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活塞式航空發(fā)動機簡介
活塞式航空發(fā)動機 huosaishi hangkong fadongji
aircraft piston engine
為航空器提供飛行動力的往復式內(nèi)燃機。發(fā)動機帶動空氣螺旋槳等推進器旋轉產(chǎn)生推進力(見航空發(fā)動機)。
從1903年架飛機升空到第二次世界大戰(zhàn)末期，所有飛機都用活塞式航空發(fā)動機作為動力裝置。40年代中期在飛機和大型民用機上燃氣渦輪發(fā)動機逐步取代了活塞式航空發(fā)動機，但小功率活塞式航空發(fā)動機比燃氣渦輪發(fā)動機經(jīng)濟，在輕型低速飛機上仍得到應用。[1]
活塞式航空發(fā)動機工作原理
活塞式航空發(fā)動機功率圖
活塞式航空發(fā)動機是一種 4沖程、電嘴點火的汽油發(fā)動機。曲軸轉動2圈,每個活塞在汽缸內(nèi)往復運動4次,每次稱1個沖程。4個沖程依次為吸氣、壓縮、膨脹和排氣,合起來形成1個定容加熱循環(huán)（見工程熱力學）。發(fā)動機熱效率與壓縮比和燃燒后工質(zhì)(工作介質(zhì))溫度有關。過大的壓縮比會使工質(zhì)的壓力和溫度過高,燃油可能在未被電嘴點火前就自動燃燒并形成爆震波（見燃燒學），引起汽缸局部過熱和增大零件負荷，降低發(fā)動機的可靠性。提高汽油的辛烷值（見航空燃油）是提高壓縮比、防止爆震的有效措施。航空汽油的辛烷值一般在 100以上。每個汽缸能發(fā)出的功率受到工質(zhì)溫度的限制。每升活塞排量發(fā)出的功率稱為升功率，一般為22～44千瓦（30～60馬力），個別發(fā)動機可達59千瓦（80馬力），活塞排量是指活塞在汽缸內(nèi)自最下端移至最上端所掃過的容積。活塞式航空發(fā)動機結構和分類
星型活塞式航空發(fā)動機
活塞式發(fā)動機主要由曲軸、連桿、活塞、汽缸、分氣機構和機匣等部件組成（圖1 ）。發(fā)動機前部有減速器，以降低輸出軸的轉速。大多數(shù)發(fā)動機在機匣后部裝有增壓器以提高發(fā)動機高空性能。活塞式航空發(fā)動機
按汽缸的冷卻方式發(fā)動機分為液冷式和氣冷式兩種。早期飛機的飛行速度很低，多采用液冷式發(fā)動機。隨著飛行速度的提高,可以利用高速氣流直接冷卻汽缸,氣冷式發(fā)動機遂得到廣泛應用。發(fā)動機按汽缸排列形式又分為星型和直列型。星型發(fā)動機汽缸以曲軸為中心沿機匣向外呈輻射狀均勻排列，有單排和雙排等形式。直列式發(fā)動機汽缸沿機匣前后成行排列,有對缸、工字型、V型等排列形式,以星型和V型用得較多。有時按供油方式不同又將發(fā)動機分為化油器式和直接注油式兩種，其中直接注油式應用較廣泛。
活塞式航空發(fā)動機性能
活塞式航空發(fā)動機的性能通常用轉速特性、螺旋槳特性和高度特性表示。油門全開或進氣壓力維持不變時，發(fā)動機的功率和耗油率隨轉速的變化關系稱為轉速特性，又稱外部特性。在發(fā)動機上安裝定距螺旋槳時，發(fā)動機功率和耗油率隨轉速的變化關系稱螺旋槳特性。這時轉速的改變是靠控制油門桿實現(xiàn)的。發(fā)動機轉速不變時，功率和耗油率隨飛行高度的變化關系稱為高度特性。由圖2 看出，由于有增壓器對吸入空氣增壓，在某一高度以下可保持進氣壓力恒定，而大氣溫度又隨高度增加而下降，所以在此高度以下發(fā)動機的功率仍隨高度增加而略有增加。這個高度稱額定高度。在額定高度以上發(fā)動機功率隨高度增加而下降。
參考資料
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