活塞式发动机编辑

日期:2020-01-09     浏览:164    
0活塞式发动机简介
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。活塞式发动机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。活塞式航空发动机是由汽车的活塞式发动机发展而来,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。发动机除主要部件外,还须有若干辅助系统与之配合才能工作。除了传统的活塞式发动机,近年来,人们又发明了转子内燃引擎,具有传统活塞式发动机不同的特点。
中文名
活塞式发动机
外文名
piston engine
类    别
动力装置
别    名
往复式发动机
1活塞式发动机简介
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。
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。
多气缸的活塞式发动机采用不同的排列形状,直接影响发动机的外形,右图中是几种气缸的排列形式。第一种形式是直列式,气缸排成一排,活塞直上直下往复运动。这种形式的发动机构造简单,汽车上都用它。航空上用的比较多的是第二种V形和第五种星形。V形用于液体冷却发动机,星形用于气体冷却发动机。除此之外还有X形、H形等其他排列形状。 [1] 
2活塞式发动机工作原理
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。
3活塞式发动机发动机结构
4活塞式发动机辅助系统
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、燃油系统、点火系统、冷却系统、启动系统、定时系统、散热系统等。
(1)进气系统:进气系统内常装有增压器来增大进气压力,以此改善高空性能。
(2)燃油系统:燃料系统由燃料泵、气化器或燃料喷射装量等组成。燃料泵将汽油压入气化器,汽油在此雾化并与空气混合进入气缸。
(3)点火系统:点火系统由磁电机产生的高压电在规定的时间产生电火花,将气缸内的混合气体点燃。
(4)冷却系统:发动机内燃料燃烧时产生的热量除转化为动能和排出的废气所带走的部分内能外,还有很大一部分传给了气缸壁和其他有关机件。冷却系统的作用就是将这些热量散发出去,以保证发功机的正常工作。
(5)启动系统:将发动机发动起来.需要借助外来动力.通常用电功机带动曲轴转动使发动机启动。
(6)定时系统:定时系统是由曲轴带动凸轮盘推动连杆和摇臂,定时将进气活门和排气活门开启和关闭的系统。 
(7)散热系统:为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种,一种是水冷,另一种是风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体和气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸和气缸盖起冷却作用。
现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点,对发动机机体的刚度和强度也有影响,并关系到汽车的总体布置。按照气缸的排列方式不同,气缸体还可以分成单列式,V型和对置式三种。
1) 直列式
发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的。单列式气缸体结构简单,加工容易,但发动机长度和高度较大。一般六缸以下发动机多采用单列式。例如捷达轿车、富康轿车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直列式气缸体。有的汽车为了降低发动机的高度,把发动机倾斜一个角度。
2) V型
气缸排成两列,左右两列气缸中心线的夹角γ<180°,称为V型发动机,V型发动机与直列发动机相比,缩短了机体长度和高度,增加了气缸体的刚度,减轻了发动机的重量,但加大了发动机的宽度,且形状较复杂,加工困难,一般用于8缸以上的发动机,6缸发动机也有采用这种形式的气缸体。
3) 对置式
气缸排成两列,左右两列气缸在同一水平面上,即左右两列气缸中心线的夹角 γ=180°,称为对置式。它的特点是高度小,总体布置方便,有利于风冷。这种气缸应用较少。
5活塞式发动机转子内燃引擎
6活塞式发动机参考资料

1.  申鸿恩.飞机:陕西科技出版社,1981
2.  谢础,贾玉红.航空航天技术概论:北京航空航天大学出版社 ,2008
 
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