第四章 航空活塞动力装置的工作系统
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
航空动力装置第4章
航空燃气涡轮发动机简介 涡轮喷气发动机的工作过程 涡轮喷气发动机推力 涡轮喷气发动机的性能指标和基本要求
第一节 航空燃气涡轮发动机简介
喷气发动机的分类
发动机：将燃油燃烧释放出的热能转变为机械 能的装置
喷气发动机：把燃料的化学能转化为发动机高 速喷出燃气的动能，从而获得反作用力，推 进飞行器飞行的发动机。
内、外涵道气流反作用力的总和。
优点：
燃料使用效率高，噪声小，能获得较大加力比。
2）涡轮螺桨发动机
涡轮螺桨发动机由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成 。由于涡轮轴转速远高于螺旋桨，它们之间装有减 速器。在涡轮螺桨发动机，涡轮输出功率带动螺旋桨 ，使其产生拉力，而从喷管 喷出的燃气产生的推力 对整个推进力占很小的份额。
空气压力。
推力的分布
1 .向前 轴 向力 （正推力） 2 .向后 轴 向力 （负推力）
涡喷发动机的推力分布
第四节 涡轮喷气发动机的性能指 标和基本要求
一、涡轮喷气发动机的性能指标
（一）推力性能指标
1、推力F（最主要指标，单位N，英磅）发动机推力 的大小直接决定了飞机的主要性能。推力不足，飞 机就达不到设计的飞行速度、加速度和机动性;推力 过大，则不仅是不必要的浪费，还会使飞机结构由 于过载而破坏。因此，飞机要根据发动机推力的大 小选择适当的发动机。目前，超大型推力和超小型 推力的发动机都是技术发展的方向。
q2= Cp(T4 - T1) 由于理想循环 w0 = q1- q2 所以，布莱顿循环的理想循环作功为：
w0 = Cp(T3- T2)- Cp(T4- T1) 式中：T1、T2、T3、T4分别为工质状态 1、2、3、4时的温度。
布莱顿循环的理想循环效率为：
航空活塞式发动机组成及工作原理
航空活塞式发动机组成及工作原理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。
(一)活塞式发动机的主要组成主要由气缸、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)上的罗列形式多为星形或者V形。
常见的星形发动机有5个、7个、9个、14个、18个或者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、发机电等)。
气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。
(二)活塞式发动机的原理活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。
活塞式航空发动机大多是四冲程发动机,即一个气缸完成一个循环,活塞在气缸内要经过四个冲程,挨次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。
发动机开始时,首先进入“进气冲程”,气缸头上的进气门打开,排气门关闭,活塞从上死点向下滑动到下死点为止,气缸内的容积逐渐增大,气压降低——低于外面的大气压。
于是新鲜的汽油和空气的混合气体,通过打开的进气门被吸入气缸内。
混合气体中汽油和空气的比例,普通是1比15即燃烧一公斤的汽油需要15公斤的空气。
进气冲程完毕后,开始了第二冲程,即“压缩冲程”。
这时曲轴靠惯性作用继续旋转,把活塞由下死点向上推动。
这时进气门也同排气门一样严密关闭。
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。
飞机活塞发动机工作原理
飞机活塞发动机工作原理
飞机活塞发动机是一种内燃机，由多个活塞运动往复产生动力。
其工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 进气：在活塞下行过程中，活塞拔出气缸，形成缸内的低压区域。
气缸上方装有进气门，当活塞下行时，进气门打开，将空气进入气缸内。
2. 压缩：在活塞上行过程中，活塞推入气缸，将空气压缩。
在达到一定压力后，进气门关闭，防止压缩空气被排出。
3. 燃烧：当活塞到达上行的最高点时，喷油嘴会向气缸内喷射燃油，与已压缩的空气混合。
在活塞下行的过程中，压缩空气与燃油混合被点燃，产生能量。
这个过程称为燃烧。
4. 排气：在燃烧过程中，燃气的能量将活塞向下推动。
当活塞到达下行的最低点时，排气门打开，将燃烧产生的废气排出气缸。
5. 再次进气：完成排气后，活塞开始上行，进气门再次打开，循环重新开始。
通过以上的循环，活塞发动机可以持续不断地产生动力，驱动飞机前进。
值得注意的是，活塞发动机一般使用汽油或柴油作为燃料，并通过点火系统来点燃燃料。
航空动力概述PPT课件
航空动力装置—发展简史
➢ 燃油涡轮发动机 • 1936年，德国人汉斯.冯.奥海因 博士完成研制界
上第一台离心式喷气发动机 HeS-3A 。该发动机 的发展型 HeS-3B 装在首架喷气式飞机亨克尔He178 上，1939年8月27日完成首飞，飞行速度达到 700 km/h。 • 1942年，德国人海尔伯特 • 瓦格纳 (Herbert Wagner) 教授完成世界上第一台轴流燃气涡轮发 动机的研制，最终设计定型为容克 Jumo 004 涡 喷发动机，推力882daN，用作二战时期德国著名 的Me-262双发喷气式战斗机的动力。
33
发动机在飞机上的安装位置
➢ 四台涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机的安装位置 ✓ 方法1：四台发动机都置于机翼下的吊舱内，多用于运输
机，偶尔用于轰炸机。 ✓ 方法2：四台发动机都并列在机身后段外部的两侧(尾吊
式)，特点与两台发动机尾吊式相近。 ✓ 方法3：发动机安装在靠近机身的机翼内部，每边放两台。 • 局限：构造复杂。 • 优点：一台发动机停车时，可减小偏航力矩，还可消除或
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航空发动机的工作（推力）状态
➢ F-16战斗机
• 海平面的最大爬升率：305米 ／秒；
• 高度1000米时：283米／秒； • 高度10000米时：100米／秒； • 高度17000米时：12米／秒。
43
航空发动机的工作（推力）状态
最大巡航工作状态 • 巡航：飞机完成起飞阶段进入预定航线后
保持尽可能高的高度越障，可采用最大连续推力 状态进行飘降。
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航空发动机的工作（推力）状态
➢ 最大爬升推力 飞机在某一高度上，以最大油门状态，按不同爬
升角爬升，能达到的最大的爬升率称为该高度上 的“最大爬升率”。此时的飞行速度为“快升速 度”。以快升速度爬升，所需爬升时间最短。 爬升率：又称爬升速度或上升串，是各型飞机， 尤其是战斗机的重要性能指标之一。它是指定常 爬升时，飞行器在单位时间内增加的高度，计量 单位为米／秒。
航空活塞动力装置
航空活塞动力装置（考试知识点）绪论发动机是一种将某种能量转换成机械功的动力装置。
热力发动机是将燃料的热能转换成机械功的动力装置。
航空发动机分为两大类型：航空活塞发动机和航空喷气发动机。
航空活塞发动机具有低速经济性好，工作稳定性好的优点；但也存在着重量功率比大，高空性能速度性能差的缺点。
喷气发动机具有重量轻，推力大，高空性能、速度性能好的优点；但也存在着经济性较差的缺点。
航空活塞发动机应满足下列基本性能要求：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5. 发动机的使用寿命要长6. 发动机要便于维护第一章 航空动力装置的基础知识第一节 气体、气流的基础知识分子本身只有质量而不占有体积，分子间不存在吸引的气体叫理想气体。
气体的比容的定义是：单位质量的气体所占有的容积，以符号ν表示。
m V =ν 华氏温度与摄氏温度的换算关系为)32(95,3259F -=+=F t t热力学温度与摄氏温度的换算关系为：T=t+273按一定的过程将气流阻滞到速度为零时的气流的参数叫做滞止参数。
对于亚音速气流（M<1），当流过收敛型管道时，随着截面积A 的减小，流速C 升高，同时伴随压力、温度降低；当流过扩散型管道时，截面积A 增大，流速C 减小，同时伴随压力、温度升高。
对于亚音速气流（M>1），当流过收敛型管道时，随着截面积A 的减小，流速C 也减小，同时伴随压力、温度升高；当流过扩散型管道时，截面积A 增大，流速C 升高，同时伴随压力、温度降低。
第二节 燃烧的基础知识航空发动机目前都采用航空汽油和航空煤油作为燃料，用空气作为氧化剂。
余气系数就是混合气中实际空气量与理论空气量的比值，用α表示，即理实L L =α 油气比是混合气中燃料的质量与空气质量的比值，用C 表示，即：空气燃油m m =C1kg燃料完全燃烧后，将燃烧产物冷却到起始温度，所放出的热量，叫做燃料的热值，单位为千焦耳/千克燃料。
航空活塞发动机分类组成工作原理
离心式增压器
废气涡轮增压发动机
该系统增压器由废气涡轮驱动，故称为涡轮增压器。 废气涡轮安排在活塞式发动机的排气道中，由汽缸排出的废气经排气道通过涡轮膨胀作功后再排放到大气中。废气涡轮所作的功，通过涡轮和离心式增压器的连接轴传到增压器，使进入增压器的空气增压。这种增压系统也叫做外部驱动的增压系统。 通过废气涡轮的废气 流量决定了涡轮的功率， 涡轮输出的功率大小决定 了增压器使气体升压的高 低。故改变增压器的增压 比是通过控制废气流量来 实现。
01
02
第五节 气缸中的燃烧
故当a=1时，r=0.067，此为恰当油气比。
油气比
理论空气量；对航空汽油， L理为14.9kg。 2C8H18+25O2->16CO2+18H2O a=L实/L理 贫、富油
余气系数
1
具体发动机的全称
2
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。
D
由于爆燃产生的局部高压突然作用在活塞上，使连杆、曲轴系统遭受强烈冲击，易于造成损坏;
E
发动机功率大大减小，经济性大大下降。
第五节 气缸中的燃烧
影响爆燃的因素 1.燃料的影响： 辛烷数(亦称奥克坦数)和级数—对应贫油和富油工作状态下燃料的抗爆性。 辛烷数指异辛烷和正庚烷所组成的混合物中异辛烷所占的体积分数。 级数指在不发生爆燃的情况下，发动机使用该种汽油工作所能达到的最大平 均指示压力与使用纯异辛烷工作所能达到的最大平均指示压力的百分比。 2.发动机结构的影响： 压缩比、气缸尺寸、燃烧室形状、火花塞的数目和安放位置与气缸头和活塞的材料等。 3.发动机工作状况的影响： 进气压力、进气温度、气缸头温度、发动机转速和提前点火角等。
航空活塞发动机工作时的四个冲程
航空活塞发动机是一种常用的航空发动机，它采用往复式循环工作原理。
而这种发动机在工作时，有着明显的四个冲程，即进气、压缩、点火和排气。
下面将对航空活塞发动机工作时的四个冲程进行详细介绍。
一、进气冲程进气冲程是指活塞向下运动，以吸入空气和燃料混合物的过程。
在活塞下行的过程中，气门打开，使得气缸内的压力与外界相等，同时燃油喷射系统将燃油喷入气缸内，与空气混合。
活塞在达到最低点后开始向上运动，气门关闭，将混合气压缩。
二、压缩冲程压缩冲程是指活塞向上运动，将进气冲程中吸入的混合气压缩。
在这一过程中，活塞向上运动，气缸内的气体被压缩，使得燃料与空气更加紧密地结合。
压缩冲程的目的是提高混合气的压缩比，以便在点火冲程中产生更大的爆炸力。
三、点火冲程点火冲程是指在混合气压缩到最高点时，火花塞放电，引燃混合气，产生爆炸并推动活塞向下运动的过程。
在点火冲程中，点火塞产生火花，使得压缩的混合气体燃烧，释放能量。
这一过程是发动机工作的关键，火花的强弱和点火时机的精准会直接影响到发动机的性能和效率。
四、排气冲程排气冲程是指活塞向上运动，将点火冲程中燃烧后的废气排出气缸外的过程。
在排气冲程中，排气门打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸外，同时使新鲜空气进入气缸，为下一个循环做准备。
通过排气冲程，燃烧后的废气被有效地清除，为发动机的循环工作提供了必要的条件。
总结：航空活塞发动机工作时的四个冲程在循环中不断重复，形成连续的动力输出。
进气、压缩、点火和排气各自担负着不同的作用，相互配合，使得发动机可以高效地转化燃料的能量为机械动力。
了解和掌握这四个冲程的工作原理，对于理解和维护航空活塞发动机具有重要意义。
在航空活塞发动机的工作过程中，进气、压缩、点火和排气四个冲程的协调配合是至关重要的。
这些冲程的精准执行直接影响着发动机的性能和效率，因此航空活塞发动机的设计以及维护都需要对这些冲程有着深入的认识。
进气冲程是活塞向下运动，使气缸内形成负压，打开进气门允许混合气进入。
航空活塞式发动机PPT课件
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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
发
动 机
20世纪30年代 活塞式发动机+螺旋桨的组合成为飞机固定的推进模式。
发
展
史
第一台
重75kg，功率12hP 。
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3
航空活塞式发动机概述
航空活塞式发动机发展现状
国外
美国的“辉光”无人机 的动力装置就采用了莱康 明公司生产的 0-235-C型 四缸对置活塞式发动机。
俄罗斯苏霍伊设计局设 计的苏-49初级教练机安 装有一台M-9F型9缸气冷 活塞式发动机，功率 420hp。
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国内
我国现役运5、运5B、 初教6飞机上的动力装置均 为活塞式发动机。
西北工业大学研制的轻 型近距无人战术侦察机 ASN-206。
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4
航空活塞式发动机概述
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。
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5
气冷式发动机
航空活塞式发动机概述
液冷式发动机
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6
航空活塞式发动机概述 初教六甲飞机——活塞六甲发动机
.ห้องสมุดไป่ตู้
7
航空活塞式发动机的组成
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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？。
航空动力装置：第四章 航空活塞动力装置的工作系统
恒速螺旋桨发动机： 文氏管结冰时，进气压力降低。
定距螺旋桨发动机： 文氏管结冰时，发动机转速降低，然后工作不稳定。
汽化器结冰的预防 汽化器加温装置：防止汽化器结冰； 将以结的冰熔化。
出口
滑油进口 （或冷却液进口）
空气
加温时的 风门位置
冷空气
热空气 不加温时的风门位置
机提供所需富油混合气又不影响中转速时的经济性。 加速装置：改善发动机加速性。 高空调节装置：补偿大气温度和压力变化后的油气比不适应问题。
3.汽化器结冰和进气滤结冰
结冰原因： 燃油喷入文氏管喉部气化时吸收热量，温度降低； 空气流过文氏管喉部，流速增加，温度降低。 如：进气温度低于21ºC空气湿度较大（超过80%)， 其中的水分在节气门或文氏管壁面上凝结成冰。
组成：主燃油调节器（燃油计量部件） 混合比调节装置
㈠主燃油调节器
功用：根据进气量的多少计量燃油 组成：文氏管、两个空气室、空气薄膜、两个燃油室及、燃油
薄膜、球形活门工作： 节气门开度大，PB＞PA多，球形活门开得多，供油量增大 节气门开度小，PB＞PA少，球形活门开得小，供油量减小 当前推或后拉油门杆时，进气量变化，则供油量也随之变化。
随后检查表明，外侧油箱是空的，从外侧油箱到发动机的燃油管 路中存在气塞现象。
小结
1.根据油箱位置 重力供油 压力供油
2.燃油调节器 汽化器式燃油调节器 直接喷射式燃油调节器
1、如果飞机有燃油放油口和燃油滤油口，飞机前放油检查 A、只从油箱放油口放油检查 B、只从油滤放油口放油检查 C、应从油箱放油口和油滤放口放油检查
8、对装备有恒速螺旋桨的活塞发动机，当增加功率较多时，正确 的操纵次序是 A、直接推油门 B、先推混合比杆，接着推变距杆，再推油门杆 C、先推油门杆，接着推变距杆，再推混合比杆
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。
无人机动力技术第4章
• 五个工作过程： – 进气 – 压缩 – 燃烧 – 膨胀 – 排气
活塞在气缸的上死点和下死 点之间往返了两次，连续移 动了四个行程 在四个行程中曲轴旋转两周， 每个气缸有一次点火。 在一个循环中完成了五个过 程，五个过程的顺序是：进 气，压缩，燃烧，膨胀，排 气。
四行程发动机的点火次序
上面阐述的是一个气缸内四个行程的工作情形。实际上， 航空活塞式发动机都是多缸发动机，每个气缸都按照上述 四个行程的顺序进行工作。但是各气缸的相同行程并非同 时进行，而是按一定的次序均匀错开的，因此，每个气缸 的点火，也是按相同的次序均匀错开，保证活塞推动曲轴 的力量尽可能均匀，以获得发动机的平稳运转的效果。
燃烧过程
一、燃烧过程的进行情况
• 燃烧过程是指混合气在气缸内燃烧释放热能的过程。 其作用是提高气体的温度和压力，以便气体膨胀， 推动活塞作功。
• 燃烧过程从电嘴点火时开始，到混合气全部烧完时 结束。也可以说，燃烧过程从压缩行程后期开始， 到膨胀行程初期结束。
油气比
定义：进入燃烧室的燃油质量流量与进入燃烧室
二、充填量及其影响因素
• 理论充填量： – 定义：在理想情况下，一次进气过程中进入一个 气缸的空气的质量称为理论充填量。
理想情况是： 1、空气在气缸中的容积为气缸的工作容积； 2、吸入式发动机气缸中空气压力和温度分别为外界大气压 力和温度； 3、增压式发动机气缸中的空气应分别为增压器后空气的压 力和温度。
第四章航空活塞发动机
航空发动机的分类
第4章 航空活塞式发动机概述
• 航空活塞式发动机的类型和组成 • 航空活塞式发动机的基本工作原理
Ⅰ航空活塞式发动机的分类和组成
一、航空活塞式发动机的类型
1、按混合气形成的方式区分 航空活塞式发动机可分为汽化器式发动机和直接注 油式发动机。 汽化器式发动机装有汽化器，燃料和空气预先在汽
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
变距螺旋浆浆叶角可以自动或人工改变，一般由油门杆和变
距杆控制，油门控制发动机功率输出，由进气压力表指示；变距 杆调整螺旋浆的转速度，由转速表指示。飞行员可在发动机工作 的范围和限制条件下操纵油门杆和变距杆，以此来设置发动机的 工作状态。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
二、螺旋浆变距
1、螺旋浆变距的目的
加强发动机散热，或使混合气更富油的方法。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
3、滑油压力
应保持在绿区范围（一般在25—110PSI间），发动机启
动30S后，必须要出现滑油压力指示，否则要立即停车。在 相当寒冷的条件下，时间可延长60S。 压力异常低原因：滑油量少，滑油泵失效或油路堵塞， 调压活门失效，滑油压力表故障。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
一、发动机散热的必要性 二、散热系统的组成和工作 1、汽缸散热片
2、导风板
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
3、鱼鳞板
三、汽缸头温度的影响因素及调节
1、影响因素
一是进气压力
二是混合气余气系数
三是散热空气流量和温度
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
2、汽缸头温度的调节
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
3、变距情形
若出现这些情况，先观察滑油温度有无异常，判断仪表
是否故障，如故障可继续飞。压力低伴温度异常，应该就近 着陆；当滑油压力降低至最低限制，发出警告，应立即着陆。
第三节
散热系统
混合气产生的热量：转变为有效功 率输出到螺旋浆，进、排气过程和压缩 过程中消耗掉，相互运动的机件摩擦转 变成热量，直接通过机件散热。 散热分为气冷式和液冷式
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
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第四章 航空活塞动力装置的工作系统
二、磁电机的工作
组成部分：磁路，包括磁铁转子、软铁架和软铁心；低压 电路，包括一级线圈、断电器、电容器和磁电机开关；高压电
路，包括二级线圈和分电器。
短暂地将磁电机放在“断开”位，若磁电机开关接地良好，
发动机应停止工作，转速会下降。若不下降，说明磁电机的控
制电门失效。当判明发动机转速下降后，应立即将磁电机电门 转回“双磁电机”位， 这样可以减少发动机“放炮”的可能性。
航空活塞动力装置
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
航空活塞动力装置工作系统主要包括：燃油系统、 滑油系统、散热系统、点火系统、转速调节系统 和启动系统。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
第一节 燃油系统
燃油系统的功用就是储油、供油和 系统工作显示。 供油有两种方式：一是重力供油； 二是压力供油。 一、燃油系统的组成和工作
易升温的情况：发动机大功率而空速低，混合气处
于比较贫油状态，滑油量太少。
措施：调整发动机功率，调节混合气余气系数，调 整散热空气量。
第四节
点火系统
现在航空活塞发动机都是利用高压电产生 电火花来点燃混合气。
一、点火系统的组成和工作
点火系统主要附件：磁电机及磁电机开关、电嘴和高压导线。 现代航空活塞发动机通常装备两个磁电机，且两个磁电机相 互独立工作，互不影响。
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3、变距情形
发动机巡航功率可以用不同的进气压力和不同的转速配合，
而它们的燃油消耗率是不同的，通常只有在某一转速下配合某一 个进气压力才能得到最低的燃油消耗率。 变距的目的就是提高螺旋桨的效率和使发动机工最经济。现 代变距螺旋桨首先保证发动机工作的经济性，同时兼顾发挥螺旋
桨的效率。
2、变距力距 变距方式有气动机械式变距、液压式变距和电动式变距。
喷油嘴
汽缸
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
2、燃油选择开关 选择油箱供油时不能将一边油箱油全部用完后才转换 到另一油箱，这样会带来飞行操作上的不便、同时易进入
空气引起气塞。
3、油泵 一个是主油泵，一个是辅助油泵（电动油泵）
二、直接喷射式燃油调节器的工作
优点：进气系统中结冰可能性小，各汽缸的燃油分配比较
操作；或者冰层脱落下来打坏进气通道内的机件。
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汽化器加温后，空气温度升高，进气量减少，发动机功率 减小，工作温度升高，混合气偏富油。温度太高，可能引起早 燃、瀑震等不正常现象。一般在飞机起飞或发动机正常运转后，
不用汽化器加温装置。
进气滤结冰，一般会造成发动机功率损失，严重时会使发 动机失效。如发动机装有备用空气源，可用备用空气源，但进 入发动机是热空气，会使发动机的功率损失。
第五节
螺旋浆和调速器
活塞式发动机的飞机，都使用螺旋浆来产 生拉力使飞机前进。螺旋浆分定距螺旋桨和变 距螺旋浆。
一、螺旋浆的基本组成和工作
1、螺旋浆的基本组成和工作
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
2、定距螺旋浆和变距螺旋浆
定距螺旋浆无变距机构，结构简单，重量轻，一般用于小功 率、轻型飞机上。油门杆直接控制发动机转速而不是进气压力。
加强发动机散热，或使混合气更富油的方法。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
3、滑油压力
应保持在绿区范围（一般在25—110PSI间），发动机启
动30S后，必须要出现滑油压力指示，否则要立即停车。在 相当寒冷的条件下，时间可延长60S。 压力异常低原因：滑油量少，滑油泵失效或油路堵塞， 调压活门失效，滑油压力表故障。
若出现这些情况，先观察滑油温度有无异常，判断仪表
是否故障，如故障可继续飞。压力低伴温度异常，应该就近 着陆；当滑油压力降低至最低限制，发出警告，应立即着陆。
第三节
散热系统
混合气产生的热量：转变为有效功 率输出到螺旋浆，进、排气过程和压缩 过程中消耗掉，相互运动的机件摩擦转 变成热量，直接通过机件散热。 散热分为气冷式和液冷式
2、混合比调节装置 前推混合比杆时，活门开度增加，流到主燃油调节器D室的燃 油流量增加，混合气变富油，反之变贫油；当混合比杆收到最后慢 车关断位时，燃油流量很小，致使油压降低，不能打开燃油流量分 配器上的分油活门，从而使发动机停车。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
三、汽化器的工作 优点：结构比较简单，价格便宜，使用中不易出现气塞， 热发动机启动性能较好。 缺点：燃油分配不太好，混合比不能精确控制，容易出现
一、发动机机件润滑方式
1、泼溅润滑
特点系统比较简单，但对机匣外部的机件和附件无法
润滑，而且由于无法使滑油过滤，滑油容易变赃，滑油温
度受发动机工作温度的影响较大，冷却效果和润滑效果较 差。在飞机突然加速、大坡度盘旋、上升飞行时，采用这 种方法无法保证有效润滑。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
2、压力润滑
高空调节装置可用来补偿大气温度和压力变化造成的油气比不
适应等。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
3、汽化器结冰和进气滤结冰 燃油喷入文氏管喉部汽化时，要吸收热量，温度降低；空气
流经文氏管喉部时，由于流速增加，温度也要降低。这样，燃油
与空气混合后的温度可能降到摄氏零度以下。如果空气湿度较大， 空气中的水分会在节气门或文氏管壁面上凝结成冰，这种现象叫 做“汽化器结冰”，结冰后，会使文氏管截面积减小，进气量减 少，发动机功率降低。严重时，冰层会把节气门卡住，以致无法
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
三、启动时高压电的产生
一是启动线圈。直接从电瓶获得低压电。
二是启动振动器
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
三是冲击联轴器
四、电嘴的工作
1、电嘴的工作
2、影响电嘴产生电火花的因素
一是电嘴间隙
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
二是电嘴挂油、积铅、积炭和受潮
电嘴积炭主要是长期过富油燃烧或活塞涨圈磨损，以及过多
汽化器结冰现象。
功用：根据外界条件和发动机的工作状态计量燃油，并将 计量后的燃油喷入进气道中，使燃油与空气形成混合比适当的 混合气。
1、简单浮子式汽化器的工作
喷油嘴喷出燃油的多少了，取决于文氏管喉部与浮子室
之间压力差和定油孔直经的大小。开大节气门，文氏管喉部 流速增加，压力减少，文氏管喉部与浮子室的压力差增加， 喷油量增加；反之关小节气门，喷油量减小。由于节气门与 油门杆相连，因此，操纵油门杆就可以同时改变进入汽缸的
的滑油进入汽缸燃烧后造成的，另外使用含铅量较高的汽油。 措施：保证滑油压力正常，防止混合气过富油燃烧，发动机
慢车工作时间不能过长。此处，每次停车前，按规定程序烧电嘴， 用热冲击的方法使电嘴上的挂油、积炭和积铅脱落下来。
三是电嘴温度
温度适宜保持在500℃—800℃，发动机使用中，注意保持汽 缸头的温度在合适的范围。
燃油系统有两种类型：汽化器燃油系统和直接喷射式燃油 系统。组织部件：油箱、燃油滤、燃油选择开关、油泵、燃油计 量装置、系统显示仪等。直接喷射式燃油系统还包括燃油流量分 配器和喷油嘴。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
油箱
汽化器
主燃油泵
汽缸
油滤
燃油调节器
燃油流量分配器 1、油箱 放油口、通气管、油箱盖 滤网、竖管（死油）
空气量和燃油量。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
2、浮子室汽化器的辅助装置
当发动机转速增加或飞行高度增加时，混合气将变得越来 越富油。 渗气装置可使汽化器在发动机中转速形成相对贫油的混合气； 慢车装置可保证在发动机慢车工作和启动时供给富油混合气； 经济装置可保证发动机在大速工作时，额外增加供油量，并向 发动机提供所需的富油混合气，同时又不影响发动机的经济性。 加速装置，可用来改善发动机的加速性；
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
一、发动机散热的必要性 二、散热系统的组成和工作 1、汽缸散热片
2、导风板
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
3、鱼鳞板
三、汽缸头温度的影响因素及调节
1、影响因素
一是进气压力ຫໍສະໝຸດ 二是混合气余气系数三是散热空气流量和温度
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
2、汽缸头温度的调节
多用于水平对置式活塞发动机。星型发动机和特技飞
行用发动机不用湿机匣润滑系统。
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
2、干机匣滑油系统的工作 机匣系统外有滑油箱，滑油完成润滑和冷却后由回油 泵抽出送到散热器冷却后再回滑油箱。
三、滑油系统的监控 1、润滑消耗 2、润滑温度 一般40℃—120℃之间，绿区范围。温度升高原因：一 是滑油量少；二是发动机温度长时间高；三是散热器工作 不好。措施：调整滑油散热器风门开度降低发动机功率、
第四章 航空活塞动力装置的工作系统
4、汽化器回火
在低温天气条件下启动发动机时，由于发动机低温，燃油 不易蒸发，混合气易形成过贫油；同时，启动时进气速度小， 故易产生汽化器回火现象。当出现汽化器回火时，立即前推油 门，将火焰吸入汽缸。
四、燃油管理 1、燃油的基本知识 2、燃油管理 一是加油 二是飞行前检查 三是转换油箱供油 四是混合比设置
润滑油经滑油泵抽回，冷却、过滤后再送到各摩擦面。
效果好，能保持滑油温度和清洁，但压力润滑系统比较复 朵。 3、喷射润滑
滑油经油泵加压后，沿一定方向从特殊的油孔喷射到
机件摩擦面上的润滑方法。 目前，发动机滑油系统采用几种润滑方式相结合的方 法进行机件的润滑和散热。
二、滑油系统的基本组成和工作 滑油系统组成：滑油箱或收油池，油泵、油滤、滑油 散热器及系统仪表等。 1、湿机匣滑油系统的工作
变距螺旋浆浆叶角可以自动或人工改变，一般由油门杆和变
距杆控制，油门控制发动机功率输出，由进气压力表指示；变距 杆调整螺旋浆的转速度，由转速表指示。飞行员可在发动机工作 的范围和限制条件下操纵油门杆和变距杆，以此来设置发动机的 工作状态。