冲压发动机原理及技术(7-9)
冲压发动机的工作原理及应用
冲压发动机的工作原理及应用1.压缩阶段：在压缩冲程过程中，活塞向上移动，将气缸中的混合气体通过压缩使其进一步升温。
冲压发动机采用了特殊的冲压设计，通过改变气缸孔的形状和尺寸等参数，实现更高的压缩比。
这种设计可以提高燃烧效率，减少能量的损失。
2.点火阶段：在活塞到达最高点的时候，点火系统将点火器激活，产生一个电火花，引燃压缩的混合气体。
这将导致混合气体的燃烧，产生高温和高压力的燃烧产物。
3.推动阶段：在燃烧产物的推动下，活塞向下移动，将压缩产生的能量转化为机械功。
同时，排气门打开，将燃烧产物排出气缸。
4.冲程重复：活塞再次向上移动，排气门关闭，重新开始压缩阶段。
1.汽车发动机：冲压发动机在汽车领域有着广泛的应用。
其高效率和低排放的特性使得冲压发动机成为汽车制造企业的首选。
并且，冲压发动机还可以实现多燃料的使用，包括传统的汽油和柴油，以及生物燃料等，具有更多的选择余地。
2.船舶引擎：船舶的长时间运行对发动机的耐久性和经济性有着很高的要求。
冲压发动机由于其高效率和低排放的特点，逐渐在船舶引擎中被应用。
由于其较小的尺寸和重量，冲压发动机还可以用于小型的快艇和游艇等。
3.飞机发动机：航空业对发动机的要求非常苛刻，需要具备高比功率、低油耗、低噪音和低排放等特点。
冲压发动机因其高效率和低排放被认为是一种具有潜力的飞机发动机。
它可以提供更高的推力和速度，同时可以减少油耗和碳排放。
4.工业应用：冲压发动机除了在交通工具中的应用，还可以在工业领域中使用。
例如，冲压发动机可以用于柴油发电机组，提供高效率和低排放的电力输出。
此外，冲压发动机还可以应用于农业机械、建筑设备和发电设备等领域。
综上所述，冲压发动机通过特殊的冲压技术，提供了更高的效率和更低的排放，广泛应用于汽车、船舶、飞机和工业等领域。
随着科技的不断进步，冲压发动机的性能将继续提高，为人类交通运输和能源利用带来更多的便利和效益。
冲压发动机工作原理
冲压发动机工作原理
冲压发动机是一种常见的内燃机，其工作原理是通过燃料的燃烧来产生高压气体，从而驱动活塞运动，从而驱动机械设备运转。
冲压发动机的工作原理主要包括进气、压缩、燃烧和排气四个过程。
首先，进气过程。
在冲压发动机中，进气是指空气进入气缸的过程。
当活塞下行时，气缸内的压力降低，进气阀打开，外部空气通过进气管道进入气缸，填满气缸内的空间。
其次，压缩过程。
当活塞上行时，气缸内的空气被压缩，压缩比增大，温度和压力也随之升高。
这一过程使得空气更容易燃烧，从而提高了燃烧效率。
接下来是燃烧过程。
在压缩结束后，喷油器喷入燃油，与气缸内的压缩空气混合后被点火，燃烧产生高温高压气体，推动活塞下行。
这一过程释放出的能量将被传递到发动机的输出轴上，驱动机械设备工作。
最后是排气过程。
在活塞下行的同时，废气被排出气缸，通过排气管道排出发动机。
这一过程将废气从发动机中排出，为下一个工作循环做好准备。
冲压发动机的工作原理简单明了，但其中涉及的燃烧、压缩等物理过程却十分复杂。
通过不断的改进和优化，冲压发动机在各个领域都有着广泛的应用，成为了现代工业中不可或缺的动力来源。
冲压发动机技术讲解
练习：试计算比冲的大小。
第六章 冲压推进技术
现代推进原理与进展
I sp
F 1259 .7 9841 .4 (N s/kg) fu m 0.128
第六章 冲压推进技术
现代推进原理与进展
6.2 火箭冲压发动机
火箭冲压发动机是火箭与冲压相对独立的一种冲压发动机。
空气 p0 空气
p1 火箭燃气 混合燃气
Q12 ( 1) h01
第六章 冲压推进技术
现代推进原理与进展
练习：某冲压发动机燃烧室入口总温 T01=350 K ，燃烧加入的热量达到 Q12=1306 kJ/kg，求发动机的加热比。已知燃气的气体常数Rg=287.04 J/kg.K，比热比g =1.3。
第六章 冲压推进技术
现代推进原理与进展
F peAe
Aa Ae
结合上述两式，得
Ve m aVa pe Ae pa Aa e pdA F m
Aa A
(b) x
冲压发动机控制体示意图
第六章 冲压推进技术
Ve m aVa pe Ae pa Aa pdA F m
Aa Ae
现代推进原理与进展
例：某冲压发动机燃烧室入口总温T01=350 K，燃烧加入的热量达到Q12=1306 kJ/kg，求发动机的加热比。已知燃气的气体常数Rg=287.04 J/kg.K，比 热比g =1.3。 解： c p
gRg g 1
1243 .8 (J/kg.K)
T02 Q12 1306 103 1 1 4.0 T01 c pT01 1243 .8 350
空气 空气
二次进气固体燃料冲压发动机示意图
第六章 冲压推进技术
《冲压发动机技术》课件
技术展望与发展趋势
高效燃烧技术
未来冲压发动机将采用 更高效的燃烧技术，提 高燃烧效率，降低排放
。
新材料应用
新材料的应用将进一步 提高发动机的性能和可
靠性。
智能化控制
智能化控制技术将进一 步应用于冲压发动机，
实现更精确的控制。
多学科优化设计
多学科优化设计方法将 进一步应用于冲压发动 机设计，提高设计效率
。
THANKS.
通过优化进气道设计、提高涡轮 增压器性能等方法，可以改善冲 压发动机的加速特性。
经济特性
经济特性的定义
经济特性是指冲压发动机在运行过程中的燃油消耗率 ，是衡量发动机经济性能的重要指标。
经济特性的影响因素
经济特性受到多种因素的影响，包括发动机效率、进 气流量、飞行速度等。
经济特性的优化
通过提高发动机效率、优化进气道设计等方法，可以 降低冲压发动机的燃油消耗率，提高经济性能。
冲压发动机应用案
05
例
军用飞机应用
军用飞机是冲压发动机的主要应用领 域之一。
军用飞机对冲压发动机的性能要求较 高，需要具备高推重比、高燃烧效率 和大范围工作速度等特点。
冲压发动机在军用飞机上主要用于高 空高速侦察、远程高速打击和反舰作 战等任务。
典型案例包括美国的SR-71战略侦察 机和F-15战斗机等。
采用先进的控制系统
通过采用先进的控制系统，实现对发 动机的精确控制，从而提高发动机的 性能。
冲压发动机试验与
04
验证
试验设备与测试方法
试验设备
介绍用于冲压发动机试验的设备和测 试系统，包括燃烧室试验台、进气道 试验台、喷管试验台等。
测试方法
详细说明各种试验的测试方法、步骤 和注意事项，包括稳态和瞬态测试。
冲压发动机
冲压发动机简介冲压发动机是一种高效且可靠的发动机系统，广泛应用于汽车、航空和航天等领域。
它通过冲击和挤压的方式将燃烧室中的燃料与氧气混合，从而产生高压气体，驱动发动机的转子运转，实现能量的转换。
优势1.高效能: 冲压发动机利用冲击和挤压的方式将燃料和氧气混合，可实现更高的燃烧效率，相较于传统发动机可提高燃料利用率，降低能量损耗。
2.低排放: 冲压发动机在燃料和空气的混合过程中，能够更好地控制燃烧速度和温度，减少燃料中的有害物质产生，降低尾气排放。
3.减少噪音: 冲压发动机相较于传统发动机具有更平滑和连续的燃烧过程，减少了机械运动中的震动和噪音，提升了乘坐舒适性。
工作原理冲压发动机通过一系列冲击波和挤压波的相互作用，将燃料和氧气混合并升温至可燃点。
其工作原理如下：1.进气阶段: 发动机通过进气道引入大量新鲜空气，同时将燃料喷入燃烧室。
2.冲击波阶段: 燃料和空气在燃烧室内迅速混合，并被点火引燃。
由于燃烧过程中燃气的膨胀，产生的高温和高压燃气会形成冲击波。
3.挤压波阶段: 冲击波传播至发动机进气道末端时，会产生挤压波。
挤压波起到将剩余燃气重新压缩至燃烧区域的作用，从而增强燃烧效率。
4.排气阶段: 发动机将燃烧产生的高温低压气体通过排气阀门排出，同时开始新的循环。
应用领域冲压发动机的高效能和环保特性使其在多个领域得到广泛应用，其中主要包括：1.汽车行业: 冲压发动机可以降低燃料消耗和废气排放，提高汽车的性能和经济性，逐渐成为主流的动力系统。
2.航空航天: 冲压发动机在航空航天领域中具有较高的推力和效率，被广泛应用于喷气式飞机、火箭等。
3.可再生能源: 冲压发动机可以利用氢气等可再生能源进行高效燃烧转化，对于推动环保能源的发展具有重要意义。
发展趋势冲压发动机作为一种重要的动力系统，随着科技的不断进步，其发展趋势主要集中在以下几个方面：1.高压比: 随着材料科学和工艺技术的发展，冲压发动机的工作压力将进一步提高，以获得更高的效率和推力。
冲压发动机原理及技术(7-9)
具有高密度、高体积热值的液体高密度烃类燃料，与普通的喷气燃料相比，能有效提高 燃料单位体积的热值，在燃料箱容积一定时，能有效地增加导弹所携燃料的能量，降低发动 机的油耗比，从而满足导弹高速和远射程的要求；或在导弹航速和射程不变的情况下，减小 发动机燃料箱容积，使导弹小型化，从而提高导弹的机动性和突防能力。 从 20 世纪 50 年年代起，高密度燃料就一直是喷气燃料发展的重点，它的发展经历了从 宽泛的石油蒸馏筛选品到特定的高密度化合物， 从单纯烃类到混合了金属的凝胶燃料， 从天 然物质到人工合成物的复杂过程。1金刚烷 的发现和人工合成高密度燃料的发展。 金刚烷是迄今发现最好的天然存在的高密度喷气燃料 原料，但储量十分有限。人为设计、合成的高密度燃料有诸多优点，是今后发展的方向。
7.1.6. 高密度吸热型碳氢燃料
随着冲压发动机动力导弹的飞行速度越来越快， 特别是高超声速飞行器成为当今及未来 航空航天领域发展的热点， 传统的隔热防热方式已经不能满足要求， 而利用燃料进入燃烧室 燃烧之前先流经发热部件表面带走热量的工艺是最佳方案， 即燃料本身就是最经济、 最高效 的可燃冷却剂。 从单位质量的冷却能力和燃烧热值角度考虑，液氢无疑是最理想的冷却剂和推进剂。由 于液氢的定压比热和汽化潜热比碳氢燃料大， 因此液氢的总吸热能力较碳氢燃料大得多。 当 6 -1 液氢从液态温度（20K）吸热升温至 1000K 时，其热沉可达 14.082×10 J·kg 。液氢除了 具有高冷却能力外，还具有高的热值。液氢单位质量的燃烧热值为 123.187×106J·kg-1，在 飞行马赫数 Ma>8 的飞行器上， 液氢被公认是目前首选的同时满足冷却和燃烧要求的低温燃 料。但液氢燃料的使用也存在一些无法回避的问题。 （1）液氢是一种深冷的低温液体，它的液化温度很低（20K） ，要使氢液化并保持于液 化状态需要消耗能量。从理论上讲，使 H2 液化需要消耗的能量为 11.8×106J·kg-1 左右， 而实际上所需消耗的能量远高于上述理论值，因此液氢燃料的制备成本很高。 ，单位 （2）液氢燃料单位质量的燃烧热值很大，但由于其密度很小（ ρ = 0.071g.cm −3 ）
冲压火箭发动机技术简介
亚音速燃烧室中得气流示意图
3.2按燃烧方式分类
• 进气道：捕获空气, 激波系压缩, 提供一定流量、温度、
压力的气流。
• 燃烧室：燃料喷注和燃烧 • 尾喷管：气流膨胀产生推力
超然冲压发动机结构示意图
隔离段：
进气道与燃烧室间的等直通道, 消除燃烧室的压力 波动对进气道的影响, 实现进气道与燃烧室在不同 工况下的良好匹配。
一种水平起飞、水平 降落单级入轨 RBCC飞行器
该种发动机可以工作在空气加力火箭(air-augmented rocket) 或火箭空气引射、冲压（ramjet）、超燃冲压（scramjet） 和火箭（rocket）推进等多种模态下，是地球至轨道或太 空飞行的一种较为理想的方案。
工作模式
•Ma = 0～3 时, RBCC 发动机采用引射模态工作。 •Ma＝3～6 时, 采用亚声速燃烧冲压模态。 •Ma大于6～7 时, 发动机采用超声速燃烧冲压模态（上 升大气层中）。 •Ma约 12～15时, 发动机转入纯火箭模态（大气层外）。
FH ——作用在壳体（包括喷管）外表面上的压力和摩 擦力的合力。FH Leabharlann A4 pdA A1
Ae A4
pdA
XT
其中 A4 pdA——作用在壳体外表面上压力的合力； A1
Ae pdA ——尾部压力的合力； A4
X T ——外部气流对壳体外表面的摩擦力；
dA ds cos—— 壳体迎风表面积 ds在垂直于飞行方
考虑推进装置的外阻力。
有效推力：用来对飞行器做有效功的那部分推力。 即用来克服迎面阻力和克服飞行器本身惯性的那部 分推力。
（1）有效推力
冲压发动机工作原理
冲压发动机工作原理
冲压发动机是一种利用重力和气压的原理进行工作的发动机，其工作原理如下：
首先，在冲压发动机中，燃油和空气混合物通过一个燃烧室进入发动机内部。
燃烧室通常由柱状的气缸和一个活塞组成。
当活塞向下移动时，燃油和空气混合物进入气缸内。
然后，活塞上方的气门关闭，从而使燃油和空气混合物被压缩。
当活塞向上移动时，混合物被进一步压缩，同时燃烧室内的压力也随之增加。
接下来，发动机点火系统引发一个火花，点燃燃油和空气混合物。
这引起了一个爆炸，产生了高压气体。
高压气体推动活塞向下移动，同时驱动曲轴转动。
最后，曲轴转动将活塞的线性运动转化为旋转运动，并通过连杆将动力传递给发动机的其他部件。
这样，冲压发动机就能够产生动力，并驱动机械装置的运行。
需要注意的是，冲压发动机工作的关键在于内部气体的压力差异。
通过周期性的压缩和释放气体，冲压发动机能够产生连续的动力输出。
同时，冲压发动机还具有高效率、高功率和低噪音的特点，因此在许多应用领域得到广泛使用。
火箭冲压发动机原理
火箭冲压发动机原理一、引言火箭冲压发动机是现代航空航天领域中应用广泛的发动机类型。
本文将深入探讨火箭冲压发动机的原理及其工作过程。
二、火箭冲压发动机概述火箭冲压发动机是一种将燃料和氧化剂混合燃烧后产生高温高压气体，通过喷射高速气流来产生推力的发动机。
该发动机结构简单，推进效率高，适用于航天飞行器、导弹、火箭等领域。
三、工作原理火箭冲压发动机的工作原理可以分为三个主要步骤：供氧、燃烧和喷射。
1. 供氧火箭冲压发动机需要同时供给燃料和氧化剂以产生燃烧所需的氧气。
氧化剂通常采用液氧，而燃料可以是液态或者固态。
2. 燃烧在火箭冲压发动机的燃烧室中，燃料和氧化剂混合并点燃。
通过燃烧，产生大量的高温高压气体。
这些气体通过喷嘴形成高速气流。
3. 喷射喷嘴的设计使得高速气流从喷口中喷出，产生推力。
根据牛顿第三定律，由于火箭喷出的气体流动速度非常高，反作用力将推动火箭向前运动。
四、优缺点分析火箭冲压发动机具有以下优点：1. 高推力：相较于传统的火箭发动机，火箭冲压发动机能够产生更高的推力。
2. 高效率：火箭冲压发动机在燃烧过程中能够更充分地利用燃料和氧化剂，提高推进效率。
3. 灵活性：由于其结构相对简单，火箭冲压发动机在设计和制造上较为灵活，适应不同的应用需求。
然而，火箭冲压发动机也存在以下缺点：1. 复杂的工艺：制造火箭冲压发动机需要较高的工艺要求，需要精密加工和装配，增加了工程成本。
2. 耐久性问题：由于火箭冲压发动机在燃烧过程中承受极高的温度和压力，对发动机的材料和冷却系统提出了更高的要求，耐久性是一个重要的挑战。
五、应用领域火箭冲压发动机广泛应用于以下领域：1. 航天飞行器：作为航天器的主要推进系统，火箭冲压发动机被用于将航天器送入太空轨道。
2. 导弹武器：火箭冲压发动机具有快速响应和高度可控的特点，被广泛应用于导弹系统。
3. 火箭发射器：火箭冲压发动机被用于火箭发射器的推进系统，实现飞行器的瞬间加速。
4. 航空领域：火箭冲压发动机在航空领域的垂直起降飞机和无人机等领域也有应用。
冲压发动机工作原理
冲压发动机工作原理
冲压发动机是一种利用气体动力传动的内燃机，其工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 进气：冲压发动机通过进气道将空气吸入，并经过空气滤清器进行过滤，保证吸入的空气干净。
2. 压缩：进入发动机的空气经过压缩机进行压缩，增加其密度和压力。
3. 燃烧：在压缩后的空气中加入燃油，形成可燃混合物。
混合物通过点火装置引燃，产生爆发力推动活塞向下运动。
4. 排气：当活塞向下运动时，压缩燃气推动活塞推向曲轴。
废气通过排气阀门排出到排气系统中。
5. 冷却：发动机在工作过程中会产生大量热量，需要通过冷却系统降低温度，以保证发动机正常运转。
6. 传动：发动机通过曲轴将活塞线性运动转换为旋转运动，并通过传动系统将动力传递给车辆的驱动轮。
冲压发动机工作原理简单而高效，具有较高的动力输出和燃油利用率。
这种类型的发动机广泛应用于汽车、飞机和其他使用内燃机驱动的设备中。
冲压发动机的工作原理及应用讲稿
冲压发动机的工作原理及应用讲稿1. 冲压发动机的定义和基本原理冲压发动机是一种利用内燃机的工作原理，通过往内燃机的活塞上施加冲击力以增加其输出功率的装置。
其基本原理是通过在内燃机的曲轴上安装一个与气缸运动同步的冲压杆，当曲轴旋转时，冲压杆将在活塞上施加一个冲击力，使活塞的运动更为充分，从而增加内燃机的输出功率。
2. 冲压发动机的主要组成部分冲压发动机由以下几个主要组成部分构成：•活塞：负责在内燃机中产生冲压作用；•曲轴：用来同步冲压杆的运动，使其与活塞的运动保持一致；•冲压杆：将曲轴的运动转化为冲击力施加在活塞上；•燃烧室：负责燃烧燃料，产生高温高压气体供给活塞运动；•进气系统：将空气引入燃烧室；•排气系统：排出燃烧后的废气。
3. 冲压发动机的工作原理冲压发动机的工作原理如下：1.活塞下行：当活塞处于下行阶段时，曲轴绕中心轴旋转，推动冲压杆向下运动；2.冲压杆施加冲击力：冲压杆通过连杆将旋转运动转化为垂直冲击力，并施加在活塞上；3.活塞上行：受到冲击力的作用，活塞向上运动，从而带动曲轴旋转；4.燃料燃烧：进入燃烧室的燃料被点燃，产生高温高压气体；5.活塞下行、排气：活塞再次下行，将废气排出燃烧室；6.循环再现：上述步骤循环不断进行，产生连续的动力输出。
4. 冲压发动机的应用领域冲压发动机在以下领域有广泛的应用：•汽车工业：冲压发动机作为传统汽车动力的主要形式，广泛应用于汽车制造中；•航空航天工业：冲压发动机在飞机、火箭等交通工具中，常被用作主要的驱动装置；•农业机械：农用机械中的柴油发动机，常采用冲压技术以提高动力性能；•工业设备：包括起重机械、挖掘机等工业设备，常使用冲压发动机作为动力来源。
5. 优点和挑战冲压发动机相比于传统的活塞发动机具有以下优点：•输出功率高：冲击力的施加使活塞的运动更为充分，从而提高了发动机的输出功率；•燃烧效率高：冲压发动机通过增加活塞运动的幅度，使得燃料能够更充分燃烧，提高燃烧效率；•适应性强：冲压发动机在各个应用领域都有广泛的应用，满足不同业务需求。
冲压发动机技术优秀课件
T02
26
第六章 冲压推进技术
现代推进原理与进展
s
0.96
突扩总压恢复系数
s p03 p 02
0.7 0
2.0
4.0 6.0 8.0 eA
s 1.0
0.7 0
0.2
0.4 0.6 0.8 l2
0.8 l4
ls
0
2.0 4.0 6.0 8.0 eA
0.3
T01
c pT01
1243.8 350
22
第六章 冲压推进技术
现代推进原理与进展
6.3 固体燃料冲压发动机
固体燃料冲压发动机是一种固体燃料与空气冲压过程浑然 一体的发动机。因此，结构上简单紧凑，效率高。
A3
空气 A2
再附着点
突扩燃烧室
补燃室
固体燃料冲压发动机示意图
23
第六章 冲压推进技术
现代推进原理与进展
5
第六章 冲压推进技术
现代推进原理与进展
空气进气道
固体火箭推进剂 可爆破进气口
弹头
冲压发动机燃料
整体式冲压发动机结构原理图
整体式火箭冲压发动机集
可抛掉的 火箭喷管 内衬
冲压发动机 喷管
成了火箭和火箭冲压发动 机，由火箭提供助推加速 到超声速2马赫数以上，然 后冲压发动机工作，其典
型部件为可爆破进气口、
后置四半锥形进气道和双下侧二元进气道
下颔式进气道
34
第六章 冲压推进技术
现代推进原理与进展
按空气流动马赫数分为亚声速进气道和超声速进气道。亚声速进气道 主要应用在民航飞机等亚声速飞行的飞行器上；超声速进气道主要应用在 超声速飞行的飞行器上。
火箭冲压发动机原理
火箭冲压发动机原理
火箭冲压发动机是一种高空飞行器上常用的一种发动机，它采用了
较为复杂的工作原理，下面就给大家详细介绍一下火箭冲压发动机的
原理及工作过程：
一、冲压发动机的原理
冲压发动机是一种燃气涡轮发动机，其原理基于牛顿第三定律，即每
个动作都有一个等价的反作用。
冲压发动机将空气与燃料混合后压缩，形成高压燃气涡流，然后加热并喷入喷嘴中，通过推力产生动力。
二、冲压发动机的工作过程
1.压气机阶段
当空气进入冲压发动机时，首先进入压气机，它负责将空气压缩到高
压状态。
压缩空气使空气密度增加，同时增加了内部能量。
2.燃烧室阶段
在燃烧室中，燃料加入压缩空气中，形成高温高压的混合气体。
然后
着火点燃混合气体生成爆炸，通过排放喷嘴，将产生的高温高压的气
体喷出去。
3.推进阶段
通过排气喷嘴，将高温高压气体迅速地推出，产生向前的推力。
推进器通常包括一个锥形喷嘴，可调整气流，以达到最大速度、效率和控制性能。
4.排气阶段
排气阶段是指将燃料燃烧后产生的废气从喷嘴中排放到大气中，使发动机在推进飞行器的同时保持平衡。
三、冲压发动机的优势
相较于其他发动机，冲压发动机有以下几大优势：
1.能够快速产生高推力，将飞行器加速到高速。
这使得小型火箭可以完成大型任务。
2.在高速飞行中，稳定性越来越高，可控性更强。
3.对环境的影响较小，减少了对大气层的污染。
4.具有较长的寿命和更少的维护需求。
总之，火箭冲压发动机是一种高效、可控、环保和寿命长的发动机，它的应用正在逐渐扩大。
冲压发动机原理
冲压发动机原理
冲压发动机是一种特殊的发动机，具有传动性能优异、可承受非常高的工作压力、高效率、体积小的优点，被广泛应用于军用装备和航空航天、民用机械等领域。
这一发动机的原理是，一种单点冲压缸使气体经过高压下的冲击压缩——双联或多联步进缸组成，形成不断地上升和下降过程，在这个过程中，形成了销和空间在气体中向前移动，依靠工作室中形成的弹性力维持发动机的正常工作，从而达到了燃料的补给和排放。
冲压发动机的优点在于，它可以提高发动机结构的强度，其拥有更大的功率和耐久性，使得发动机能够受到更严格的负载，从而提高发动机的响应能力。
此外，它具有可靠性高、操作简单、维护简单等优点，可以减少物料消耗，从而降低制造和运行成本。
在燃料消耗方面，由于冲压发动机结构细小，有良好的热性能，使它在满载工作下具有更高的热集中，使燃料燃烧的更完善，减少燃油的消耗，从而提高了整个系统的燃料效率。
因此，冲压发动机在航空航天、军事装备等领域得到广泛应用，是一种特殊的发动机，能更好的满足应用性能的要求。
冲压机原理
冲压机原理(总10页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除冲床知识讲座一、主要技术参数1．公称压力 Pg曲柄压力机的公称压力（即额定压力）是指滑块离下死点前某一特定距离（即公称压力行程Sg）或曲柄旋转到离下死点前某一特定角度（即公称压力角αg）时，滑块所容许承受的最大作用力，单位N或kN。
2．滑块行程 S滑块行程为滑块从上死点到下死点直线距离，单位mm。
3．滑块单位时间的行程次数 n行程次数为滑块每分钟从上死点到下死点再回到上死点的往返次数。
压力机的行程次数应能保证生产率，同时必须考虑操作者的操作频率不能超过承受能力，造成疲劳作业。
4．装模高度 H装模高度为滑块在下死点时，滑块底平面到工作垫板上表面的距离，单位mm。
当滑块调节到上极限位置时，装模高度达到最大值，称为最大装模高度。
封闭高度是指滑块在下死点时，滑块底平面到工作台上表面的距离，单位mm。
封闭高度和装模高度之差恰好是垫板厚度。
其他参数还有工作台板和滑块底面尺寸、喉深及立柱间距等。
压力机装设安全装置时要考虑这些参数。
二、曲柄压力机组成根据压力机的传动方式、结构形式及产生压力的方式等不同，可有多种类型。
按传动方式不同，可分为机械传动、液压传动、电磁及气动压力机；按机身结构不同，可分为开式和闭式机身压力机；按产生压力的方式不同，机械压力机又可分为摩擦压力机和曲柄压力机。
机械传动的曲柄压力机使用量最大，是我国工业部门中最基本、最常见的压力机械类型。
其中，中、小吨位开式机身机械式曲柄压力机使用量多，手工操作比例大，相应的事故率也高。
本章将重点讨论开式机身机械式曲柄压力机。
曲柄压力机由机身、动力传动系统、工作机构和操纵系统组成。
1．机身机身由床身、底座和工作台三部分组成，工作台上的垫板用来安装下棋。
机身大多为铸铁材料，而大型压力机采用钢板焊接而成。
机身首先要满足刚度、强度条件，有利于减振降噪，保证压力机的工作稳定性。
冲压机工作原理(一)2024
冲压机工作原理（一）引言概述：冲压机作为一种常用的金属加工设备，广泛应用于各个领域。
了解冲压机的工作原理对于提高生产效率和确保操作安全至关重要。
本文将详细介绍冲压机的工作原理。
正文：一、冲压机的基本构造1. 冲压机的主体结构a. 机架：提供支撑和支持的底座b. 滑块：负责上下运动，完成冲压工作c. 齿轮传动系统：驱动滑块运动的装置d. 送料系统：将金属板材送入冲压机e. 卸料系统：将冲压好的零件从冲压机中取出2. 冲压机的工作原理概述冲压机主要通过滑块的上下运动实现对金属材料的冲压加工。
具体流程如下：a. 送料：由送料系统将金属板材送入工作区域b. 定位：通过定位装置将金属板材准确定位c. 冲压：滑块下移，将冲头对金属板材施加冲击力，完成冲压过程d. 卸料：卸料系统将冲压好的零件从工作区域中取出二、冲压机的动力系统1. 电机与传动装置a. 动力来源：冲压机通常由电动机提供动力b. 齿轮传动系统：电动机驱动齿轮通过传动带动滑块的上下运动2. 液压系统a. 高压油泵：提供液压系统所需的液压能量b. 液压缸：将液压能量转化为机械能，推动滑块上下运动c. 液压阀门：控制液压系统的流动和压力变化三、冲压机的控制系统1. 控制装置a. PLC（可编程逻辑控制器）：用于编程和控制冲压机的动作顺序b. 传感器：用于感知冲压机的工作状态和位置c. 控制面板：用于操作和监控冲压机的工作情况2. 动作顺序a. 送料动作：按照设定的参数将金属板材送入工作区域b. 准位动作：通过定位装置将金属板材准确定位c. 冲压动作：滑块下移，施加冲击力进行冲压d. 卸料动作：将冲压好的零件从工作区域中取出四、冲压机的安全措施1. 安全防护装置a. 光幕安全装置：通过光源和光电传感器监测工作区域，避免操作人员被夹伤b. 安全门锁装置：工作区域内的安全门只有在满足特定条件时才能打开2. 操作规范与培训a. 操作人员需要经过培训，掌握操作规范和安全要求b. 操作人员必须佩戴个人防护装备，注意操作期间的安全事项五、冲压机的维护保养1. 定期检查润滑系统：保证润滑油的充足和正常运行2. 清洁工作区域：定期清理冲压机周围的杂物和油污3. 检查机械部件：定期检查齿轮传动系统、滑块导轨等机械部件是否正常运行总结：通过本文的介绍，我们了解了冲压机的工作原理。
冲压机工作原理
冲压机工作原理：是通过电动机驱动飞轮，并通过离合器，传动齿轮带动曲柄连杆机构使滑块上下运动，带动拉伸模具对钢板成型。
冲压加工是借助于常规或者专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。
板料，模具和设备是冲压加工的三要素。
冲压加工是一种金属冷变形加工方法。
所以，被称之为冷冲压或者板料冲压，简称冲压。
它是金属塑性加工（或者压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。
钣金工艺流程：1 领料 -2 取料 -3 冲孔 -4 折弯 -5 焊接 -6 打磨 -7 检测 -8 喷塑-9 半成品检测-10 入库。
喷涂流程 :喷底漆→面漆→罩光漆→烘烤(180-250℃)→质检 .机加工工艺流程：毛坯进库 -毛坯加工 -精加工 -半成品检验-安装 -成品检验 -包装 -物流铝型材及铝制品工艺流程:铝材挤型五金冲压拉丝研磨喷沙阳极氧化丝印剖沟挤压模具设计创造模具氮化电镀的工艺流程为：①清洗金属物件；②稀盐酸浸泡；③冲净；④浸入镀液；⑤调节电流进行电镀；⑥自镀液中取出；⑦冲净；⑧去离子水煮；⑨烘干。
冲压件加工包括冲裁、弯曲、拉深、成形、精整等工序。
冲压件加工的材料主要是热轧或者冷轧（以冷轧为主）的金属板带材料，例如碳钢板、合金钢板、弹簧钢板、镀锌板、镀锡板、不锈钢板、铜及铜合金板、铝及铝合金板等。
冲压工艺流程：卷板料进场 --开卷 ---剪切下料 ---落料 /下形状料（无须形状料的可跳过） ---拉延 /压形 /压弯（通常会浮现在冲压工序的第一步） ----（通常浮现在后继冲压工序）切边 /冲孔 /整形 /翻边 /翻孔 /冲翻孔 /切断 /切口/冲缺 /缩口 /扩口 /半冲孔（敲落孔 /冲凸台、非精冲中有时也会见到） /包边 / 内外缘整修/校平等 ---以上为冲压中普通会浮现的工序 ---接下来是后期了如表面处理：电镀、发蓝、抛丸、抛光、喷涂和一些热处理等等机加工工艺流程：毛坯进库 -毛坯加工 -精加工 -半成品检验-安装 -成品检验 -包装 -物流外协加工流程：原材料购买 = 〉检测合格入库 = 〉系统发料= 〉外协厂取料，确认数量 = 〉加工成零件= 〉送货 = 〉合格入库= 〉原材料数量扣回 =〉模具生产流程：1）ESI（Earlier Supplier Evolveme t应商早期参预）：此阶段主要是客户与供应商之间进行的关于产品设计和模具开辟等方面的技术探讨，主要的目的是为了让供应商清晰地领略到产品设计者的设计意图及精度要求，同时也让产品设计者更好地明白模具生产的能力，产品的工艺性能，从而做出更合理的设计。
冲压发动机原理
冲压发动机原理冲压发动机是一种以冲压作为基本动力来输出动力和能量的发动机。
它不是通过发动机自身来供应动力，而是通过充分利用外部冲击能量来供应动力和能量，从而达到发动机的工作的要求。
它的基本原理是将受力的冲压活塞推动某些工作介质，从而将动力传递给发动机的轴，使旋转发动机输出转矩以及动能。
冲压发动机的特点是具有高负载能力，可在小体积的情况下实现较大的输出功率，常见的应用有航空航天行业的发动机，汽车行业的发动机和工程机械行业的发动机，也能够应用于水下船舶和航行器。
冲压发动机的基本工作原理是将冲击能量转换成动力输出，它是通过一根圆柱形的活塞，在内部安装着一个可拆卸的活塞销，结合特殊的内容及结构而具有良好的抗腐蚀能力，同时，在活塞外表面安装着一个活塞环，它可以让活塞在内部的活塞销上受力，因而能够在活塞环的附着面上形成一个可以传输力的接触表面。
冲压发动机的工作过程是这样的：当外部冲击能量通过活塞环附着的接触表面传输到活塞上时，将会形成一个瞬间的冲击力，活塞便会随着冲击能量的转化而瞬间向外推动，活塞销在活塞的推动下会随着活塞向外移动，然后将力传输到轴上，从而输出转矩和动能。
冲压发动机的特点之一就是它具有高负载能力，为了实现高负载能力，发动机内部的结构采用了特别的设计，例如增加活塞的摩擦面的比例，以及内部活塞销的组合形式，结合特殊的配置，使得冲压发动机可以在较小的体积下实现较大的输出功率。
冲压发动机不仅具有高负载能力，而且还具有较高的刚性，它可以适应多种复杂的工况，比如高温、低温和极端低温等工况，因而适用于航空航天、汽车、工程机械、以及船舶行业的发动机。
总之，冲压发动机是一种以冲压作为基本动力来输出动力和能量的发动机，它的基本原理是将受力的冲压活塞推动某些工作介质，从而将动力传递给发动机的轴，使旋转发动机输出转矩以及动能。
冲压发动机具有高负载能力、较高的刚性以及可适应多种复杂工况的特点，因而应用于航空航天、汽车、工程机械和船舶等行业，受到了广泛的应用。
冲压发动机
超音速冲压发动机采用超音速进气道（燃烧室入口为亚音速气流）和收敛形或收敛扩散形 喷管，用航空煤油或烃类燃料。超音速冲压发动机的推进速度为亚音速到 6 倍音速，用于超音 速靶机和地对空导弹（一般与固体火箭发动机相配合）。 三、高超音速冲压发动机
冲压发动机的构造简单、重量轻、推重比大、成本低。但因没有压气机，不能在静止的条 件下起动，所以不宜作为普通飞机的动力装置，而常与别的发动机配合使用，成为组合式动力 装置。如冲压发动机与火箭发动机组合，冲压发动机与涡喷发动机或涡扇发动机组合等。安装 组合式动力装置的飞行器，在起飞时开动火箭发动机、涡喷或涡扇发动机，待飞行速度足够使 冲压发动机正常工作的时，再使用冲压发动机而关闭与之配合工作的发动机；在着陆阶段，当 飞行器的飞行速度降低至冲压发动机不能正常工作时，又重新起动与之配合的发动机。如果冲 压发动机作为飞行器的动力装置单独使用时，则这种飞行器必须由其他飞行器携带至空中并具 有一定速度时，才能将冲压发动机起动后投放。冲压发动机或组合式冲压发动机一般用于导弹 和超音速或亚音速靶机上。
超燃冲压发动机
超声速燃烧冲压式发动机，它简称超燃冲压发动机，可以在攀升过程中从大气里攫取氧气。放弃携带 氧化剂，从飞行中获取氧气，节省重量，就意味着在消耗相同质量推进剂的条件下，超燃冲压发动机能够 产生 4 倍于火箭的推力。
1 基本概况 简介 超燃冲压发动机是指燃料在超声速气流中进行燃烧的冲压发动机。在采用碳氢燃料时，超燃冲 压发动机的飞行 M 数在 8 以下，当使用液氢燃料时，其飞行 M 数可达到 6~25。超声速或高超 声速气流在进气道扩压到位置 4 的较低超声速，然后燃料从壁面和/或气流中的突出物喷入， 在超声速燃烧室中与空气混合并燃烧，最后，燃烧后的气体经扩张型的喷管排出。
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第7章冲压发动机的燃料及材料7.1. 冲压发动机液体燃料特性冲压发动机所用的液体燃料与喷气式发动机的相同，典型代表是美国的JP和RJ系列军用喷气燃料。
其中JP-1、JP-2和JP-3是早期的喷气燃料，多为汽油或煤油提取物。
1944年首先发展起来的JP-1系煤油型燃料，易含水分；JP-2因提炼过程耗费太多原油而没有被广泛使用；JP-3闪电太低（-40°），容易挥发。
后来发展了JP-4和JP-5，具有良好的综合性能。
RJ系列燃料，如RJ-4、RJ-4I、RJ-5、RJ-7，以及JP-9、JP-10等是一系列人工合成、含一种或几种化合物的燃料。
上述燃料的性能见7.1所示。
表7.1 冲压发动机可用的喷气燃料主要特性JP-4 C95H189 133JP-5C10H19139RJ-4C12H20164RJ-4IC12H20164JP-5C14H18186JP-9C10.6H16.2143JP-10C10H16136JP-7C12H251690.480.79-4460JP-8C11H211530.520.81-5152.7-平均分子式平均分子量C:H 0.500.77<-72-28.94.5 0.530.83<-5165.6170.600.94<-4065.6600.600.94<-6565.6280.781.08>00.650.94<-6521.1240.620.94<-11054.419比重冰点，℃闪电，℃110粘度（-40℃，cSt）热值 MJ/L200044.9-32.9 34.8 39.0 38.5 39.6 39.6 - -具有高密度、高体积热值的液体高密度烃类燃料，与普通的喷气燃料相比，能有效提高燃料单位体积的热值，在燃料箱容积一定时，能有效地增加导弹所携燃料的能量，降低发动机的油耗比，从而满足导弹高速和远射程的要求；或在导弹航速和射程不变的情况下，减小发动机燃料箱容积，使导弹小型化，从而提高导弹的机动性和突防能力。
从20世纪50年年代起，高密度燃料就一直是喷气燃料发展的重点，它的发展经历了从宽泛的石油蒸馏筛选品到特定的高密度化合物，从单纯烃类到混合了金属的凝胶燃料，从天然物质到人工合成物的复杂过程。
1985年之后高密度燃料出现了两大跨越式发展：金刚烷的发现和人工合成高密度燃料的发展。
金刚烷是迄今发现最好的天然存在的高密度喷气燃料原料，但储量十分有限。
人为设计、合成的高密度燃料有诸多优点，是今后发展的方向。
7.1.1.石油蒸馏精制燃料20世纪50年代发展的JP-4和JP-5是用于涡轮发动机飞行器和早期导弹上的石油蒸馏精制产品，两者均有较高的净热值。
JP-4是美国1951~1995年最广泛使用的JP系列燃料之一，属宽馏分型喷气燃料，冰点和粘度低，挥发性高，适合空军低温操作条件的要求。
JP-5是高闪电型喷气燃料，以煤油混合少量汽油，挥发性低但闪电高，能确保燃料在舰船上储存的安全性。
这两种燃料在实际应用中都取得了成功，但随着新型导弹的出现，人们也在寻求具有更高能量值的燃料。
7.1.2.以特定化合物为主的燃料早期的特定高密度化合物燃料是用于美国海军“战斧”巡航导弹的RJ-4，它是高密度二甲基双环戊二烯加氢制得的两种异构体的混合物。
同JP-4和JP-5相比，RJ-4的燃烧热值提高了16%，达到39.0MJ/L，同时拥有更加适宜的闪点和低温性能（冰点、粘度），这种燃料被充分发展并突入了实际应用。
但是RJ-4中桥式结构的粘度和冰点比挂式高，依赖于生产过程中控制程度的差异，不同批次间生产的燃料重现性差、性能不稳定，尤其表现在低温粘度上。
于是人们用AlCl3进行催化异构化处理，把其中的桥式结构组分转化为挂式结构，得到燃料RJ-4I。
新燃料的低温粘度有所改进，-40℃时的粘度从60cSt降到了28cSt，但热值也随之下降了1.3%。
由于成本的增加超过了特性改进的获益，RJ-4I未能称为RJ-4的理想替代品；此外RJ-4和 RJ-4I 都满足不了空军的操作要求，导致这些燃料的变体JP-10的发展。
用桥式双环戊二烯取代二甲基双环戊二烯作为起始原料，加氢得到固态桥式四氢环戊二烯二聚体，再用硫酸或氯化铝异构化，可以把固态的桥式异构化转化为液态的挂式四氢环戊二烯二聚体，称为JP-10。
它在热值和低温性能上都比RJ-4优越，被同时用作美国空军和海军的标准燃料。
JP-10进一步改进的产品是JP-9，它是三组分混合物，含有10~12%的甲基环已烷（增加挥发性），20~25%的RJ-5（提高能量值）和65~70%的JP-10；但由于成本过高和RJ-5的发展停滞，JP-9没有实际应用。
RJ-5也称全氢化降冰片二烯二聚体，它是以降冰片二烯为反应物（由环戊二烯和乙炔合成），在15%（质量百分比）的铑/碳催化剂催化下聚合，再经加氢和异构化处理得到产物：挂-挂式四氢降冰片二烯二聚体（RJ-5）。
RJ-5具有很高的燃烧热值（44.9MJ/L），但合成过程中使用了昂贵的铑催化剂，反应步骤多，总产率低；而且冰点高（>0℃），粘度高，过冷时会立即结冻成固体，引起燃料系统关闭。
尽管有很多缺点，RJ-5的高热值还是受到了很多人的关注，人们把它和JP-10等低粘度物质混合，制备出比例不同的一系列高热值燃料，比重可以达到1.02~1.04。
但后来RJ-5的发展遭遇了停滞：它的原料降冰片二烯主要来自于荷兰壳牌公司一种杀虫剂的副产品，壳牌停止生产这种杀虫剂以后，可商业化的大量降冰片二烯也很难再得到了。
于是人们又致力于用成本较低的、国内易得的原材料来仿造类似RJ-5的混合物，RJ-7就是一例，RJ-7是三重混合物，包含全氢环戊二烯三聚体，环戊二烯和茚加合产物的二氢衍生物，以及JP-10，它的热值(42 MJ/L)比JP-10(39.6 MJ/L)高，但粘度(>400 cSt)也比JP-10(19 cSt)大。
7.1.3.凝胶燃料某些金属、非金属和它们的化合物如铝、硼、碳、碳化硼等，具有非常高的体积热值，把它们添加到基础燃料中能大大提高燃料的整体能量值，随着固体添加剂的增加，热值在某些情况下能成四倍的增长；因此凝胶燃料也是高密度燃料发展中一个重要的部分。
固体组分与基础燃料的有效混合可以借助于凝胶剂，如苯乙烯-丁二烯共聚物，壳牌的含磷ALMB-2聚合物，以及氧化铝颗粒等来完成。
很多合成凝胶燃料都很稳定，热值很高，流动性适合导弹要求，而且在溢出或泄漏时安全性更高，在导弹飞行时能消除燃料重心的快速转变。
但这种燃料的缺点也很多，主要包括以下几点：固体燃料比液体更难处理，更难获得有效的燃烧，还要克服可能的并发症，诸如颗粒处理，喷注器磨损，燃烧效率低，固体颗粒残余，火焰温度高和处理困难等。
虽然胶状燃料有极高的热值，研究成果也有周期性的更新，但这方面的研究一直没有实践性的应用。
7.1.4.天然存在的金刚烷燃料1985年之后，高密度燃料的一大成果是天然存在的金刚烷的发现，金刚烷是长期地质年代后的石油降解残留物，在原油和天然气中以微量组分存在，它有高度致密的分子结构，体积能量值高，低温性能好，是很有潜力的高密度燃料候选物。
金刚烷的分子结构极其特殊，在美国莫比尔湾发现的金刚烷是致密、笼状、菱形多环烷烃分子的复杂混合物，主要组分是一金刚烷，二金刚烷，三金刚烷，甲基取代的衍生物，以及少量的C22H28,C26 H32和更高分子量同系物；因为这些复杂化合物的合成难度很大，很多分子对有机化学家来说都是新的，化学家们只制造和探讨了这类分子中最简单的类型。
金刚烷的烷基取代衍生物为液态，低温性能好，还兼有高效增溶剂的作用，能促进固态组分在溶液中的溶解；三个甲基基团就可以把高溶点的二金刚烷固体转变成溶点-54℃的低粘度流体。
美国已经设计并生产了以金刚烷为基础的高密度燃料。
燃料RF-1的主要组分是一金刚烷衍生物，RF-2包含一金刚烷衍生物、二金刚烷衍生物和三金刚烷衍生物，RF-3主要为二金刚烷衍生物和三金刚烷衍生物，RF-4大部分为三金刚烷衍生物。
这些燃料的质量热值与JP-10相当，但体积热值却比它大，这是金刚烷分子结构致密性的结果。
在较大的空燃比范围内，RF-1、RF-2、RF-3单位体积燃烧释放的能量远远大于JP-10，证明了金刚烷类燃料提高航程的巨大潜力。
7.1.5.人工合成高密度燃料金刚烷类燃料是天然气开采中的少量副产物，它们的实用性与天然气的生产操作密切相关，而后者在供应及间接成本方面是很不确定的。
于是人们开始研究具有相似、甚至更好的分子结构致密性的燃料——合成高密度烃类燃料。
高密度燃料的合成策略基本相同：选择或制备结构致密的分子作为基本材料，然后重排获得密度更高、粘度更好的结构。
合成方法大体可分为两种，一种是热聚合-异构化的方法，如前面提到的RJ-5，用降冰片二烯和双环戊二烯的热聚合产物作基础,加氢饱和双键,然后异构化得到液态产物，总产率一般小于30%；另一种是沸石催化方法，沸石兼有对聚合和重排的催化作用，可以得到多种共溶物的液体混合物，产率可达20~90%，热值和低温性也更佳。
人工合成高密度燃料能最大限度的设计和控制目标燃料，通过选用不同原料，采用不同过程改善燃料性能以满足特定要求；同传统大比重煤油相比密度更大、燃烧热值更高、综合性能更好。
如果能降低它的高成本，合成高密度烃类燃料将成为极具发展前景的新型燃料。
7.1.6.高密度吸热型碳氢燃料随着冲压发动机动力导弹的飞行速度越来越快，特别是高超声速飞行器成为当今及未来航空航天领域发展的热点，传统的隔热防热方式已经不能满足要求，而利用燃料进入燃烧室燃烧之前先流经发热部件表面带走热量的工艺是最佳方案，即燃料本身就是最经济、最高效的可燃冷却剂。
从单位质量的冷却能力和燃烧热值角度考虑，液氢无疑是最理想的冷却剂和推进剂。
由于液氢的定压比热和汽化潜热比碳氢燃料大，因此液氢的总吸热能力较碳氢燃料大得多。
当液氢从液态温度（20K）吸热升温至1000K时，其热沉可达14.082×106J·kg-1。
液氢除了具有高冷却能力外，还具有高的热值。
液氢单位质量的燃烧热值为123.187×106J·kg-1，在飞行马赫数Ma>8的飞行器上，液氢被公认是目前首选的同时满足冷却和燃烧要求的低温燃料。
但液氢燃料的使用也存在一些无法回避的问题。
（1）液氢是一种深冷的低温液体，它的液化温度很低（20K），要使氢液化并保持于液化状态需要消耗能量。
从理论上讲，使H2液化需要消耗的能量为11.8×106J·kg-1左右，而实际上所需消耗的能量远高于上述理论值，因此液氢燃料的制备成本很高。
（2）液氢燃料单位质量的燃烧热值很大，但由于其密度很小（〉 = 0.071g.cm 3 ），单位体积的燃烧热值很低，约为8746KJ/m3。