與燃油流量表轉(zhuǎn)數(shù)表燃油在燃燒時(shí)，首先必須與空氣組成混合氣，而表示混合氣成分的就是混合氣余氣系數(shù)，它是指。，即α＜1時(shí)，有L實(shí)＜L理，說(shuō)明實(shí)際投入燃燒的空氣量小于理論所需空氣量，燃燒后氧氣不足，燃油多余，燃油得不到完全燃燒，這種混合氣稱為富油混合氣。若余氣系數(shù)比1小得越多，混合氣越富油，燃油完全燃燒程度越低。，即α＞1時(shí)，有L實(shí)＞L理，顯然，這種混合氣中燃油均能完全燃燒，而氧氣有富余，這種混合氣叫貧油混合氣，若余氣系數(shù)比1大得越多，混合氣就越貧油。，即α＝1時(shí)，有L實(shí)＝L理，說(shuō)明實(shí)際提供的空氣量正好滿足燃油完全燃燒的要求，燃燒后，既無(wú)多余的氧氣，也無(wú)多余的燃油，這種混合氣叫理論混合氣。氣缸頭溫度表和排氣溫度表。，對(duì)吸氣式航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)增壓式航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)高度大于或小于額定高度時(shí)，有效功率都要減小?；蜏囟鹊母叩椭饕绊懙氖呛娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，機(jī)械傳遞過(guò)程中能量的損失情況。航空發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)消耗的燃油重量，叫燃油消耗量，用 表示，單位是kg/h。當(dāng)兩臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出同樣功率時(shí)，燃油消耗量小的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，顯然比燃油消耗量大的航空發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)。試驗(yàn)證明，當(dāng)混合氣的余氣系數(shù)接近于 （α＝1.05～1.10）時(shí)，燃油燃燒最完全，熱損失最小，燃油消耗率也就最小。對(duì)吸氣式航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，隨著飛行高度的增加，燃油消耗率是增大的；而對(duì)增壓式航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，在額定高度上飛行時(shí)，燃油消耗率是最小的，當(dāng)高度大于或小于額定高度時(shí)，燃油消耗率都要增加。當(dāng)滑油溫度保持為某一適當(dāng)范圍內(nèi)，燃油消耗率最小，而當(dāng)溫度升高或減小時(shí)，燃油消耗率都會(huì)增加。。反之，加速性就越好。加速時(shí)，當(dāng)企圖很快地增加航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及功率而猛推油門時(shí)，由于空氣與燃油慣性的差異，會(huì)造成氣缸內(nèi)混合氣嚴(yán)重的貧油。：航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在地面用最大進(jìn)氣壓力和最大轉(zhuǎn)速工作的狀態(tài)。：在設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的基準(zhǔn)工作狀態(tài)。額定功率比最大功率通常小10%～20%，額定轉(zhuǎn)速比最大轉(zhuǎn)速小100～200

r/min。：飛機(jī)作巡航飛行時(shí)，航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的工作狀態(tài)。巡航工作狀態(tài)包括最大航程巡航工作狀態(tài)和最長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間巡航工作狀態(tài)。慢車工作狀態(tài)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在地面以的狀態(tài)。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際使用中，如果混，經(jīng)濟(jì)性變差，氣缸頭溫度降低，航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)。壓縮過(guò)程中，如果在電嘴跳火花以前，混合氣溫度已達(dá)到著火溫度，混合氣就要自行燃燒。這種發(fā)生在點(diǎn)火以前的自燃現(xiàn)象叫早燃。引起早燃的 主要是 。：在一定的條件下，氣缸內(nèi)混合氣的正常燃燒遭到破壞，在未燃混合氣的局部地區(qū)出現(xiàn)具有爆炸性的燃燒現(xiàn)象，叫作 。爆震發(fā)生后，氣缸內(nèi)局部溫度急劇升高。爆震產(chǎn)生的 是。爆震示意圖以下幾點(diǎn)：按規(guī)定使用燃油，切忌使用辛烷數(shù)和級(jí)數(shù)低于規(guī)定值的燃油，向油箱加油時(shí)必須檢查所加油料是否符合規(guī)定。操縱使用航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，不可使進(jìn)氣溫度過(guò)高；同時(shí)應(yīng)按規(guī)定使用進(jìn)氣壓力，使用最大進(jìn)氣壓力的時(shí)間不超過(guò)規(guī)定。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在小轉(zhuǎn)速工作時(shí)，不應(yīng)使用大的進(jìn)氣壓力，以免燃?xì)鈮毫^(guò)高發(fā)生爆震。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)溫度不能過(guò)高，尤其不能超過(guò)規(guī)定值。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在大功率狀態(tài)工作的時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。。防（5）避免航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)積炭，止積炭，應(yīng)使混合氣不要過(guò)富油。航空活塞式動(dòng)力裝置的附件系統(tǒng)：向航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)供給適量的燃油，并促使燃油霧化、汽化，以便與空氣均勻地混合，組成混合比適當(dāng)?shù)幕旌蠚?，滿足航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工作情況下的需要。：注意：加油時(shí)應(yīng)防止加錯(cuò)油。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃油選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)打開(kāi)，停車后應(yīng)關(guān)閉。油門桿、混合比桿使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按飛行手冊(cè)的規(guī)定，操縱動(dòng)作應(yīng)柔和。飛行中，應(yīng)密切注意汽油壓力表（或燃油流量表）以及排氣溫度表（或氣缸頭溫度表）的指示，了解航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的使用情況。：按規(guī)定的氣缸點(diǎn)火次序，適時(shí)地產(chǎn)生高強(qiáng)度的電火花，點(diǎn)燃混合氣。點(diǎn)火系統(tǒng)由磁電機(jī)、電嘴、磁電機(jī)開(kāi)關(guān)、高壓導(dǎo)線等組成。磁電機(jī)由外殼、磁鐵轉(zhuǎn)子、軟鐵架、軟鐵心、線包（包括一級(jí)線圈和二級(jí)線圈）、斷電器、電容器和分電器等組成。電嘴的作用是將磁電機(jī)或起動(dòng)線圈產(chǎn)生的高壓電經(jīng)高壓導(dǎo)線輸送來(lái)以后，在中央極與旁極之間的間隙（叫電嘴間隙）處產(chǎn)生電火花，從而點(diǎn)燃混合氣。磁電機(jī)開(kāi)關(guān)安裝在座艙內(nèi)，是用來(lái)控制磁電機(jī)產(chǎn)生或不產(chǎn)生高壓電的部件，它由外殼、轉(zhuǎn)柄和刻度盤等組成。：借轉(zhuǎn)速較大的旋轉(zhuǎn)機(jī)件（如曲軸等），將滑油潑濺到摩擦面上去的潤(rùn)滑方式。：滑油經(jīng)油泵加壓后，沿專門的油路流至各摩擦面上去的潤(rùn)滑方式。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)；。潤(rùn)滑系統(tǒng)通常由等組成。滑油溫度的高低要影響到滑油黏度的大小，從而影響到航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的正常潤(rùn)滑。：用來(lái)降低滑油溫度，使之保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。散熱片用來(lái)增大散熱空氣與氣缸外壁的接觸面積，當(dāng)空氣流過(guò)氣缸周圍時(shí)，熱量即經(jīng)散熱片隨氣流散走。當(dāng)空氣流過(guò)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，氣缸前部壁面直接與空氣相接觸，散熱情況較好，而氣缸后部壁面背著氣流，散熱不良，為了保證氣缸前后壁面散熱比較均勻，在氣缸周圍裝有導(dǎo)風(fēng)板，同時(shí)，導(dǎo)風(fēng)板還可以減少氣缸后面的渦流，從而減小航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的迎面阻力。整流罩外部呈流線型，內(nèi)部入口呈擴(kuò)散形，因而它可以減少或消除航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)后面的渦流和氣流分離現(xiàn)象，減小飛行阻力。散熱空氣的流動(dòng)情形航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩及魚鱗板氣缸頭溫度的高低，取決于氣缸內(nèi)燃?xì)鈧鹘o氣缸壁的熱量和散熱空氣所能帶走的熱量。。地面試車時(shí)，飛機(jī)沒(méi)有前進(jìn)速度，航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)完全靠螺旋槳打來(lái)的空氣進(jìn)行散熱。起飛與爬高時(shí)，航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)使用轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力較大，而飛機(jī)前進(jìn)速度又較小，氣缸頭溫度易于過(guò)高。下滑與著陸時(shí)，航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)使用的轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力較小，而前進(jìn)速度又較大，氣缸頭溫度易于過(guò)低。要使航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速太小，汽化器或壓力油泵還不能供給所需的混合氣，磁電機(jī)也不能產(chǎn)生足夠的高壓電。起動(dòng)前注油要適量。扳轉(zhuǎn)螺旋槳應(yīng)按規(guī)定。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)后30

s內(nèi)，如滑油壓力達(dá)不到規(guī)定的數(shù)值，應(yīng)立即關(guān)車，并查明原因。發(fā)生汽化器回火、放炮時(shí)，應(yīng)連續(xù)短促地前后活動(dòng)油門桿，嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)立即停車檢查。。當(dāng)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)由于過(guò)富油而不爆發(fā)時(shí)，可將油門桿推向前，待航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)后再迅速拉回。起動(dòng)時(shí)，拉、壓起動(dòng)操縱開(kāi)關(guān)，應(yīng)平穩(wěn)迅速，以保證接觸良好； 。起動(dòng)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照起動(dòng)條例和規(guī)定的口令、信號(hào)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。螺旋槳的：螺旋槳旋轉(zhuǎn)平面和槳葉弦線構(gòu)成的夾角。：槳葉迎角（又稱迎角）是槳葉弦線和相對(duì)風(fēng)的夾角。槳葉角槳葉攻角與槳葉角：螺旋槳的效率是螺旋槳的推進(jìn)功率（螺旋槳拉力乘以飛行速度）和提供給螺旋槳的軸功率之比。當(dāng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)通過(guò)空氣時(shí)，類似于飛機(jī)機(jī)翼產(chǎn)生升力原理一樣，在槳葉的葉背部即螺旋槳前面將會(huì)產(chǎn)生低壓區(qū)。產(chǎn)生拉力的大小取決于：螺旋槳效率與迎角的關(guān)系空氣流過(guò)螺旋槳綜合示意圖航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸帶動(dòng)螺旋槳不斷旋轉(zhuǎn)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的情況，是由螺旋槳軸的旋轉(zhuǎn)力矩和螺旋槳的阻力力矩的大小來(lái)確定的。螺旋槳變距需要變距動(dòng)力，，。順槳與正常飛行時(shí)槳葉角位置對(duì)比螺旋槳順槳（正面視圖）正/負(fù)槳葉角由于螺旋槳是變大距還是變小距，主要取決于變距機(jī)構(gòu)油路的連通情況，而油路的連通情況，就是 的。