活塞式航空发动机飞动一班作品
智慧树知到《走进航空航天》章节测试答案
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活塞式航空发动机
活塞式航空发动机+组成：活塞式航空发动机是一种往复式内燃机，通过带动螺旋桨高速转动而产生推力。
主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气活门和排气活门等组成。
工作原理：活塞式航空发动机一般用汽油作为燃料，每一循环包括四个冲程，即进气冲程、压缩冲程、做功(膨胀）冲程、排气冲程。
在进气冲程，活塞从上死点运动到下死点，进气活门开放而排气活门关闭，雾化了的汽油和空气的混合气体被下行的活塞吸入气缸内。
在压缩冲程，活塞从下死点运动到上死点，进气活门和排气活门都关闭，混合气体在气缸内被压缩，在上死点附近，由装在气缸头部的火花塞点火。
在做功（膨胀）冲程，混合气体点燃后，具有高温高压的燃气开始膨胀，推动活塞从上死点向下死点运动。
在此行程，燃烧气体所蕴含的内能转变为活塞运动的机械能，并有连杆传给曲轴，成为带动螺旋桨转动的动力。
在排气冲程，活塞从下死点运动到上死点，排气活门开放，燃烧后的废气被活塞排出缸外。
当活塞到达上死点后，排气活门关闭，此时就完成了四个冲程的循环。
为满足功率要求，航空发动机一般都是由多气缸组合构成，多个缸体同时工作带动曲轴和螺旋桨转动以产生足够动力。
缸体的数量和布置形式多种多样，但不管是哪种布置形式都必须保证活塞运动与曲轴运动的协调，不能在运动中互相牵制。
活塞式发动机的运转速度很高，气缸内每秒钟要点火燃烧几十次。
高温高压的工作条件使得气缸壁温度很高，因此必须配备冷却系统。
最早活塞发动机上采用液体冷却，在发动机外壳内有散热套，具有一定压力的冷却液在套内循环流动带走热量。
液体冷却系统因包括水箱、水泵、散热器和相应的管路系统等，结构复杂而笨重，因此后来采用气体冷却系统。
气冷式发动机气缸以曲轴为中心，排成星形，气缸外面有很多散热片，飞行时产生的高速气流将气缸壁的热量散去，达到冷却目的。
辅助系统： 进气系统：进气系统内常装有增压器来增大进气压力，以此改善高空性能。
燃料系统：燃料系统由燃料泵、汽化器或燃料喷射装置等组成。
飞机发动机发展历程回顾
飞机发动机发展历程回顾飞机发动机发展历程回顾飞机发动机经历了哪些历程?下面是的飞机发动机发展历程资料，欢迎阅读。
飞机发动机发展历程1、活塞式发动机时期早期液冷发动机居主导地位很早以前，我们的祖先就幻想像鸟一样在天空中自由飞翔，也曾作过各种尝试，但是多半因为动力源问题未获得解决而归于失败。
最初曾有人把专门设计的蒸汽机装到飞机上去试，但因为发动机太重，都没有成功。
到19世纪末，在内燃机开始用于汽车的同时，人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源，并着手这方面的试验。
1903年，莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后，成功地用到他们的"飞行者一号"飞机上进行飞行试验。
这台发动机只发出8.95 kW的功率，重量却有81 kg，功重比为0.11kW/daN。
发动机通过两根自行车上那样的链条，带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。
首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。
但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。
以后，在飞机用于目的的推动下，航空特别是在欧洲开始蓬勃发展，法国在当时处于领先地位。
美国虽然发明了动力飞机并且制造了第一架军用飞机，但在参战时连一架可用的新式飞机都没有。
在前线的美国航空中队的6287架飞机中有4791架是法国飞机，如装备伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机的"斯佩德"战斗机。
这种发动机的功率已达130~220kW, 功重比为0.7kW/daN左右。
飞机速度超过200km/h，升限6650m。
当时，飞机的飞行速度还比较小，气冷发动机冷却困难。
为了冷却，发动机裸露在外，阻力又较大。
因此，大多数飞机特别是战斗机采用的是液冷式发动机。
期间，1908年由法国塞甘兄弟发明旋转汽缸气冷星型发动机曾风行一时。
这种曲轴固定而汽缸旋转的发动机终因功率的增大受到限制，在固定汽缸的气冷星型发动机的冷却问题解决之后退出了历史舞台。
航空发动机解析
动能而产生反作用力，推动飞机前进。
特点：完全依赖燃气流产生推力，速度较高，油 耗比涡扇发动机高，采用了涡轮驱动压气机，因 而在低速时也有足够的压力来产生强大的推力， 但是又限制了飞机速度。
涡喷发动机
航空发动机类型（三）
• 涡扇发动机
• 工作原理：燃气发生器出口的燃气在低压涡轮中进一 步膨胀做功，用于带动外涵道风扇，使外涵道气流的 喷射速度增大，剩下的可用能量继续在喷管中转变为 高速排气的动能
燃烧室
涡轮机
• 作用：使高温高压燃气膨胀做功，把 燃气中的部分热能转换为机械能，输 出涡轮功带动压气机和其他附件工作 • 分类：轴流式和径流式 • 特点：轴流式，尺寸小、流量大、效 率高，适用于大功率的动力装置 径流式，级功率大，工作可靠 性好，对于小流量的涡轮还具有较 高的效率
• 作用：进一步压缩空气，为燃烧，冷 却等方面提供压缩空气。 • 基本类型：轴流式 离心式 混合式
压气机
• 设计要求：
• （1）满足发动机性能的各项要求，性能稳 定，稳定工作范围宽； • （2）有足够的强度，适宜的刚度和更小的 振动； • （3）结构简单，尺寸小，重量轻； • （4）工作可靠，寿命长； • （5）维修性、检测性好，性能制造成本比 高
航空发动机
小组成员：王晨 赵丹 周玉鑫 李龙
概要
• • • • • 航空发动机发展史 航空发动机类型 核动力在航空中的应用 航空发动机结构组成 国内航空发动机发展
航空发动机发展史（一）
• 1.活塞式发动机时期:
莱特兄弟（1903） 8.95 kW的功率，重量81 kg，功重比为0.11kW/daN 伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机 功率 130~220kW, 功重比为0.7kW/daN左右。飞行速度超 过200km/h，升限6650m 双排气冷星型发动机 功率600~820kW， 飞行速度已超过500km/h，飞行高度达10000m，功 重比超过1kW/daN 狄塞尔循环活塞式发动机 功率为150 kW； 耗油率0.22 kg/(kW· h)
选择活塞航空发动机的理由
选择活塞航空发动机的理由
选择活塞航空发动机的理由有很多，首先，活塞发动机在小型飞机和私人飞机上广泛使用，因为它们相对较为简单，易于维护和修理。
这使得它们成本较低，适合于个人飞行爱好者和小型飞机运营商。
此外，活塞发动机的燃料效率通常比较高，这对于长途飞行和航空训练来说非常重要。
另外，活塞发动机在低空飞行时性能良好，适合于一些特定的飞行任务，比如农业喷洒、空中摄影和观光飞行等。
活塞发动机也比较适合在短距离起降的场合，因为它们在低速和低高度下的性能较好。
此外，活塞发动机的响应速度较快，对于一些需要快速加速和减速的飞行任务来说，这是非常重要的优势。
总的来说，选择活塞航空发动机的理由包括成本低、燃料效率高、适合特定飞行任务、易于维护和响应速度快等多个方面。
智慧树知到《走进航空航天》章节测试答案
智慧树知到《走进航空航天》章节测试答案第一章1、()就是在地球大气层内,必须借助于空气介质来产生克服航空器自身重量的升力,大部分航空器还要有产生相对于空气运动所需的动力、A:航空活动B:航天活动正确答案:航空活动2、对流层与平流层航空器的飞行环境就是对流层与()。
A:中间层B:平流层正确答案:平流层3、按工作环境与方式,飞行器分为那三大类？A:航空器B:航天器C:火箭与导弹D:无人机正确答案:航空器,航天器,火箭与导弹4、世界上最主要的、应用范围最广的固定翼航空器就是什么？A:直升机B:飞机正确答案:飞机5、美国军用飞机的命名方法表征了设计的三大要素就是什么,也被称为MDS命名法。
A:任务B:设计C:系列D:性能正确答案:任务,设计,系列6、美国军用飞机的命名方法中F代表( )。
A:攻击B:战斗正确答案:战斗7、世界上所有飞机设计部门都有一句共同的名言就是什么？A:为减轻飞机的每一克重量而奋斗B:为增加飞机的每一米航程而奋斗正确答案:为减轻飞机的每一克重量而奋斗8、在新飞机研发过程中,制造出全尺寸样机,经使用部门审查通过后,可以冻结总体技术方案,转入工程研制,这个阶段就是()。
A:论证阶段B:方案阶段正确答案:方案阶段9、( ),奥威尔·莱特驾驶“飞行者1号”升空,飞过36、6m,留空12s,完成了人类历史上有动力、载人、持续、稳定、可操纵、重于空气航空器的首次飞行。
A:1913年12月17日B:1903年12月17日C:1903年2月17日D:1913年2月17日正确答案:1903年12月17日10、击落多少架敌机才就是获得王牌飞行员称号的最低标准。
A:4B:5C:6D:10正确答案:511、1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星从那个国家的领土上成功发射？A:美国B:苏联C:德国D:中国正确答案:苏联12、我国成功发射的第一颗人造地球卫星叫什么名字？A:“东方红”1号B:“风云”1号C:“嫦娥“1号D:”长城”1号正确答案:“东方红”1号13、我国的运载火箭被命名为“ ”系列？A:长征B:神舟C:长城D:东方红正确答案:长征14、火箭与导弹的发展有着密切的联系,这句话就是正确还就是错误？A:正确B:错误正确答案:正确第二章1、因为超声速气流必须考虑压缩性,所以超声速气流特点就是?A:收缩管道减速增压、扩张管道增速减压B:收缩管道增速减压、扩张管道减速增压正确答案:收缩管道减速增压、扩张管道增速减压2、由于低速气流连续不可压缩,所以低速气流的特点就是?A:流管变细的地方,流速减小,压力变大B:流管变细的地方,流速加大,压力变小正确答案:流管变细的地方,流速加大,压力变小3、垂直于什么方向压力差的总与就就是机翼的升力？A:绝对气流B:相对气流正确答案:相对气流4、飞机的表面积越大,表面越粗糙,()也越大。
航空活塞发动机分类组成工作原理
理论充填量和实际充填量 理想情况下，一次进气过程进入一个气缸的空气质量，称为理论 充气量。所谓理想情况是指空气在气缸中所占的容积为气缸工作 容积。
对于吸气式发动机，气缸中气体的压力和温度分别等于外界 大气的压力和温度;对于增压式发动机，气缸中气体的温度和压力 分别等于增压器后气体的温度和压力。理论充气量并不是进入气 缸的实际空气量，但它可作为评价进气好坏的基准。
4.润滑系统 润滑系统的功用是减轻发动机上各个相对运动机件之间的摩擦， 加强发动机内部冷却等等。在该系统中，滑油泵不断地将滑油从 滑油储存器中吸出，使滑油在发动机内部循环后重新返回储存器 中。
5.冷却系统 有气冷式和液冷式两种，轻型发动机(如直立式和水平对置式发动 机)和星形发动机多用气冷式;V型发动机使用液冷式。冷却系统主 要是为加强发动机的外部冷却，外部冷却和润滑系统的内部冷却 使发动机能够在允许的温度条件下正常运转。
具体发动机的全称
例：运五飞机上的活塞五型航空活塞式 发动机，其全称？
2.航空活塞式发动机的组成
基本组件：活塞、曲轴、连杆、 气缸、进排气门和火花塞等。
活塞：活塞在气缸中往复运 动。其顶面和气缸头的内表 面之间的空间是燃烧室。活 塞上装有数个弹性很强的活 塞环，又称涨圈，其作用是 是防止燃烧室内的高温高压 燃气向外泄漏，并防止滑油 从外部进入燃烧室。
有效曲轴角与点火时间有关。 提前点火角25°可完全燃烧—超过 上死点30 °，燃气压力达最高— 30-120为有效曲轴转角—过120 ° ， 排气门打开，功率传递大大降低。
做功冲程中的有效曲轴角
第五节 气缸中的燃烧
气缸中的燃烧 指的是新鲜油气混合物在气缸中的燃烧放热现象，其燃烧过程由火 花塞点火开始，至油气混合物烧完为止。 由于燃烧速度极快，容易使人认为在点火后的一瞬间就完成燃烧过 程。实际上，从点火一刹那开始，火焰向未燃混合气体的传播速度 不可能接近无穷大，燃烧过程需要一定的时间.为使油气混合物尽可 能在恰当时机完全燃烧，以提高发动机的功率和经济性，活塞在压 缩冲程尚未抵达上死点时即令火花塞点火，使油气混合物能在上死 点附近一个不大的曲轴角内基本燃烧完毕。
航天科技,课后习题
1【单选题】神火飞鸦是()朝的一种火箭武器。
•A、唐•B、宋•C、元•D、明我的答案：D得分：25.0分2【单选题】()是现代喷气发动机燃气涡轮的鼻祖。
•A、走马灯•B、风筝•C、神火飞鸦•D、竹蜻蜓我的答案：A得分：25.0分3【判断题】汉代卧褥香炉的香火随转动而改变方向。
() 我的答案：×得分：25.0分4【判断题】直升机是达芬奇的重要发明之一。
()我的答案：√1【单选题】航空器一般在距大地()以内活动。
•A、200KM•B、20KM•C、50KM•D、100KM我的答案：B得分：16.6分2【单选题】火箭与导弹可以在()活动。
•A、大气层内•B、大气层外•C、大气层内外•D、太空中我的答案：C得分：16.6分3【多选题】航空航天是人类拓展()的产物。
•A、平流层•B、对流层•C、大气层•D、宇宙空间我的答案：CD得分：16.6分4【多选题】航天可以分为()航天和()航天。
•A、军用•B、商用•C、民用•D、研究用我的答案：AC得分：16.6分5【判断题】滑翔机属于轻于空气的飞行器。
()我的答案：×得分：17.0分6【判断题】平流层是唯一一个尚未有商业飞行器运行的空间。
() 我的答案：√1【单选题】世界上最早的飞艇是由()发明的。
•A、德国人•B、英国人•C、法国人•D、美国人我的答案：C得分：20.0分2【单选题】为使机械飞行获得成功,需要解决两个方面的问题,分别是()•A、动力与平衡•B、动力与升力•C、(升力及动力)与平衡•D、(动力及升力)与控制我的答案：D得分：20.0分3【单选题】人类历史上第一次持续而有控制的飞行飞行了()•A、100m•B、260m•C、340m•D、520m我的答案：B得分：20.0分4【判断题】航空飞行器在17世纪就得到了逐步的发展。
()我的答案：×得分：20.0分5【判断题】一战中,飞机作为一种新式武器得到了广泛应用,奠定了现代立体作战的基础。
航空活塞式发动机
2023-11-06contents •活塞式发动机概述•活塞式发动机的结构•活塞式发动机的性能•活塞式发动机的设计与分析•活塞式发动机的发展趋势与挑战•活塞式发动机的应用场景与案例分析目录01活塞式发动机概述活塞式发动机是一种往复式内燃机，通过在汽缸中燃烧燃料产生动力，推动活塞往复运动，从而驱动飞机飞行。
定义活塞式发动机具有结构简单、可靠性高、使用维护成本低等优点，但在飞行速度和效率方面相较于涡轮发动机存在局限。
特点定义与特点活塞从汽缸顶部开始运动，吸气口打开，空气被吸入汽缸中。
吸气活塞向下运动，空气被压缩。
压缩燃料在压缩后的空气中燃烧，产生高温高压气体。
燃烧活塞向上运动，高温高压气体推动活塞向上运动，带动曲轴转动，将动力输出。
排气活塞式发动机的工作原理使用汽油作为燃料，适用于低速小型飞机。
活塞式发动机的类型50系列发动机使用航空煤油作为燃料，适用于中速小型飞机。
60系列发动机使用航空汽油作为燃料，适用于高速小型飞机。
70系列发动机02活塞式发动机的结构气缸气缸是活塞式发动机的核心部件，用于封闭气室，并承受气体的压力。
活塞活塞在气缸中来回运动，将气体压力转化为旋转动力。
气缸与活塞气阀控制气体的流入和流出，确保发动机的运转。
燃烧室燃油和空气混合后在此处燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动。
气阀与燃烧室燃油系统与点火系统燃油系统提供燃油，并确保燃油在正确的时间和地点进入燃烧室。
点火系统产生电火花，点燃混合气体，产生爆炸推动活塞。
冷却系统与润滑系统冷却系统防止发动机过热，确保其正常运转。
润滑系统提供润滑油，减少活塞和气缸之间的摩擦。
03活塞式发动机的性能活塞式发动机的功率通常以马力（hp）或千瓦（kW）为单位来衡量。
一般来说，活塞式发动机的功率取决于其气缸数量、冲程数和活塞面积等参数。
同时，发动机的转速也会对其功率产生影响。
扭矩扭矩是活塞式发动机产生旋转力量的能力，通常以牛顿米（Nm）为单位来衡量。
活塞式发动机的扭矩取决于其气缸数量、冲程数和活塞面积等参数，以及发动机的转速和油门设置。
常用航空发动机的结构与原理
常用航空发动机的结构与原理展开全文一、活塞式航空发动机为航空器提供飞行动力的往复式内燃机称为活塞式发动机。
发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力。
活塞式发动机由汽缸、活塞以及把活塞的往复运动转变为曲轴旋转运动的曲柄连杆机构等主要部分组成。
曲柄连接着螺旋桨，螺旋桨随着曲柄转动而转动，曲轴则支承在轴承上。
汽缸上装有进气门和排气门" 进气门是控制空气和汽油的混合气进入的零件，汽油燃烧完以后有排气门排出。
活塞式航空发动机是一种四冲程、电嘴点火的汽油发动机。
曲轴转动两圈，每个活塞在汽缸内往复运动4次，每次称1个冲程。
4个冲程依次为吸气、压缩、膨胀（作功）和排气，合起来形成1 个定容加热循环。
从1903年第一架飞机升空到第二次世界大战末期，所有飞机都用活塞式航空发动机作为动力装置。
20 世纪40年代中期，在军用飞机和大型民用机上，燃气涡轮发动机逐步取代了活塞式航空发动机，但小功率活塞式航空发动机比燃气涡轮发动机经济，在轻型低速飞机上仍得到应用。
二、燃气涡轮发动机由压气机、燃烧室和燃气涡轮组成的发动机称为燃气涡轮发动机。
它的优点是重量轻、体积小和运行平稳，广泛用作飞机和直升机的动力装置。
核心机：在燃气涡轮发动机中，由压气机、燃烧室和驱动压气机的燃气涡轮组成发动机的核心机。
空气在压气机中被压缩后，在燃烧室中与喷入的燃油混合燃烧，生成高温高压燃气驱动燃气涡轮作高速旋转，将燃气的部分能量转变为涡轮功。
涡轮带动压气机不断吸进空气并进行压缩，使核心机连续工作。
从燃气涡轮排出的燃气仍具有很高的压力和温度，经膨胀后释放出能量（称为可用能量）用于推进。
核心机不断输出具有一定可用能量的燃气，因此又称燃气发生器。
现代燃气涡轮发动机压气机的增压比（压气机出口空气总压与进口总压之比）范围为4-28，消耗功率可高达数十兆瓦（几万马力）。
燃气涡轮前的温度可达1200-1700K。
压气机分为离心式和轴流式两类，前者增压比低、直径大，仅用于小功率发动机；后者流量大、增压比高，应用广泛。
航空活塞发动机的工作过程
航空活塞发动机的工作过程嘿，朋友们！今天咱来聊聊航空活塞发动机那神奇的工作过程呀！
你想想看，这航空活塞发动机就像是一个超级大力士，不断地发力，让飞机能在天空中翱翔。
它的工作过程，那可真是精彩绝伦呢！
首先呢，空气和燃料就像一对好伙伴，被吸进了发动机的气缸里。
这就好比我们人吸气一样，把需要的东西都吸进来啦。
然后呀，活塞开始往下运动，就像一个大力士在用力往下压。
这个时候，燃料和空气被压缩得紧紧的，就像我们把一团棉花使劲压小一样。
接着，“噗”的一下，火花塞点火啦！这一下可不得了，燃料迅速燃烧起来，产生巨大的能量，就像放了一个超级大鞭炮似的。
这股能量推动着活塞往上冲，那劲头可足啦！活塞就这么上上下下地运动着，带动着曲轴也跟着转起来。
这曲轴就像是一个勤劳的工人，不停地转动，把能量传递出去。
你说这神奇不神奇？就这么一个小小的发动机，能让那么重的飞机飞起来！这要是没有它，飞机不就只能在地上趴着啦？这航空活塞发动机啊，真的是航空领域的大功臣呢！
而且啊，这发动机工作起来可不能马虎。
就像我们人跑步一样，得有节奏，不能一会儿快一会儿慢。
它得稳定地吸气、压缩、燃烧、排气，一个步骤都不能出错。
要是出了错，那飞机可就危险啦！
再想想看，我们能坐着飞机在天上飞来飞去，看到那么美的风景，这航空活塞发动机功不可没呀！它就默默地在那里工作着，为我们的飞行之旅提供着动力。
所以说呀，这航空活塞发动机虽然看起来不大起眼，但它的作用那可是大大的呀！我们可得好好感谢它呢！它让我们能像鸟儿一样在天空中自由翱翔，这是多么了不起的事情啊！你说是不是呢？。
航空活塞发动机
1.1 航空活塞式发动机概述
气冷式发动机
液冷式发动机
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机（四行程）的类型
1.按所用燃料分：轻油、重油 2.按形成混合气方式分：汽化器式、直接喷射式 3.按混合气着火方法分：点燃式、压燃式 4.按冷却发动机方法分：气冷式、液冷式 5.按汽缸排列方式分：直列型、星型
冷却系统 起动系统
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
上死点： 活塞顶面 距曲轴旋 转中心最 远的位置。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
下死点： 活塞顶面 距曲轴旋 转中心最 近的位置。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
活塞行程： 上死点与 下死点之 间的距离。
1.1 航空活塞式发动机概述
直列型
直立型
对立型
V型
W型
H型
X型
1.1 航空活塞式发动机概述
星型
单排
双排
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机（四行程）的类型
1.按所用燃料分：轻油、重油 2.按形成混合气方式分：汽化器式、直接喷射式 3.按混合气着火方法分：点燃式、压燃式 4.按冷却发动机方法分：气冷式、液冷式 5.按汽缸排列方式分：直列型、星型 6.按空气进入汽缸前是否增压分：吸气式、增压式
压缩比： 混合气被压缩的程度
活塞式航空发动机的压缩比 5～8
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
膨胀行程
燃烧时间：约0.015s 速度：约30m/s 压强：60～75个大气压 温度：2000～2500ºC 局部温度：3000～4000ºC 燃气冲击力：15000kg
说一说活塞发动机的那些往事
说一说活塞发动机的那些往事彩虹无人机发动机对于飞机来讲是最为核心、最为重要的部件。
飞机能够越飞越快、越飞越高都是因为有这强大的发动机。
当然，发动机也经历了由活塞式发动机到喷气式发动机的演变。
航空发动机的发展在喷气发动机出现之前，发动机不论在结构上有多大的差异，均采用了螺旋桨推进器，借以产生拉力。
但是螺旋桨的动力来源也走过了由蒸汽机到活塞发动机的历程。
那么今天小编就带领大家回顾一下活塞发动机，看看这上个世纪飞机的主要动力来源经历了怎样的历程。
煤气内燃机1982年，法国铁路工程师罗沙提出了四冲程等容燃烧的内燃机原理。
其实在那个年代，先进的设计，还有很多新的设备、机器，一般都是有经验的工人或者工程师设计制造的。
四冲程就是吸气、压缩、燃烧、排气四个过程。
这也是现在大多数发动机的工作过程。
内燃机四冲程1876年，德国的奥托研制成功了以煤气为燃料的内燃机，热效率比蒸汽机高2-3倍。
其实在1872-1873年，钟表工雷特曼早已经研制出了四冲程煤气内燃机。
但是两个人都没有使得煤气内燃机得到普及。
煤气内燃机内部图奥托内燃机那我们的主人公就要登场了，彻底让内燃机实用的戴姆勒。
1883年，戴姆勒研制出了烧汽油的实用型的四冲程汽油机。
提到戴姆勒大家应该比较熟悉的就是戴姆勒奔驰公司。
其实最早的内燃机就是用于汽车和航海的。
由于内燃机的诸多优点，从而逐渐被飞行爱好者青睐，纷纷将其装到飞机上使用。
从而也造就了飞机动力系统的一次变革。
戴姆勒内燃机戴姆勒发明的汽车“飞行者一号”是莱特兄弟设计制造的飞机，同时也是人类真正意义上依靠自身动力升空的飞机。
其实该款飞机的升空成功有很大一部分来自于其使用的汽油内燃机的加持。
这台发动机是一台四缸水冷活塞式发动机，重75公斤，功重比在0.16-0.21，比当时的蒸汽机高出2-3倍，完全可以胜任飞机动力的要求。
飞行者一号上使用的发动机飞行者一号升空旋转气缸活塞发动机在现在巴黎航展的前身，1990年法国兰斯航空博览会上，法国人布莱里奥驾驶自制的单翼机飞出来97公里/小时的速度记录，从而引起了巨大的轰动。
活塞发动机(M15)第三章
– 质量：进入气缸的气体质量减小。
3.1.2 进气门的早开晚关
为了增加进入气缸的气体量，在活塞从上死点下行开始进气行程之前，进 气门就打开了，直到活塞离开下死点，进入压缩行程的初期，进气门才完 全关闭。所以，在整个进气过程中，进气门是早开晚关的，曲轴转过的角 度大于180度。进气门早开晚关目的：增加进气量
•
燃烧过程第二阶段（显燃期）
– 第二阶段从气体压力开始显
著增大时开始，到气体压力 达到最大时结束。
– 活塞到达上死点后，曲轴转 到10°～15°时，燃气压力和 温度达到最大值，发动机的 功率增大。
•
燃烧过程第三阶段（后燃期）
– 第三阶段从气体压力达到最
大时开始,到混合气全部烧完 时结束。这个阶段的燃烧是
• 压缩过程是指混合气体在气缸内被活塞压缩的过程。 • 压缩过程的作用在于提高混合气体的压力和温度创造
良好的燃烧条件，使混合气体在较小的容积内燃烧后， 达到较高的压力和温度以增加气体膨胀时所作的功， 从而提高发动机的功率和经济性。
• 压缩过程从活塞在下死 点时开始，到活塞运行 到上死点时结束。
• 在这整个过程中，曲轴 转过了180度。
同开角： 同开角越大，充填量也越大。这是因为同开角大，气缸中废气 的吹除量大，进入气缸的新鲜混合气多。
3.1.4 进气过程的压容图 和进气功
(1)吸气式发动机进气过程压容图
上死点： Pe =（1.05～1.1）Po Te = 1000 ～1100K
下死点： Pe =（0.9～0.95）Po Te = 340 ～360K
要的新鲜混合气。 ·进气过程从进气门打开时开始，到进气门关 闭时结束。
航空活塞发动机
结构简单、可靠性高、成本低， 适合中小型航空器和轻型飞机使 用。
工作原理
工作过程
空气经进气门进入气缸，与燃油 混合后燃烧产生能量，推动活塞 往复运动，通过连杆和曲轴将旋 转运动传递到螺旋桨或涡轮上，
从而产生推力。
燃油系统
燃油经燃油泵加压后，通过喷油 嘴喷入气缸，与空气混合后燃烧
。
点火系统
点火线圈产生的高压电击穿火花 塞间隙，使燃油燃烧。
功率
航空活塞发动机的功率是指发动机在 单位时间内所做的功，通常以马力（ hp）或千瓦（kW）表示。功率决定 了发动机能够提供的推力大小和飞机 的最大飞行速度。
推力
推力是航空活塞发动机产生的作用力 ，用于推动飞机前进。推力的大小取 决于发动机的功率和转速。
燃油消耗率
• 燃油消耗率：燃油消耗率是指发动机在单位时间内消耗的 燃油量，通常以克/马力小时或克/千瓦小时表示。燃油消 耗率决定了飞机的航程和续航时间，低燃油消耗率意味着 更长的航程和更经济的运行成本。
进气与排气系统
进气系统的主要作用是向气缸内提供清洁、干燥的空气， 保证燃料的充分燃烧。
排气系统的主要作用是将燃烧后的废气排出气缸，并降低 废气的温度和压力。
03
航空活塞发动机的工作流程
吸气阶段
01
02
03
吸气阶段
在吸气阶段，活塞从上止 点移动到下止点，进气门 打开，空气被吸入气缸。
温度和压力变化
燃烧阶段
燃烧阶段
在燃烧阶段，火花塞产生电火花 ，点燃气缸内的可燃混合气。
化学反应
点燃混合气后，发生剧烈的化学反 应，产生高温高压的燃气。
推动活塞运动
燃气产生的压力推动活塞向下运动 。
膨胀阶段
飞机的活塞式发动机的工作原理
飞机是一种重要的飞行工具，而飞机的发动机则是其动力来源。
在飞机发动机中，活塞式发动机是一种常见的类型。
本文将介绍飞机活塞式发动机的工作原理。
一、飞机活塞式发动机的概述飞机活塞式发动机，又称为内燃机，是一种热机，利用燃料在活塞缸内燃烧产生高温高压气体，推动活塞做往复运动，从而带动曲轴旋转，将热能转化为机械能。
这种发动机包括气缸、活塞、连杆、曲轴和缸盖等组成部分。
二、飞机活塞式发动机的工作原理1. 进气过程飞机活塞式发动机的工作原理首先是进气过程。
在每个活塞缸内，有一个进气门和一个排气门。
在进气行程中，进气门打开，活塞向下运动，气缸内的压力降低，大气压力将空气通过进气管道进入到气缸内。
2. 压缩过程接着是压缩过程。
当活塞到达底部时，进气门关闭，活塞开始向上运动，将进气压缩成高压气体，此时进气门关闭。
3. 点火爆炸压缩完成后，喷油嘴喷出燃料，燃料与空气混合形成可燃混合气体，点火系统产生火花点燃混合气体，使之爆炸，然后高温高压气体推动活塞快速向下运动，从而产生动力。
4. 排气过程最后是排气过程。
爆炸后的剩余废气，活塞再次向上运动，打开排气门，废气排出气缸，为下一个循环做好准备。
三、飞机活塞式发动机的特点飞机活塞式发动机的工作原理决定了它有一系列的特点。
活塞式发动机结构简单，维修容易，成本低，但是效率相对较低，输出动力不够强劲。
为了克服这些缺点，现在的飞机活塞式发动机在设计方面进行了改进，如提高进气效率、增加气缸数量、采用涡轮增压等方式，使活塞式发动机的性能有了很大提升。
飞机活塞式发动机的工作原理是其能够正常运行的基础。
了解其工作原理，有助于我们更好地理解飞机活塞式发动机的工作过程，也有利于我们对其进行日常维护和保养。
随着科技的不断进步，相信活塞式发动机在未来会有更多的发展和创新。
四、飞机活塞式发动机的发展飞机活塞式发动机作为飞机的动力来源，在飞行领域发挥着重要作用。
随着科学技术的不断进步，飞机活塞式发动机也在不断发展和改进中。
航空活塞式发动机
2、电动式调速器调节转速的原理
? 组成：离心飞重、弹簧、双向电动机、接触装置和继电器 等。
? 工作原理
第五节 航空活塞式发动机的特性
? 航空活塞发动机的有效功率和燃油消耗率随发动 机转速、进气压力和飞行高度等变化的规律，叫 做发动机的特性。
γ 为前进角，是桨叶切面的合速度与旋转面之间 的夹角 。
桨叶切面的合速度方向可用前进比（λ）表示。前进 比是飞行速度（V）同螺旋桨转速 （n）与直径（D）的 乘积之比。即：
tg? ?
V U
?
V
2?rn
?
D
2?r
?V nD
?
D
2?r
??
?? V nD
由上式可见 ， 若 λ , 则 γ ，这说明合速度 方向偏离旋转面越多。
通常以 75 % 半径处的桨叶角 , 来代表整个桨叶的桨叶角。
（二）调速器调节转速的原理
? 航空活塞式发动机，大多采用调速器改变螺旋桨 桨叶角的方法，来改变螺旋桨的阻力力矩，实现 调节转速的目的。
? 调速器改变螺旋桨桨叶角的动力，主要是 液体压 力和电力。
? 类型：正向液压式调速器 、反向液压式调速器 、 双向液压式调速器 。
? 上死点和下死点之间的距离，叫做活塞行 程。
?图
二、航空活塞式发动机的工作原理
? 四个行程：进气、压缩、膨胀和排气。
二、航空活塞式发动机的工作原理
1. 进气行程 ? 进气行程的作用，是使混合气进入气缸。 ? 混合气进入气缸必须具备两个条件：一是
要有一条进气通道，二是要减小气缸内的 压力，造成气缸内外的压力差。
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1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
气门机构只能逐渐打开进气门。
增压式发动机，节气门开度较大时，进气压力 大于汽缸内废气压力。
进气门早开，新鲜气体可以立即冲入汽缸，将 废气吹除，使汽缸内的废气排除得更多，以增加进 气量。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
进气门早开的时机既不可过晚，也不可过早。 过晚：进气行程初期，进气门开度很小，不能充分发挥进气门早开作用。
从而改变发动机功率。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
气体温度提高（平均增量30～60º C）
气体压力下降
进气时的流动损失 进气过程 气体温度升高 压力降低 气体密度 减 小 进入汽缸内的 气体重量减小
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
进气门 排气门
进气门 早开角α
进气门 晚关角β
第一章
发动机的组成和工作原理
1
航空活塞式发动机概述
2
航空活塞式发动机的组成
3
航空活塞式发动机的工作原理
。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
ห้องสมุดไป่ตู้
上死点： 活塞顶面 距曲轴旋 转中心最 远的位置。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
下死点： 活塞顶面 距曲轴旋 转中心最 近的位置。
二、工作系统
燃油系统
点火系统
功用：产生高压电，并将高压电依次接通各个汽缸的 电嘴，使电嘴产生电火花，将汽缸中的新鲜混合气点燃。 冷却系统
润滑系统
起动系统
1.2 航空活塞式发动机的组成
二、工作系统
燃油系统
点火系统 润滑系统 冷却系统 功用：减轻发动机上各个相对运动机件之间的摩擦，
加强发动机内部冷却等。
汽化器式燃油系统简图
1.1 航空活塞式发动机概述
直接喷射式燃油系统简图
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机（四行程）的类型
1.按所用燃料分：轻油、重油
2.按形成混合气方式分：汽化器式、直接喷射式
3.按混合气着火方法分：点燃式、压燃式 4.按冷却发动机方法分：气冷式、液冷式
1.1 航空活塞式发动机概述
起动系统
1.2 航空活塞式发动机的组成
二、工作系统
燃油系统
点火系统 润滑系统 冷却系统
功用：加强发动机的外部冷却。外部冷却和滑油系统的
起动系统
内部冷却使发动机能够在允许的温度条件下正常运转。
1.2 航空活塞式发动机的组成
二、工作系统
燃油系统
点火系统 润滑系统 功用：发动机开车时，由起动系统将曲轴转动，使发动机 由静止状态过渡到正常运转状态，完成起动过程。 冷却系统 起动系统
进气门早开晚关目的：增加进气量
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
气门机构只能逐渐打开进气门。
活塞运动到上死点时打开进气门，由于进气门流 通截面积小，汽缸内气体的压力低，内外压差大，气 体高速进入汽缸易形成强烈涡流，其动能转换为热能， 温度升高，密度减小，进气量会减少。 进气门早开，活塞到达上死点时进气门已开大， 可减少涡流，增多进气量。
1.2 航空活塞式发动机的组成
电嘴：适时高压放电，点燃汽缸中的新鲜混合气。 电嘴亦称为火花塞。
电嘴孔
中央极
旁极
电嘴间隙
1.2 航空活塞式发动机的组成
保证发动机和 螺旋桨都在有 利转速上工作， 提高发动机功 率和螺旋桨工 作效率。
提高进气压力， 增加汽缸的充填 量，以增大发动 机的有效功率， 改善飞机的起飞 性能，改善混合 气的均匀程度。
理想工作过程压容图
航空活塞式发动机的理想循环
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
混合气进入汽缸条件： 1.有一条进气通道； 2.减小汽缸内的压力，造成 汽缸内外的压力差。
进气门开
进气过程的曲轴转角大于180º
进气门关
进气过程
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
吸气式发动机进气过程
气冷式发动机 液冷式发动机
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机（四行程）的类型
1.按所用燃料分：轻油、重油
2.按形成混合气方式分：汽化器式、直接喷射式
3.按混合气着火方法分：点燃式、压燃式 4.按冷却发动机方法分：气冷式、液冷式
5.按汽缸排列方式分：直列型、星型
1.1 航空活塞式发动机概述 直列型
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
活塞行程： 上死点与 下死点之 间的距离。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
慢动作拆分
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
进气行程
压缩行程
膨胀行程
排气行程
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
混合气中汽油和空气的比例为：
1/15
即燃烧1kg的汽油需要15kg的空气。
排气行程
热能
机械能
带动螺旋桨
全过程为一个循环—— “热循环”
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
进气行程
压缩行程
膨胀行程
排气行程
发动机功率 发动机经济性
进气的多少； 压缩程度的大小； 燃烧是否完善； 膨胀是否充分； 排气是否干净等。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
一、理想工作循环
四行程： 进气、压缩、膨胀、排气 五过程： 进气、压缩、燃烧、膨胀、排气 理想工作过程：
第一章 发动机的组成和工作原理
第一章
发动机的组成和工作原理
1
航空活塞式发动机概述
2
航空活塞式发动机的组成
3
航空活塞式发动机的工作原理
。
1.1 航空活塞式发动机概述
航 空 活 塞 式 发 动 机 发 展 史
至今
由于造价低、易于维修等优点仍用于一些初级教练机和 小型运输机上，多为气冷式小功率活塞式发动机。
无摩擦、无热交换、燃烧和放热都不需要耗费时间。
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
一、理想工作循环
0―1：进气过程
1―2：压缩过程 2―3：燃烧过程 3―4：膨胀过程 4―1―0：排气过程
理想工作过程压容图
等压进气 绝热压缩 等容燃烧 绝热膨胀
等容排气、等压排气
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
一、理想工作循环
20世纪40年代
飞机性能迅猛发展，速度达到700～800km/h，高度达到 10000m以上。 诸多原因决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式的终结。 活塞式发动机+螺旋桨的组合成为飞机固定的推进模式。
20世纪30年代
第一台
重75kg，功率12hP 。
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机发展现状
6.按空气进入汽缸前是否增压分：吸气式、增压式
1.1 航空活塞式发动机概述 初教六甲飞机——活塞六甲发动机
1.1 航空活塞式发动机概述 初教六甲飞机——活塞六甲发动机
星型、单排、九汽缸、气冷式的四行程航空活塞发动机
第一章
发动机的组成和工作原理
1
航空活塞式发动机概述
2
航空活塞式发动机的组成
3
航空活塞式发动机的工作原理
进气行程
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
活塞运动到上死点时，燃烧室内混合 气体的压强增加到10个大气压，温度增加
到400º C左右。
压缩比： 混合气被压缩的程度 活塞式航空发动机的压缩比 5～ 8
压缩行程
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
燃烧时间：约0.015s 速度：约30m/s
压强：60～75个大气压
1.1 航空活塞式发动机概述
ASN-206 无 人 战 术 侦 察 机
可用于昼夜空中侦察、战场侦察、目标定位、炮火定位、 边境巡逻、核辐射取样、空中摄影和探矿以及电子战等。 该型无人机动力装置为一台水平对置、气冷、四缸、二 行程、功率为51hp的HS700型活塞式发动机。
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机的类型
二行(冲)程发动机 四行(冲)程发动机
只是在过去的少 数飞机上采用过。
二冲程VS四冲程
目前使用的全部航 空活塞式发动机。
1.1 航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机（四行程）的类型
1.按所用燃料分：轻油、重油
2.按形成混合气方式分：汽化器式、直接喷射式
1.1 航空活塞式发动机概述
1.2 航空活塞式发动机的组成
支承曲轴、固定 气缸和部分气门 机构的零件 安装附件、附 件传动机构
支承螺旋桨轴、 减速器等附件
连接发动机架、安 装增压器和进气管
1.2 航空活塞式发动机的组成
气门机构：由曲轴带动，按照气缸的工作次序，控制 进、排气门适时地打开和关闭。
推杆
推筒
摇臂
气门 弹簧 气门 凸轮盘
。
1.2 航空活塞式发动机的组成
主要机件
组成
工作系统
1.2 航空活塞式发动机的组成
一、主要机件
1.2 航空活塞式发动机的组成
1—气门机构 2—气缸 3—活塞 4—连杆 5—机匣 6—曲轴
1.2 航空活塞式发动机的组成
活塞：用来承受混合气燃烧后所产生的压力，在气缸内 来回移动作功。
1.2 航空活塞式发动机的组成
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
增压式发动机的进气过程
1.3 航空活塞式发动机的工作原理
二、进气过程
油门杆 后拉
节气门 关小
气体流动 损失增大
节气门后气体压力减小、 密度减小，进入汽缸的气体量减少