活塞发动机论文.doc

《活塞发动机论文.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、活塞发动机论文活塞发动机也叫往复式发动机，是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机。活塞发动机是热机的一种，靠汽油、柴油等燃料提供动力。最常用的往复式发动机是利用汽油或者柴油燃料产生压力的。通常都不止一个活塞，每个活塞都在气缸内，燃料－空气混合物被注入其内，然后被点燃。热气膨胀，推动活塞向后运动。活塞的这种直线运动通过连杆和曲轴转换成圆周运动。这种发动机经常被通称为内燃机，尽管内燃机并不必须包括活塞。现在的利用并不是很多，水蒸气是另一种叫做蒸气式发动机的往复式发动机的能源。这种情况下是利用非常高的蒸气压力来驱动活塞。蒸气能的大部分利用中，活塞发动机

2、已经被更为高效的涡轮机所取代，由于要求有更高的力矩活塞已经更多的运用到轿车领域中。活塞航空发动机要完成四冲程工作，除了上述气缸、活塞、联杆、曲轴等构件外，还需要一些其他必要的装置和构件。发动机除主要部件外，还须有若干辅助系统与之配合才能工作。主要有进气系统（为了改善高空性能，在进气系统内常装有增压器，其功用是增大进气压力）、燃油系统、点火系统（主要包括高电压磁电机、输电线、火花塞）、起动系统（一般为电动起动机）、散热系统和润滑系统等。早期飞机和直升机用的航空发动机，用于带动飞机螺旋桨或直升机旋翼。按汽缸排列形式又可分为星型和直列式，按供油方式分为汽化器式和直接注

3、射式，按汽缸冷却方式分为液冷式和汽冷式。大型活塞式发动机功率可达2500-3500千瓦，小型的仅20-30千瓦。第二次世界大战后，活塞式发动机逐渐被燃气涡轮发动机所取代。目前，300千瓦以下的小功率活塞式发动机仍在轻型、低速飞机和直升机上广泛应用。        活塞式发动机依靠活塞在汽缸中的往复运动并将燃料的化学能通过燃烧变为热能来完成热力循环。    整个热力循环包括进气、压缩、燃烧膨胀和排气四个过程，分别由活塞的四个冲程来完成，称为四冲程活塞式发动机，航空上广泛采用。若在燃烧膨胀冲程后期至压缩冲程前期完成排气和进气过程，则两个冲程就可以完成整个循环，称为二

4、冲程活塞式发动机，它的热效率较低，但结构轻巧，目前有的超轻型飞机采用。    在结构上，活塞式发动机由汽缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构和附件等组成。为了降低传到空气螺旋桨的转速，在曲轴和螺旋桨之间还有减速器。    活塞式发动机只能为飞机提供轴功率，还要通过空气螺旋桨将发动机的轴功率转化为推进力，一起组成航空动力装置。而螺旋桨在飞行速度高时推进效率急剧下降，因此活塞式发动机不能作为高速飞机、特别是超音速飞机的动力，故当今的飞机广泛采用燃气涡轮发动机。传统四行程往复式活塞引擎，引擎转两周，各汽缸才完成一次进气、压缩、点火与排气过程引擎。至于转子引擎，转子每转一周便

5、有三次进气、压缩、点火与排气。转子跟转子引擎输出轴的齿轮比例为三比一，故此转子引擎只需转一周，各转子便有一次进气、压缩、点火与排气过程，相当于往复式引擎运转两周，因此具有小排气量就能成就高动力输出的优点（但相对的，同样排气量之下转子引擎也较往复引擎的油耗高出许多）。另外，由于转子引擎的轴向运转特性，它不需要精密的曲轴平衡就可以达到非常高的运转转速。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

6、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。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

7、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工作循环，活塞在气缸内要经过四个冲程，依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。　　发动机开始工作时，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，一般是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

8、向上推动。这时进气门也同