1.1.2 航空活塞发动机的组成

1.1.2 航空活塞发动机的组成

装有活塞发动机的飞机,其向前飞行的拉力是由发动机带动的螺旋桨产生的,因此,螺旋桨就成了飞机的推进器,活塞发动机加上螺旋桨就组成了飞机的动力装置。有关螺旋桨的知识本项目不作阐述,下面分析活塞发动机的组成时不包括螺旋桨推进器。

航空活塞发动机的形式千差万别,构造繁简不一,但是它们的基本组成部分和基本工作原理都大致相同。航空活塞发动机由下列主要机件和一些附件工作系统组成。

1.主要机件

主要机件包括气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构和机匣。这些机件的位置如图1-9所示。气缸是航空活塞发动机的主要机件,呈圆筒形,固定在机匣上。活塞安装在气缸里面,并通过连杆和曲轴相连,曲轴由机匣支承。曲轴与螺旋桨轴相连,有的发动机曲轴的轴头本身就是螺旋桨轴。气门机构由进气门、排气门及凸轮盘(或凸轮轴)、挺杆、推杆、摇臂等传动机件组成,这些机件分别安装在气缸和机匣上。

图1-9 航空活塞发动机主要机件

1—气门机构;2—气缸;3—活塞; 4—连杆;5—机匣;6—曲轴

气缸是混合气进行燃烧并将燃料燃烧释放出来的热能转换为机械能的地方。活塞在气缸内做往复运动,燃气的压力作用在活塞的顶面,活塞就被推动而做功。燃气所做的功最终用来带动螺旋桨旋转,产生拉力,使飞机前进,但活塞在气缸内只能做直线运动,因此,必须把活塞的直线运动转变为螺旋桨的旋转运动,这个任务即由连杆和曲轴来完成。如前所述,连杆的一端连接活塞,另一端与曲轴的曲颈相连。当活塞承受燃气的压力做直线运动时,经过连杆的传动,就能推动曲轴旋转,从而带动螺旋桨旋转。活塞、连杆和曲轴这三个密切关联的机件,通常又合称为曲拐机构。发动机运转时,气缸内不断进行气体的新陈代谢,气门机构的作用是控制气门的开启和关闭,以保证新鲜混合气(或空气)在适当的时机进入气缸,并保证燃烧做功后的废气适时地从气缸排出。机匣是发动机的壳体,它除用来安装气缸和支撑曲轴外,还将发动机的所有机件连接起来,构成一台完整的发动机。

大功率航空活塞发动机,在螺旋桨轴和曲轴之间一般都装有减速器,使螺旋桨轴的转速慢于曲轴的转速。

2.工作系统

航空活塞发动机不但要具备上面所述的主要机件,而且必须有许多附件相配合,才能进行工作。发动机的附件分属于几个工作系统,每个工作系统担负发动机工作中一个方面的任务。航空活塞发动机一般都具有燃油、点火、润滑、冷却和启动等工作系统。

(1)燃油系统。燃油系统的功用是不断地供给发动机适量的燃油,并将燃油雾化,同空气均匀混合形成可燃混合气。燃油系统的形式有汽化器式和直接喷射式两种。

(2)点火系统。点火系统的功用是在适当的时刻产生电火花,点燃气缸内的混合气。电火花是由安装在气缸上的电嘴在高压电的作用下产生的,产生高压电的附件称为磁电机。

(3)润滑系统。润滑系统的作用是不断地将润滑油送到各机件的摩擦面进行润滑,以减小摩擦阻力,减轻机件磨损。润滑油是在滑油泵的作用下,在润滑系统内部循环流动。

(4)冷却系统。冷却系统的作用是把气缸的一部分热量散发到大气中,保证气缸的温度正常。冷却系统的形式有气冷式和液冷式两种。目前在航空上多采用气冷式冷却系统。

(5)启动系统。启动系统的作用是发动机启动时,将曲轴转动起来,使发动机从静止状态转入正常工作状态。启动发动机的动力有气动力和电动力两种。

活塞发动机的分类和组成