(2.5)--第05章 航空动力装置航空概论.pdf
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1、Binzhou University Flight College第第5章章 航空动力装置航空动力装置 Flight College航空概论25.1 航空动力装置概述航空动力装置概述为航空器提供动力,推动航空器前进的装置称为航空发动机,又叫航空动力装置,其包括发动机本身以及保证发动机正常工作的附件及系统,如燃油系统、冷却系统、滑油系统、螺旋桨等。Flight College航空概论35.1 航空动力装置概述航空动力装置概述5.1.1航空发动机的分类发动机是一种将某种能量转换成机械功的动力装置。根据能量来源的不同可分为热力发动机、水力发动机、电力发动机、原子能发动机等。根据能量转换规律航空发动机
2、可分为两大类型:活塞式发动机和喷气式发动机,如图5.1。图5.1 航空发动机分类 Flight College航空概论45.1 航空动力装置概述航空动力装置概述5.1.2 对航空发动机的要求航空发动机性能的好坏和工作稳定性直接影响飞行安全、飞机的性能和航空公司营运经济效益,因此对发动机有一些基本的要求。主要指标包括性能、可靠性、维修性、寿命等。Flight College航空概论55.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机由于活塞式发动机具有燃油消耗率低、运行成本低、工作可靠等特点,在喷气式发动机发明之前的近半个世纪内,是唯一可用的航空动力装置。目前仍广泛应用于飞行训练用的教练机、施肥与灭虫用的
3、农业机、灭火救生用的直升机、旅游用的轻型客机、特技飞行的各种飞机等等。Flight College航空概论65.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机5.2.1 种类航空活塞发动机类型众多,可以不同角度进行划分。1.按油气混合物配制方式 按油气混合物配制方式,分为化油器式(汽化器式)和喷油式航空活塞发动机。2.按冷却方式 按冷却方式,分为液冷式和气冷式两种。3.按是否带增压 按是否带增压器,分为自然吸气式和增压式发动机。4.按有无减速器 按曲轴与螺旋桨之间有无减速器,分为直接驱动和非直接驱动的发动机。Flight College航空概论75.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机5.按汽缸排列形式
4、按汽缸排列形式,分为直列式和星型发动机。如图5.2。图5.2 星型发动机 Flight College航空概论85.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机5.2.2主要组件航空活塞式发动机的主要组件包括汽缸、活塞、连杆、曲轴、火花塞和气门等,如图5.3。图5.3 主要组件 Flight College航空概论95.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机1.汽缸汽缸呈圆筒形,固定在机匣上,其内壁是燃烧室的组成部分。2.活塞活塞承受混合气燃烧后的压力,在汽缸中做往复运动。如图5.4。图5.4 活塞及涨圈 Flight College航空概论105.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机3.连杆和曲轴活塞
5、和曲轴由连杆相连,从而将活塞的直线运动转变为曲轴的旋转运动,并将从每个汽缸获得的功传输到螺旋桨,两者又称曲拐机构。4.火花塞又称电嘴,火花塞的功能是适时高压放电,点燃汽缸中的新鲜的油气混合物。Flight College航空概论115.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机5.气门机构如图5.5,气门机构由进气门、排气门、进排气凸轮轴、推杆、摇臂等组成。图5.5 气门机构 Flight College航空概论125.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机5.2.3工作原理1.基本术语(1)上死点。如图5.6。(2)下死点。(3)活塞行程。(4)全体积。(5)工作体积。(6)余隙体积。(7)压缩比。
6、图5.6 上、下死点 Flight College航空概论135.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机2.工作原理航空活塞式发动机的基本工作原理如图5.7所示,一个工作循环由进气、压缩、膨胀和排气四个冲程组成。图5.7 四冲程活塞发动机的工作 Flight College航空概论145.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机5.2.4 辅助系统航空活塞发动机正常工作过程中,除了需要上述基本组件外,还需要辅助系统配合才能持续运转。这些辅助系统主要包括点火系统、燃油系统、滑油系统、冷却系统等。Flight College航空概论155.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机1.点火系统航空活塞发动机的
7、点火系统主要包括磁电机、火花塞(电嘴)、磁电机开关、高压导线等,如图5.8。图5.8 点火系统的组成 Flight College航空概论165.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机(1)磁电机的工作磁电机是产生高压电的自备电源,在航空活塞式发动机工作时用来产生高压电,并按各汽缸的点火次序将高压电输送至各个汽缸的电嘴,供产生电火花之用。如图5.9。图5.9 磁电机的组成 Flight College航空概论175.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机(2)火花塞又称电嘴,主要由中央极、旁极、外壳、绝缘体、钢芯杆等组成,用来产生电火花,如图5.10。影响其工作的因素主要包括火花塞间隙、火花塞挂油
8、积炭受潮和火花塞温度。图5.10 火花塞的组成 Flight College航空概论185.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机2.启动系统现代航空活塞式发动机是由启动机直接带动发动机曲轴旋转而启动。如图5.11,根据飞机用电系统设计的不同,启动电源一般使用直流24V或直流12V电源。图5.11 启动系统原理图 Flight College航空概论195.2 航空活塞式发动机航空活塞式发动机3.燃油系统燃油系统的作用是储油和供油,供给发动机适量的燃油,并促使燃油雾化、汽化,与空气混合均匀,形成混合比适当的混合气,满足发动机各种工作状态的需要。目前航空活塞发动机常用的燃油系统有化油器式和喷油式两
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