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活塞式航空发动机 编辑词条词条保护

词条创建者 随风

活塞式航空发动机是指为飞机提供飞行动力的往复式内燃机。一台四冲程汽油发动机被火花塞点燃。曲轴旋转两次,每个活塞在气缸内来回运动4次,完成一个循环。活塞的每一次运动称为一次行程。四个冲程依次是进气、压缩、膨胀和排气。它主要由曲轴、连杆、活塞、气缸、配气机构、齿轮箱等部件组成。有些发动机在前部装有减速器,以降低输出轴的转速。大多数发动机在变速箱后部配备了涡轮增压器,以提高其高空性能。航空发动机中的活塞是多缸发动机,最少4缸,最多28缸。汽缸冷却方式有两种:液冷发动机和风冷发动机。根据气缸的排列,可分为直列发动机和星形发动机。星形气冷发动机更常用活塞式航空发动机

活塞式航空发动机简介

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活塞式航空发动机
发动机驱动空气螺旋桨旋转并产生推进力(参见航空发动机)。
从1903年第一架飞机起飞到第二次世界大战结束,所有飞机都是由活塞式飞机发动机提供动力的。20世纪40年代中期,燃气涡轮发动机在军用和大型民用飞机上逐渐取代活塞发动机,但小功率活塞发动机比燃气涡轮发动机更经济,仍然在轻型低速飞机上使用。

活塞式航空发动机工作原理

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活塞式航空发动机是一种采用电喷嘴点火的四冲程汽油发动机。曲轴旋转2次,每个活塞在气缸内来回运动4次,每次称重1冲程。这四种冲程依次为吸气、压缩、膨胀和排气,结合起来形成一个定容加热循环(参见工程热力学)。发动机的热效率与压缩比和燃烧后工质的温度有关。过大的压缩比会造成工作液的压力和温度过高,燃油在被喷嘴点燃前可能会自动燃烧并形成爆震波(见燃烧理论),造成气缸局部过热,增加部分负荷,降低发动机的可靠性。提高汽油辛烷值(见航空燃油)是提高压缩比、防止爆震的有效措施。航空汽油的辛烷值一般在100以上。每个气缸能发出的功率受到工作流体温度的限制。每升活塞排量的输出功率称为升功率,一般在22-44千瓦(30-60马力)之间,有的发动机最高可达59千瓦(80马力)。活塞位移是指活塞在气缸内从底部到顶部扫过的体积。

结构和分类

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活塞式发动机主要由曲轴、连杆、活塞、气缸、分配机构、齿轮箱等部件组成(图1)。发动机前部有一个减速器,用于降低输出轴的转速。大多数发动机在变速箱后部配备了涡轮增压器,以提高其高空性能。
活塞式航空发动机
根据气缸的冷却方式,发动机分为水冷式和风冷式两种。早期的飞机飞行速度非常低,经常使用液冷发动机。随着飞行速度的提高,可以利用高速气流对气缸进行直接冷却,气冷发动机得到了广泛的应用。发动机按气缸的排列方式分为星型和直列型。星型发动机的气缸以曲轴为中心沿机匣径向均匀布置,有单排和双排形式。直列式发动机的汽缸沿变速箱前后成排排列,有对置汽缸、i形汽缸、v形汽缸等多种形式,其中星形汽缸和v形汽缸较为常用。有时发动机根据供油方式的不同分为化油器型和直喷型两种,其中直喷型应用更为广泛。

活塞式航空发动机性能

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活塞式航空发动机的性能通常用速度特性、螺旋桨特性和高度特性来表示。当节气门全开或进气压力保持恒定时,发动机的功率和油耗与转速的关系称为转速特性,也称外特性。在发动机上安装固定螺距螺旋桨时,发动机功率和燃油消耗率与转速的关系称为螺旋桨特性。在这一点上,在速度的变化是通过控制油门杠杆实现的。在发动机转速一定的情况下,功率和油耗与飞行高度的关系称为高度特性。由于涡轮增压器对进气进行增压,在一定高度以下进气压力可以保持恒定,而大气温度则随着高度的增加而降低。因此,在此高度以下,发动机的功率仍随高度的增加而略有增加。这个高度称为额定高度。在额定高度以上,发动机功率随高度的增加而减小。

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