《直升机发动机原理与构造》课件-模块一 航空活塞发动机（下）

ENGINE模块一航空活塞发动机直升机发动机原理与构造1.4.1航空活塞发动机燃油系统HELICOPTER航空活塞发动机燃油系统活塞式发动机燃油系统用于储存燃油并在发动机工作时连续供油，供油过程中，将燃油雾化并与空气均匀掺混成为新鲜混合气之后，供入汽缸。目前活塞式发动机的燃油系统有两种类型：化油器式燃油系统喷油式燃油系统燃油系统化油器式燃油系统喷油式燃油系统活塞式发动机燃油系统（一）化油器式燃油系统化油器式燃油系统是在燃油进入气缸前，先与空气预混，形成一定浓度的油气混合物，在通过进气管进入气缸。根据从油箱向发动机供油的能量来源，又分为重力供油式和油泵（压力）供油式两种类型。活塞式发动机燃油系统（二）喷油式燃油系统喷油式燃油系统，对燃油加压喷射，通过燃油调节器来调节油门和油气比，燃油分配器使燃油平均输送到各气缸进气道的喷油嘴，由喷油嘴向进气道喷油。两种燃油系统（一）化油器式燃油系统（组成：油箱供油通路汽化器）这种系统相对比较简单，燃油在重力或者油泵的作用下，被引出油箱，经过燃油过滤装置的过滤后，送至发动机的燃油泵，在送至化油器，混合比例杆与化油器相连，用于控制预混气体的浓度，这样能够在化油器中实现燃油与空气按照要求进行预混，通过油门杆与节气门相连，用于控制进入发动机各个气缸预混气体的流量。重力供油式化油器燃油系统两种燃油系统两种燃油系统油泵供油式化油器燃油系统两种燃油系统两种燃油系统化油器式燃油系统的组成核心是化油器，化油器的目的就是将空气与燃油提前按照一定的浓度混合好。

浮子式化油器燃油系统是典型的一种类型。主要由浮子室、浮子、进油针阀构成。两种燃油系统化油器式燃油系统的组成油泵与化油器的入口相连，将燃油送入化油器的浮子室，浮子室用于容纳一定量的燃油，且保持油量恒定。它表面设置了与外界大气相连通的小孔，用于感受外界大气压力，保证浮子室内气压与外界相通。供油针阀用于控制油箱向化油器供给燃油的油量。浮子主要用于感知化油器腔室内燃油的油位，也就是燃油的高度。缺点这种类型的系统同时也存在很大的缺点，其中容易结冰就是最大的难题。结冰的原因，是液体内的热量向外散失，导致自身的温度降低，当低于一定值，就会产生结冰的现象。化油器式燃油系统中，结冰的类型主要有冲击结冰、节气门结冰等类型。缺点体内含有一定的水蒸气。当气体在经过管路弯曲的位置，会冲击到管道的避免，增大摩擦，产生热量，本质上是气体将自身的能量转变为热能，并传递给导管壁面。在整个过程中，导管是静止的，不会对外做功，也就不会产生热量，因此热量只可能来自于气体。气体热量的散失，导致自身温度的降低，当低于冰点时，也就产生了结冰的现象。两种结冰方式冲击式结冰，容易出现在空气与金属物接触的位置，例如进气口和进气管弯曲的位置。一旦结冰形成，会减小进气通道的横截面积，从而减小进气量，引起发动机功率的下降。同时，冰块松动后，会随之气体进入化油器等位置，容易损伤内部的零件。两种结冰方式节气门结冰，本质上与冲击式结冰一样，都是由于碰撞摩擦产生热量，导致气体或者是油气混合自身热量的散失，从而产生结冰的现象，这种结冰通常发生在节气门位置，因此称之为节气门结冰。两种结冰方式为防止和清除化油器结冰，飞机上就需要设置化油器加热系统。在需要加热的时候通过热空气进行防冰和除冰的操作。注意化油器结冰和防冰常见结冰的类型冲击结冰燃油结冰节气门（油门）结冰化油器结冰和防冰拓展补充进入化油器的湿空气的湿度越大越容易结冰；然而，就进入化油器的湿空气温度来说，除冲击结冰往往发生在进气温度在冰点以下，燃油结冰和节气门结冰往往发生在进气温度在冰点以上，尤其是在进气相对湿度较高的条件下，甚至进气温度高达二、三十摄氏度时，仍然可以结冰。化油器结冰和防冰拓展补充化油器结冰为发动机工作带来恶劣影响。结冰使化油器通道发生畸变，气流受到不利的干扰、油气比发生变化，从而会导致发动机功率下降、不平稳运转，甚至空中停车。在飞行过程中，驾驶员可以根据发动机功率的丧失情况和发动机工作的稳定程度来判断化油器的结冰情况。具体说，定距桨发动机可以通过转速的下降情况、恒速桨发动机可以通过进气压力（MP）的下降可以判断。活塞式发动机燃油系统（二）喷油式燃油系统这是一个典型的喷油式燃油系统。它分为燃油部分和空气部分。空气部分相对简单，主要是进气总管，节气门和分别进入各个气缸的进气管。活塞式发动机燃油系统（二）喷油式燃油系统通过电动泵把燃油从油箱送到发动机驱动泵，发动机驱动泵经过油门后直接将燃油送到燃油喷嘴，燃油喷嘴并不是在气缸喷油，而是经过燃油流量分配器后，让燃油在进气管进行喷油，燃油在进气管中完成与空气的预混，再送到气缸。油门杆在这里称之为油门混合比例杆，因为它在控制燃油油量的同时，也要控制空气的进气量。这样就可以保证油气混合物的浓度始终在合理的范围内。活塞式发动机燃油系统（二）喷油式燃油系统活塞式发动机燃油系统（二）喷油式燃油系统

燃油调节器是关键，也是核心部件，用于控制燃油的供油量。在文氏管喉部有通气管和燃油调节器连通，燃油调节器随时感受到文氏管喉部气压，这个气压的大小反应空气流量的大小，通过该气压的变化，燃油调节器调节供油量。当文氏管内的节气门开大时，气流速度增大，供气量增大，供油量增加；反之，供油量会减少。活塞式发动机燃油系统蝶阀主限流孔油气混合物出口供油浮子针阀浮子室

燃油调节器与油门杆和混合比例杆同时相连。油门杆负责开关和调节节气门的开度，改变流过文氏管的空气流量。当空气速度增加时，文氏管喉部的压力降低，这样就产生压差，这个压差能够反映出气流流量的变化，在燃油系统中可以用来计量空气消耗量。并将这个参数提供给混合比例杆，用于计算和调节燃油的供油量。活塞式发动机燃油系统蝶阀主限流孔油气混合物出口供油浮子针阀浮子室经过计算和计量后的燃油，接送到各个喷油嘴，喷油嘴位于进气管出口位置，临近气缸的进口。燃油经过喷嘴时在高压的作用下产生雾化效果，能够在进入气缸前与空气混合，保证燃烧的稳定性。活塞式发动机燃油系统蝶阀主限流孔油气混合物出口供油浮子针阀浮子室通常情况发动机泵向燃油调节器供给的燃油量高于实际需求的燃油量，多余的燃油通过一个压力调节活门送回到油箱。注意活塞式发动机燃油系统（三）两种燃油系统的工作和比较燃油选择开关选择供油油箱主燃油泵抽油并加压主油滤过滤燃油调节器汽化器（汽化器式燃油系统）气缸燃油流量分配器（直接喷射式）喷油嘴气缸活塞式发动机燃油系统化油器和喷油式这两种类型的系统，差别就在于燃油雾化的位置和保证雾化的措施。化油器式燃油系统是将燃油在一个共用的装置中雾化好，再将油气混合物分别送到各个气缸，而喷油式燃油系统，则是将燃油分别送到各个进气管，分别进行雾化和混合。化油器采用文氏效应，通过气流流速和压力保证燃油雾化和与空气混合的效果。喷油式则重点用油泵和喷油嘴通过高压喷油的方式保证雾化效果。活塞式发动机燃油系统拓展补充：喷油式燃油系统优缺点？喷油式燃油系统优点1.进气系统不易结冰

2.气缸燃油分配比较均匀

3.精确的油气比控制

4.发动机燃油经济性好喷油式燃油系统缺点1.热发启动困难

2.热天容易形成气塞ENGINE模块一航空活塞发动机直升机发动机原理与构造1.4.2航空活塞发动机启动与点火系统HELICOPTER航空活塞发动机航空活塞发动机启动与点火系统主要用于确保发动机能够在各种环境下迅速、稳定地启动并运行。通过产生高压电，并将高压电依次接通各个汽缸的电嘴，使电嘴产生电火花，将汽缸中的新鲜混合气点燃。启动与点火系统功用启动与点火系统的组成与工作原理（一）启动系统组成启动机启动继电器启动开关启动与点火系统的组成与工作原理（一）启动系统启动机启动机，又称马达，是航空活塞发动机启动系统中的核心部件。它将来自电池的低压电能转换为高压电能，为点火系统提供必要的能量。启动机主要由磁场绕组、电枢绕组、换向器、电容器等组成。在启动过程中，启动机通过磁场绕组产生磁场，电枢绕组在磁场作用下产生电流，从而驱动发动机旋转。启动与点火系统的组成与工作原理（一）启动系统小功率发动机启动机及其安装1.电动机；2.启动机转接座；3.大齿轮启动与点火系统的组成与工作原理（一）启动系统小功率发动机启动机及传动结构齿轮啮合传动，缺点：冲击大，传动比小，冬季冷启动困难，一般只适合小功率发动机。大功率发动机启动机电动惯性启动机的构造电动惯性启动机由电动机、壳体、滚棒离合器、飞轮、减速机构、摩擦离合器、衔接机构和手摇启动装置等组成，如图所示。电动惯性启动机启动与点火系统的组成与工作原理（一）启动系统启动继电器启动继电器是启动系统中的一个重要组成部分，主要负责在启动机工作时，提供足够的电流以保证点火系统的正常工作。启动继电器由电磁铁、触点组、簧片机构等组成。当启动机转动时，电磁铁产生磁场，吸引簧片机构触点闭合，从而为点火系统提供足够的电流。启动与点火系统的组成与工作原理（一）启动系统启动与点火系统的组成与工作原理（一）启动系统启动开关启动开关是启动系统的控制部件，用于控制启动机的启动与停止。启动开关通常设有手动控制和自动控制两种模式。在手动控制模式下，驾驶员可以根据需要启动或停止发动机；在自动控制模式下，启动开关会根据发动机的转速和点火系统的需求自动启动或停止发动机。启动与点火系统的组成与工作原理（一）启动系统启动与点火系统的组成与工作原理（二）点火系统组成点火系统是航空活塞发动机启动系统的重要组成部分，主要负责在发动机燃烧室内产生火花，点燃燃油与空气混合气。点火系统主要由点火线圈、点火开关、分电器、火花塞等组成。启动与点火系统的组成与工作原理（二）点火系统启动与点火系统的组成与工作原理（二）点火系统点火线圈：是将低压电能转换为高压电能的关键部件。在启动机提供的高压电能作用下，点火线圈产生高电压，为火花塞提供足够的能量。点火开关：点火开关用于控制点火系统的通断，确保发动机在合适的时机点燃混合气。点火开关通常设有手动控制和自动控制两种模式，以满足不同驾驶需求。启动与点火系统的组成与工作原理（二）点火系统分电器：分电器是点火系统中的一个重要部件，主要负责将点火线圈产生的高压电能均匀分配到各个火花塞。分电器由分电器壳、转子、定子、分配器等组成。火花塞：火花塞是将高压电能转化为火花的关键部件，其性能直接影响到发动机的燃烧效率和排放水平。火花塞主要由火花塞头部、绝缘体、金属壳体等组成。在点火过程中，火花塞产生火花，点燃燃油与空气混合气，从而实现发动机的燃烧。启动与点火系统的组成与工作原理（二）点火系统航空活塞发动机启动与点火系统是一个复杂且精密的系统，其组成部件繁多，工作原理各异。要想确保发动机能够顺利启动并保持稳定运行，就必须对各个部件进行细致的维护和保养。只有这样，航空活塞发动机才能发挥出最佳的性能，为飞行安全提供有力保障。启动与点火系统的组成与工作原理（二）点火系统一、启动与点火系统的工作原理01.启动过程：当点火开关接通后，启动电机开始工作，将电能转化为机械能，驱动曲轴旋转。同时，启动电池为点火系统提供电能。02.点火过程：当曲轴旋转到指定位置时，点火系统开始工作。火花塞产生高压电火花，引燃混合气，实现发动机的点火。03.点火提前与喷油：根据发动机的负荷、转速等因素，点火提前装置调整点火时机，使燃烧达到最佳状态。同时，喷油系统根据发动机的需要，喷射适量的燃油，保证燃烧的充分进行。一、启动与点火系统的工作原理二、航空活塞发动机启动与点火系统的工作步骤启动步骤1.开车前检查；2.接通总电源开关；3.油门放1/4位置；4.打开电动增压泵电门或接通喷油活门；5.前推混合比操纵杆，观察燃油流量，待流量出现后，迅速拉回混合比操纵杆，关闭电动燃油泵；6.将磁电机/启动开关钥匙按入向右转至启动位置，发动机爆发后，迅速前推混合比操纵杆，松开钥匙或开关；7.调油门杆至转速约为1200r/min，检查滑油压力指示应在绿区。二、航空活塞发动机启动与点火系统的工作步骤点火步骤1.点火准备阶段：在点火系统接收到点火信号后，首先进行点火准备；2.点火时刻控制：根据发动机的工况，点火系统会精确控制点火时刻；3.点火能量控制：点火系统会根据发动机的燃烧需求，调整点火能量；4.点火延续阶段：点火发生后，点火系统会持续供应点火能量，确保燃烧过程的稳定进行；5.点火关闭阶段：当发动机完成燃烧过程后，点火系统会适时关闭；ENGINE模块一航空活塞发动机直升机发动机原理与构造1.4.3航空活塞发动机进气与排气系统HELICOPTER航空活塞发动机进气与排气系统一、进气系统1.把足够的空气导入发动机2.消除吸入空气中的尘土和杂质3.防止进气道结冰4.增压式发动机在必要时增加进气压力功用一、进气系统活塞式发动机有4个工作循环，其中进气循环很关键，它决定了进入气缸内预混气体的质量，决定了发动机的功率，排气循环也很关键，如果燃烧的参与气体排放不充分，容易减小进气量的大小，引起功率降低的现象出现。一、进气系统活塞式发动机有4个工作循环，其中进气循环很关键，它决定了进入气缸内预混气体的质量，决定了发动机的功率，排气循环也很关键，如果燃烧的参与气体排放不充分，容易减小进气量的大小，引起功率降低的现象出现。一、进气系统进气与排气工作循环我们一起回顾理想状态下这两个循环中，发动机主要部件的工作过程。一、进气系统首先分析一下理想状态下的进气过程：当活塞运动到上死点时，进气门已打开，那随活塞向下运动，油气混合物进入气缸，进气的主要的动力有两个方面：1.进气管内预混气体压力大于气缸内预混气体的压力，2.活塞向下运动产生抽气的作用。一、进气系统活塞向下运动的过程中，会导致气缸内气体的体积增大，压力减小，进气管内气体的压力大于气缸内气体的压力，在压力差的作用下，让气体进入气缸。一、进气系统活塞运动到下死点时，理论上完成了进气的过程。但由于活塞运动的速度快，运动过程中抽气现象明显，气缸内气体压力下降的幅度很快。活塞位置的变化，早于压力的变化，活塞运动的速度高于气体进入气缸的速度。在活塞运动到下死点的时候，气缸内气体压力小于进气管内气体的压力，进气管内的气体还有动力进入气缸。一、进气系统此时关闭进气门，会导制气缸内混合气体的质量较低，减小发动机的功率。同样，在膨胀冲程结束后，活塞由下死点向上运动，排气门会打开，发动机进入排气冲程，当活塞运动到上死点时，活塞与气缸头部空间达到最小，排气门关闭，完成排气冲程。但这样的过程同样存在一定的问题。一方面，由于燃气燃烧的速度限制，气体在膨胀冲程中，燃油并没有完成完全燃烧，相当部分的燃气在排气冲程过程中仍会继续燃烧，这会导制排气过程中气体压力继续上升。一、进气系统另一方面，由于活塞在上死点的位置与气缸顶部之间存在间隙，当活塞在上死点位置，会存在一定燃气未完全排出。这就会影响预混气体的进气量，影响发动机的功率。气门应在什么时候打开和关闭？一、进气系统为了解决刚刚提到气缸残余气体完全排出难的问题，可以在活塞运动到气缸中上部的时候，提前打开进气门，在排气的同时，让新鲜未参与燃烧的气体进入气缸，利用这部分气体把残余气体推出气缸，以达到尽可能排光残余气体的目的。活塞在完成进气冲程后，向上运动，那么什么时候气体会自主停止进气呢？根据生活常识我们可以知道当气缸内气体压力大于进气管气体压力时，会停止进气，那么此时并闭进气门，才能保证进气量达到最大值。进气门在排气冲程的末端应即时打开，活塞经过下死点以后，继续进气，直到压缩行程的初期，进气门关闭时，进气才停止。一、进气系统为了避免排气过程中燃气因继续燃烧导制压力上升而对活塞运动产生的阻力，所以排气门要早开，应在膨胀行程的后期打开。并且在活塞临近上死点时开始关闭，保证活塞离开上死点后尽快关闭。合理关闭进气门的时机：在压缩冲程的前期气缸内气体压力=进气管内气体的压力结论：进气门应早开晚关，可以增加进入气缸的气体量。一、进气系统进气门要早开，应在排气行程的后期打开。这样可以尽量多地吹除废气，尽量多地进入新鲜的混合气，提高发动机的容积效率，从而提高发动机的输出功率，又有利于气缸，特别是气缸头的冷却。通常用进气门早开角来描述进气门打开的时间。一、进气系统在排气过程中，活塞向上运动，当活塞临近上死点位置时，进气门会提前打开，此时曲柄与气缸中心线会产生一个夹角，对于进气门，这个夹角就是进气门早开角，通常用α阿尔法表达。活塞向上运动，这个夹角会逐渐减小，当活塞处于上死点位置时，活塞杆、曲柄位于气缸的中线线上，夹角为0。进气门早开角约为15到45度。那么我们可以看到，进气门早开角越大，进气门开的越早。一、进气系统当然进气门开的过早，会使刚进入气缸的一部分新鲜混合气从排气门排出，经济性变坏；开的过晚，会使进入气缸的混合气减少，对气缸头的冷却变坏。当曲柄转过中心线后向下旋转，活塞向下运动，气体在活塞的抽气作用下继续进入气缸，当曲柄转到中心线位置，与活塞杆产生了重合，这时活塞运动到下死点，当曲柄继续旋转，活塞开始向上死点运动，当气缸内气体的压力临近进气管内气体压力时，进气门会关闭。在进气门恰好完全关闭时，曲柄与气缸中心线之间的夹角，注意，此时是曲柄与中心线的下方位置构成夹角，我们把这个夹角成为进气门的晚关角，用β贝塔表达。一、进气系统进气门晚关角的范围通常为40到80度。这个夹角越大，说明活塞距离下死点越远，气缸内气体的体积就越小，说明进气门关的比较晚，夹角越小，说明进气门关闭时间相对较早。进气门要晚关就应在压缩行程的初期关闭。这样可以尽量多地进入新鲜的混合气；提高发动机的容积效率，从而提高发动机的输出功率；也有利于气缸，特别是气缸头的冷却。进气门如果关的过晚，会使一部分已经进入气缸的新鲜混合气被活塞压回进气管内，使进入气缸的新鲜混合气充填量减少。当然进气门关的过早，也会使新鲜混合气充填量减少。一、进气系统二、排气系统功用1.收集和排除废气2.排气消音、降噪3.进气防冰或座舱加温4.带动涡轮增压器的涡轮二、排气系统接头元件（涡轮增压发动机排气系统）二、排气系统排气过程从排气门打开时开始，到排气门关闭时结束，排气过程的作用是清除气缸中的废气，以便使新鲜的混合气进入气缸，气缸中的废气排除得越多，充填量就越大，发动机的功率就越高。排气过程开始于排气门打开时，但排气门不是在膨胀冲程中，活塞到达下死点时才突然打开的，而是在活塞临近到下死点之前，也就是说在膨胀冲程的后期就开始打开，排气门的关闭也延续到活塞到达上死点之后，即下一进气行程初期。类似于进气门的打开与关闭，排气的时间也是用曲柄与气缸中心线的夹角来描述。排气门的早开角是排气门刚刚打开时，曲柄与气缸中心线之间的夹角。排气门要早开，应在膨胀行程的后期打开。排气门的早开角伽马表达γ，通常为50到80度范围。二、排气系统排气门早开可以尽量多地排除废气，尽量多地进入新鲜的混合气，减少排气行程中活塞所消耗的功，从而提高发动机的输出功率。开的过早，会影响膨胀行程的进行，减小输出功率。开得过晚，则排气不彻底，增加活塞向上运动的阻力，减小输出功率。排气门应在进气行程的初期关闭。晚关角（德尔塔δ）的范围通常设置在20到40度范围内。排气门晚关可以尽量多地进入新鲜的混合气；增大新鲜混合气的充填量，提高发动机的输出功率。关的过早，则废气排气得不彻底，就会减少进入气缸的新鲜混合气的充填量，降低容积效率，减少输出功率。关得过晚，已进入气缸的一部分新鲜混合气会从排气门直接排入大气，使发动机的经济性不好。二、排气系统排气短管排气总管（消声器）热交换器ENGINE模块一航空活塞发动机直升机发动机原理与构造1.4.4航空活塞发动机滑油与散热系统HELICOPTER航空活塞发动机的滑油系统它能够在发动机各运动部件之间形成一层薄膜，减小摩擦阻力，降低磨损，保护零件表面。此外，滑油还能吸收振动和冲击，提高发动机的稳定性和可靠性。滑油（系统）作用①保证发动机润滑②冷却③密封④保持机件的清洁⑤保护金属不受腐蚀⑥螺旋桨变距的工作介质航空活塞发动机的滑油系统主要由油箱、泵、滤清器、油压调节器、润滑点等组成。油箱存储滑油，泵将滑油送到需要润滑的部位，滤清器过滤杂质，油压调节器调节油压，润滑点实现润滑。滑油系统主要组成部分滑油的分类与选用矿物油（烃类油）合成油（酯类油）选用因素品牌型号工作环境……发动机润滑系统常见润滑方法1泼溅润滑（干槽式润滑）2压力润滑（湿槽式润滑）3喷射润滑活塞式发动机的润滑系统是上述三种润滑方式结合使用的系统。（一）泼溅润滑借转速较大的旋转机件，将滑油泼溅到摩擦面上去的润滑优点：润滑系统简单缺点：润滑和冷却效果差应用：构造简单的小型发动机润滑系统常见润滑方法（二）压力润滑滑油经油泵加压后，沿专门的油路流至各摩擦面上去的润滑方法优点润滑和冷却的效果比泼溅润滑好缺点结构比较复杂，对某些无法从专门油路获得滑油的机件不能润滑（三）压力-泼溅润滑以压力润滑为主，泼溅润滑为辅的混合润滑系统润滑系统常见润滑方法例如：水平对置航空活塞发动机干槽式润滑系统

01.水平对置航空活塞发动机的特点水平对置航空活塞发动机是一种高性能、紧凑型发动机，广泛应用于轻型飞机和直升机。其特点是结构简单、重量轻、功率大，具有较好的燃油经济性和环保性能。水平对置活塞发动机的活塞和曲轴呈水平对置布局，使得发动机的体积和重量相对较小，有利于提高飞行器的机动性能。润滑系统常见润滑方法例如：水平对置航空活塞发动机干槽式润滑系统

02.干槽式润滑系统的组成干槽式润滑系统主要由油泵、油压调节器、油路和油槽等组成。油泵负责将润滑油从油箱抽取出来，通过油路输送到发动机各润滑部位。油压调节器用于调节油压，确保润滑系统正常工作。油槽则是润滑油的存储和回流装置。润滑系统常见润滑方法（1）油泵工作：发动机启动后，油泵开始工作，将润滑油从油箱抽取出来，通过油路输送到发动机各润滑部位。（2）油压调节：油压调节器根据发动机转速和负荷自动调节油压，确保润滑系统处于最佳工作状态。（3）润滑油流动：润滑油通过油路到达发动机各润滑部位，如气缸壁、活塞环、曲轴轴承等，减少摩擦、降低磨损。（4）油槽回流：润滑油在完成润滑后，通过油槽回流到油箱，准备进行下一次循环。例如：水平对置航空活塞发动机干槽式润滑系统

03.干槽式润滑系统的工作原理润滑系统常见润滑方法水平对置发动机干槽式滑油系统例如：水平对置航空活塞发动机干槽式润滑系统

04.干槽式润滑系统具有以下优点润滑系统常见润滑方法（1）减少摩擦：润滑油能有效降低发动机各运动部件之间的摩擦，减少磨损，延长发动机使用寿命。（2）冷却作用：润滑油在循环过程中能带走发动机产生的热量，有效降低发动机温度，防止过热。（3）清洁作用：润滑油能冲洗发动机内部的杂质，保持发动机内部清洁，防止故障发生。（4）密封作用：润滑油在运动部件之间形成油膜，提高密封性，防止漏气或漏油。润滑系统常见润滑方法例如：水平对置航空活塞发动机干槽式润滑系统

05.结论润滑系统常见润滑方法水平对置航空活塞发动机干槽式润滑系统的工作原理及其优点，为飞机提供了可靠的润滑保障。在发动机运行过程中，干槽式润滑系统通过不断循环润滑油，降低摩擦、减少磨损，保证发动机高效、安全地运行。同时，润滑油还具有冷却、清洁和密封等作用，有助于提高发动机的使用寿命和飞行性能。航空活塞发动机的散热系统（一）散热系统的作用散热系统是航空活塞发动机运行过程中保证温度稳定的关键。它通过散热器将发动机产生的热量散发到空气中，防止发动机过热，确保飞行安全。（通过冷却介质流过气缸外壁，吸收和带走气缸外壁的一些热量，使气缸温度保持在一定范围内，保证发动机正常工作。）航空活塞发动机的散热系统（二）散热系统的主要组成部分散热系统主要由水泵、散热器、风扇、节温器等组成。水泵负责循环冷却液，散热器实现热量传递，风扇辅助散热，节温器调节发动机温度。航空活塞发动机的散热系统（三）散热系统的维护与优化为保证散热系统正常工作，应定期检查水泵、散热器、风扇等部件的磨损、堵塞等情况，并及时更换损坏部件。此外，可以根据实际情况调整节温器的工作状态，使发动机工作在最佳温度范围内。航空活塞发动机的散热系统散热系统气冷式液冷式气冷式液冷式航空活塞发动机的散热系统（一）气冷式散热系统气冷式散热系统利用空气作为冷却介质，通过风扇将空气吹过发动机表面，使发动机热量通过自然对流和强制对流的方式散发到空气中。气冷式散热系统具有结构简单、重量轻、维护方便等优点，但散热效果受空气温度和湿度的影响较大，高温环境下的性能表现相对较差。（组成：散热片导风板整流罩散热风门）气冷式气缸1.散热片散热效果与散热片根部到顶部的高度，散热片的间距和散热片截面形状有关。高度55～65mm，间距4～5mm。航空活塞发动机的散热系统（一）气冷式散热系统导风板、整流罩和散热风门为保证气缸前后壁面散热比较均匀，在气缸周围装有导风板。为减少飞机飞行的阻力，同时为散热空气提供流通通道，迫使散热空气流过发动机，故把发动机及其部、附件装于整流罩。在整流罩的出口处装有控制空气流通的风门，叫鱼鳞门。航空活塞发动机的散热系统（一）气冷式散热系统导风板工作航空活塞发动机的散热系统（一）气冷式散热系统鱼鳞门及控制百叶窗、整流罩和鱼鳞板鱼鳞板操作手柄蜂巣式散热器结构参考图航空活塞发动机的散热系统（二）液冷式散热系统液冷式散热系统采用液体作为冷却介质，通过水泵将冷却液循环于发动机与散热器之间，实现发动机热量的传递与散发。液冷式散热系统具有散热性能稳定、适应性强等优点，但相对气冷式而言，其结构较复杂，重量较重，维护成本较高。航空活塞发动机的散热系统（三）选择散热方式的原则在实际应用中，应根据飞行任务、环境条件以及发动机特点等因素，综合考虑选择气冷式还是液冷式散热系统。对于高温、高湿环境，气冷式散热系统可能难以满足要求，此时应选择液冷式散热系统。而对于对重量和维护成本要求较高的场合，可以考虑采用气冷式散热系统。散热系统未来发展趋势与应用前景会是怎样的呢？/THINKING思考ENGINE模块一航空活塞发动机直升机发动机原理与构造1.4.5航空活塞发动机指示系统HELICOPTER航空活塞发动机指示系统常见的仪表或装置发动机仪表或装置（1）滑油压力表和警告系统（2）滑油温度表（3）燃油压力表和警告系统（4）汽化器空气温度表（5）气缸头温度表（气冷式发动机）（6）进气压力表（7）转速表（8）燃油流量表（9）燃油流量表或燃油混合比指示器（10）滑油油量表（11）防冰液容量表（12）火警指示器（13）螺旋桨反桨位置指示器分类机械指示针式指示系统综合航空电子系统工作原理机械指示针式指示系统机械指示针式指示系统主要依靠机械设备来实现对飞行数据的显示。这类系统包括各种仪表盘、指示器等，通过指针和刻度盘来展示飞行数据。这类系统在早期航空领域得到了广泛应用，为飞行安全提供了重要保障。工作原理机械指示针式指示系统然而，随着航空技术的发展，机械指示针式指示系统逐渐暴露出一些局限性，如操作复杂、易受环境影响、精度较低等。工作原理综合航空电子系统综合航空电子系统则是一种更先进的飞行数据显示方式。它采用先进的电子技术，将各种飞行数据进行整合，并以数字、图形等形式展示给飞行员。综合航空电子系统具有操作简便、抗干扰能力强、精度高、适应性强等特点，已成为现代航空器标配。工作原理综合航空电子系统综合航空电子系统可分为两大类：机载计算机系统和显示器系统。机载计算机系统负责处理和计算飞行数据，显示器系统则将这些数据以直观的形式展示给飞行员。工作原理未来，航空仪表的发展将更加注重人性化、智能化和集成化。一方面，新型航空仪表将更加注重飞行员与仪表之间的交互体验，提高操作便捷性；另一方面，航空仪表将与其他航空电子系统深度融合，实现飞行数据的实时处理、分析和展示，以提高飞行安全水平。工作原理机械指针式指示系统综合航空电子系统根据航空活塞发动机指示系统仪表功能的不同，总体可以分为：测压仪表、测温仪表、转速表、燃油流量表。一、测压仪表（一）进气压力表测量的是进气管内油气混合气的绝对压力，单位inHg座舱显示测量原理一、测压仪表（一）进气压力表解决仪表管路内积聚水汽的措施，安装清除活门一、测压仪表（二）滑油压力表（测量表压）座舱显示测量原理一、测压仪表（二）滑油压力表（测量表压）电子式滑油压力表一、测压仪表（三）燃油压力表单位PSI（1bf/in^2）测量部位汽化器进口供油活门出口主燃油供油管路一、测压仪表（四）工作原理测压仪表主要用于测量航空活塞发动机的进气压力、排气压力和燃油压力等。常见的测压仪表有压力表、压力传感器等。测压仪表的测量原理主要是基于伯努利定理，通过测量压力差来计算压力值。在航空活塞发动机中，测压仪表为飞行员提供了关键的压力参数，以确保发动机在合适的压力范围内工作。IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII测压仪表的测量原理与应用二、测温仪表（一）非电气法测温两种基本测温方法非电气法电气法01.波顿管式压力表测量结构：波顿管式仪表，毛细管，感温包02.双金属片测温利用两种金属线膨胀系数的不同，受热后变形，补偿温度变化带来的影响。双金属式温度测量元件常用做温度补偿元件。03.水银温度计二、测温仪表（二）电气法测温分类电阻式热电偶式热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的，是温度测量仪表中常用的测温元件。将不同材料的导体A、B接成闭合回路，接触测温点的一端称测量端，一端称参比端。二、测温仪表（二）电气法测温分类电阻式热电偶式若测量端和参比端所处温度t和t0不同，则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t,t0)，这种现象称为塞贝克效应，即热电效应。EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0而变，这种回路称为原型热电偶。二、测温仪表（二）电气法测温分类电阻式热电偶式在实际应用中，将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处，而将参比端分开，用导线接入显示仪表，并保持参比端接点温度t0稳定。显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。二、测温仪表（二）电气法测温1、2两点的温度不同时，回路中就会产生热电势，因而•就有电流产生，电流表就会•发生偏转，这一现象称为热•电效应（塞贝克效应），产生的电势、电流分别叫热电•势、热电流。热电阻式利用纯金属的电阻值随温度增加而增加测量温度。滑油和燃油温度由装在介质中的温度测量元件测量。温度的变化导致金属电阻值的变化，进而相应的改变指示器的电流。测温球的电阻接在比值表型温度计电路或者惠斯登电桥的一个桥臂上，指示器的指针按相当于温度变化的幅度偏转。热电阻式热电阻式（一）气缸头温度表热电偶式热电阻式（二）排气温度表热电阻式（三）滑油温度表（电阻式）座舱显示热电阻式（三）滑油温度表（电阻式）工作原理测温仪表主要用于测量航空活塞发动机的进气温度、排气温度和燃油温度等。常见的测温仪表有温度表、热电偶、红外线测温仪等。热电阻式（三）滑油温度表（电阻式）工作原理测温仪表的测量原理主要是利用热电偶、热敏电阻等传感器将温度信号转换为电信号。在航空活塞发动机中，测温仪表为飞行员提供了关键的温度参数，以确保发动机在合适的温度范围内工作。三、转速表分类非电气法测量电气法测量显示（一）非电气法测量非电气法磁驱动式转速表三、转速表（二）电气法测量磁传感器转速表三、转速表（二）电气法测量磁传感器转速表——转速表工作原理主要是通过感应磁场变化来测量转速。在航空活塞发动机中，转速表为飞行员提供了实时的转速信息，以确保发动机在合适的转速范围内工作。四、燃油流量表（一）压力式流量表测量燃油喷嘴压力降，表显示流量增加流量单位：gal/h四、燃油流量表（二）容积式远读流量表燃油流量表传感器流量计测量燃油流量原理：是通过测量燃油的体积或质量来计算燃油流量。四、燃油流量表（二）容积式远读流量表在航空活塞发动机指示系统中，仪表量程标记的含义及其相关特性是我们需要了解的关键部分。为了更好地理解和使用这些指示器，我们可以将它们分为以下三个主要部分：红色径向线、绿色区域和黄色弧线或区域。四、燃油流量表（二）容积式远读流量表量程标记（1）红色径向线——发动机工作的最大，最小工作限制（2）绿色区域——正常工作范围（3）黄色弧线或区域——警告区域四、燃油流量表（二）容积式远读流量表01.红色径向线在航空活塞发动机指示系统中，红色径向线代表着发动机工作的最大和最小工作限制。这些限制是为了确保发动机在运行过程中不会超出其设计的safeoperatingrange。一旦发动机运行超过这些限制，可能会导致严重的故障或损坏，因此，飞行员需要密切关注这些红色径向线，确保发动机在安全的范围内工作。四、燃油流量表（二）容积式远读流量表02.绿色区域绿色区域是表示发动机正常工作范围的区域。在这个范围内，发动机可以稳定运行，并且不会出现任何异常情况。飞行员可以通过观察绿色区域内的指示器，了解发动机的运行状况。如果发动机运行在绿色区域内，那么说明发动机工作正常，无需采取额外措施。然而，一旦发动机偏离绿色区域，飞行员就需要注意，这可能表示发动机出现了问题，需要进行相应的处理。四、燃油流量表（二）容积式远读流量表03.黄色弧线或区域黄色弧线或区域被称为警告区域。当发动机运行参数超出正常范围但未达到红色径向线时，指示器会显示黄色弧线或区域。这表示发动机已经进入警告状态，飞行员需要立即采取措施，以防止发动机进一步恶化。警告区域的目的是提醒飞行员发动机存在潜在问题，需要密切关注并及时处理。ENGINE模块一航空活塞发动机直升机发动机原理与构造1.5.1航空活塞发动机日常维护和故障排除HELICOPTER航空活塞发动机日常维护和故障排除航空活塞发动机的安装位置（一）固定翼飞机上的安装位置与要求机翼舱多发活塞飞机发动机短舱发动机舱轻型单发飞机发动机舱航空活塞发动机的安装位置（一）固定翼飞机上的安装位置与要求固定翼飞机上，航空活塞发动机通常安装在机翼的前缘部分，这样可以降低飞机的重心，提高飞行稳定性。在安装过程中，需要确保发动机的轴线与飞机的纵向轴线重合，以确保发动机的稳定运行。此外，还需注意发动机的散热问题，确保足够的通风散热。航空活塞发动机的安装位置（一）固定翼飞机上的安装位置与要求星型发动机采用QECA组件（快速发动机更换组件），由进气斗、整流罩鱼鳞片组件、发动机整流罩、整流罩支撑环、发动机安装架、发动机及其附件组成。航空活塞发动机的安装位置发动机架航空活塞发动机的安装位置减震装置还能使传到飞机上去的冲击频率降低，消除共振现象产生。还可以减轻疲劳载荷，且消除振动引起的操作人员不适的感觉。结构：水平对置式发动机一般采用圆管式减震装置注意：防止汽油和滑油沾上去。航空活塞发动机的安装位置发动机架航空活塞发动机的安装位置QECA的分开点a）装上吊舱后；（b）已拆下的短舱快速发动机更换组件（QECA）的分开点，含防火墙和断开接头航空活塞发动机的安装位置（二）直升机上的安装位置与要求在直升机上，航空活塞发动机通常安装在主旋翼轴的前方或后方。安装时，应确保发动机的轴线与直升机纵向轴线重合，同时考虑发动机的散热和排气问题。在直升机上，发动机的排气通常会通过一个特殊的排气系统引导至机身外部，以降低噪音和热量对乘员和环境的影响。航空活塞发动机的安装位置（三）航空活塞发动机的日常维护1.定期检查定期对航空活塞发动机进行检查，确保发动机处于良好状态。2.更换润滑油定期更换航空活塞发动机的润滑油，以保证发动机内部各部件的正常润滑。3.检查燃油系统定期检查航空活塞发动机的燃油系统，确保燃油泵、燃油滤清器等部件工作正常。航空活塞发动机的安装位置（三）航空活塞发动机的日常维护4.检查冷却系统检查发动机的冷却系统，确保水泵、风扇、散热器等部件工作正常。5.检查点火系统检查航空活塞发动机的点火系统，包括火花塞、高压线、点火器等部件。航空活塞发动机的安装位置（四）典型工作任务01.发动机安装（前）的检查（1）检查发动机安装螺栓是否紧固，确保发动机稳定安装在飞机上。（2）检查发动机与飞机其他部件的连接是否正常，如皮托管、油门杆等。（3）检查发动机进气道和排气道是否通畅，无异物堵塞。航空活塞发动机的安装位置（四）典型工作任务01.发动机安装（前）的检查（4）检查发动机冷却系统，确保radiator（散热器）清洁且水流畅通。（5）检查发动机燃油系统，确保燃油泵、燃油喷射器等部件工作正常。（6）检查发动机点火系统，确认火花塞、高压线等部件无损坏。航空活塞发动机的安装位置（四）典型工作任务02.发动机的试车检查（1）启动发动机，观察转速表、油压表、水温表等仪表是否正常。（2）检查发动机怠速转速是否稳定，无异常抖动。（3）检查发动机加速反应，确认转速提升顺畅。（4）检查发动机刹车系统，确保刹车效果良好。（5）检查发动机在各种油门位置下的运转情况，确认无异常。（6）模拟飞行过程中可能遇到的情况，如急加速、减速等，观察发动机反应。航空活塞发动机的安装位置（四）典型工作任务03.发动机气缸的拆卸、安装与检查（1）拆卸发动机气缸，检查气缸壁、活塞环等部件是否有磨损、损坏。（2）检查气缸内是否有异物，如积碳、金属屑等。（3）检查活塞、活塞环、曲轴等部件的磨损情况。（4）清洗气缸内外表面，确保无油污、水垢等。（5）安装气缸，按照顺序依次安装活塞、活塞环等其他部件。（6）检查气缸密封性，确认无泄漏。航空活塞发动机的安装位置（四）典型工作任务04.发动机的油封与启封（1）检查发动机油封部位，如油封、油封座等，确认无损坏。（2）更换发动机油封，确保油封质量合格。（3）检查发动机润滑系统，确保油路畅通、油压正常。（4）启动发动机，观察油压表，确认润滑系统工作正常。（5）检查发动机油底壳，确保无泄漏、无异物。（6）定期更换发动机油，保持润滑系统清洁。航空活塞发动机的安装位置（五）航空活塞发动机的典型故障排除01.发动机不能启动故障原因电池电量不足、点火系统故障、燃油系统故障等。排除方法检查电池充电情况，更换火花塞、高压线等点火系统部件，检查燃油泵、燃油滤清器等燃油系统部件。02.发动机功率不足故障原因空气滤清器堵塞、燃油滤清器堵塞、发动机内部部件磨损等。排除方法更换空气滤清器、燃油滤清器，检查发动机内部部件磨损情况，必要时进行维修或更换。航空活塞发动机的安装位置（五）航空活塞发动机的典型故障排除03.发动机过热故障原因冷却系统故障、发动机内部部件磨损、点火系统故障等。排除方法检查冷却系统部件，如水泵、风扇、散热器等，修复或更换故障部件；检查点火系统部件，确保正常工作。04.发动机异响故障原因发动机内部部件磨损、曲轴轴承磨损、连杆轴承磨损等。排除方法检查发动机内部部件，修复或更换磨损部件。通过以上日常维护和故障排除方法，可以保证航空活塞发动机在固定翼飞机和直升机上的稳定运行。在实际操作过程中，还需结合发动机的使用说明书，遵循相关规定进行维护和排除故障。航空活塞发动机的安装位置ENGINE模块一航空活塞发动机直升机发动机原理与构造1.6.1罗宾逊R22/R44直升机动力装置讲解HELICOPTER罗宾逊R22和R44直升机是美国罗宾逊直升机公司生产的两款轻型直升机，广泛应用于民用、农业、航空摄影等领域。其中，R22是一款双座直升机，R44是一款四座直升机。这两款直升机在我国也有一定的市场占有率，因此，了解它们的动力装置对于飞行员和维修人员来说具有重要意义。美国罗宾逊直升机公司官方网址：（Home-RobinsonHelicopterCompany）/R22直升机基本参数制造商罗宾逊公司制造数量4484架以上生产年限1979年至今机身长度8.76米机身高度2.67米旋翼直径7.67米乘员1人空重379千克最大起飞重量621千克最大速度190千米/时最大航程592千米最大升限4267米罗宾逊R22/R44直升机动力装置讲解R44直升机基本参数