发动机原理(第2章进气道)
发动机原理第2章(尾喷管)
尾喷管性能参数
01
02
03
尾喷管出口压力
尾喷管出口压力是衡量尾 喷管性能的重要参数，它 决定了发动机的推力大小。
尾喷管出口温度
尾喷管出口温度反映了发 动机的燃烧效率，对飞机 性能和安全性有重要影响。
尾喷管扩散角
尾喷管扩散角的大小决定 了发动机的推进效率，扩 散角过大会导致推进效率 降低。
尾喷管性能测试
优化措施
优化措施包括改进尾喷管的形状、结 构和材料，以及调整发动机的燃烧室 和供油系统等，以达到优化尾喷管性 能的目的。
04 尾喷管应用与发展
尾喷管应用场景
航空领域
尾喷管在航空领域中应用广泛，主要用于控制飞机的起飞、 降落和飞行过程中的推力。不同类型的飞机和发动机需要 不同设计和性能的尾喷管。
航天领域
在航天领域，尾喷管用于控制火箭和航天器的发射、推进 和着陆。尾喷管的设计必须非常精确，否则可能会导致失 败。
汽车领域
一些高性能的汽车发动机也会使用尾喷管来提高发动机的 效率和性能。例如，一些赛车和运动型车辆会使用可变尾 喷管来提高加速和最高速度。
尾喷管技术发展
01
材料技术
随着材料科学的发展，尾喷管制造材料也在不断进步。现代的尾喷管通
新材料应用
随着新材料技术的不断发展，未来可能会出现更轻、更强、更耐高温的新型材料，用于制 造尾喷管。这些新材料可能会带来更优的性能和更长的使用寿命。
05 尾喷管案例分析
案例一：某型发动机尾喷管改进
总结词：技术升级
详细描述：某型发动机尾喷管在性能和效率方面存在不足，通过采用先进的材料 和设计理念，对尾喷管进行了技术升级和改进，提高了发动机的整体性能。
常由耐高温、耐腐蚀的合金制成，以确保其可靠性和寿命。
汽车进气工作原理
汽车进气工作原理
汽车进气工作原理是指汽车引擎通过吸入空气进行燃烧产生动力的过程。
具体来说，汽车的进气系统主要包括空气滤清器、进气管道、节气门和进气歧管等部件。
首先，空气通过车辆前部的进气口进入空气滤清器。
空气滤清器的作用是过滤空气中的尘埃、颗粒物和其他杂质，确保进入引擎的空气质量良好。
过滤器之后，空气经过进气管道进入引擎。
在行驶过程中，车辆前进的速度和引擎转速都会影响到进气系统的工作。
当车辆以较低速度行驶时，进气管道内的气流速度较慢，空气会以较低的速度流入引擎。
而当车辆以较高速度行驶时，进气管道内的气流速度较快，空气会以较高的速度流入引擎。
进入引擎后，空气经过节气门的控制进入汽缸内。
节气门是位于进气管道中一道可以调节气流量的闸门，它的开启和关闭受到驾驶员对油门的控制。
当驾驶员踩下油门时，节气门会打开，使得气流量增加，引擎产生更多的动力。
当油门松开时，节气门会关闭，减少气流量，减小引擎的负荷。
最后，进入汽缸内的空气与燃油混合后，被压缩并点燃。
燃烧产生的能量将转化为活塞的运动，推动曲轴转动，从而驱动汽车前进。
总体而言，汽车的进气系统通过控制空气的流动量和速度，使
得引擎可以获得足够的氧气来进行燃烧。
进气系统的设计和优化可以提高引擎的效率和动力输出，从而提升汽车的性能。
航空发动机部件-进气道
➢混合式：混合式超音速进气道由外压式和内压式 组成。超音速气流在进气道以外压缩后, 仍然是 超音速, 再进入进气道以内继续压缩, 通过喉部 或扩张段中的正激波转变为亚音速。
➢由于混合式超音速进气道兼有外压式和内压式 进气道的优点, 飞行马赫数大于2.0 的飞机上 很多采用混合式进气道。
亚音速进气道性能参数
➢3.空气流量
➢单位时间流入进气道的空气质量称为空气流量。 ➢单位是:公斤／秒。
qm,a AV K
po* T0*
A0q(Ma)
➢影响流量的因素有: 大气密度, 飞行速度和 压气机的转速。
➢大气密度越高, 进入发动机的空气流量越多,而大 气密度受大气温度和飞行高度的影响
➢流动损失：当大气温度和飞行速度一定时，流动 损失大，冲压比低；
➢飞行速度：当大气温度和流动损失一定时，飞行 速度大，冲压比高；
➢大气温度：当飞行速度和流动损失一定时，大气 温度高，冲压比低。
• 大气温度是随着飞行高度而变化的。
• 当飞行速度和流动损失一定时，在对流层内, 随着飞 行高度的增高, 大气温度下降, 所以冲压比上升；
➢ 大气温度越高, 则空气的密度越低； ➢ 飞行高度越高, 空气的密度也越低；
➢飞行速度越大, 则进入发动机的空气流量也越多;
➢压气机转速越高, 进入发动机的空气流多。
• 4.流量系数
• 进气道远前方截面的面积与进气道唇口处的面 积的比值为流量系数。
•
i
AO Ai
• 进气道流量系数的变化规律
• 当V=0，Ma=0时，i
发动机原理-第二章 发动机的换气过程
第二章 发动机的换气过程一。
五个角度：1.进气提前角α：从进气门打开到上止点这段曲轴转角(0～40 oCA)。
目的：活塞下行时有足够大的开启面积，新鲜工质可以顺利流入气缸。
2.进气门迟闭角β：从下止点到进气门关闭(40～70 oCA) 。
目的：利用高速气流的惯性，在下止点后继续充气，以增加进气量。
3.排气提前角γ：从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角称为，一般为30º~80ºCA。
目的：①在活塞上行时排气门有足够大的开启面积；②减小活塞上行时的阻力。
4.排气迟闭角δ：从上止点到排气门完全关闭这段曲轴转角（10～350CA ） 目的：利用高速气流的惯性排除废气。
.5.叠开角：进、排气门同时开启时对应的曲轴转角，一般为20º～80º曲轴转角。
在增压发动机可达80º~160º的曲轴转角。
因其进气压力高。
目的：由于进气管、气缸、排气管互相连通，可以利用气流的压差、惯性或进、排气管压力波的帮助，清除残余废气，增加进气量，降低高温零件的温度，但注意不应产生废气倒流现象。
二，换气过程：⑴自由排气阶段：排气门开启到气缸压力接近了排气管压力的这一时期 ⑵超临界状态： 排气门开启时，气缸内废气压力较高（0.2~0.5Mpa ）， 通过排气门口废气的流速等于该状态下的音速（m/s ）在超临界排气时期①废气流量与排气管内压力pr 无关，只与气缸内的气体状态及气门开启截面积有关②因排气流速甚高，在排气过程中伴有刺耳的噪声，所以排气系统必须装有消声器。
⑶亚临界状态：当时，排气流动转入亚临界状态，废气流速降低，产生的噪音较小。
特征：排出的废气量决定于气缸内及排气管内的压力差。
压力差越大排出废气越多。
当到某一时刻 ，自由排气阶段结束（一般下止点后10º~30º曲轴转角）。
此阶段虽然历程很短，但因排气流速甚高，排出废气量达60%以上。
⑷高速发动机：高速发动机其排气提前角要大一些：在自由排气阶段中，排出的废气量与发动机转速无关。
飞机发动机基础知识—发动机原理
1.1.2 发动机原理
气体连续方程
将质量守恒方程应用于运动流体所得到的数学关系为连续方程，一维定常流积分 形式的连续方程为：
— 密度 c — 速度
A— 面积 一、基础知
识
不可压缩流体在管道流动时，管道任一横截面处的流速与该截面积成反比。截面 积增加、 流速减少。
1.1.2 发动机原理
能量形式
式中：
ma = 通过发动机的空气质量流量； An = 喷口面积；p5 = 喷口排气静压； p0= 环境空气静压 。
PS：但是，绝大多数工作状态
下，气体在发动机中都是完全
膨胀的，P5=P0，且这一项数值 太小，所以忽略不计。
1.1.2 发动机原理
2. 总推力 总推力是指当飞机静止时发动机产生的推力，如起飞前。
② 在燃烧室中空气和燃油混合燃烧，温度和体积增加，现代燃烧室出口温度大约1300℃（3）。 ③ 燃气离开燃烧室通过涡轮，压力、温度下降，体积增加，在涡轮导向器（4）中速度增加，在涡轮转子
中速度减小。 ④ 燃气离开涡轮通过喷管，压力和温度继续减少，速度增加，排入大气（5）。
1.1.2 发动机原理
① 绝热压缩过程，在进气道、压气机中进行（0-1-2）； ② 等压加热过程，在燃烧室中进行（2-3）； ③ 绝热膨胀过程，在涡轮、喷管中进行（3-4-5）； ④ 定压放热过程，在大气中进行（5-0）。
循环发动机。
✓ 发动机内外都不留下其他任何变化——循环发动机； ✓ 但是循环发动机除了从外界吸热，还必须向外界排热，才能回到起始状态，即外
界必须发生变化。
• 不可能不付代价地把热量从低温物体传输到高温物体。
✓ 高温物体向低温物体传热是自发的、无条件的； ✓ 低温物体向高温物体传热是有条件、必须以消耗外界输入的功为代价的。
第二章 发动机的换气过程
原理。
件（如排气门）热负荷低。
重叠角过大，气门易碰活塞， 使得活塞上气门凹坑过深，破坏
了进气涡流和燃烧，同时加重增
压器的负担。
排气迟闭
排气提前
四冲程发动机配气相位
一般柴油机为20～50 °CA，增压柴油机为80 °～50 °CA 。
3）重叠角对汽油机的影响： 大多数汽油机吸入的新鲜工质是可燃混合气，过大重叠
塞下行时气门具有较大的流通截
面积（一般提前角为10°～
40°CA）。 2）进气门迟闭： 充分利用气
进气门开
流惯性继续充气（一般迟闭角为
40°～ 70°CA）。
迟闭角
进气门提前与迟闭
3）迟闭角的选择： （1）转速升高，气流惯性大， 迟闭角也应增大；
进气提前
排气迟闭
（2）迟闭角不宜过大，否则
低速时部分新鲜工质会被压出气 缸，不仅影响发动机动力性，柴 油机还会因此起动困难。
门升程，实现快速开与闭。
4）改善气道动力性：光滑壁面、圆弧过度、并使气门 升起后远离壁面。 5）高速柴油机采用较小的S/D。
2、进气终了气体温度 Ta ： Ta 越大，气体密度越小，
充量系数也越小（增压发动机进气中冷）。
3、残余废气系数γ： 残余废气越多，充量系数也就越小； 同时，废气越多，还会使燃烧恶化，降低发动机的经济性和 排放性。 排气系统阻力越大、排气终了压力也越大，残余废气 量也就越多。但是，适当量的残余废气可以改善发动机的 排放性能。 4、压缩比 c： 压缩比大，余隙相对容积减少，废气残余 量就减少，充量增大。 5、合适的配气相位
二、废气残余系数γ：
定义： 进气过程结束时气缸内残余废气质量与进入气缸 的新鲜空气质量之比。
发动机原理每章思考题与习题
第二章思考题与习题2-1 内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类？表示动力性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？表示经济性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？2-2 怎样求取发动机的指示功率、有效功率、平均指示压力和平均有效压力?2-3 机械效率的定义是什么?2-4 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别?2-5 充量系数的定义是什么? Φc的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏？2-6 试推导由吸入的空气量来计算平均有效压力的解析式及升功率的解析式，并分析提高发动机升功率的途径。
2-7 影响be的因素有哪些？降低be的途径有哪些？2-8 过量空气系数Φa的定义是什么？在实际发动机上怎样求得?2-9 内燃机的机械损失由哪些部分组成?详细分析内燃机机械损失的测定方法，其优、缺点及适用场合。
2-10 要设计一台六缸四冲程高速柴油机，设平均指示压力Pmi＝0.85 MPa，平均机械损失压力Pmm=0.15 MPa，希望在2000r／min时能发出的功率为73.5kW。
1)为将活塞平均速度控制在8m／s，缸径行程比取多大合适？2)为使缸径行程比为1：1.2，缸径与行程取多大?2-11 有一台6135Q－1柴油机，D×S＝135mm×140 mm，6缸，在2200r／min时，发动机发出的有效功率为154kW。
be＝217g／(kW·h)。
1) 求发动机的Pme、Ttq、和ηet。
2) 当ηm＝0.75时，试求bi、ηit、Pi和Pm的值。
3) 当ηit、Φc、Φa均未变，ηm由0.75提高到0.8，此时PL、Pe和be的值。
4) 若通过提高Φc使Pe提高到160kW，而ηit、Pm均未变化，则Pi、ηm、be值是多大?5) 通过以上计算，你可以得出哪些结论?第三章思考题与习题3-1 研究理论循环的目的是什么?柴油机的理论循环与实际循环有何区别？3-2 试推导混合加热理论循环热效率的表达式。
汽车发动机的工作原理图解
活塞
排气门关闭
作功终了：温度 1500~1700 K， 压 力300~500 kPa
4·排气行程
作用：
进气门关闭
排出膨胀做功后的废气
过程：
排气门开启，进气门仍然
关闭，活塞从下止点向上 止点运动，曲轴转动 180°。排气门开启时， 燃烧后的废气一方面在汽 缸内外压差作用下向缸外 排出，另一方面通过活塞 的排挤作用向缸外排气
3·作功行程
作用：
进气门关闭
燃烧高温高压气体膨胀做功
过程：
当活塞接近上止点时，由
火花塞点燃可燃混合气， 混合气燃烧释放出大量的 热能，使汽缸内气体的压 力和温度迅速提高高温高 压的燃气推动活塞从上止 点向下止点运动，并通过 曲柄连杆机构对外输出机 械能。
瞬时最高：温度 2200~2800 K， 压 力3~5MPa
排气门
吸气行程
压缩行程 作功行程
排气行程
瞬时：温度 1800~2200K压力
喷油泵
5~10 MPa
二·二冲程汽油机的工作原理
火花塞 换气孔
压缩混合 气
排气孔
点火燃烧
曲轴箱
进气孔
进气
排气
压缩
进气
燃烧
排气
过程： 活塞向上运动，将三排孔都关闭，活塞上部开始压缩，当活塞
继续上时，活塞下方打开了进气孔，可燃混合气进入曲轴箱，活塞接 近上止点时，火花塞点燃混合气，气体燃烧膨胀，推动活塞向下运动 ，进气孔关闭，曲轴箱内的混合气受到压缩，当活塞接近下止点时， 排气孔打开，排出废气，活塞再向下运动，换气孔打开，受到压缩的 混合气便从曲轴箱经进气孔流入气缸内，并扫除废气。
排气门打开
活塞
残余废气
汽车发动机的进排气原理(配气相位和充气效率定义及分析)
长安大学汽车学院曹建明
第二章 发动机的换气过程
重量比 容积比 燃料 1 1 液态 空气 15 1000 气态 燃料受机械控制，容易加入。而汽缸容积就那么大，要想多加空气就要困 难得多。因此，对发动机换气过程的研究就显得尤为重要了。 燃烧是做功之本。 燃烧需要空气与燃料。
§2-1 四冲程发动机的换气过程
（三） 排气提前角 o
― 28 ―
《发动机原理》
长安大学汽车学院曹建明
o v ，
V1 V4
其中－后期膨胀比。
考虑经济性，在排气损失最小的前提下，尽量减小排气提前角。
（四） 气门叠开角 i , o
i , o 缸内气体易倒流进气管； i , o p r ， Ta v
（三） 进气道
― 27 ―
《发动机原理》
长安大学汽车学院曹建明
转弯半径 R， 表面光洁度， 各管口与垫片孔口对中 流动阻力 v 设计时还要考虑组织进气涡流。
（四） 空气滤清器
通道面积，除尘效果 流动阻力 v 经常清洗，更换纸芯。 喉口截面积 流动阻力 v ，但雾化效果 。 解决这对矛盾，采用双喉口。小喉口：雾化；大喉口：进气。
v
进气状态：非增压：空气滤清器后进气管内的气体状态, 通常取为当地的大气 状态。 增 压：增压器出口状态。 严格地说，充气效率应为
v
实际进入汽缸的新鲜充量 以标准大气状态充满汽缸工作容积的新鲜充量
更合理。这样，在后面将要讲到的大气修正中，不同的压力和温度下进气量的 比值就等于其充气效率之比。否则，按照前头的定义式，大气温度越高，充气 效率反而会越高，讲起来似乎无法接受。而且也不具备可比性。
航空发动机原理
2简单叙述燃气涡轮喷气发动机的组成以及工作原理:燃气涡轮发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管组成。
工作原理：以空气为工作介质。
进气道将所需的外界空气以最小的流动损失顺利地引入发动机，压气机通过高速旋转的叶片对空气做功压缩空气，提高空气的压力，高压空气在燃烧室内和燃油混合，燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压的燃气，高温高压的燃气首先在涡轮内膨胀，将燃气的部分焓转变为机械能，推动涡轮旋转，去带动压气机然后燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，提高燃气速度，使燃气以较高的速度喷出，产生推力。
3燃气涡轮发动机分为哪几种？它们在结构以及工作原理上有什么明显区别燃气涡轮发动机分为涡喷、涡扇、涡桨、涡轴四种。
涡轮螺旋桨发动机由燃气轮机和螺旋桨组成，他们之间还安排了一个减速器。
工作原理：空气通过排气管进入压气机；压气机以高速旋转的叶片对空气做功压缩空气，提高空气压力；高压空气在燃烧室内和燃油混合，燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压燃气；高温高压燃气在涡轮内膨胀，推动涡轮旋转输出功去带动压气机和螺旋桨，大量空气流过旋转的螺旋桨，其速度有一定的增加，使螺旋桨产生相当大的拉力；气体流过发动机，产生反作用力。
如果燃气发生器后的燃气可用能全部用于驱动动力涡轮而不产生推力，则燃气涡轮发动机成为涡轮轴发动机，动力涡轮轴上的功率可以用来带动直升机的旋翼。
涡轮风扇发动机是由进气道、风扇、低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和喷管组成。
4什么是EGT ，为什么它是一个非常重要的监控参数:EGT 是发动机排气温度。
原因：1、EGT 的高低反映了发动机中最重要、最关键的参数涡轮前总温 的高低，EGT 高，则 就高：EGT 超限，则 超限。
2、EGT 的变化反映了发动机性能的变化；3、EGT 的变化反应发动机的故障。
8进气道的功用以及分类：功用：（1）在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小的流动损失, 顺利地引入压气机并在压气机进口形成均匀的流场以避免压气机叶片的振动和压气机失速;（2）当压气机进口处气流马赫数小于飞行马赫数时, 通过冲压压缩空气, 提高空气的压力。
二冲程发动机的工作原理
二冲程发动机的工作原理一、引言二冲程发动机是一种传统的内燃机，它在工作过程中只需要两个行程就能完成吸气、压缩、爆发和排气等四个过程，因此具有结构简单、重量轻、功率大等优点。
本文将从发动机的工作原理入手，详细介绍二冲程发动机的工作原理。
二、二冲程发动机的组成部分1. 活塞2. 曲轴3. 连杆4. 缸体和缸盖5. 气门和气门驱动机构6. 燃油喷射系统三、工作原理1. 吸气过程当曲轴转动时，活塞向下运动，形成一个低压区域。
此时，汽油混合气通过进气道进入缸内，并被压缩到活塞上方。
2. 压缩过程当活塞向上运动时，汽油混合气被压缩到高压状态。
同时，在这个过程中，空气也被压缩到活塞下方。
3. 爆发过程当汽油混合气被压缩到一定状态时，火花塞产生火花点燃汽油混合气，从而产生爆发力，推动活塞向下运动。
4. 排气过程当活塞向下运动时，废气被排出缸体并通过排气管排出。
四、二冲程发动机的优缺点1. 优点(1) 结构简单：由于只需要两个行程就能完成吸气、压缩、爆发和排气等四个过程，所以结构相对简单。
(2) 重量轻：二冲程发动机只有两个行程，因此相对于四冲程发动机来说，重量更轻。
(3) 功率大：由于每个缸在每转一圈时都会进行一次爆发过程，因此功率比较大。
2. 缺点(1) 污染严重：由于燃油和空气混合后直接进入缸内燃烧，所以废气中含有大量的未完全燃烧的有害物质。
(2) 能源利用率低：由于没有利用废气中的能量进行工作，因此能源利用率比较低。
五、结论二冲程发动机是一种传统的内燃机。
它在工作过程中只需要两个行程就能完成吸气、压缩、爆发和排气等四个过程，因此具有结构简单、重量轻、功率大等优点。
但是，由于燃油和空气混合后直接进入缸内燃烧，所以废气中含有大量的未完全燃烧的有害物质，并且没有利用废气中的能量进行工作，因此能源利用率比较低。
发动机原理第二章 内燃机的循环及性能评价指标
=1
河
b) 混合循环： Q1 、一定
南
理
，，t
工
大
学
二、理论循环的评价
第二章 内燃机循环及性能评价指标
2.平均循环压力pt 单位气缸工作容积所做的循环功 评定循环的做功能力
pt
Wt Vs
tQ1
Vs
混合
ptm
k k 1
pa
k 1
1
k
1t
河 南
等容
ptv
k k 1
pa
k 1
1t
理
柴油机 pr (1.05 ~ 1.2) p0
Tr 700 ~ 900K
排温取决于燃烧温度
河
燃烧过程迟后或后燃（补燃）增加排温升高，
南
理 排温是检查发动机燃烧状况的重要参数
工
大
学
第二章 内燃机循环及性能评价指标
二、实际循环的评价指标 指示指标：以工质对活塞做功为基础，评价实际循
环的做功能力和经济性。
第二章 内燃机循环及性能评价指标
一、卡诺循环与内燃机的动力循环
卡诺循环:绝热压缩、绝热膨胀做功、等温加热、等 温放热
卡诺效率:
tc
W Q1
1
Q2 Q1
1 T2 T1
提高动力循环热效率 的主要途径温差
河 南
卡诺定理：任何实际循环热效率<卡诺效率
理
工 大
意义：指明热力动力机械装置提高热效率的途径
学
第二章 内燃机循环及性能评价指标
一、卡诺循环与内燃机的动力循环
汽油机 — 通过液体燃料（汽油）实现奥托循环 轻便快速内燃机但热效率受限制
柴油机 — 从卡诺循环，以提高热效率增加压缩比提高温 差 热效率至今最高
发动机四个工作行程
发动机四个工作行程1.引言1.1 概述发动机是现代交通工具中不可或缺的部分，它的工作原理复杂而精巧。
在发动机的运行过程中，存在着四个关键的工作行程，它们分别是进气、压缩、燃烧和排气。
这四个工作行程相互协调，使得发动机能够高效地转化燃料能量为机械能，驱动车辆进行运行。
在这四个工作行程中，每个行程都有其独特的特点和功能。
进气行程主要是通过进气门将空气和燃料混合物引入到发动机内部，为燃烧提供必要的氧气。
压缩行程则将进气混合物压缩至较高的压力，以提高燃烧效率和能量释放。
燃烧行程是发动机最重要的一环，燃料在缸内被点火，化学能转化为热能，推动活塞向下运动，产生功率。
最后，排气行程则通过打开排气门将废气排出，为下一个工作循环做准备。
这四个工作行程之间的相互作用是高度协调和精确的。
每个行程的正确操作和时序都对发动机的性能和效率产生重要影响。
一个完整的工作行程循环需要精确控制，通过精确的机械设计和电子控制系统来实现。
本篇文章将详细探讨每个工作行程的工作原理和主要过程。
通过深入了解发动机的工作原理和工作行程，有助于我们更好地理解发动机的性能和优化潜力。
同时，了解这些工作行程对发动机性能的影响，对于提高发动机的燃油效率和减少排放也具有重要意义。
接下来的章节将逐一介绍每个工作行程的工作原理和主要过程，以及它们对发动机性能的影响。
1.2文章结构文章结构部分的内容：文章的结构主要涵盖了引言、正文和结论三个部分。
引言部分（1.引言）概述了文章的主题内容和背景，介绍了发动机四个工作行程的重要性和相关性。
进一步明确了文章的目的，即探讨发动机四个工作行程的工作原理和主要过程，并分析其对发动机性能的影响。
正文部分（2.正文）详细介绍了发动机的四个工作行程，包括第一个、第二、第三和第四个工作行程。
每个工作行程中分别包含了工作原理和主要过程的详细分析和讨论。
通过对每个工作行程的介绍和分析，读者可以全面地了解发动机四个工作行程的特点和作用。
汽车发动机原理课后习题答案
第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。
此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。
4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数κ。
可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。
它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。
飞机发动机原理与结构—进气道
导学6 进气道防冰
基本的防冰方法
涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机一般采用热空气防冰； 涡轮螺旋桨发动机采用电加温或热空气与电加温混合的方式来防冰，防冰
可通过热滑油沿进气道周围循环来补充热量，热空气系统在可能会结冰的 地方为发动机提供表面加温； 某型发动机采用组合防冰的方式。
压比增大；在11,000 米高度以上，飞行高度改变时，大气温度保持不变。冲压比 也保持不变。 • 空气在进气道中的流动损失增大，气体总压减小，冲压作用减弱，冲压比减小。
导学5 冲压比
目录
CONTENTS
1
进气道概述
2
亚音速进气道
3
超音速进气道
4
进气道防冰
由于发动机的压气机进口处的气流都是亚音速，超音速飞机上的进气道必须使进来的气流 减速成亚音速气流；
❖ 整流锥后气流速度稍有上升,压力和温度稍有下降, 这样可以使气流比较均 匀地流入压气机保证压气机的正常工作,总压下降,总温保持不变。
❖ 进气道内所进行的能量转换是动能转变为压力能和热能。
2. 气体的流动模型
一定的进气道，它的进口流动模
型取决于发动机的工作状态和飞 行的M数。
流量系数φ=进气道远前方截面
3
超音速进气道
4
进气道防冰
1. 组成
亚音速进气道由壳体和整流锥组 成，整流锥有的分为前整流锥和 后整流锥。它的进口部分为圆形 唇口，进气道内部通道为扩张通 道，使气流在进气道内减速增压。
亚音速进气道
导学3 亚音速进气道
CFM56-3 进气锥
2. 气体的流动模型
M5第二章 进气道和轴流式、离心式压气机试题及答案
M5第二章进气道和轴流式、离心式压气机试题及答案1单选亚音速气流流经收敛型管道时,压力() [单选题]A、减少(正确答案)B、增加C、保持不变D、与温度成反比2单选亚音速气流在光滑扩张形管道内流动时,气流参数的变化规律是( ) [单选题]A、速度下降,压力升高(正确答案)B、速度下降,压力下降C、速度上升,压力下降D、速度上升,压力升高3单选超音速进气道可分为()三种类型 [单选题]A、离心式、轴流式和混合式B、直流式、回流式和折流式C、离心式、气动式和冲击式D、外压式、内压式和混合式(正确答案)4单选进气道的冲压比是() [单选题]A、进气道出口处的总压与来流总压之比B、进气道出口处的总压与来流静压之比(正确答案)C、进气道进口处的总压与来流总压之比D、进气道进口处的总压与来流静压之比5单选进气道的总压恢复系数的大小反映了() 的大小 [单选题]A、流动损失(正确答案)B、压力变化C、气流速度变化D、流场均匀程度6单选进气道的总压恢复系数是() [单选题]A、进气道出口处的总压与来流静压之比值B、进气道进口处的总压与来流总压之比值C、进气道出口处的总压与来流总压之比值(正确答案)D、进气道进口处的总压与来流静压之比值7单选外压式超音速进气道是通过()将超音速气流变为亚音速气流的 [单选题]A、管内扩散增压原理B、冲压原理C、一道或多道斜激波再加上一道正激波(正确答案)D、摩擦降速原理8单选涡扇发动机进气道的防冰通常采用: [单选题]A、压气机引气防冰(正确答案)B、发动机滑油防冰C、电加热防冰D、发动机排气防冰9单选亚音速进气道是一个()的管道 [单选题]A、扩张形(正确答案)B、收敛形C、先收敛后扩张形D、圆柱形10单选影响进气道冲压比的因素有() [单选题]A、飞行速度,大气温度和流动损失(正确答案)B、大气压力,进口面积和喷气速度C、单位推力,压气机和涡轮的级数D、大气密度,涡轮出口与进口温度11单选涡喷发动机的防冰部位有() [单选题]A、进气整流罩,前整流锥和压气机的进气导向器(正确答案)B、进气整流罩和压气机静子C、前整流锥和压气机转子D、压气机和尾喷管12单选涡喷发动机进口整流罩防冰常常通过: [单选题]A、压气机引气(正确答案)B、热滑油C、电热元件D、复合材料13单选 ()可作为发动机进口热防冰的热源 [单选题]A、压气机引气(正确答案)B、燃气C、热滑油D、低压涡轮叶片冷却气14单选涡桨发动机进气道采用哪种防冰方式() [单选题]A、电加温防冰(正确答案)B、热空气防冰C、防冰液防冰D、热滑油防冰15单选燃气涡轮发动机所采用的压气机可分为()两种类型 [单选题]A、离心式和轴流式(正确答案)B、冲压式和反力式C、回流式和折流式D、吸气式和增压式16单选发动机压气机的喘振裕度是指() [单选题]A、起飞线和工作线的距离B、爬升线和工作线的距离C、巡航线和工作线的距离D、喘振线和工作线的距离(正确答案)17单选 ( )不属于轴流式压气机的叶型损失 [单选题]A、摩擦损失B、分离损失C、激波损失D、倒流损失(正确答案)18单选单转子燃气涡轮发动机中的轴流式压气机叶片的长度从第一级到最后一级是() [单选题]A、逐级增大的B、逐级减小的(正确答案)C、逐级不变的D、逐级先增大后变小的19单选当压气机的实际流量系数大于流量系数的设计值时,空气流过工作叶轮时,会在叶片的( )处发生气流分离 [单选题]A、叶盆(正确答案)B、叶背C、叶根D、叶尖单选改变轴流式压气机基元级的叶轮进口处的绝对速度大小可以改变 [单选题]A、叶轮进口处的相对速度方向(正确答案)B、叶轮出口处的牵连速度大小C、叶轮进口处的牵连速度方向D、叶轮进口处的周向速度大小21单选改变轴流式压气机基元级的叶轮进口处的牵连速度大小可以改变 [单选题]A、叶轮进口处的相对速度方向(正确答案)B、叶轮出口处的绝对速度大小C、叶轮进口处的绝对速度方向D、叶轮进口处的周向速度方向22单选可调静子叶片是指调哪里的叶片? [单选题]A、风扇叶片B、低压压气机静子叶片C、涡轮静子叶片D、高压压气机进口和前几级静子叶片(正确答案)23单选空气流过压气机时,产生的反作用力的方向是( ) [单选题]A、向前的(正确答案)B、向后的C、向上的D、向下的单选空气流过压气机整流环(即静子叶片)时, 气流的( ) [单选题]A、速度增加,压力下降B、速度增加,压力增加C、速度下降,压力增加(正确答案)D、速度下降,压力下降25单选控制轴流式压气机增压比的主要因素是() [单选题]A、压气机的级数(正确答案)B、压气机进口压力C、压气机进口温度D、压气机的型式26单选燃气涡轮发动机里,压气机叶片脏能导致( ) [单选题]A、转速低B、排气温度低C、转速高D、排气温度高(正确答案)27单选燃气涡轮发动机在()阶段不易发生喘振 [单选题]A、启动B、加速C、减速D、巡航(正确答案)28单选燃气涡轮发动机中压气机的功用是() [单选题]A、增大进入发动机的空气流量B、压缩空气,提高空气的压力(正确答案)C、增大进入发动机的空气容积D、降低进入燃烧室的空气温度29单选若轴流式压气机转速不变,进口气流速度减小,则:轴流式压气机第一级 [单选题]A、流量系数增大,攻角减小B、流量系数减小,攻角增大(正确答案)C、流量系数增大,攻角增大D、流量系数减小,攻角减小30单选使燃气涡轮喷气发动机实际热效率达到最大时的增压比称为()增压比 [单选题]A、最有效B、最佳C、最经济(正确答案)D、最适宜31单选使燃气涡轮喷气发动机循环功达到最大时的增压比称为()增压比 [单选题]A、最有效B、最佳(正确答案)C、最经济D、最适宜32单选压气机喘振表现是 [单选题]A、气流出现高频率 ,低振幅的振荡B、压气机叶栅失去扩压能力C、气流沿压气机轴线方向发生低频率, 高振幅的振荡(正确答案)D、只有参数摆动,听不到任何声音33单选压气机喘振的探测,目前是依据()来判断 [单选题]A、压气机出口压力的下降率或转子的减速率(正确答案)B、涡轮出口温度C、发动机转速D、油门杆位置34单选压气机喘振裕度是指: [单选题]A、喘振线的位置B、工作线的位置C、效率线的位置D、工作线与喘振线的距离(正确答案)35单选压气机的气体载荷推转子 [单选题]A、向前(正确答案)B、向后C、顺时针旋转D、逆时针旋转36单选压气机发生喘振可依据什么判断() [单选题]A、EGT上升B、参数摆动C、压气机出口压力的下降率或转速下降率(正确答案)D、发动机声音异常37单选压气机防喘原理是: [单选题]A、在非设计状态下保持合适的速度三角形(正确答案)B、在设计状态下保持合适的速度三角形C、保持不变的气动参数D、保持压气机几何形状不变38单选压气机工作叶片连接到轮盘上的最佳方法是( ) [单选题]A、焊接B、挤压配合C、枞树型榫头D、燕尾型榫头(正确答案)39单选压气机速度三角形的绝对速度的切向分量叫做: [单选题]A、预旋量(正确答案)B、偏转量C、轴向分量D、径向分量40单选压气机旋转失速时,失速区的变化规律是( ) [单选题]A、与压气机转速同向且比压气机转速快B、与压气机转速同向且比压气机转速慢(正确答案)C、与压气机转速反向且比压气机转速慢D、与压气机转速反向且比压气机转速快41单选压气机转子的盘轴连接型式分为() [单选题]A、销钉式和花键式B、挤压式和热压式C、松动式和紧固式D、可拆卸式和不可拆卸式(正确答案)42单选压气机转子和涡轮转子是通过()连接的 [单选题]A、联轴器(正确答案)B、旋流器C、导向器D、整流器43单选在压气机进口总温和总压保持不变的情况下,压气机的增压比和效率随压气机转速和流过压气机空气流量的变化规律叫压气机的()特性 [单选题]A、转速B、流量(正确答案)C、速度D、高度44单选在轴流式压气机基元级内气流参数的变化是: [单选题]A、在叶轮内绝对速度增大,相对速度增大,压力和温度升高;在整流器内绝对速度减小,压力和温度升高B、在叶轮内绝对速度增大,相对速度增大,压力和温度下降;在整流器内绝对速度减小,压力和温度升高C、在叶轮内绝对速度增大,相对速度减小,压力和温度下降;在整流器内绝对速度减小,压力和温度升高D、在叶轮内绝对速度增大,相对速度减小,压力和温度升高;在整流器内绝对速度减小,压力和温度升高(正确答案)45单选轴流式基元级的进口速度三角形中的叶轮进口处空气绝对速度的切向分速度代表 [单选题]A、压气机空气流量大小B、压气机转速大小C、压气机轮缘功大小D、叶轮进口处空气预旋大小(正确答案)46单选轴流式基元级的进口速度三角形中的叶轮进口处空气绝对速度的轴向分速度代表 [单选题]A、压气机空气流量大小(正确答案)B、压气机转速大小C、压气机轮缘功大小D、叶轮进口处空气预旋大小47单选轴流式基元级的进口速度三角形中的叶轮圆周速度代表 [单选题]A、压气机空气流量大小B、压气机转速大小(正确答案)C、压气机空气进气速度的大小D、叶轮进口处空气预旋大小48单选轴流式压气机喘振时,发动机的() [单选题]A、振动减小B、振动加大 CEGT下降 DEPR增高(正确答案)49单选轴流式压气机喘振是一种发生在轴线方向上( )性质的振荡现象。
第二章航空燃气轮机的工作原理
第2章航空燃气轮机的工作原理Principle of Aero Gasturbine Engine第2.1节概述Introduction涡轮喷气发动机是航空燃气轮机中最简单的一种，它是飞机的动力装置。
涡轮喷气发动机在工作时，连续不断地吸入空气，空气在发动机中经过压缩、燃烧和膨胀过程产生高温高压燃气从尾喷管喷出，流过发动机的气体动量增加，使发动机产生反作用推力（图2.1.1）图2.1.1 单轴涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机（图2.1.2）作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能。
涡轮喷气发动机同时又作为一个推进器（，它利用产生的机械能使发动机获得推力。
图2.1.2 表示热机和推进器的单轴涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机，作为热机，它和工程中常见的活塞式发动机一样，都是以空气和燃气作为工作介质。
它们的相同之处为：均以空气和燃气作为工作介质。
它们都是先把空气吸进发动机，经过压缩增加空气的压力，经过燃烧增加气体的温度，然后使燃气膨胀作功。
燃气在膨胀过程中所作的功要比空气在压缩过程中所消耗的功大得多。
这是因为燃气是在高温下膨胀的，于是就有一部分富余的膨胀功可以被利用。
它们的不同之处为：•进入活塞式发动机的空气不是连续的；而进入燃气轮机的空气是连续的。
•活塞式发动机中喷油燃烧是在一个密闭的固定空间里，称为等容燃烧，而燃气轮机则在前后畅通的流动过程中喷油燃烧，若不计流动损失，则燃烧前后压力不变，故称为等压燃烧。
下面给出了涡轮喷气发动机的简图，图中标出了发动机各部件名称和各个截面的符号。
对于单轴和双轴涡轮喷气发动机的尾喷管，若为收敛性喷管，其出口截面9在临界或超临界状态下成为临界截面，故也可以标注为8。
0---远前方，1---发动机进气道入口，2---压气机入口，3---燃烧室入口,4---涡轮入口，5---尾喷管入口，8---尾喷管临界截面,9---尾喷管出口图 2.1.3涡轮喷气发动机各部分名称请记住上图涡轮喷气发动机各个截面符号的含义。
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外压式超音进气道
超音气流经过2道斜 超音气流经过 道斜 激波后， 激波后，气流速度减 压力提高， 小，压力提高，再经 过一道位于进口处的 正激波降为亚音流， 正激波降为亚音流， 在口内的扩张通道内 进一步减速增压； 进一步减速增压； 超音→亚音： 超音→亚音：全部在 口外完成； 口外完成； 外阻较大。 外阻较大。
二、亚音进气道
1、结构形式 、 皮托管式 2、流动模型 、
K
* p 0 A0 q ( λ 0 )
T
* 0
=K
* p 01 A01 q ( λ( λ 01 ) = ϕ= A01 q (λ0 )
流量系数 ϕ 大小决定于飞行M数 大小决定于飞行 数 和发动机工作状态
0 <ϕ<∞
第四节 进气道
一、功能、设计要求 功能、
1、功能 、 引入空气 高亚音或超音速飞行时 减速 2、设计要求 、 损失小（内流、外阻） 损失小（内流、外阻） 工作稳定性好 高流通能力 出口流场尽量均匀 温度畸变 压力畸变 3、位置 、 亚音飞机：短舱、 亚音飞机：短舱、尾部等 超音飞机：头部、 超音飞机：头部、机身两侧 翼根、腹部等。 、翼根、腹部等。 4、分类 、 亚音 超音
混压式超音进气道
超音→亚音： 超音→亚音：介乎于 前两者之间； 前两者之间； 外罩平直，外阻小； 外罩平直，外阻小； 结尾正激波可自动调 工作稳定； 节，工作稳定； 起动较容易。 起动较容易。
4、超音速进气道特性
（1）斜波系角度变化 ） 交点不再位于唇口 低超音速飞行， 低超音速飞行，激 波交点前移， 波交点前移，超音 溢流阻力加大。 溢流阻力加大。 高超音速飞行， 高超音速飞行，激 波交点后移， 波交点后移，激波 损失加大。 损失加大。
4、超音速进气道特性
5、调节
轴对称
移动中心锥体
二元
调节楔角板角度 外罩角度 放气门 辅助进气门
F15 超音速进气道
2、基本类型
轴对称 二元（矩形） 二元（矩形）
3、工作原理
Ma>1→Ma<1 → 收敛—扩张 收敛 扩张 三种类型 混压式
dA dV 2 = (Ma −1) A V
外压式 内压式
内压式超音进气道
超音→亚音：全部在口内完成； 超音→亚音：全部在口内完成； 理想状况： 理想状况：总压损失小 因起动问题，较少实用。 因起动问题，较少实用。
4、超音速进气道特性
（2）结尾正激波位于 ） 喉道(临界状态 临界状态) 喉道 临界状态 （3)结尾正激波被吸向 结尾正激波被吸向 超临界状态) 后移(超临界状态 后移 超临界状态 总压损失加大 嗡鸣 （4)结尾正激波被推出 结尾正激波被推出 口外(亚临界状态 亚临界状态) 口外 亚临界状态 亚音溢流阻力加大 喘振
为适应ϕ 的变化，减少分离，具有钝圆形唇口。 钝圆形唇口 为适应ϕ 的变化，减少分离，具有钝圆形唇口。
三、 超音速进气道
三、超音速进气道
1、气动设计原理 、 利用激波的性质，设计为多波系结构， 利用激波的性质，设计为多波系结构， 即先利用损失小的斜激波， 即先利用损失小的斜激波，逐步将高超 音流滞止为低超音流， 音流滞止为低超音流，再利用一道弱的 正激波将超音流滞止为亚音流。 正激波将超音流滞止为亚音流。 减小因激波引起的总压损失 波系结构