航空活塞发动机功率影响因素
航空活塞发动机
优化点火时间
通过调整点火时间，使燃 油在最佳时机点燃，提高 燃烧效率。
冷却系统优化
采用先进的散热技术
通过采用更高效的散热器和其他散热技术，降低活塞发动机的温度，提高其可 靠性。
优化冷却气流
通过调整冷却气流的方向和速度，使活塞发动机的冷却更加均匀和有效。
燃油效率提升
采用燃油直喷技术
通过将燃油直接喷入汽缸内部，提高燃油的利用率和燃烧效率。
技术挑战
高压比
活塞发动机的压比是有限的，因为过高的压缩比会导致爆 燃和不正常燃烧等问题。因此，提高活塞发动机的性能的 同时还需要解决高压比带来的问题。
高温与高压
活塞发动机在高温和高压力下运行，这会导致材料疲劳和 性能下降等问题。因此，需要研发具有更高耐温能力和抗 疲劳性能的材料。
燃油经济性
尽管活塞发动机的燃油经济性已经得到了很大提升，但是 还需要进一步降低油耗，提高活塞发动机的经济性。
气缸
是发动机的基本组成之一，用于封闭气体的空间，通常由铸铁或铝合金制成。活塞在气缸内来回运动，吸入和压 缩气体，推动曲轴转动。
活塞
是发动机的关键部件之一，它在气缸内来回运动，通过改变气体的压力和体积来产生动力。活塞通常由铸铁或铝 合金制成，表面覆盖有耐磨材料。
气阀与气门机构
气阀
是控制气体进入和排出气缸的部件，通常由金属材料制成，表面覆盖有耐磨材料。气阀由弹簧和凸轮 机构驱动，控制气体的进出。
05
03
可靠性
衡量活塞发动机在长时间运行下的稳 定性，与发动机的维护和零部件的可 靠性有关。
04
噪音水平
衡量活塞发动机产生的噪音，与发动 机的设计、运转速度和排气系统等有 关。
燃烧优化
01
航空活塞发动机的常见故障及预防措施
68中国航班设备与制造Equipment and ManufacturingCHINA FLIGHTS航空活塞发动机的常见故障及预防措施朱阳正|中航工业直升机设计研究所摘要：飞机是目前我国远距离出行最快捷的方式，越来越多的人们出行都会选择飞机。
而航空活塞发动机属于机械零部件，发生故障是不可预见且存在一定概率性的。
为更好的确保飞机运行安全，本文根据航空活塞发动机故障的特点，主要就发动机活塞堵塞及发动机本体故障进行全面分析，并根据故障特点制定相应措施，旨在进一步降低航空活塞发动机的故障率，有效确保人机安全。
关键词：航空；故障；活塞发动机1 引言发动机是飞机的关键部件，它为飞机提供源源不断的动力，也是飞机必不可缺的部件之一[1]。
随着工业以及航空领域的不断发展，航空发动机经过若干次变革，已经拥有成熟、可靠的技术了。
航空发动机包括活塞发动机、冲压发动机以及燃气涡轮发动机等，在我国航空领域中，活塞发动机的研究和应用最为广泛。
本文在介绍活塞发动机结构、工作原理的基础上，列举活塞发动机的常见故障，并且通过分析其维护保养的方法来探讨这些常见故障的预防措施。
2 航空活塞发动机介绍活塞发动机是一种往复式的内燃机，通常使用汽油作为其燃料，其结构组成主要包括了活塞、连杆、气缸、曲柄、减速器、外壳等[2]。
通过燃烧带动螺旋桨的转动从而产生动力。
活塞发动机的往复运动也就是四个冲程的循环，包括进气、压缩、做功、排气，如图1所示。
第一，进气冲程活塞从上往下运动，进气口开且排气口关，混合气体（雾化汽油和空气）吸入气缸中；第二，压缩冲程活塞从下往上运动，进气口和排气口关闭，混合气体被压缩、点火；第三，做功冲程混合气体被点燃，其他膨胀推动活塞向下运动，也就是燃烧的化学能转换成机械能做功；第四，排气冲程活塞向上运动，排气口开进气口关，排放燃烧废气，从而完成四冲程循环[3]。
（见图1）3 航空活塞发动机常见故障及预防措施3.1 航空活塞发动机常见故障发动机是飞机的关键部件，它为飞机提供源源不断的动力，也是飞机必不可缺的部件之一[4]。
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。
固定翼无人机技术-航空活塞动力装置
高
长，以免造成发动机过热。
。
机件积炭，造成气缸散热不良
避免发动机积 炭
，容易使混合气局部过热；积 炭过多时，使燃烧室容积变小 ，压缩比变大，压力温度增高。
13.3
航空活塞发动机构造
构造和机件
增压式发动机
活塞发动机主要机件
以目前应用较多的点燃式航空活塞发动机为例介绍活塞发动机的具体构造。航空 活塞发动机的主要机件包括气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、机匣等，如图所示 。
（1）气缸内部积炭
混合气过富油燃烧时，汽油中的碳 不能烧尽，一部分残余的碳就会积 聚在活塞顶、气缸壁、电嘴和气门 等处，这种现象叫做积炭。积碳都 使发动机功率减小，经济性变差， 严重时还会导致发动机故障。
（2）排气管冒黑烟和“放炮”
过富油混合气燃烧不完全，废气中含 有大量未燃或正在燃烧的碳，所以从 排气管排出的废气中带有浓密的黑烟 ，在夜间还可看到排气管口排出长而 红的火舌。废气中剩余的可燃物质， 在排气管口与外界空气相遇，发生复 燃，产生一种类似放火炮的声音，这 种现象叫做排气管“放炮”。
莱康明IO-360-L2A 型发动机主要参数
额定功率 额定转速 气缸数量及布局 总容积 气缸内径 活塞行程 压缩比 点火次序 左、右磁电机 气门与摇臂间隙 燃油喷射器（燃调） 转速表 滑油系统参数 最小滑油压力 正常工作压力 最大滑油压力 正常工作温度 最大滑油温度 滑油量（运转时） 收油池最少安全滑油量 气缸头温度 最大气缸头温度 高性能巡航功率时 经济巡航功率 发动机重量及尺寸 发动机净重 发动机尺寸
03
发动机转速的影响
04
提前点火角
在一定的进气压力下 ，发动机转速增大， 气缸内湍流强度增强 ，火焰传播速度增大 ，燃烧时间缩短。
航空活塞发动机的常见故障及预防措施
航空活塞发动机的常见故障及预防措施摘要：航空活塞发动机是一种重要的动力装置，常见故障的发生可能导致飞行安全事故。
本论文通过对航空活塞发动机的常见故障进行深入分析和总结，归纳了导致故障的主要原因，并提出了相应的预防措施。
通过本论文的研究，有望帮助航空业界更好地了解航空活塞发动机的故障特点，采取科学有效的预防措施，提高航空活塞发动机的可靠性和安全性。
关键词：航空活塞发动机，故障，预防措施引言：航空活塞发动机作为航空器的主要动力来源，在飞行中扮演着至关重要的角色。
然而，由于其复杂的结构和高度要求的工作环境，航空活塞发动机的故障时有发生。
这些故障不仅可能导致飞机失效，还会对飞行安全造成严重威胁。
因此，对航空活塞发动机的常见故障进行深入研究，探讨其产生的原因，并提出相应的预防措施，对于提高航空活塞发动机的可靠性和安全性具有重要的现实意义。
一、活塞环磨损活塞环是活塞发动机中关键的密封部件，它的磨损会导致气缸的压缩性能下降，进而影响发动机的动力输出和燃油效率。
1.活塞环磨损的主要原因1.1 燃油质量不合格低质量的燃油中可能含有不纯物质和过高的硫含量，这些杂质和硫元素在燃烧过程中会形成酸性物质，进而对活塞环和气缸壁产生腐蚀作用。
这些腐蚀性物质会磨损活塞环的表面，导致其失去原有的密封性能，同时增加活塞与气缸之间的摩擦，加速活塞环的磨损。
1.2 润滑油不足良好的润滑油在航空活塞发动机中起着至关重要的作用，它能在活塞环与气缸之间形成均匀的润滑膜，降低活塞环与气缸之间的摩擦和磨损。
然而，当润滑油不足时，润滑膜会变得不稳定，活塞环可能直接与气缸壁接触，造成严重的磨损。
1.3 发动机过热航空活塞发动机工作时，高温是不可避免的，但过度的发动机过热会造成活塞和活塞环材料的膨胀，使其失去原有的匹配间隙，从而增加活塞环与气缸壁之间的摩擦。
这种摩擦不仅导致活塞环表面的磨损加剧，还可能导致气缸壁表面的损伤。
2.预防措施为了有效避免活塞环磨损导致的故障，航空活塞发动机的运营者应当坚持使用高质量的燃油和润滑油。
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。
航空活塞动力装置知识点整理
航空活塞动力装置知识点整理资料全是所需知道的内容，不分重点绪论发动机定义：发动机是一种将某种能量转化成机械功的动力装置。
（属于热机）航空发动机分为航空活塞发动机和航空喷气发动机航空活塞发动机是由气缸内燃料放出的热能通过曲轴输出扭矩，带动螺旋桨转动，产生推力。
优点：低速经济性好，工作稳定性好。
缺点：重量功率比大，高空性能、速度性能差。
航空喷气发动机是将燃料在燃烧室内连续燃烧释放出的热能转换成气体动能，从发动机高速喷出，产生推进力的动力装置。
优点：重量轻，推力大，高空性能、速度性能好。
缺点：经济性较差。
飞机对航空活塞发动机的基本性能要求：1.发动机重量功率比小2.发动机燃油消耗率低3.发动机尺寸要小4.发动机可靠性要好（空中停车率小于0.01/1000h）5.发动机使用寿命要长6.发动机要便于维护第一章航空动力装置的基础知识热机定义：将热能转化为机械能的机器。
工质：热机工作时，必须以某种物质为媒介，才能将热能转换成机械能，完成这种能量转换的媒介物叫工质。
理想气体：分子本身只有质量而不占有体积，分子间不存在吸引力的气体叫理想气体。
气体的比容的定义：单位质量的气体所占有的容积。
气体比容是描述气体分子疏密程度的物理量。
温度：确定一个系统与其他系统是否处于热平衡的共同特性定义。
气体温度描述了气体的冷热程度，是分子热运动平均移动动能的度量。
气体的压力是垂直作用在壁面单位面积上的力。
百帕（hPa):1hPa=100Pa=1mbar(1bar=10^5Pa)千帕(kPa)：1kPa=1000Pa工程大气压（at):1at=1kgf/cm^2=98066.5Pa 工程大气压广泛用在液体压力的测量仪表中，发动机滑油、燃油压力常用此单位。
标准大气压（atm):温度为15摄氏度时，海平面上空气的平均压力，1atm=1.033atPSI:1PSI=11bf/in^2=0.07kgf/cm^2=6894.8Pa;1kgf/cm^2=14.3PSIPSI用于美、英制发动机中毫米（或英寸）汞柱：1标准大气压=760毫米汞柱（29.92英寸汞柱）=1013hPa气体的热力过程：等容过程、等压过程、等温过程和绝热过程（P9图1.5）气体状态方程：pv=RT在绝热条件下：气体压力和比容满足pv^k=常数K是气体绝热指数。
航空航天概论课后习题及答案
航空航天概论课后习题及答案第一章3．国内外第一架飞机为何人何时所制造？1903年美国的莱特兄弟制成世界上第一架动力飞机试飞成功。
1909年中国的冯如自行制成第一架飞机试飞成功。
4.我国第一架飞机,第一架喷气飞机，第一架超声速飞机，第一架自行设计飞机是什么飞机？何时制成？第一架飞机: 初教5 1953年制成第一架喷气飞机：歼5 1956第一架超声速飞机：歼6 1958第一架自行设计飞机：歼教1 19586 活塞式飞机为什么不能实现超声速飞行？A．增加功率就要增加发动机的气缸的容积和数量，导致发动机本身的重力和体积成倍增长，这样不仅会使飞机阻力猛增，还会因为发动机重力过重而使机内部结构无法安排。
B．活塞发动机是靠螺旋桨产生拉力的，当飞行速度和螺旋桨转速进一步提高时，桨叶尖端将会产生激波，是螺旋桨效率大大降低，这也限制了飞机速度的提高。
第二章1. 飞机主要组成部件极其名称和功用？①机身主要用来装载人员，货物，燃油和机载设备，还将机翼，尾翼，起落架，动力装置连接在一起形成一个整体。
②机翼主要功用是产生升力；还使飞机具有横侧安定性和操作性；安装发动机，起落架；放置燃油和其他设备。
③尾翼保持纵向平衡；使飞机具有纵向和横向稳定性和操作性。
④起落架在飞机滑跑，停放和滑行过程中起支撑作用，同时吸收飞机在滑行和着陆是的震动和冲击载荷。
⑤动力装置主要用来产生拉力或推力使飞机前进；3 喷雾器的液体是怎样喷出来的？对于装有液体的喷雾器，其前端喷口是横截面积很小的孔，当向前活塞时，液体被向喷口压缩，根据连续性定理可知：在相同的时间内，流进任意截面的流体质量等于流出另一截面的流体质量，而喷雾器喷口处流体通道较喷雾器主筒小很多，故而液体必然以较大的速度向外喷出。
5 熟记机翼几何参数的符号及意义。
试比较两个翼型的几何平均弦长C G 和翼展长b.（p36）翼展长b 表征机翼左右翼稍之间的最大距离。
外露根弦c0和翼稍弦长c1几何平均弦长（c0 + c1）/ 26 升力是怎样产生的？它和迎角有何关系？产生原理：空气流到机翼前缘时分成流经沿机翼上下表面的两股气流，而在机翼后缘重新汇合后流去。
航空活塞发动机回火原因分析及维护使用建议
航空活塞发动机回火原因分析及维护使用建议摘要：本文介绍了航空活塞发动机回火的原因及危害，结合具体案例进行分析，并给出了航空活塞发动机使用及维护建议。
关键词：回火；危害中图分类号：V234.1 文献标识码：A一、引言某航校近期短时间内发生了两起发动机回火故障，对于活塞发动机来说，回火的危害是巨大的。
有可能造成发动机无法启动、发动机功率下降、发动机停车并损坏发动机的节气门等部件。
一旦发生发动机回火，会给飞行训练带来很大的安全隐患，本文将通过对这两起的故障进行深度分析，总结出发动机回火故障的排故措施并提出使用及维护建议，从而避免发动机回火故障的发生。
二、汽化器式燃油系统与燃调式燃油系统的工作和比较当燃油选择开关选择好供油油箱后，主燃油泵将燃油从对应油箱中抽出并加压，经过主油滤的过滤后送到燃油调节器，燃油调节器再根据外界条件和发动机的工作状态计量出合适的燃油量。
若是汽化器式燃油系统，燃油和空气在文氏管中形成油气混合气，经过节气门后进入进气总管，进气总管均匀分配油气混合气去各个汽缸的进气门；若是直接喷射式燃油系统，计量后燃油由燃油流量分配器平均分配送到喷油嘴并喷到汽缸进气门处，空气经过节气门进入进气总管，在各汽缸进气门外和燃油混合后进入汽缸。
与汽化器式燃油系统相比较，喷射式燃油系统的主要优点有：进气系统中结冰的可能性较小；各气缸的燃油分配更均匀；油气比控制较精确，因而发动机的燃油经济性较好；在寒冷的天气中更容易启动；油门响应快，改善了加速性能。
但是缺点也较为突出，热发状态下发动机启动比较困难，在炎热天气地面运转时容易形成气塞。
三、汽化器式活塞发动机回火原因发动机过贫油工作时，一般都表现为发动机抖动；排气管发出短促而尖锐的放炮声；在小转速时，还会产生汽化器回火现象。
发生过贫油的基本原因是喷油量过小，因此，影响流量减少的原因都会引起混合气过贫油。
此外，混合比操纵杆后收过量、进气管裂纹或连接处不密封导致外界空气进入、发动机驱动泵故障时（如调压活门弹簧疲劳折断等）使供油量下降，导致发动机过贫油。
浅谈航空重油活塞式发动机
在通用航空领域，特别是低（空）、慢（速）、小（型）的飞行器，活塞式发动机依然占据主导地位，其中的绝大部分（>95%）是以航空汽油为燃料的火花塞点燃活塞式发动机。
但从2000年左右开始，航空界又重新掀起了以航空重油为燃料的活塞式发动机的研发和生产的热潮。
顾名思义，航空重油活塞式发动机是指采用航空重油作为燃料的活塞式发动机，其中重油专指煤油和柴油燃料，与重油相对应的是汽油燃料。
与汽油相比，重油的闪点更高、更不易蒸发，因此安全性更高且易于存储和油料统一管理，并且其单位体积热值更高，更易于节省飞机油箱的空间。
同时，重油更高的黏度使其在汽缸中能起到润滑的作用，大大降低润滑油的损耗。
航空重油活塞式发动机的特点与使用航空汽油燃料的传统活塞式发动机、使用航空煤油燃料的燃气涡轮发动机相比，航空重油发动机的基本特点可以通过分析其理想热力学循环参数来做出基本的判断。
理论上，不同的燃油类型和热力学循环可以任意组合。
现代燃气涡轮发动机，特别是输出轴功率的涡轴/涡桨发动机，采用的是布雷顿循环（Brayton Cycle），其显著特点就是单次点火后连续做功，压缩部件与燃烧、做功部件分离，因此其单体功率质量比高，燃料适应性强，且高空高速性能好。
同时，提高燃气涡轮发动机的压比可以增加其循环效率。
但对于输出功率500kW以下的小型涡轴/涡桨发动机，由于尺寸效应的存在，以及产品成本的限制，其压比普遍在8∶1以下，要求的尺寸越小，输出功率越小、转速越高（>30000r/min），并且压比越低，其热效率也就越低，普遍在20%以下。
同时，为了保证输出轴转速，所需的变速箱结构就越复杂，逐渐抵消燃气涡轮发动机本体功率质量比高的优势。
因此，在输出功率200 kW以下的航空发动机市场，活塞式依然占绝对主导地位。
活塞式发动机的近似理想热力学循环主要有奥托循环（Otto Cycle）和狄塞尔循环（Diesel Cycle）。
在奥托循环发动机的进气过程中，同时喷入燃料，形成油气混合物，接着再进入压缩过程。
第10章航空活塞动力装置
第10章航空活塞动力装置（Aero Piston engine）10,1航空发动机概述10.1.1航空发动机的类型航空活塞动力装置功率小；经济性好；主要用于：低空低速的通用机航空燃气涡轮动力装置重量轻、推力（功率）大；sfc高；燃烧稳定性差；使用成本高10.1.2对航空发动机的一般要求一般衡量发动机品质的主要指标有：性能参数；可靠性；维修性；总寿命性能参数的定义及其对飞行的影响：推重比：发动机的推力与自身重量的比值重功比：发动机的重量与发动机产生的功率的比值燃油消耗率：发动机在单位时间产生单位推力（功率）的燃油量。
意义：表示发动机经济性的好坏，直接影响飞机的有效载重，航程和续航时间1、性能参数发动机的加速性：发动机转速上升的快慢程度影响飞机的起飞越障能力和复飞性能活塞发动机的加速性好于喷气发动机发动机高空性：指发动机性能随飞行高度增加的下降程度高空性主要限制飞机的实用升限喷气发动机的高空性好于活塞发动机2、发动机的可靠性衡量发动机可靠性的指标空中停车率：发动机在每飞行1000小时因发动机本身故障引起的空中停车次数提前换发率：3、发动机的维修性提高发动机的维修性：可以确保飞行安全和飞行任务的完成；可以节省大量的人力、物力、财力4、发动机的寿命早期：翻修寿命和总寿命现在：部件寿命、视情维护10.2航空活塞式发动机的分类，基本组成及工作情形10.2.1航空活塞式发动机的分类1. 按混合气形成的方式划分2. 按发动机的冷却方式划分3. 按气缸的排列方式划分4. 按空气进入气缸前是否增压划分5. 按发动机转子是否带有减速器划分活塞五型发动机（国产运五飞机）九缸、星型、气冷式、汽化器式、增压式、非直接驱动式活塞发动机IO540-C4D5D （法国TB-20 飞机）六缸、水平对置式、气冷式、直接喷射式、吸气式、直接驱动式活塞发动机10.2.2航空活塞式动力装置的基本组成活塞动力装置=发动机+螺旋桨发动机的主要器件（图见教材232页）1、气缸：混合气进行燃烧，并将燃烧后的热能转化为机械功的地方，同时，气缸还引导活塞运动。
浅谈中国无人机的(重油)活塞发动机-.-技术篇
浅谈中国无人机的（重油）活塞发动机 . 技术篇谁言老干曾疏落，且看新枝再弄春（二）——浅谈中国无人机的（重油）活塞发动机. 技术篇上回书说道，重油活塞发动机将成为中小型无人机的动力趋势。
但是，“汝之所长即汝之所短”。
这一篇要聊的重油活塞发动机的三个技术难点，某种程度上也来源于其自身的优点。
二、航空重油发动机的技术难点第一：重油的燃料雾化技术发动机做功，需要将燃料通过喷嘴喷成颗粒度非常细的雾状，才能与空气充分混合，达到良好的燃烧效果。
雾化燃料与空气混合气的形成质量，对于动力性、经济性和排放性都有至关重要的作用。
而重油，特别是柴油，比汽油的黏度高，低温流动性差。
这造成重油的雾化效果要比汽油差，影响了燃烧效果，甚至导致发动机启动困难。
实现重油的可靠雾化及高效的燃烧组织，成为航空重油活塞发动机的核心技术之一。
活塞发动机的重油雾化燃烧改进方式，大致有以下几种。
化油器渐改+辅助预热：两冲程活塞发动机大多采用化油器供油方式，而直接采用现有化油器很难保证重油的可靠雾化和合理燃烧。
因此可以对进气系统、化油器、点火系统设计更改，同时增加辅助起动的预热系统，改善燃料的流动性。
这种改进方式中，具有代表性的是德国3W公司的重油发动机方案，对进气系统采用加速管；泵膜式化油器进行改进，工作方式接近于机械喷射系统；曲轴箱预热；压缩比降低；起动加入预热塞；点火系统更改，能量增加。
这种方法的缺点是，增加的附件多，修改设计复杂，实现上比较困难。
机械喷射系统：即放弃化油器方式，供油方式直接改由发动机附属机械机构驱动，完成燃油的缸内直接喷射和流量调节功能。
比如美国XRDi公司的重油解决方案，采用了MCDI 机械燃油直喷系统和点燃方式，燃油直接喷到发动机缸内，实现-30℃条件下无辅助预热装置的可靠起动。
这种方法的缺点是：需要单独的机械喷射调节和驱动装置，整体设计比较复杂，成本较高。
而且机械调节系统调节范围有限，自由度和灵活性差，适应范围受限。
航空动力装置-活塞式发动机的性能
发动机操纵中的注意事项
基本原则：安全第一
九大重要注意事项：
① 滑油和气缸头温度表 ② 推拉油门动作 ③ 小功率复飞，提前准备 ④ 正确控制油气比 ⑤ 降落后尽快停车 ⑥ 慢车时间不能过长 ⑦ 仪表互校 ⑧ 不要在凹凸不平地面滑行 ⑨ 不要在砂石地滑行。
发动机不平稳运转的原因
1. 螺旋桨失衡 2. 燃油供应不足 3. 化油器结冰 4. 油气比失调 5. 点火系故障 6. 燃油和滑油过度消耗
1. 影响发动机有效功率的因素有哪些 ? 各是如何影响的 ? 2. 影响发动机燃油消耗率的因素有哪些 ? 各是如何影响 的? 3. 什么是发动机加速性 ? 影响加速性的因素有哪些 ? 4. 什么是发动机有效效率 ? 与燃油消耗率的关系如何 ? 5. 发动机常见的工作状态有哪些 ? 各有何特点 ?
发动机停车
停车前，应控制转速在1000r/min的慢车条件下完成 短暂冷却过程。
发动机试车
暖机
使发动机温度在试车前有一定的升高，为燃油汽化 提供良好条件。
试车
变距 混合比
点火系统 最大功率
慢车工作状态
冷机
慢速冷却
变桨距发动机的功率设置
1、功率设置原则：防止MP过大和n过小。 2、不同飞行阶段的功率设置 ① 起飞阶段 ② 爬升阶段 ③ 巡航阶段 ④ 降落阶段
1. 正确答案: 发动机的加速性是指快推油门杆时转速上升 的快慢程度,加速性主要影响飞机的起飞、复飞性能和爬 升性能;航空活塞发动机的加速性比航空燃气涡轮发动机 的加速性要好。
2. 活塞发动机的有效功率Ne是指_____，它是发动机性能 的一个重要指标，影响Ne的因素主要有_____，_____， _____，_____，_____，_____。 正确答案: 发动机用来带动螺旋桨的功率，发动机转速， 进气压力和温度，大气条件，混合气余气系数，滑油温度， 飞行速度
各种飞机发动机原理
一、活塞式发动机航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合，在密闭的容器（气缸)内燃烧,膨胀作功的机械。
活塞式发动机必须带动螺旋桨，由螺旋桨产生推(拉）力。
所以，作为飞机的动力装置时，发动机与螺旋桨是不能分割的. 主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。
气缸是混合气（汽油和空气）进行燃烧的地方.气缸内容纳活塞作往复运动。
气缸头上装有点燃混合气的电火花塞（俗称电嘴），以及进、排气门。
发动机工作时气缸温度很高，所以气缸外壁上有许多散热片，用以扩大散热面积.气缸在发动机壳体（机匣）上的排列形式多为星形或V形。
常见的星形发动机有5个、7个、9 个、14个、18个或24个气缸不等。
在单缸容积相同的情况下，气缸数目越多发动机功率越大。
活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动，并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动.连杆用来连接活塞和曲轴。
曲轴是发动机输出功率的部件。
曲轴转动时，通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。
除此而外,曲轴还要带动一些附件（如各种油泵、发电机等）。
气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。
二、涡轮喷气发动机在第二次世界大战以前，所有的飞机都采用活塞式发动机作为飞机的动力，这种发动机本身并不能产生向前的动力，而是需要驱动一副螺旋桨，使螺旋桨在空气中旋转，以此推动飞机前进。
这种活塞式发动机＋螺旋桨的组合一直是飞机固定的推进模式，很少有人提出过质疑. 到了三十年代末，尤其是在二战中，由于战争的需要,飞机的性能得到了迅猛的发展,飞行速度达到700－800公里每小时，高度达到了10000米以上，但人们突然发现，螺旋桨飞机似乎达到了极限,尽管工程师们将发动机的功率越提越高,从1000千瓦，到2000千瓦甚至3000千瓦，但飞机的速度仍没有明显的提高，发动机明显感到“有劲使不上"。
问题就出在螺旋桨上，当飞机的速度达到800公里每小时,由于螺旋桨始终在高速旋转，桨尖部分实际上已接近了音速，这种跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降，推力下降,同时，由于螺旋桨的迎风面积较大，带来的阻力也较大，而且，随着飞行高度的上升，大气变稀薄,活塞式发动机的功率也会急剧下降。
第二章航空活塞式发动机
（一）润滑系统的基本组成及工作情形
组成：滑油箱、滑油滤、滑油泵、收油池、滑油散热器、 冲淡开关和检查润滑系统工作情况的仪表等。
工作情形： 滑油箱内，滑油→被滑油泵抽出→进油泵内加压→油滤→ 发动机，润滑运动部件→收油池→回油泵将滑油抽出→滑 油散热器→滑油箱
对于带汽化器的增压式航空活塞式发动机， 进气压力是指混合气分布室内混合气的压 力。
进气压力增大，发动机功率增大；反之， 发动机功率减小。
可以通过推、收油门改变进气压力。 进气压力表指示。
（二）发动机转速
发动机转速是指曲轴每分钟的转数。 发动机转速增大，发动机功率增大；反之，
功率减小。
（三）余气系数
1）桨叶迎角（α 桨）： α 桨 是合速度方向与桨弦之间的夹角，它随着桨叶角
（ φ ）、飞行速度（V）和切向速度（U）[ 即转速（n）] 的变化而变化。
桨
r
tg 1
V
2rn
2）桨叶迎角随速度的变化：
转速（U）和桨叶迎角一定：速度越大，α桨 越小； 速度越小，α桨 越大。
3）桨 叶 迎 角 随 切 向 速 度 的 变 化
三、混合气过分贫油、过分富油燃烧
过度富油的现象和危害： 1. 发动机功率减小，经济性变差 2. 气缸内部积炭 3. 气缸头温度降低 4. 排气管冒黑烟和“放炮” 5. 发动机振动
第二节 评定航空活塞式发动机性能 的主要参数
一、发动机功率 影响发动机功率的主要因素有进气压力、 转速和余气系数。
（一）进气压力
二、航空活塞式发动机的工作原理
2.压缩行程 作用：将进入气缸的混合气进行压缩，以
航空活塞发动机
发动机的理想循环
• 将发动机的实际工作情况加以理想化，来阐述 发动机的实际循环的基本性质。
• 所谓理想情况，是指过程中没有摩擦；气体同 外界不发生热交换；燃烧和放热都不需要时间。
31
理想工作压容图
32
第二章 航空活塞式发动机构造
• 气缸活塞组 • 曲轴连杆和减速器 • 气门机构 • 机匣和附件传动机构 • 常见故障和维护注意事项
37
38
(1)气缸头 在气冷式发动机中，每个气缸的头部都是分别加工的， 而在液冷式发动机中，则通常是整体铸造的。 气缸头常用具有良好的导热性和铸造性能的耐热铝合金 铸成。铸成后，通过热处理提高材料强度。 气冷式发动机气缸头的外部有很多铸造的或机加工的散 热片。又深又密的散热片大大地增加了气缸头的散热面 积，能更好地改善气冷效果。
28
• 单排星型发动机：
点火间隔角为： 720
i 气缸间隔角为: 360
i
所以点火间隔角等于 气缸间隔角的两倍。 单排九缸星型发动机 点火顺序是： 1→3→5→7→9→2→4 →6→8。
案 例→
29
• 双排星型发动机： – 点火间隔角等于气缸间隔角的 两倍。 – 前后派交错点火。 – 双排14缸星型发动机点火顺序 1→10→5→14→9→4→13→8 →3→12→7→2→11→6→1。 – 可以看出，双排十四缸星型发 动机点火次序的规律是：加九减 五。
15
工作系统
• 燃油系统 燃油系统是为了不断地给发动机提供适当数量的燃油， 并将燃油很好地雾化，与空气均匀混合成浓度合适的可 燃混合气。型式有：汽化器式和直接喷射式。 • 点火系统 点火系统是为了在适当的时刻产生电火花，以点燃气缸 里的混合气。电火花由装在气缸上的电嘴在高压电的作 用下产生，而高压电由磁电机产生。
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
第8章 航空活塞式发动机的性能
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飞机发动机
第一节 发动机的主要性能
影响发动机有效功率的因素 发动机转速：在使用转速范围内，有效功率随发动机转速增加而增加: 进气压力和温度：进气压力增加或进气温度降低有效功率增加，进气压力降 低或进气温度升高有效功率减少; 大气压力和温度：大气压力和温度的影响表现在随飞行高度的增加，发动机 的有效功率逐渐减小，增压式发动机的有效功率随高度增加而减小的速度要 比吸气式发动机的大;
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Flying College of BinZhou University
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飞机发动机
第一节 发动机的主要性能
经济性 1.机械效率：发动机的有效功率与指示功率之比。
2.有效效率：发动机在每一个工作循环中所作的有效功和该循环中所 加燃料的理论发热量之比。
3.单位燃料消耗率：每产生单位功率每小时所消耗的燃料质量。
影响单位油耗的主要因素
余气系数：a=1.05-1.10时，单位油耗最低，a偏离此范围时，单位 油耗将增大。
机械损失：机械损失越小，燃料的利用率越高，单位油耗越低。 吸气式发动机的单位油耗一般为0.21-0.23k(HP.h)，即0.280.31kg/(kW.h);增压式发动机的单位油耗一般为0.26一0.32 kg/(HP.h)，即0.35-0.43 kg/(kW.h)。
2.指示功率：单位时间内整个发动机所作的指示功。
3.机械损失与摩擦功率
摩擦损失 进、排气损失 摩擦功率 =机械损失（吸气式发动机）
附件耗功
增压器耗功+摩擦功率=机械损失（增压式发动机）
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浅析航空活塞发动机功率的影响因素【摘要】本文主要从几个方面分析了对航空活塞发动机的功率有影响的几个因素，对我们在日常的使用和维护颇有裨益。
关键词：活塞发动机功率
对于航空活塞发动机而言，在不同的飞行状态下，要求发动机有不同的功率。
理论上讲，飞行员可以根据自己的需要设置发动机的功率，但是如果要充分发挥发动机的各项性能，使发动机工作稳定、可靠，保证飞行安全，飞行员除了应该按照飞行手册的要求设置发动机功率外，还应该了解影响航空活塞发动机功率的因素。
不同的飞机，不同类型的螺旋桨、发动机、燃油系统和显示系统有不同的功率设置方法。
现以装恒速螺旋桨的活塞动力装置为例说明发动机的功率设置。
发动机用于设置功率的主要操纵装置是油门杆和变距杆，其次是混合比杆。
油门杆主要控制进气压力，前推油门进气压力增加，后收油门进气压力下降。
变距杆主要控制发动机转速，前推变距转速增加，后收变距转速下降。
前推混合比杆，混合气变富油，后收混合比杆，混合气变贫油。
由于功率等于扭矩乘以转速，改变进气压力或混合气的油气比就是改变了发动机输出到螺旋桨的扭矩，因此发动机的这三个控制杆均可以改变发动机的功率。
但主要的功率控制手柄还是油门杆。
设置发动机功率时，应该参考相应的仪表。
除主要的发动机仪表，如：进气压力表、转速表、燃油流量表、滑油温度／滑油压力
表和汽缸头温度／排气温度表以外，还可以参考空速表或垂直速度表。
一、冷天起飞时防止功率损失
在寒冷的天气条件下，发动机在起动后，滑油温度未上升之前，滑油粘度很大，对于液压挺杆式气门作动机构的发动机，滑油粘度太大会影响挺杆正常工作，直接影响气门的打开和关闭时刻，造成发动机振动，发动机功率严重损失。
如果此时起飞，势必会造成在起飞的关键时刻发动机功率丢失，引起危险。
所以在冷天飞行时，起飞前必须严格按照暖机程序，使滑油温度、汽缸头温度都上升到规定范围，滑油压力也应在规定限制范围内，并进行功率校验，之后，方可按正常程序起飞。
二、汽化器加温或进气加温引起的功率损失
因加温引起的功率损失。
这里从两个方面来进行分析：如果飞机在飞行期间，使用全进气加温，或全汽化器加温，一方面，冲压冷空气进入加温系统，势必其冲压效果丧失，进气冲压效果的丧失会造成发动机功率损失在3%左右；另一方面，进气加温后，随着进气密度降低，发动机功率随之降低，实验表明：在标准温度下（59℉），每加温10℉，功率会损失1%，如果按平均加温100℉计，功率损失会达到10%，两项相加，总功率损失会达到13%左右。
另外，发动机进热空气后，本身会造成混合气变富油，飞行高度越高，情况就越严重，甚至引起发动机运转不稳定，造成功率进一步损失，
超过13%，这些都是不容忽视的。
三、高温高原机场对发动机功率的影响
高温高原机场本身会使螺旋桨和飞机气动力损失，另外对发动机功率也有影响。
高温高原机场，其场温高，场压低，进入发动机的燃气混合气量减少，而使得发动机输出功率下降，螺旋桨产生的拉力减少；空气密度小，作用在机翼上的气动力减少，机翼产生的升力减少，导致飞机起飞距离增长，爬升性能下降。
例如：机场标高1500米，场温80℉情况下，查气压曲线表，可知此时精确的密度高度为2250米，这样的密度高度下，起飞距离为海平面起飞距离的2.5倍。
此时，如不充分考虑环境条件的影响，计算好起飞距离，势必会导致危险。
四、空气湿度对发动机功率的影响
单就气动力分析，空气的湿度是不会影响机翼升力和螺旋桨拉力的，但由于空气中水蒸气的存在，减少了进入发动机的空气中氧气的量，而在燃油量保持不变的前提下，会造成发动机富油；此外，水蒸气减缓了混合气燃烧的速度，对功率也有轻微影响。
空气湿度越大，对发动机功率的影响就越大。
科研人员指出飞行中我们可以不考虑空气湿度对机翼升力和螺旋桨拉力的效率的任何影响。
但是他们指出水蒸汽和大湿度对发动机功率输出的影响是值得注意的，并且在闷热或大湿度天气里计划起飞时应考虑这种影响。
这种功率损失是由于水蒸汽的存在减少了进入发动机的空气量，同时，燃油量又保持不变，造成了过富油。
此外，水蒸汽减缓了燃烧速度，将对功率有轻微的影响，且对发动机提供的冷却作用不大。
维修人员的粗略经验是对大湿度保持清醒认识，起飞距离建议飞行员查阅他的飞行用户手册。
在闷热天气里水蒸汽可能造成发动机功率损失，所以起飞距离应加长10%。
飞行员能够通过闷热发粘的感觉很容易地辨别出这种天气就是大湿度条件。
环境温度越高，空气中所含水蒸汽量就越多；例如96°f时，水蒸汽含量将是42°f时的八倍。
飞行员要留心于湿空气对发动机性能的影响，除了上述的闷热天气外，活塞发动机在雨中飞行更应提高警惕。
雨中飞行时进入发动机的空气中水汽的含量更高，同时大量雨水附着在发动机进气口的进气滤上使进气通道变小，进入发动机的空气量减少，发动机的功率损失更大。
例如，对于安装定距螺旋桨的cessna172r飞机，其发动机转速的大小直接反应了发动机输出功率的大小，当进气滤网存在大量水的时候（如雨中飞行后），地面试车时发动机最大转速曾经出现过不足1900rpm（该发动机的最大转速正常应为2065～2165rpm）。
因此，我们应该尽量避免让活塞发动机在雨中飞行。
五、因点火系统造成的功率损失
点火系统为活塞式发动机主要附件系统之一，其故障率也较高，
因点火系统故障而影响发动机功率一般包括下列几个方面：
1、电咀烧蚀或污染。
因电咀烧蚀或污染，导致火花减弱，或根本不跳火，引起发动机功率下降。
2、选装电咀长度不合适。
电咀长度过长，伸进气缸过多，会在气缸内形成热点，导致发动机早然或爆震；电咀长度过短，电咀火花头部因燃气废气淤积而影响点火的进行。
都会导致发动机功率下降或大量损失。
3、单磁失效引起发动机功率下降。
一般情况下，发动机因单磁失效损失功率在3%左右。
4、磁电机性能变差（例如：断电器电容线断，高压线包绝缘性变差），高压导线破损等原因，也会引起发动机工作性能变差，导致发动机功率损失。
5、磁电机定时不准。
磁电机未按工厂规定进行定时，使点火提前或滞后，也是造成发动机功率下降的原因之一。
六、发动机进气系统泄漏而引发发动机功率下降
发动机进气管两端松动等原因，引起进气系统泄漏。
对于正常吸气式发动机，外界空气会进入进气管。
冲淡混合气，引起混合气贫油；对于增压式发动机，进气系统泄漏会引起进气压力降低，从而造成发动机功率下降。
七、因气缸活塞组不密封而导致功率损失
活塞涨圈过度磨损、折断或汽缸壁划伤等，会导致滑油进入气
缸，造成电咀变脏，燃油辛烷值降低而引起功率损失。
另外，因进排气门或气门座损伤，进排气门不密封，引起气缸压缩性变差，也是导致发动机功率损失的原因之一。
八、混合比调节不当引起的功率损失
一般航空活塞发动机都设有混合比调节操纵杆，用于停车操作和飞行中发动机油气混合比的调节。
为了起飞时运转稳定，航空活塞发动机的燃油调节系统一般设定发动机工作在稍富油状态，因此随着高度的升高，空气密度减少，有必要对发动机进行贫油调节。
不正确的贫富油调节，势必造成发动机工作过贫油或过富油，造成汽缸内燃油燃烧不充分，导致发动机功率损失。
八、结论
综上所述，我们可以看出引发发动机功率损失的原因多种多样，包括外界环境因素、机件工作性能、人为操作因素等方面。
我们在日常操作和维护中，应保持清醒的头脑，注意方方面面的情况，留心许多不是特别明显的表征，避免因发动机功率过度损失而造成危险。