发动机原理(第二章进气道)共20页
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。
发动机的工作原理
发动机的工作原理引言概述：发动机是汽车的心脏，是汽车动力的来源，它通过内燃机的方式将燃料燃烧产生的能量转化为机械能，从而驱动汽车行驶。
发动机的工作原理是一个复杂而精密的过程，下面将详细介绍发动机的工作原理。
一、进气阶段1.1 空气进入发动机通过进气道将空气引入气缸内，空气中含有氧气，是燃料燃烧的必要条件。
1.2 汽缸内气流进入气缸内的空气经过气门控制进出，通过活塞的上下运动形成气缸内的气流。
1.3 汽缸内增压有些发动机会采用增压器来增加气缸内的进气密度，提高燃烧效率。
二、压缩阶段2.1 活塞压缩进气阀关闭后，活塞开始向上运动，将气缸内的空气压缩，使空气温度升高。
2.2 压缩比发动机的压缩比是指气缸内压缩先后容积的比值，影响着燃烧效率和动力输出。
2.3 燃油喷射在压缩阶段，燃油通过喷油嘴喷入气缸内，与压缩的空气混合形成可燃混合气。
三、爆燃阶段3.1 点火发动机点火系统会在适当的时机点燃混合气，引起爆燃，释放燃烧能量。
3.2 燃烧过程燃烧过程是一个快速的化学反应过程，燃料与氧气在高温高压下瞬间燃烧，产生高温高压气体。
3.3 活塞推动燃烧释放的能量推动活塞向下运动，转动曲轴，带动汽车的运动。
四、排气阶段4.1 排气门开启燃烧后的废气通过排气门排出气缸，准备进入排气系统。
4.2 排气系统排气系统包括排气管、消声器等部件，将废气排出车辆，减少噪音和排放。
4.3 回收能量有些高级发动机会采用涡轮增压器来回收排气的能量，提高燃烧效率。
五、循环重复5.1 运转稳定发动机的工作原理是一个连续循环的过程，进气、压缩、爆燃、排气四个阶段不断重复，保持发动机运转稳定。
5.2 燃油控制现代汽车发动机会通过电脑控制燃油喷射和点火时机，以实现燃油经济性和动力性的平衡。
5.3 故障排查发动机故障时，需要通过诊断仪等工具进行故障排查，找出问题所在并进行维修。
总结：发动机的工作原理是一个复杂而精密的过程，需要各个部件协同工作才干正常运转。
涡轮发动机结构之进气道—进气道的功用和分类
超音速进气道
小 结 进气道的功用和类型
B737飞机装备的进气道
一 进气道功用 • 进气道可位于飞机头部、飞机两侧或机翼下方
F22飞机装备的进气道
歼7飞机装备的进气道
一 进气道功用
进气道
功 用 ① 以尽可能小的流动损失，为发动机供应 适量的 空气
一 进气道功用
气流在进气道内减速
进气道进口马赫数
<
进气道出口马赫数（即 发动机进口速度）
一 进气道功用
V
P
0截面
1截面
当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时, 通过冲压压缩，提高空气的压力
一 进气道功用
功 用 ①以尽可能小的流动损失，为发动机供应适量的空气 ②高速飞行时，完成气流的冲压压缩
一
进气道功用
二
进气道的分类
二 进气道类型
进气道
亚
超
音
音
速
速
进
进
气
气
道
道
二 进气道类型 亚音速进气道
进气道的功用
01 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;
02 当压气机进口处的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。
冲压压缩的作用
➢ 冲压作用（进气道的功能） 当压气机进口处的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。
内压式 外压式 混合式
进气道的功用和分类
回顾：涡轮喷气发动机基本组成
进气道
进气道
压气机
燃烧室
涡轮 喷管
目标
发动机原理第2章
2、进气终了温度Ta
＞ Ta
T0
⊿ Ta = Ta –Ts: （1）进气予热（汽油机），分配均匀
（2）接触高温机件
（3）残余废气加热
（4）液体燃料蒸发吸热（汽油机）
▪
⊿侧T。a增加，则ρa下降， φc下降，柴油机进排气管分在两
▪
影响因素
➢
n 增加—⊿ Ta下降（接触时间短）
➢
负荷增加—⊿ Ta增加（残余气体温度增加，零件温度增加）
▪
排气门开到排气下止点缸内气体压力高于排气管内
的排气背压，缸内气体可以自由地排出缸外（另一
种划分方法：排气门开到缸内压力接近排气管内压
力）。
▪
为降低排气消耗功，排气门提前开，排气门提前角
30—80°
第一节 四冲程内燃机的换气过程
（二）强制排气阶段
▪
下止点到上止点，活塞推出缸内气体，强制排出缸
外。
▪
特点：流速高，压差大，排气损失增大。
▪
为降低排气功和降低φr，排气门迟关，惯性排气，
10—70°
第一节 四冲程内燃机的换气过程
1、超临界排气
▪
排气门打开初期：
k
pII
2
k1
pI k 1
▪
缸内压力在0.2—0.5MPa之间，处于超临界流动，废
气以当地音速流出。
第一节 四冲程内燃机的换气过程
Байду номын сангаас
30°。
▪
非气增门压重柴叠油角机，： 以进 提气 高管 常压 用力 转接 速内近的P0充，量允，许一适般当在采2用0—较大
80°。
▪
增压柴油机：进气压力大于排气压力，一部分新气通过
发动机的工作原理
发动机的工作原理发动机是一种能够把燃料的化学能转化为机械能的设备，是现代交通工具中不可或缺的动力装置。
发动机的工作原理可以分为四个基本步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
首先，进气阶段：发动机通过气门控制进气门的开闭，利用气缸的负压，将大量的空气吸入到气缸中。
一般情况下，空气通过空气过滤器进入气缸，进气道的长度和形状也会影响气缸内的气流。
接下来，压缩阶段：气缸的活塞向上运动，将吸入的空气压缩。
这个过程会增加气体分子之间的碰撞，使气体分子的平均速度和压强增加，同时也增加了气体的温度。
压缩比越大，发动机的效率也就越高。
第三个阶段是燃烧阶段：在活塞接近顶死点的时候，燃料以雾状或者喷雾的形式通过喷油嘴喷入气缸中。
燃料与高温高压的空气混合后，由于活塞的挤压作用，燃料的温度升高，燃烧形成的高温高压气体推动活塞向下运动。
这个过程在燃烧室中同时进行。
最后，排气阶段：活塞再次向上运动，将燃烧后的废气通过排气门排出。
这个过程中需要利用排气门的开闭和活塞的运动，将废气推出气缸，并通过排气管排到大气中。
上述四个阶段是内燃机的基本工作原理，但具体的发动机类型和结构会有所不同。
根据燃料的不同，发动机可以分为汽油发动机和柴油发动机。
汽油发动机使用混合燃料，是通过汽油的蒸发产生燃烧所释放的热能推动活塞运动。
柴油发动机使用柴油作为燃料，是通过高压喷射形成的高温高压燃烧气体推动活塞运动。
此外，发动机的结构也会因车型和设计目标的不同而有所差异。
一般来说，一个发动机由气缸体、活塞、连杆、曲轴、气门等几个部分组成。
气缸体是一个密闭的容器，用于容纳活塞和构成燃烧室。
活塞通过连杆与曲轴相连，活塞的上下运动由曲轴转化为旋转运动，并输出动力。
气门则通过气门机构控制进出气缸的气体流动。
总结起来，发动机通过气缸的吸入、压缩、燃烧和排气四个阶段，将化学能转化为机械能。
不同类型的发动机和结构会有所不同，但基本的工作原理是相通的。
发动机作为交通工具的核心部件，不断的技术创新和研究将使得发动机更加高效、环保和可靠。
发动机系统工作原理
发动机系统工作原理发动机是现代交通工具中的重要组成部分，它是为车辆提供推动力的关键设备。
了解发动机系统的工作原理对于维护和了解汽车性能非常重要。
本文将介绍发动机系统的基本工作原理，包括点燃混合气体、气缸压缩和爆炸推动等过程。
1. 燃油供给系统发动机的燃油供给系统主要由燃油箱、燃油泵、燃油滤清器和喷油器等组成。
燃油从燃油箱通过燃油泵被抽送到发动机中，并经过滤清器过滤杂质。
喷油器将燃油以合适的喷雾形式喷入气缸，与空气混合形成可燃混合气体。
2. 空气供给系统发动机的空气供给系统主要由进气道、空气滤清器和节气门等组成。
空气通过空气滤清器进入进气道，节气门控制空气流量。
进入气缸的空气需要与喷入的燃油混合，在发动机工作中发挥作用。
3. 点燃系统点燃系统是发动机中点燃混合气体的关键部分。
它主要由点火线圈、火花塞和点火控制模块等组成。
点火线圈提供高压电流，通过火花塞产生高压火花，点燃气缸中的混合气体。
点火控制模块控制点火的时机和参数，确保点火过程的准确性。
4. 气缸压缩和爆炸推动气缸是发动机中完成燃烧过程的关键部分。
气缸内的活塞上下运动，通过连杆和曲轴将线性运动转化为旋转运动，并扭转输出动力。
在活塞上升的过程中，气缸内的混合气体被压缩，从而提高其温度和压力。
当活塞达到顶点时，点火系统引发火花，混合气体发生爆炸燃烧，并推动活塞向下运动。
这种连续的爆炸和推动过程使发动机产生动力。
5. 冷却系统发动机工作时会产生大量热量，为了保证发动机的正常运行，需要通过冷却系统来控制温度。
冷却系统由水泵、散热器和冷却液等组成。
冷却液通过水泵循环流动，带走热量并通过散热器散发到空气中，从而保持发动机温度在合适范围内。
总结：发动机系统的工作原理包括燃油供给、空气供给、点燃、气缸压缩和爆炸推动等多个方面。
各个部件有效地协作，保证发动机的正常运转。
了解发动机系统的工作原理有助于我们更好地理解汽车的性能，并在维护和保养中做出正确的决策。
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。
航空发动机原理构造
航空发动机原理构造第一章、燃气涡轮发动机的工作原理1、燃气涡轮喷气发动机：将燃油燃烧释放的热能转化为机械能的装置。
它既是热机（将燃油化学能转化为热能），又是推进器（将热能转化为机械能）。
冲压式2、发动机涡喷涡轮式涡扇（包含桨扇）涡轴涡桨3、发动机分类依据：氧化剂来源；氧化剂形态；有无压气机4、燃气涡轮喷气发动机（Turbojet Engine）：以空气作为工质。
与航空活塞发动机相比这种发动机具有结构简单、重量轻、推力大、推进效率高，而且在很大的飞行速度范围内，发动机的推力随飞行速度的增加而增加。
5、涡轮螺旋桨发动机（Advanced Turbojet-propeller Engine）：组成：燃气轮机、螺旋桨、减速器工作原理：空气通过进气道进入压气机；压气机以高速旋转的叶片对空气做功压缩空气，提高空气的压力；高压空气在燃烧室内和燃油混合，燃烧，将化学能转化为热能，形成高温高压的燃气；高温高压的燃气在涡轮内膨胀，推动涡轮旋转输出功去带动压气机和螺旋桨，大量的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压力；气体流过发动机，产生反作用推力。
优点：综合了涡喷和涡桨的优点，而且在较低的飞行速度下，具有较高的推 进效率，所以它在低压音速飞行时具有较好的经济性。
6、涡轮风扇发动机（Turbofan Engine ）:组成：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、喷管工作原理：工作情况与涡喷发动机相同。
推力来源是风扇和内涵道推力。
涡 轮、燃烧室、尾喷管与涡喷发动机相同，压气机还可以提高发动 机性能。
优点：与涡喷发动机相比，涡扇发动机具有推力大，推进效率高，噪音低等 特点。
7、涡扇发动机有内外连个涵道。
8、涵道比：外涵流量与内涵流量的比值，用符号B 表示。
q q m m 21/B 。
9、涵道比越大，推力越大。
10、直升机主要使用涡轮轴发动机；涡轮风扇发动机主要用于民机；涡轮喷气发 动机主要用于军机。
第二章进气道
p ∗ 1,max p ∗ 1,min ∗ p1
—进气道出口气流总压的最大值 —进气道出口气流总压的最小值 —进气道出口气流总压的平均值
9
冲压比π 冲压比πi
进气道出口处的总压与远前方气流静压的比值 * p1 表达式 π i* = p0 冲压比越大, 冲压比越大, 表示空气在压气机前的冲压压缩程度越大 根据气体动力学总、 根据气体动力学总、静压以及马赫数与因速之间关系
γ − 1 V γ −1 γ −1 γ −1 π = σ i 1 + Ma = σ i 1 + 2 2 γRT0
∗ i 2
γ
γ
影响参数
流动损失、 流动损失、飞行速度和大气温度
10
影响参数分析
流动损失
当大气温度和飞行速度一定时, 流动损失大, 总压恢复系数小, 当大气温度和飞行速度一定时, 流动损失大, 总压恢复系数小, 则冲压比减小; 则冲压比减小; 另外由于流动损失大, 使压气机进口的空气压力低, 另外由于流动损失大, 使压气机进口的空气压力低, 还会引起 进入发动机的空气流量减小
1
进气道
发动机在试车台上试车
2
进气道的功用
在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小的流动损失, 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, 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; 叶片的振动和压气机失速; 当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时, 当压气机进口处的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。 压缩空气, 提高空气的压力。
* p0
6
流动损失
唇口损失
发动机进气系统工作原理
发动机进气系统工作原理
发动机进气系统是引擎正常运转的重要组成部分，它的主要作用是将空气、燃油混合物输送到发动机燃烧室内进行燃烧，以产生动力。
发动机进气系统由进气道、进气管、空气滤清器、节气门、进气歧管、油泵、喷油器等组成。
当发动机启动时，空气从进气道进入空气滤清器，通过滤清器过滤后，进入节气门。
节气门控制着进气量的大小，它的开度取决于驾驶员踩下油门的深度。
当节气门开启时，空气就会通过进气管被吸入发动机内部。
进气歧管将空气从节气门分流到不同的缸体内，并向燃烧室内喷入燃油。
燃油的喷入由喷油器负责，它将燃油加压后喷入进气歧管中，与空气混合后进入燃烧室进行燃烧。
燃烧产生的高温高压气体会推动活塞，驱动发动机正常工作。
发动机进气系统的工作原理是将空气、燃油混合物输送到发动机内，使其在燃烧室内进行燃烧，产生动力。
为了保证正常运转，进气系统需要保持足够的进气量和均匀的进气流动，这需要通过调整节气门、进气道、空气滤清器等来实现。
同时，进气歧管和喷油器的设计和匹配也非常关键，它们需要与发动机的设计相匹配，以保证燃油喷射均匀、进气流畅。
- 1 -。
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。
发动机原理(航空)课件：第二章第二节 进气道
Ain 0.8080m 2
Acr 0.4780m 2 Aout 0.6m 2
Ma 2
Ma 1
Ma 0.55
1.6351
1
0.5847
2020年9月2q7(日) 0.5916
q() 1
q() 0.7967
19
四、超音速进气道
1、气动设计原理 例：
进口Ma
3.000 2.000 1.600 1.200
前方气流 速度Ma=2
X
Ma≥1
2020年9月27日
15
四、超音速进气道
1、气动设计原理 例：超音速歼击机，作战飞行Ma=2，风扇 进口Ma需求：0.55，进口直径面积A=0.6m2
前方气流 速度Ma=2
2020年9月27日
Ma=0.55
16
四、超音速进气道
1、气动设计原理 例：超音速歼击机，作战飞行Ma=2，风扇 进口Ma需求：0.55，进口直径面积A=0.6m2
3
一、功能/设计要求
2、设计要求
– 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
2020年9月27日
4
一、功能/设计要求
3、位置（亚音速飞机）
2020年9月27日
5
一、功能/设计要求
3、位置（超音速飞机）
2020年9月27日
6
一、功能/设计要求
0.99 in 1.51
0.99 in 0.99
12
三、亚音速进气道
4、应用
– 亚音速飞机 – Ma数小于1.5的低超音速飞机
2020年9月27日
13
三、亚音速进气道
发动机原理(第二章进气道)shangzai
三、 超音速进气道
斜激波原理
利 利用斜激波，减小气流沿激波法方向的速 度分量，从而降低了激波强度。
三、 超音速进气道
超音速进气道
Ma来流 =2.0
Ma需求=0.55
三、 超音速进气道
超音速进气道的工作原理：
合理的组织激波把超音速气流降低到亚音速； 再通过扩张型管道，使得流速进一步降低
出口总压 p1* * 进口总压 p0
冲压比（掌握）
* * p0 出口总压 p1 k 1 in (1 Ma2 ) k 1 远前方来流静压 p0 p0 2 k
流量系数（了解）
VA0 A0 实际空气流量 通过捕获面积的空气流 量 VA01 A01
一、进气道概述
5、性能参数 (11km)
远前方 进气道出口 性能参数
总压 34521 静压 22632
Ma 0.8
34176 28007
0.54
0.99
in 1.51
0.898
总压 176939 158892 静压 22632 Ma 2.0 144918 0.54
in 7.02
进口面 进口速度 喉道Ma 积m2 m/s 1.944 877.8 1.000 0.8080 589.3 1.000 0.6249 472.2 1.000 0.5352 354.4 1.000
喉道面 积m2 0.4407 0.4780 0.4999 0.5195
喉道速 度m/s 440.7 360.4 331.3 306.0
三、 超音速进气道
2.0 1.0 0.8 1.5 0.6 1.0
q(
0.4 0.2 0.0 0.0
0.5
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
发动机部件-进气道
进气道出口处的总压与远前方气流静压的比值 2.进气道的冲压比： ∏i=P1*/P0*
I
2 * P 1 V 1 i 1 P 2 RTO 0
1
冲压比越大，说明空气在压气机前的冲压压缩 程度越大。
冲压比随飞行速度的变化规律
影响进气道冲压比的因素有：流动损失；飞 行速度和大气温度。
qm ,a AV K
* po
T
* 0
A0 q ( 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
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。
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。
进气道
进气道
进气道的功用是:
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。
涡轮发动机进气道
涡轮发动机进气道的功用：
冲压恢复（压力恢复）—尽可能多的恢复自由气 流的总压并输入该压力到压气机。 提供均匀的气流到压气机使压气机有效的工作.当 压气机进口处的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。
亚音速进气道性能参数
1.总压恢复系数
进气道出口处的总压与来流总压之比。 总压恢复系数是小于1的一个数字。小于1的原因由于流动 损失，使总压下降的结果。
进气道原理
进气道原理进气道是发动机中非常重要的一个部件，它直接影响着发动机的性能和燃油效率。
进气道的原理是指发动机如何从外部环境中获取空气，并将其引入到燃烧室中与燃料混合，以支持发动机的燃烧过程。
在这篇文档中，我们将深入探讨进气道的原理，以便更好地理解发动机工作的基本原理。
首先，我们来了解一下进气道的基本组成。
进气道通常包括进气口、空气滤清器、进气管道、节气门和进气歧管等部件。
当发动机工作时，空气首先通过进气口进入到空气滤清器中，经过滤清器的过滤和净化后，进入进气管道。
在进气管道中，空气会受到节气门的控制，节气门可以调节空气的流量，以满足发动机不同工况下的需求。
最后，空气会通过进气歧管被引入到各个气缸的燃烧室中，与燃料混合后参与燃烧过程。
进气道的原理主要包括以下几个方面，空气流动、进气压力、进气温度和进气量等。
首先，空气流动是指空气在进气道中的流动状态，它受到进气道内部结构和流动阻力的影响。
在设计进气道时，需要考虑如何减小阻力，以保证空气能够顺利地流入到发动机中。
其次，进气压力是指空气在进气道中的压力大小，它直接影响着空气的密度和氧气含量。
通过合理设计进气道结构和采用增压系统，可以提高进气压力，从而提高发动机的输出功率。
另外，进气温度也是一个重要的参数，过高的进气温度会降低空气的密度，从而影响发动机的性能。
因此，需要通过空气冷却系统来控制进气温度，以保证发动机的正常工作。
最后，进气量是指单位时间内进入发动机的空气量，它受到节气门的控制。
通过合理设计节气门和进气管道，可以实现对进气量的精确控制，以满足发动机在不同工况下的需求。
总的来说，进气道的原理是一个复杂而又重要的课题，它直接关系到发动机的性能和燃油效率。
通过深入了解进气道的原理，我们可以更好地理解发动机的工作原理，从而为发动机的设计和优化提供理论基础。
希望本文能够帮助读者更好地理解进气道原理，为相关领域的研究和实践工作提供参考。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
外阻较大。
混压式超音进气道
超音亚音：介乎于 前两者之间； 外罩平直，外阻小； 结尾正激波可自动调 节，工作稳定； 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，激 波交点前移，超音 溢流阻力加大。 高超音速飞行，激 波交点后移，激波 损失加大。
dAA(Ma2
1)
dV V
三种类型 混压式 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； ➢ 理想状况：总压损失小 ➢ 因起动问题，较少实用。
外压式超音进气道
超音气流经过2道斜 激波后，气流速度减 小，压力提高，再经 过一道位于进口处的 正激波降为亚音流， 在口内的扩张通道内 进一步减速增压；
二、亚音进气道
1、结构形式 皮托管式
2、流动模型
K p0*A0q(0) K p0*1A01q(01)
T0*
T0*1
流量系数
大小决定于飞行M数
A0 q(01)
和发动机工作状态
A01 q(0)
0 <<
为适应 的变化，减少分离，具有钝圆形唇口。
V0
三、 超音速进气道
激波
产生：超音速气流受到压缩产生的强压 缩波
4、超音速进气道特性
（2）结尾正激波位于 喉道(临界状态)
（3)结尾正激波被吸向 后移(超临界状态) 总压损失加大 嗡鸣
（4)结尾正激波被推出 口外(亚临界状态) 亚音溢流阻力加大 喘振
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
楔板角1＝2044 正激波
楔板角1＝1036 楔板角2＝1239 结尾正激波
1.16 0.868 1.617 1.12 0.8965
0.87 0.866 0.996 0.98 0.926 0.947 0.9982
F15 超音速进气道
2、基本类型
轴对称
二元（矩形）
3、工作原理
Ma>1Ma<1 收敛—扩张
内凹壁面 楔形物和锥形物 流向高压区 分类：正激波、斜激波、弓形波
激波的性质
共性
强压缩波：经激波后静参数突变，总压下降 波前M数越高，激波越强，参数变化越剧烈
个性
经正激波，波后M<1；经斜激波，波后一般仍为M>1。 对相同超音速来流，经正激波的总压损失大于斜激波 来流M1＝1.5 正激波：s=0.92 M2=0.7 斜激波： (楔形物＝108’,=57), s=0.986，M2=1.107 对于斜激波，越大， 越大，激波越强，损失越大 经正激波，气流方向不变；经斜激波气流向波面转折 相交与反射
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， 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，再利用一道弱的 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
来流M数＝2.0
正激波
激波波系
波后M数
0.577
0.72 0.72
一道斜激波 正激波
二道斜激波 正激波