航空发动机原理第五讲 发动机部件工作原理---压气机
发动机原理-压气机
压气机尽可能提供连续的、均匀的气流，以确保燃料的稳定燃烧，避免燃烧不完全和火 灾等问题。
3 降低燃油消耗
通过提高发动机的压缩比，压气机可以降低燃油消耗，使发动机更加节能环保。
压气机的工作原理
1
压缩
2
旋转的叶片将空气压缩，使其体积变小。
3
循环往复
4
空气经过多级压缩，不断循环往复，达 到更高的压缩比。
高效节能
未来的压气机将更加注重提高燃 烧效率，降低对环境的影响。
电动化
随着电动飞机的发展，压气机将 逐渐转向电动驱动。
创新设计
压气机的设计将不断创新，以提 高效率和性能。
结论和要点
1 压气机是发动机的核心组成部分，负责将空
气压缩并提供给燃烧室。
3 压气机的应用领域广泛，涵盖航空、动力工
程、汽车工业和军事装备等。
压气机的应用领域
航空领域
喷气式飞机和直升机等航空器的发动机都需要 压气机来提供压缩空气。
汽车工业
柴油发动机、涡轮增压器和气动制动系统等都 离不开压气机的应用。
动力工程
发电厂、船舶和工业设备等动力系统中的内燃 机也需要压气机。
军事装备
各类军用飞机、坦克、导弹系统等军事装备中 都需要压气机。
压气机的发展趋势
进气
压气机通过进气口吸入大量空气。
弹动能
离心力带动压缩的空气弹出，形成高速 气流。
压气机的种类
1 离心式压气机
2 轴流式压气机
利用离心力来压缩空气， 适用于低压缩比的发动机。
通过叶片的轴向流动来压 缩空气，适用于高压缩比 和高效率要求的发动机。
3 混流式压气机
结合了离心式和轴流式的 优点，兼具高压缩比和高 效率。
航空发动机的工作原理是什么？
航空发动机的⼯作原理是什么？感谢邀请！航空发动机是⼀种⾼度复杂和精密的热⼒机械，为航空器提供飞⾏所需动⼒的发动机。
作为飞机的⼼脏，被誉为“⼯业皇冠上的明珠”，是⼀个国家科技、⼯业和国防实⼒的重要体现。
航空发动机发展主要经历以下步骤：航空发动机主要包括活塞式、涡轮喷⽓和冲压发动机，下⾯主要介绍⼀下应⽤⼴泛的涡轮喷⽓发动机原理。
涡轮喷⽓发动机主要包括5⼤部件：进⽓道、压⽓机、燃烧室、涡轮和尾喷管。
附件系统包括燃油、润滑、启动、空⽓、电⽓、加⼒燃烧室，推⼒转向装置以及⽮量喷管等系统：⼯作原理涡喷发动机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，⽓体动量增加，使发动机产⽣反作⽤推理。
⼯作过程进⽓道将⼯质引⼊→压⽓机增压→燃烧室喷油燃烧加热→涡轮膨胀做功带动压⽓机→尾喷管膨胀加速→⾼速排⽓到体外。
各部件主要⼯作原理如下：进⽓道将⾜够的空⽓量，以最⼩的流动损失顺利地引⼊压⽓机；当飞⾏速度⼤于压⽓机进⼝处的⽓流速度时，可以通过冲压压缩空⽓，提⾼空⽓的压⼒。
压⽓机压⽓机是⽤来提⾼进⼊发动机内的空⽓压⼒，供给发动机⼯作时需要的压缩空⽓，也可以为座舱增加、涡轮散热和其他发动机的启动提供压缩空⽓。
主要由转⼦和静⼦组成。
燃烧室⾼压空⽓和燃油混合、燃烧，将化学能转变为热能，形成⾼温⾼压的燃⽓。
燃烧室都是由扩压器、壳体、⽕焰筒、燃油喷嘴和点⽕器等基本构件组成。
涡轮把⾼温、⾼压燃⽓的部分热能、压⼒能转变成旋转的机械功，从⽽带动压⽓机与其他附件⼯作的旋转部件。
尾喷管使⽓流不断加速的管道成为喷管，作⽤是使涡轮后的燃⽓持续膨胀，将燃⽓中剩余的热能充分转变为动能，使燃⽓以⾼速从喷⼝中喷出。
如果帮到您，请帮点⼀下赞，谢谢！。
航空发动机工作原理
航空发动机工作原理
航空发动机是现代飞机的核心部件之一，它的工作原理基于热力循环和喷气推进的原理。
下面将阐述航空发动机的工作原理，以及其主要组成部分的功能和作用。
航空发动机通过燃烧内燃机燃料，产生高压高温的气体，并将其排出，产生向后的推力，从而使飞机获得动力。
整个过程可以简要地分为以下几个步骤：
1. 压气机：航空发动机的压气机主要负责将空气压缩，以提高进气量和气体压力。
压气机由多级转子叶片组成，通过转子的旋转来增压。
2. 燃烧室：压缩后的空气经过喷油器喷入燃烧室，与燃料混合并点火燃烧。
燃料燃烧产生的高温高压气体通过增大压力和温度来释放更多能量。
3. 高压涡轮：高温高压气体通过高压涡轮，使其转动，驱动压气机和涡轮扇叶。
4. 喷气扇：喷气扇位于发动机前端，是航空发动机产生推力的重要组成部分。
其主要作用是将一部分空气通过扇叶加速排出喷管，产生向后的推力。
同时，喷气扇还能通过副扇气流提供辅助推力。
5. 喷管：喷管是航空发动机的尾部部分，其形状和尺寸对喷气流产生限制和控制，进一步提高推力效率。
通过以上的工作原理，航空发动机能够在短时间内产生大量的推力，使飞机获得前进的动力。
为了提高效率和性能，航空发动机还采用了涡轮增压器、可变导向喷管、燃油喷嘴等辅助装置。
总之，航空发动机的工作原理基于热力循环和喷气推进的原理，通过压缩空气、燃烧燃料、喷出高速气流，产生向后的推力，为飞机提供动力。
2023年度航空发动机原理
2023年度航空发动机原理航空发动机原理是航空工程的关键性理论基础，主要涉及热力学、流体力学等学科。
本文将介绍航空发动机的基本工作原理、内部组成结构及其影响因素等。
一、航空发动机的基本工作原理航空发动机是一种将燃料与空气混合燃烧产生高温高压气体，利用其推动涡轮或风扇产生动力的装置。
航空发动机是由压气机、燃烧室和涡轮机等结构组成，其基本工作原理包括：1.压气机航空发动机中的压气机主要由多级叶轮组成，其作用是将外部空气压缩并送入燃烧室。
压气机的结构分为轴向式和离心式，轴向式压气机一般用于低涵道比的发动机，离心式压气机一般用于高涵道比的风扇发动机。
多级叶轮流量、转速及叶片角度等参数的设计是决定压气机工作效率和机动性能的重要因素。
2.燃烧室燃烧室又称为燃烧器，其作用是将压缩后的空气与燃料混合并点燃，发生高温高压燃烧反应，产生高温高压气体，从而驱动涡轮和风扇产生动力。
燃烧室内部的燃烧过程受到燃料选择、混合质量、燃烧室大小及形状等因素的影响。
燃烧室壳体的冷却及热膨胀等问题也是考虑的重点。
3.涡轮机涡轮机是航空发动机的核心部件，主要作用是将高温高压气体转换为旋转动能送至飞机的推进器，从而产生推力。
涡轮机由多级涡轮组成，从高温高压气体获得能量驱动涡轮转动。
涡轮机的效率与组成结构、叶片角度以及叶轮材质、温度等有关，其中温度是限制涡轮机效率和使用寿命的一个重要因素。
二、航空发动机内部组成结构1.压气机航空发动机中的压气机包括进气道、压缩机、旋转部件（转子或叶轮、叶片）、众多驱动部件等。
其中，进气道主要是引导大气气流进入压缩机，压缩机可分为轴流式和离心式，前者用于高空高速飞行，后者用于航空发动机的大涵道比风扇。
2.燃烧室航空发动机中的燃烧室主要由壳体和燃烧室内部构件组成，如点火器、燃料喷嘴、燃烧滤网等。
其中点火器用于点燃压气机压缩的空气和燃料混合物。
3.涡轮机航空发动机中的涡轮机是由组成涡轮部件、静止部件、支持系统等组成。
航空发动机原理与构造
航空发动机原理与构造
航空发动机是飞机的核心动力装置，是实现飞行的关键部件。
它的原理和构造包括以下几个方面：
1. 空气进气系统：航空发动机通过空气进气系统将大量空气引入发动机内部，提供所需的氧气。
空气进气系统通常包括进气道、进气口和进气滤清器。
2. 压气机：压气机是航空发动机的核心部件之一，负责将进气的空气进行压缩，增加其密度和压力。
常见的压气机有离心式压气机和轴流式压气机两种类型。
3. 燃烧室：燃烧室是航空发动机中进行燃烧反应的地方，通过将燃料和空气混合并点燃，产生高温高压的燃烧气体。
燃烧室通常包括燃烧室壁、燃烧室蓄压器、喷嘴等组成部分。
4. 高压涡轮：高压涡轮是航空发动机中的重要组成部分，负责驱动压气机和燃烧室。
它通过从排气气流中获得的能量，将其转化为机械能驱动发动机的其他部件。
5. 排气系统：排气系统将燃烧后的废气排出发动机，通常包括排气管和喷口。
排气系统的设计能够减少噪音和排放，提高发动机的效率。
航空发动机的构造复杂，设计精密，能够根据不同的飞行要求提供合适的推力。
它由众多的零部件组成，如涡轮盘、轴承、涡管、压气机叶片、燃烧器等。
这些部件经过严格的工艺加工
和精密装配，以确保发动机的正常工作和高效性能。
总之，航空发动机的原理和构造是复杂而精密的，它是现代航空技术的关键之一。
通过不断的技术创新和改进，航空发动机的效率和可靠性不断提高，为飞机的飞行提供强大的动力支持。
【涨知识】航空发动机工作原理和专业名词简介
【涨知识】航空发动机工作原理和专业名词简介摘要今天小编为大家简单介绍一下航空发动机方面的基础知识，包括它的原理，它有哪些部件组成，以及常见的一些专业名词。
航空发动机的工作原理空气通过进气道减速增压，并以最小的流动损失进入到压气机。
压气机以高速旋转的叶片对空气做功压缩空气，提高空气的压力。
高压空气进入燃烧室，在燃烧室内与燃油充分混合后燃烧，产生高温高压的气体进入涡轮。
高温高压的气体首先在涡轮中膨胀，推动涡轮高速旋转带动风扇（涡扇发动机的主要推力由风扇产生）和压气机。
随后燃气在尾喷管中继续膨胀，提高燃气速度，使之高速喷出，产生推力。
航空发动机的五大部件航空发动机主要分为五大部件，分别是进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管，下文将对各大部件逐一进行介绍：进气道航空发动机进气道主要的作用是在各种工作状态下，能够将足够量的空气，以最小的流动损失，引入压气机。
进气道可分为亚音速进气道和超音速进气道，民航发动机的进气道多为亚音速进气道。
亚音速进气道是扩张型的管道。
它由壳体和整流锥组成。
进气道的前端如图所示是扩张型的管道，而前整流锥的后部管道稍微有些收敛。
气体进入进气道后，速度会下降，压力和温度都会上升，形成减速增压的过程。
经过整流锥后，气体的速度会稍有上升，压力和温度略会降低，气体能较均匀地流入压气机，保证压气的正常工作。
压气机压气机是航空发动机的重要组成部分之一。
它的主要作用是通过高速旋转的叶片对空气做功，对流过它的空气进行压缩，提高空气的压力，为之后在气体在燃烧室中的燃烧创造条件，以改善发动机的经济性，增加发动机的推力。
压气机从构型上可以分为离心式和轴流式两种。
评定压气机性能的主要指标是增压比、效率、外廓尺寸和重量等。
此外，轴流式压气机较离心式压气机相比，增压比大，效率高，单位空气流量大。
故现役的民航发动机多为轴流式压气机。
航空发动机的压气机部分也可分为低压部分和高压部分。
低压部分包括风扇和低压压气机，高压部分包括高压压气机。
压气机工作原理
压气机工作原理压气机是一种用来增加气体压力的机械设备，它在各种工业领域中都有着广泛的应用。
在飞机的发动机中，压气机起着至关重要的作用，它能够将空气压缩，提高空气压力，为燃烧提供必要的氧气，从而推动飞机飞行。
那么，压气机是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍压气机的工作原理。
首先，压气机的工作原理可以简单地理解为通过叶片的旋转来增加气体的压力。
当空气进入压气机时，它会被叶片所围绕，随着叶片的旋转，空气被迫不断地受到挤压，从而增加了空气的压力。
这种方式类似于风扇的工作原理，但压气机的压缩效果更为显著。
其次，压气机的工作原理还涉及到了多级压缩的概念。
在压气机内部，通常会设置多个级别的叶片，每个级别都会对空气进行一次压缩，最终将空气的压力提高到所需的水平。
这种多级压缩的设计能够有效地提高压气机的效率，使得压缩过程更加充分和均匀。
另外，压气机的工作原理还包括了适当的冷却和润滑措施。
由于压气机在工作过程中会产生大量的热量，如果不及时散热，就会对设备造成损坏。
因此，压气机通常会采用冷却系统来降低温度，确保设备的正常运行。
同时，润滑系统也是不可或缺的，它能够减少叶片之间的摩擦，延长设备的使用寿命。
最后，压气机的工作原理还与叶片的设计和材料选择有关。
为了能够更好地实现空气的压缩，压气机的叶片通常会采用空气动力学设计，以确保空气能够在叶片上得到充分的压缩。
同时，叶片的材料也需要具有较高的强度和耐磨性，以承受高速旋转和持续的压缩工作。
综上所述，压气机的工作原理涉及到了空气压缩、多级压缩、冷却润滑和叶片设计等多个方面。
这些原理的相互作用，共同确保了压气机能够稳定、高效地工作，为各种工业设备和飞行器提供了必要的气体压力。
希望本文能够帮助大家更好地理解压气机的工作原理，为相关领域的工作者和爱好者提供一些参考和借鉴。
航空发动机结构
燃烧过程
01
02
03
油气混合
燃油与压缩后的空气混合， 形成油气混合物。
燃烧反应
油气混合物在燃烧室内进 行燃烧反应，释放出大量 的热能和气体。
产生推力
燃烧产生的高温、高压气 体推动涡轮旋转，进而推 动飞机前进。
膨胀过程
燃气膨胀
01
燃烧后的高温、高压气体从燃烧室流出，进入涡轮后的扩压器。
降低压力
02
根据燃料类型，可分为燃油发动机和 燃气涡轮发动机。
根据用途，可分为民用发动机和军用 发动机。
根据工作原理，可分为活塞发动机和 喷气发动机。
02 发动机主要部件叶片对空气进 行压缩，为燃烧室提供高压空气。
压气机的效率直接影响到发动机的性 能和燃油消耗率，因此其设计和制造 要求非常高。
高强度材料
发动机中的转子、叶片等部 件需要承受高负荷，因此需 要使用高强度材料，如镍基 合金和钛合金等。
耐腐蚀材料
发动机在高温、高湿的环境 下工作，需要使用能够耐腐 蚀的材料，如不锈钢和镍基 合金等。
制造工艺流程
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03
04
铸造工艺
用于制造发动机中的涡轮叶片 、导向叶片等部件，通过将熔 融金属倒入模具中冷却成型。
振动问题
如发动机振动过大，需要检查发动机的平衡性、轴承状况 、气动稳定性等，找出振动源并采取相应措施。
保养建议
严格按照制造商提供的维护手册进行保养
按照制造商提供的保养计划，定期进行保养和检查，不要错过任何重 要的维护项目。
使用高品质的油液和耗材
选择高品质的机油、燃油、滑油等油液和耗材，可以减少发动机的磨 损和故障风险。
压气机通常由多级转子组成，每一级 转子都有一定数量的叶片，通过旋转 将空气逐级压缩。
航空燃气涡轮发动机原理
航空燃气涡轮发动机原理
航空发动机是飞机的心脏，它直接影响着飞机的性能和安全。
它是利用燃气产生的推力来使活塞做往复运动，从而产生升力和推力。
航空发动机按工作原理可分为压气机、燃烧室、涡轮、喷管和尾喷管等部分，下面就来介绍一下航空发动机的基本工作原理。
1.压气机
压气机是用来产生空气动力的机械，通常在飞机中扮演着压缩空气的角色。
与飞机其他机械相比，发动机具有体积小、重量轻、推力大、推重比高等特点。
1.燃烧室
燃烧室是用来引燃燃料和空气以产生高温高压燃气的部分。
燃烧室是发动机的核心部件，其容积大小直接决定着发动机的最大推力。
1.涡轮
涡轮是航空发动机中转动部件之一，它将发动机排出的高温高压气体做功，使之变成具有一定速度的高压气体。
在航空发动机中，涡轮又是推动活塞运动的动力装置。
涡轮是由电动机或燃气轮机驱动的，其传动方式有齿轮传动和齿轮-轴传动两种。
涡轮旋转时带动轴旋转，产生一个与轴方向相反的推力，这就是推力矢量控制技
— 1 —
术（IFCV）。
— 2 —。
飞机发动机压气机的原理
飞机发动机压气机的原理飞机的发动机是由多个组件组成的复杂系统，其中压气机是发动机中的一个重要组成部分。
压气机的主要功能是将外部空气吸入并加压，然后将加压后的空气送往燃烧室，与燃料混合并燃烧，从而产生动力。
下面我将详细介绍飞机发动机压气机的原理。
发动机压气机一般由多级压气机级组成，每级压气机级包括一个叶轮和一个固定的导叶组成。
叶轮是通过发动机燃烧室内高温高压燃烧气体的作用，旋转并将气体压缩，使其压力和温度提高。
导叶则通过控制气流的导向，将气体引导到下一个级别的叶轮上。
压气机的原理可以分为离心式压气机和轴流式压气机两种。
离心式压气机通过叶轮的旋转将来流的气体旋转，使气体的动能转化为压力能。
其工作原理类似于离心泵，气体在叶轮的作用下产生离心力，从而加速向外移动，形成高压气体。
轴流式压气机是通过叶轮和导叶交替排列的方式将来流的气体进行压缩。
当气体通过导叶时，导叶将气体的流向转换，使其与叶轮切向速度匹配。
叶轮通过高速旋转将气体捕获，并将其压缩。
在压缩过程中，气体不仅受到力的作用，还受到叶轮的切向速度的传递，进而提高了气体的压力和能量。
无论是离心式压气机还是轴流式压气机，叶轮都是压气机的核心组件。
叶轮通常由多个叶片组成，叶片的形状和角度是根据气体流动的特性和压缩效率进行设计的。
叶轮的旋转速度和叶片的数量也会影响压气机的性能。
另外，压气机的工作需要大量的能量，并且需要确保空气的流量和压力达到发动机的要求。
为了实现这一点，压气机通常会采用多级结构，每级压气机级都有不同的气流加压效果，并且通过多级压缩来提高气体的压力。
一些大型发动机甚至会采用多级轴流式压气机和离心式压气机的组合。
除了上述的压气机原理，飞机发动机的压气机还包括一些附加的设计和控制元件。
例如，可以通过调整导叶和叶轮的角度来控制气体的流动和压缩效果，以达到不同工况下的需求。
此外，还需要确保压气机的可靠性和稳定性，因此对压气机的飞行性能和工作状态进行监控和控制也是必要的。
航空发动机核心机——压气机80页
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
鼓盘式
由若干个轮盘，鼓筒和前、后半轴组成
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航空发动机原理和结构 鼓式
鼓盘式
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航空发动机原理和结构
鼓盘式转子
按级间联 接特点
超声速基元级
叶片为无弯角叶型，气流方向改变 不多，靠激波来实现对气流的加功
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
轴流 式压 气机
转子：高速旋转对气流做功的组 合件
静子：静子组合件总称， 包括机匣和整流器
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航空发动机原理和结构
转子
静子
压气机
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航空发动机原理和结构
成都航空职业技术学院
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航空发动机原理和结构
转子基本结构
主要特点：转速高 优点：压气机在尺寸小，重量轻的条件 下得到需要的性能
缺点：高负荷，易振动
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航空发动机原理和结构
压气机转子的基本类型
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航空发动机原理和结构
整流器机匣的方案
分半式 分段式 整体式
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航空发动机原理和结构
评价指标
增压比、效率、外廓尺寸和重量、 工作可靠性、制造和维修费用。
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3
航空发动机原理和结构
飞机发动机原理与结构—压气机
举例：CFM56 发动机低压压气机的转子采用的就是鼓式转子。
一. 轴流式压气机的结构
（1）鼓式转子
CFM56低压压气机的转子
一. 轴流式压气机的结构
（2）盘式转子
结构形式：盘式转子由一根轴和若干个轮盘组成，用轴将各级轮盘联成一体。
2
转子叶片
3
压气机静子
4 轴流式压气机的工作原理
二.转子叶片 1. 叶片叶身特点
特点：数量多，尺寸形状复杂 组成：叶身 + 榫头
二.转子叶片 1. 叶片叶身特点
（1）叶身扭转：叶尖处叶型弯度小，安装角大，叶根处叶型弯度大，安装角小； （2）减振凸台：减振；减小空气流量,效率下降，离心力增加； （3）加强筋：减震的一种形式； （4）宽弦叶片：叶栅通道面积大，喘振裕度大，级效率高，减振效果好；
二. 转子叶片
2. 榫 头
周向燕尾形榫头
——简单，加工费用低，允许单独更换，所以一般用于压气机后几级 （叶片小，相应的离心负荷小）。
周燕尾型榫头叶片
周燕尾型榫槽
二. 转子叶片
3. 叶片的槽向固定
（a）榫头凸块和锁片固定
作用：防止叶片沿槽向
移动。
固定方法：
• 卡圈 • 锁片 • 挡销
（b）挡销和锁片固定 （c）（d）锁片固定 （e）弹簧卡圈固定 （f）锁丝固定
优点：
• 增加刚性，改变叶片的固有频率，降低叶片根部的弯 曲扭转应力。
• 减震凸台结合面上喷涂耐磨合金，当叶片发生振动时， 结合面互相摩擦，可起阻尼减振的作用。
缺点：
• 增加叶片的重量，使叶片的离心负荷加大； • 连接处局部加厚，使流道面积减少2%，减少发动机的
发动机原理-压气机
汽车发动机中的压气机通常与 发动机曲轴联动，利用发动机
的旋转来驱动压气机工作。
为了提高效率和减少能耗，汽 车发动机中的压气机通常采用 高效的设计，如采用高效的叶 轮和良好的密封措施。
汽车发动机中的压气机也需要 定期维护和检修，以确保其正 常工作和可靠性。
其他领域的应用
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除了航空和汽车领域，压气机 还广泛应用于工业领域，如压 缩机站、气体分离和液化等。
现代航空发动机通常采用多级轴流式 压气机，这种设计能够提供更高的压 缩效率，同时降低能耗。
压气机的维护和检修对于确保航空发 动机的安全和可靠性至关重要，需要 定期进行清洗、检查和更换损坏的零 件。
汽车发动机中的压气机
在汽车发动机中，压气机通常 被称为空气压缩机，用于压缩 空气以供应制动系统、气瓶、 空调和其他需要压缩空气的设
空气的压缩
总结词
压缩过程是压气机工作的核心，主要通过压气机的旋转叶片实现。
详细描述
吸入的空气在压气机的叶片作用下开始压缩，随着叶片的旋转，空气被逐渐压缩，压力和温度也随之升高。这个 过程中，空气的体积被减小，密度增大，以便于更有效地进行燃烧。
空气的排
总结词
排出过程是压气机工作的最后一步， 主要通过排气口实现。
压气机的种类
离心式压气机
离心式压气机利用旋转叶片的离心力将空气吸入并压缩。其结构简单，可靠性 高，但效率较低。
轴流式压气机
轴流式压气机利用高速旋转的叶片将空气吸入并沿轴向流动，通过叶片的多次 压缩达到高压。其效率较高，但结构复杂，维护成本较高。
压气机的工作原理
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空气吸入
压气机通过进气道吸入空 气。
制作简单航空发动机原理
制作简单航空发动机原理导言:航空发动机是飞机的核心动力装置。
它将燃油转化成气体动能，推动飞机的运行。
本文将详细介绍航空发动机的工作原理及其组成部分。
一、航空发动机的工作原理1.空气吸入：航空发动机通过进气口吸入空气。
进气口前通常装有空气滤清器，以防止杂质进入发动机内部。
2.燃烧过程：发动机内部有一个燃烧室，燃油和空气在这里进行混合并燃烧。
通过燃烧过程产生的高温高压气体推动涡轮旋转。
3.涡轮产生动力：航空发动机内部有一个涡轮，其由高温高压气体推动旋转。
涡轮叶片上具有相对位置可调的导向叶片，可控制气体流向以增加涡轮转速。
4.推力输出：通过涡轮的旋转，将动力传输至机身后方的喷气口。
高速喷出的气流产生反作用力，从而推动飞机向前飞行。
二、航空发动机的组成部分1.进气系统：进气系统主要由进气口、空气滤清器、进气管道等组成。
它的主要作用是将空气引入发动机内部。
2.压气机：压气机是发动机的核心部件之一、它通过旋转的涡轮叶片将气体压缩，增加气体的密度和压力。
3.燃烧室：燃烧室是将燃料和空气混合并点燃的地方。
它通常位于压气机和涡轮之间，用于转换燃料的化学能为气体动能。
4.涡轮：涡轮是发动机的另一个核心部件。
它由一组固定和可转动的叶片组成，通过气体的冲击和压力推动涡轮旋转。
5.推力装置：推力装置包括喷管和尾喷口等组件。
它通过高压气体在喷管内膨胀产生高速气流，进而产生推力。
三、航空发动机的分类1.喷气发动机：喷气发动机通过喷射高速气流产生推力，常见的有涡轮风扇发动机和涡轮喷气发动机。
2.螺旋桨发动机：螺旋桨发动机通过螺旋桨带动空气产生推力，常见的有活塞式发动机和涡轮螺旋桨发动机。
结论：简单航空发动机的工作原理是通过压缩空气，与燃烧室内的燃料混合后点燃并推动涡轮旋转，进而通过喷出高速气流产生推力。
航空发动机的组成部分包括进气系统、压气机、燃烧室、涡轮和推力装置等。
不同类型的航空发动机根据其工作原理和推力方式进行分类。
这些发动机的设计和改进对于提高飞机的性能和效率具有重要意义。
航空发动机原理
航空发动机原理简介航空发动机是飞机的核心部件之一，它的工作原理决定了飞机的飞行性能。
航空发动机的主要任务是将燃料的化学能转化为动力，推动飞机前进。
本文将介绍航空发动机的工作原理和主要组成部分。
工作原理航空发动机的工作原理基于热力学循环原理，它通过燃烧产生的高温高压气体推动涡轮转动，进而驱动飞机飞行。
一般来说，航空发动机根据工作原理可以分为喷气式发动机和涡轮螺旋桨发动机。
喷气式发动机原理喷气式发动机是目前大多数商用飞机所采用的发动机类型。
它的工作原理基于Joule-Brayton循环原理。
主要的组成部件包括压气机、燃烧室和涡轮。
1.压气机：压气机负责压缩进入发动机的空气，提高其压力和温度。
压缩空气被分为高压和低压两个级别，分别通过不同的压气机级实现压缩。
2.燃烧室：燃烧室是将燃料与压缩空气混合燃烧的地方。
燃料在燃烧室中燃烧产生高温高压气体，驱动涡轮旋转。
3.涡轮：涡轮由高温高压气体驱动，并通过轴将动力传递给压气机和其他系统。
涡轮旋转产生的动力推动了发动机的工作。
涡轮螺旋桨发动机原理涡轮螺旋桨发动机主要应用在小型飞机和直升机上。
它的工作原理基于Brayton循环原理。
主要的组成部件包括涡轮、燃烧室和螺旋桨。
1.涡轮：涡轮由燃烧室中的燃料燃烧产生的高温高压气体驱动。
涡轮旋转产生的动力推动飞机前进。
2.燃烧室：燃烧室是将燃料与压缩空气混合燃烧的地方。
燃料在燃烧室中燃烧产生高温高压气体，驱动涡轮旋转，进而推动飞机前进。
3.螺旋桨：涡轮螺旋桨发动机通过螺旋桨来提供推力。
螺旋桨通过轴与发动机的涡轮相连，涡轮驱动螺旋桨旋转，产生推力。
主要组成部分不论是喷气式发动机还是涡轮螺旋桨发动机，它们都包括以下几个主要的组成部分：1.压气机：负责压缩进入发动机的空气，提高其压力和温度。
2.燃烧室：将燃料与压缩空气混合燃烧，产生高温高压气体。
3.涡轮：由高温高压气体驱动，并通过轴将动力传递给压气机和其他系统。
4.出口喷管：将高温高压气体排出，产生推力。
航空发动机原理第五讲 发动机部件工作原理---压气机
48 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
5、多级轴流压气机的稳定工作问题
38 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
1、压气机攻角 攻角：
i 1;k 1 1k 几何进口角 1进口气流角
设计状态攻角的选取： 亚音叶栅：略大于0 超音叶栅：略小于0 可以近似认为，设计 状态攻角为零（i=0）
39 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
* k
1 *
四、热力过程及主要参数
3、压气机主要性能参数 增压比： * p 出口总压 * 2 k * p1 进口总压 流量：
转速：
绝热效率：
qma (kg / s)
n(rpm)
等熵压缩功 k 1 T2 实际压缩功 1 35 T1 2014年10月12日
1
k
1 ) *
(
Wki c p (T2i T1 ) c pT1 ( k
1 *
1)
实际压缩功
压气机效率
T Wk c p (T2 T1 ) c pT1 ( 2 1) T1
等熵压缩功 k 1 T2 实际压缩功 0.82~0.87 1 T1 在给定的增压比和进口总温的条件下， 34 压气机出口温度越高，效率越低。 2014年10月12日
2、叶型损失(类比机翼)定工作状态
3、压气机的设计状态与非设计状态 正攻角工况（叶背出现分离）
设计点工况（设计状态）
负攻角工况（叶盆出现分离）
41 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
思考：下面哪些情况可能导致攻角增大？哪些情况 可能导致攻角减小？ • 流量不变，转速增大（+） • 流量不变，转速减小（-） • 转速不变，流量减小（+） • 转速不变，流量增大（-）
航空发动机核心机——压气机
四、双转子或三转子压气机
74
防冰系统
当飞机穿过含有冷水汽的云层，或在空气湿度较高和气温接近零度的 条件下工作下，发动机进口部分，就会出现结冰现象。
防冰方法
对容易结冰的零件表面进行加温。常用热源有：压气机热空气、 电加热和滑油加热
75
76
77
78
离心压气机
Байду номын сангаас79
承受离心载荷能力强但抗弯刚性差2627鼓盘式由若干个轮盘鼓筒和前后半轴组成28鼓盘式鼓式29鼓盘式转子不可拆卸的转子可拆卸的转子混合式转子按级间联接特点30不可拆卸的转子盘鼓式转子的级间联接常用圆柱面紧度配合加径向销钉联接和焊接两种方法在完成装配后不可能再进行无损分解
航空发动机核心机 压气机
1
主要内容
62
63
64
解决方法：一、中间级放气
放气活门
65
放气带
66
WP—6放气窗口
67
二、进口可转 导流叶片
68
进口变 弯度导 流叶片
69
进口变 弯度导 流叶片
70
多级可 调静子 叶片
71
三、机匣处理
在机匣内壁上 加工成环槽、斜 槽或安装蜂窝结 构环，使失速裕 度改善。
72
机 匣 处 理
30
不可拆卸的转子
盘鼓式转子的级间联接 常用圆柱面紧度配合加径 向销钉联接和焊接两种方 法，在完成装配后不可能 再进行无损分解。
31
可拆卸的转子
在装配后可以根 据使用和维护的需 要再进行无损分解 的转子。
32
可拆卸的转子
33
混合式转子
34
工作叶片(动叶)
工作叶片是轴流压气机重要零件之一，它直接影响压气机的气 动特性、工作可靠性、重量及成本等。
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28 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
思考：是否可以只采用静子叶片减速增压？可否取 消动叶？ 否 如果不对气体作功，只靠减速增压，压力增加程 度充其量等于来流总压； 动叶对气体作功加入能量，增加绝对动能，使气 流在其后的静叶中有足够的能量减速增压； 排列顺序：动叶在前，静叶在后。
1
k
1 ) *
(
Wki c p (T2i T1 ) c pT1 ( k
1 *
1)
实际压缩功
压气机效率
T Wk c p (T2 T1 ) c pT1 ( 2 1) T1
等熵压缩功 k 1 T2 实际压缩功 0.82~0.87 1 T1 在给定的增压比和进口总温的条件下， 34 压气机出口温度越高，效率越低。 2014年10月12日
2、叶型损失(类比机翼)
40 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
3、压气机的设计状态与非设计状态 正攻角工况（叶背出现分离）
设计点工况（设计状态）
负攻角工况（叶盆出现分离）
41 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
思考：下面哪些情况可能导致攻角增大？哪些情况 可能导致攻角减小？ • 流量不变，转速增大（+） • 流量不变，转速减小（-） • 转速不变，流量减小（+） • 转速不变，流量增大（-）
动叶增压原理：加功、增速、增压
21 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 流动本质： 气体在动叶和静叶中的流动过程，本质上都是 亚音速气体的减速增压过程。
22 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 压气机叶栅
23 2014年10月12日
* k
1 *
四、热力过程及主要参数
3、压气机主要性能参数 增压比： * p 出口总压 * 2 k * p1 进口总压 流量：
转速：
绝热效率：
qma (kg / s)
n(rpm)
等熵压缩功 k 1 T2 实际压缩功 1 35 T1 2014年10月12日
• • • • • • 第一节 气动热力基础 第二节 进气道 第三节 尾喷管 第四节 压气机 第五节 涡轮 第六节 燃烧室
内容回顾
• 进气道
– 功能和要求 – 进气道的性能参数：总压恢复系数与冲压比 – 亚音速进气道和超音速进气道的基本工作原理 – 超音速进气道的三种基本类型及优缺点 – 超音速进气道的三种工作状态 – 超音速进气道的调节
只要压气机进、出口总温保持不变，则压气机对 单位工质所做的功保持不变。 对
37 2014年10月12日
作业
1、在一台多级压气机中，第一级和第二级对空气 的加功量都是30kJ/kg，级效率都是0.84，那么 第一级和第二级增压比是否相同，为什么？ 2、在标准大气条件下，测得某压气机的平均出口 总温550K，总压738900Pa，求该压气机效率。
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 • 气体在轴流压气机中的参数变化
24 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
3、超音叶栅增压原理 • 进口超音速气流W1 经激波后降为亚音 流W2’ ，静压提高 • 然后气流转弯速度 降到W2 ，静压进 一步提高
• Mw1=1.3-1.5, 总压恢复系数=0.97-0.94
速度三角形（出口）：
气流流出动叶的相对速度为W2； 叶片转动切线速度为U2； 气流流出动叶的绝对速度为V2。
18 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 气体在动叶栅中的流动：
近似认为动叶前后切向速度不变U1 U2 气流在动叶中相对速度降低，W2 W1（减速增压） 气流流经动叶的绝对速度增加，即V2 V1（转子做功）
29 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
级增压原理： 动叶 加功增速 靠扩张叶栅通道减相对速度，增加压力； 静叶 使在动叶中获得能量的气流，通过扩张叶栅通 道减速增压 同时静子还起导向作用将气流引导到一定方向 ，为顺利进入下一级做准备
30 2014年10月12日
19 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 气体在动叶栅中的流动： 伯努利方程（相对坐标系）
dp W22 W12 W fr 0 dp 0 W 2 2 W1
1
2
叶型弯曲形成扩张通道，相对 速度减小，压力提高
20 2014年10月12日
1、组成 多级组成，每一级由转子与静子组成。 转子（工作轮）：叶片、盘、轴 静子（导向器）：叶片、机匣 转子在前、静子在后，交错排列
静子
转子
11 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 分解 级基元级平面叶栅 平面叶栅 动叶栅 静叶栅
16 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 动叶栅
17 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 气体在动叶栅中的流动： 速度三角形（进口）：
气流流向动叶的绝对速度V1； 叶片转动切线速度为U1； 气流进入动叶的相对速度为W1。
Aero Engine Principle– Lecture #5 /Engines parts -Compressor Oct. 13, 2014
发动机部件工作原理
黄玥
助理教授 物理机电航空大楼313 18250894250 huangyue@ 物理与机电工程学院 厦门大学
发动机部件工作原理
2014年10月12日
5
一、生活中的叶轮机
电脑芯片的风扇： 由微型电机驱动，向散热器提供冷却空气 发动机的压气机： 由涡轮驱动，向燃烧室提供高压空气
6 2014年10月12日
一、生活中的叶轮机
压气机
1.5个大气压 3个大气压 30个大气压
7 2014年10月12日
一、生活中的叶轮机
48 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
5、多级轴流压气机的稳定工作问题
42 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
4、喘振 随着攻角的增加： 部分叶片一定部位首先发生旋转失速或称旋转 分离； 分离区扩展至整个压气机叶栅通道，发生喘振
43 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
4、喘振 定义 是压气机的一类气动失稳 现象，其流量和压升具有 周期性的高振幅振荡， 时而体现为非失速的正常 流动，时而表现为低流量 低压升的失速流动。
级增压比=1.8-2.2
25 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
4、压气机级 叶片扭转 因沿叶高的切线速度大小不同 相对速度大小和方向均不同 速度三角形不同；
26 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
4、压气机级 叶片扭转
27 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
三、轴流式压气机增压原理
气体参数的变化 动叶 静温增加 静压增加 总温增加（动叶做功） 总压增加 绝对速度增加（动叶做功） 相对速度下降（减速扩压）
31 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
气体参数的变化 静叶 静温增加 静压增加 总温不变 总压小幅下降（有损失） 速度下降（减速扩压）
12 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 截面编号 1 动叶进口 2 动叶出口（静叶进口） 3 静叶出口
13 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 静叶栅
14 2014年10月12日
三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 气流在静叶栅中的流动 伯努利方程
2014年10月12日
3
内容回顾
• 尾喷管
– 功能和要求 – 尾喷管的分类(纯收敛型、收敛-扩张型) – 纯收敛型尾喷管的三种工作状态和推力公式 – 收敛-扩张型尾喷管四种主要类型
2014年10月12日
4
第四节 压气机
一、生活中的叶轮机 风车、水车、电风扇、鼓风机、汽轮机、水轮机、 水泵、螺旋桨（飞机、轮船）……
* k
1 *
四、热力过程及主要参数
4、压气机实际压缩功
Wk CpT [( )
* 1
k 1 * k k
1]/
* k
压缩功与进口气流总温、增压比成正比，与效率 成反比
36 2014年10月12日
四、热力过程及主要参数
练习题（判断） 只要压气机增压比保持不变，则压气机对单位工 质所做的功保持不变。 错，功与进口总温、效率有关
46 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
5、多级轴流压气机的稳定工作问题
47 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态
5、多级轴流压气机的稳定工作问题 当多级轴流压气机工作于设计状态时，各级转子 的攻角近似为0，压气机处于高效工作状态。 思考： 若多级轴流压气机转速低于设计值时，压气机 各级攻角会发生什么变化？ 若转速高于设计值时，各级攻角会发生什么变 化？
38 2014年10月12日
五、压气机的不稳定工作状态