航空活塞式发动机

sfc ? 燃油消耗量 ＝Wf 发动机功率 Peff
三、发动机比重
? 发动机重力与发动机最大功率的比之叫做 发动机比重。
四、发动机尺寸
? 发动机尺寸是指发动机的迎风面积和长度。 ? 相同功率条件下，发动机的尺寸有效越好，
特别是迎风面积越小越好。
五、发动机的使用性能
1. 工作可靠性 2. 加速性 3. 发动机的寿命 4. 维护修理的繁简程度
⑤
利用高空调节针的节流作用改变空气室内的空气压
力，以改变定油孔前后的压力差的方法来调节混合气。
2、燃油泵的组成及工作原理 燃油泵常为旋板式，它由转子、旋板、偏心钢筒、浮轴、 调压活门和注油活门等组成。
3、手摇泵的组成及工作原理 手摇泵由旋板、活门座、两个进油活门、两个出油活门和 壳体等组成。
二、润滑系统的组成及工作原理
? 发动机工作时，组成接触并作相对运动的各个机件，都会 产生摩擦。摩擦不但使发动机功率减小、燃油消耗率增大， 还会引起机件过热和磨损，以致缩短发动机的使用寿命， 为了减小摩擦，在发动机上设置润滑系统。
? 润滑系统的功用，是使数量足够、粘度适当的滑油循环不 断地流进各摩擦面之间，进行润滑和散热。
（一）润滑系统的基本组成及工作情形
1、正向液压式调速器调节转速的原理
（1）配置正向液压式调速器的螺旋桨变距情形 配重力矩 —— 螺旋桨变大距 液压力矩 —— 螺旋桨变小距 两力矩平衡 ——螺旋桨不变距
（2）正向液压式调速器调节转速的情形
（2）正向液压式调速器调节转速的情形
? 组成：变距活塞、分油活门、离心飞重、锥形 弹簧、齿筒、油泵等
第三节 航空活塞式发动机的工作系统
? 发动机的工作系统是配合主要机件工作的，各系 统分别担负这发动机工作中一定的任务，其工作 原理是正确使用发动机的理论基础。
一、燃油系统的组成及工作原理
? 燃油系统的功用，是向发动机供给适当的燃油， 并促使燃油雾化、汽化，以便与空气均匀地混合， 组成余气系数适当的混合气，满足发动机在各种 工作情况下的需要。
? 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，
桨叶角和速度一定：切向速度（转速）越大，桨叶迎角越大； 切向速度（转速）越小，桨叶迎角越小。
4）桨叶扭转角：
为了使桨叶各切面的迎角基本相等 ，使桨叶各部分产生 的拉力分布得比较均匀一些 ( 使大部分桨叶切面提供的拉力 基本相等 ) , 故把桨叶做 成扭转的 。即 ：从桨根到 桨尖 ， 桨叶 角逐渐减小。这种扭转方向为负扭转。
? 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。
（1）简单薄膜式汽化器的工作原理
? 简单薄膜式汽化器，由节气门、文氏管、喷油管、调节油 针、进油活门和薄膜等组成。（图 1-2-8）
? 工作原理： 燃油→燃油泵→进油活门→燃油室→调节油针→喷油孔喷出 关键：喷油量的控制
（2）薄膜式汽化器辅助装置的工作原理
? 为了使发动机在慢车转速和大转速工作时，加速 和飞行高度变化时，保证供应余气系数适当的混 合气，在薄膜式汽化器上都设有 慢车装置、加速 装置和高空调节装置 等辅助装置。
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
? B ? L L0
三、混合气过分贫油、过分富油燃烧
? 贫油混合气 ? 理论混合气 ? 富油混合气
?B ?1 ?B ?1 ?B ?1
三、混合气过分贫油、过分富油燃烧
过渡贫油的现象和危害： 1. 发动机功率减小，经济性变差 2. 排气管发出短促而尖锐的声音 3. 气缸头温度降低 4. 汽化器回火 5. 发动机振动
第二章 航空活塞式 发动机
第一节 航空活塞式发动机的组成和 工作原理
一、航空活塞式发动机的基本组成 ? 主要机件 ? 工作系统
（一）主要机件
? 航空活塞式发动机 的主要机件包括气 缸、活塞、连杆、 曲轴、机匣和气门 机构等。
二、航空活塞式发动机的工作原理
? 活塞移动有两个极限位置：上死点和下死 点。
（2）薄膜式汽化器辅助装置的工作原理
① 薄膜式汽化器的慢车装置
这种慢车装置由慢车油道、慢车喷油嘴和慢车调节螺钉 等组成。（图1-2-9）
② 活塞式加速装置
③
它是薄膜式汽化器上常用的加速装置之一，由加速
活塞、活门和弹簧等组成。（图 1-2-10）
③ 薄膜式汽化器的高空调节装置
④
由高空调节针和操纵壁等组成。
? 分类：气冷式、液冷式
（一）气冷式冷却系统的组成及工作原理
? 气冷式冷却系统利用迎面吹来的气流，吸收并带走气缸壁 的一部分热量，以保持气缸温度的数值在一定的范围内。
? 组成：散热片、导风板、整流罩和散热风门等。 ? 散热片可以增大空气和气缸外壁的接触面积，增大散热量。 ? 导风板可以减少气缸后面的涡流，从而减小发动机的迎面
3.膨胀行程 ? 作用：使燃烧后的高温、高压气体膨胀，
推动活塞作用，将热能转换为机械能。
二、航空活塞式发动机的工作原理
4.排气行程 ? 作用：排除废气，为再次进入新鲜混合气
创造条件。
三、混合气过分贫油、过分富油燃烧
? 理论空气量L0 ? 实际空气量L
三、混合气过分贫油、过分富油燃烧
? 余气系数：实际空气量与理论空气量之比。
二、航空活塞式发动机的工作原理
1. 进气行程 进气门开，排气门关，活塞由上死点向下 死点移动，压力降低，气缸内外形成压差， 混合气进入气缸。
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
提高其压力和温度，为混合气燃烧膨胀作 功创造调节。
二、航空活塞式发动机的工作原理
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。
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?
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?
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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
一、调节转速的目的
? 转速调节的目的，就在于当油门位置不变而飞行 速度、高度变化时，保持所需的转速，以便保持 所需要的发动机工作状态；或者根据飞行速度、 高度的需要，在改变油门的同时改变发动机的转 速，使发动机达到选定的工作状态。
二、转速调节原理
（一）螺旋桨的有关知识 1、组成部分：桨毂、桨叶、变距机构（调速器）。
? 种类：汽化器式燃油系统；直接喷射式燃油系统。
（一）汽化器式燃油系统
? 组成：燃油箱、燃油滤、燃油泵、起动油泵和汽化器等 附件。（图1-2-6）
? 工作原理 ① 燃油箱：储存燃油。 ② 燃油泵：由发动机曲轴带动，将燃油箱内的燃油输送到
汽化器。 ③ 汽化器：根据发动机在各种工作情况下的进气量，喷出
（二）主要附件的组成及工作原理
1、滑油泵的组成及工作原理 滑油进油泵和滑油回油泵统称为滑油泵，它是用来促使滑 油循环流动的附件。 种类：齿轮式，旋板式
2、滑油散热器的组成及工作原理 作用：对滑油冷却，保证机件得到良好的润滑和冷却 组成：外壳、铜管、隔板、进油管、出油管接头、安全活 门等。
三、点火系统的组成及工作原理
? 掌握发动机的特性，才能正确使用发动机，充分 发挥它的性能。
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? ?
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V U
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D
2?r
?V nD
?
D
2?r
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由上式可见 ， 若 λ , 则 γ ，这说明合速度 方向偏离旋转面越多。
? 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
? 滑油压力表——测量增压滑油压力 ? 滑油温度表——测量滑油回油温度
① 飞行速度变化时，自动保持转速不变的情形 ② 飞行中操纵油门，自动保持转速不变的情形 ③ 操纵变距杆，改变转速的情形 ④ 地面操纵油门，改变转速的情形
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。
适量的燃油，与空气混合，组成混气，然后经进气管分 配到每个气缸里去。 ④ 起动油泵：发动机起动时，利用其输送燃油。 ⑤ 燃油滤：保证燃油清洁。 ⑥ 燃油压力表：指示燃油输送情况。
（二）直接喷射式燃油系统
? 组成：燃油箱、燃油滤、燃油泵、起动油泵、（图1-2-7） 高压燃油泵、喷油嘴和油气比调节器等。
? 现代航空活塞式发动机都采取利用高压电产生电火花的方 法来点燃混合气。
? 点火系统的功用，是产生高压电，并按点火次序将高压电 输往各气缸去点燃混合气。
? 点火系统由磁电机、电嘴、起动线圈、磁电机开关和控制 电门等组成。
四、冷却系统的组成及工作原理
? 冷却系统的功用，是保持发动机温度在适当范围内，以保 证发动机正常工作。
阻力。 ? 整流罩减少飞机的飞行阻力。
（二）液冷式冷却系统的组成及工作原理
? 液冷式冷却系统利用冷却液流管气缸壁，吸收并带走气缸 壁的一部分热量，以保持气缸温度在一定的范围内。
? 组成：散热套、冷却液散热器、冷却液泵和膨胀箱等。 ? 工作原理
第四节 航空活塞发动机的转速调节
? 转速是影响发动机功率的重要因素。飞行员要改 变发动机功率的大小，除改变进气压力的大小外， 还可以通过改变转速来实现。
功率减小。
（三）余气系数
? 余气系数为 0.85时，混合气燃烧最快，发动机 功率最大；余气系数大于或小于这个值，发动 机功率均减小。
二、燃油消耗率
? 发动机每小时所消耗的燃油的重量叫做燃油消 耗量。
? 发动机经济性的好坏，是以燃油消耗率的大小 为标志的。
? 发动机产生 1马力的功率，在 1小时内所消耗 的燃油的重量叫做燃油消耗率，用 sfc 表示。
2、螺旋桨几何参数 螺旋桨直径（D）： 螺旋桨半径（ R）： 螺旋桨剖面半径（ r ）： 螺旋桨相对半径 （r = r/R ）： 浆弦（桨叶宽度）（b）： 桨叶角（ φ ）：桨弦和旋转面之间的夹角。 变大（小）矩 ：推拉变矩杆，增大或减小桨叶角。
桨叶切面的合速度（W）：
切向速度与前进速度的合速度，叫桨叶切面的合 速度。其大小和方向直接影响螺旋桨的空气动力大小。
“ 直接喷射装置” ? 工作原理 ? 对比两种燃油系统 ① 汽化器式燃油系统的特点：燃油在气缸外与空气组成混合
气，然后进入气缸； ② 直接喷射式燃油系统的特点：燃油直接喷入气缸，在气缸
内与空气组成混合气。
（三）主要附件的组成及工作原理
1、汽化器的组成及工作原理 ? 作用：将燃油与空气组成余气系数适当的混合气。 ? 分类：浮子式、薄膜式和喷射式。
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 。